Влияние фосфора на организм человека: Влияние фосфатов на организм человека, польза и вред – Alfa Prof – Estel

Содержание

Влияние фосфатов на организм человека, польза и вред

Содержание:

1. Общие сведения о фосфатах и пирофосфатах

2. Физиологическая роль фосфатов и пирофосфатов в организме и жизнедеятельности

3. Негативное влияние фосфатов и пирофосфатов на организм

1. Общие сведения о фосфатах и пирофосфатах.

Фосфатами называются соли или эфиры фосфорных кислот. По количеству атомов фосфора различают ортофосфаты (соли и эфиры ортофосфорной кислоты) и конденсированные фосфаты.

Ортофосфаты содержат один атом фосфора, например ортофосфат калия – K₃PO₄, метилфосфат – (CH₃O)P(O)(OH)₂ . Ортофосфорная кислота H₃PO₄ является трехосновной, соответственно образует три ряда фосфатов: средние или нормальные фосфаты (Na₃PO₄), гидрофосфаты (Na₂HPO₄), и дигидрофосфаты (NaH₂PO₄). Большинство средних солей труднорастворимы или нерастворимы в воде.

Наиболее растворимыми являются дигидрофосфаты.

Конденсированные фосфаты содержат более одного атома фосфора и образуют связи типа P-O-P. Примером конденсированных фосфатов являются соли и эфиры пирофосