Fosfor i den menneskelige krop: værdien, indvirkning

Biokemi - biologi, der studerer den kemiske sammensætning af de enkelte celler og organismen som helhed. Det er kendt, at næsten 98% af celleindholdet indbefatter oxygen, carbon, nitrogen og hydrogen. Disse kemikalier kaldes organogene. 1,8% er kalium, natrium, magnesium, chlor og phosphor. Hos mennesker er de en del af de mineralske salte og har form af enkle eller komplekse ioner giver den normale metabolisme reaktioner. For eksempel den store forbindelse af cellerne, der er ansvarlige for overførsel af genetiske træk - nukleinsyrer - omfatter anioner er anioner af phosphorsyre.

ATP molekyle på hvilken software celle energi omfatter også phosphorioner. I denne artikel præsenterer vi eksempler, der bekræfter den vigtige rolle af fosfor i den menneskelige krop og dens virkninger på stofskiftet.

Kovalente polære obligationer og deres værdi

Grundlaget struktur af organiske stoffer, der udgør levende materiale er det molekylernes evne til at danne en bestemt type kemisk binding. Det kaldes polær kovalent og opstå mellem ikke-metalatomer, bestemmer de grundlæggende egenskaber af kemiske forbindelser. Biokemi, undersøge strukturen af molekyler af stoffer i planteceller, svampe, dyr, indstille deres kemiske sammensætning. Det viste sig, at ud over nitrogen, carbon, oxygen, og de indeholder phosphor. Hos mennesker er det ikke findes i den frie tilstand, da det er meget giftigt. Derfor, i levende systemer element har form af anioner meta-, ortho- eller pyrophosphorsyre, som har evnen til at danne bindinger med metalkationer. I hvilke stoffer kan de mødes celler?

Phosphor i komplekse organiske molekyler

Proteiner skeletsystemet, hormoner, vitaminer og lipider til dannelse af en phosphorholdig kompleks ioner komplekse forbindelser. Hos mennesker er der komplekse forbindelser - og fosfoproteidy phospholipider, fyldes op molekylerne af biologisk aktive stoffer - enzymer og steroider. Polære kovalente bindinger i DNA og RNA nukleotider tillade dannelse af phosphodiesterbindinger i nukleinsyrekæder. Hvorfor behovet for fosfor i kroppen, og hvad er funktioner i stofskiftet? Lad os først overveje sagen på celleniveau i organisationen.

Sted fosfor i grundstofsammensætningen af celler

Ifølge indholdet i cytoplasmaet og organeller (0,2-1%), ikke-metal er i fjerde sted efter organogene elementer. Mest mættet lokomotorisk phosphorforbindelser celler - osteocytter, dentalt væv stof - dentin. Stor er deres indhold i neuroner og glia, der udgør nervesystemet. Phosphoratomer indeholdt i membranproteiner, nukleinsyrer og energi stoffer - adenosintriphosphat ATP og reduceret form nikotinamiddinukleotidfosfata - NADP × _H2. Som vi ser i den menneskelige krop fosfor findes i alle vitale strukturer: celler, væv, fysiologiske systemer.

Det er kendt, at niveauet af cellehomøostase, som er åben biologiske system afhænger af koncentrationen af forskellige ioner i det intercellulære fluid og hyaloplasm. Hvad er den funktion af fosfor i opretholdelsen af et konstant indre miljø i den menneskelige krop?

Puffersystemet

På grund af egenskaben gennem den ydre semipermeable membran ind i cellen konstant modtager forskellige stoffer, kan høj koncentration påvirke dets aktivitet. At neutralisere overskud af toksiske ioner, cytoplasmaet, sammen med kationer af natrium, kalium, calcium, indeholder sure rester carbonat, sulfit, og phosphorsyrer. De er i stand til at reagere med et overskud af ioner fanget i et bur, og styre konsistensen af intracellulære indhold. Puffersystemet undtagen ioner af svage syrer, nødvendigvis anioner HPO ₄ ^2- og H ₂ PO ₄ ^- indeholder phosphor. Hos mennesker er det sammensat af en buffer system giver det fysiologisk normale metaboliske reaktioner på celleniveau.

oxidativ phosphorylering

Opdelingen af organiske forbindelser i cellen kaldes aerob respiration. Mødestedet - mitokondrierne. På de indre folder - cristae organeller - beliggende enzymer komplekser. For eksempel omfatter ATPase systemet molekuly- elektronbærere. På grund af reaktioner katalyseret af enzymer fra ADP og frie phosphorsyre-molekyler syntetiserede ATP - Universal agent energiceller forbruges ved reproduktion, vækst, bevægelse. Dens dannelse kan repræsenteres i en forenklet reaktionsskema: F = ADP + ATP. Derefter adenosintriphosphat molekyler ophobes i cytoplasmaet. De tjener som en energikilde til mekanisk arbejde, for eksempel i det muskulære system, og i reaktionerne ifølge den plast udveksling. Derfor er fosfor i den menneskelige krop spiller en central rolle i energi metabolisme.

Phosphodiesterbindinger arvelighed molekyler

Højt atomart fosforindhold registreres i cellekernen, som en del af elementet af nukleinsyrer. Åbnede i det 19. århundrede schweiziske videnskabsmand F. Miescher, de er biopolymerer bestående af monomerer og - nukleotider. Phosphor er til stede både i purin- og pyrimidinbaser, og forbindelserne danner kæden RNA og superhelix DNA. Monomererne med nukleinsyrerne stand til at danne en polymer struktur ved at producere kovalente bindinger mellem pentose rester og phosphorsyre liggende tilstødende nukleotider. De kaldes phosphodiester. Nedbrydning af DNA og RNA molekyler, der forekommer i humane celler udsat for hård gammastråling eller giftige stoffer på grund af forgiftning skyldes brud af phosphodiesterbindinger. Det fører til celledød.

biologiske membraner

Struktur definerer et indre indholdet af cellen, og er sammensat af fosfor. Hos mennesker op til 40% efter tør vægt falder på forbindelser indeholdende phospholipider og fosfoproteidy. De er de vigtigste komponenter i membranlaget, hvori der er også substanser, såsom proteiner og kulhydrater. Højt indhold af phosphor er typisk for shell neurocytter og processer - dendritter og axon. Phospholipider membraner giver plasticitet, og takket være kolesterolmolekyler og endda styrke. De spiller også rollen som sekundære budbringere - signalmolekyler, der er aktivatorer af effektor proteiner involveret i nerveimpuls.

Biskjoldbruskkirtlerne og deres rolle i fosfor stofskifte

Lignende ært liggende på begge kamre af skjoldbruskkirtlen og med en vægt på 0,5-0,8 g hver, biskjoldbruskkirtlen at udskille parathyroidhormon. Det regulerer udveksling af elementer såsom calcium og fosfor i kroppen. Funktionerne er som deres virkninger på osteoblaster og osteocytter - knogleceller, som er påvirket af hormon begynder at udskille salt af phosphorsyre i den ekstracellulære væske. Når hyperfunktion af biskjoldbruskkirtlerne af menneskeknogler mister styrke, blødgøre og nedbryde, fosforindholdet i dem falder kraftigt. På dette tidspunkt, en øget risiko for brud på rygsøjlen, bækken og hofter, der truer patientens liv. Samtidig stigende mængder af calcium. Dette fører til hypercalcæmi med symptomer på perifere nerver og fald skeletmuskulaturen tone. PTH virker på nyrerne, hvilket reducerer reabsorption phosphorsalte fra den primære urin. Forøgelse af phosphatindholdet i nyrevæv forårsager hyperphosphaturia og calculusdannelse.

Mineralsammensætningen ifølge knoglevæv

Af hårdhed, styrke og elasticitet i støttesystemet afhænger af den kemiske sammensætning af knogleceller. Osteocytter indeholder som organiske forbindelser, fx benbrusk protein og uorganiske stoffer, der indeholder phosphatsalte calcium og magnesium. Med alderen, en person af mineralske komponenter såsom hydroxylapatit i osteocytter og osteoblaster øges. Unormal knoglemineralisering, ophobning af calciumsalte og overskydende fosfor i kroppen fører til tab af elasticitet og styrke af skelettet, så ældre mennesker ofte er i fare for skader og brud.

Omdannelse af phosphorforbindelser i den menneskelige krop

Den største fordøjelseskanalen kirtel i det menneskelige legeme - leveren - har spillet en ledende rolle i veksel- reaktioner af phosphorholdige forbindelser. Parathyroidhormon og vitamin D også bidrage til disse processer. Det daglige behov for voksne element er 1,0-2, 0 g, for børn og teenagere - 2,5 Fosfor i form af letfordøjelige salte samt i komplekser med proteiner og kulhydrater i den menneskelige krop kommer fra fødevarer.

De er fulde af solsikkefrø, græskar, hamp. I fødevarer af animalsk oprindelse meget fosfor i kyllingelever, oksekød, hård ost, fisk. Overskydende phosphor i kroppen kan skyldes lidelser reabsorbtsionnoy nyrefunktion, misbrug vitaminer, calciummangel i fødevarer. Den negative effekt af phosphor på den menneskelige krop er primært manifesteret i læsionen af det kardiovaskulære system, nyre og knogle apparat og kan indikere en alvorlig stofskiftesygdomme.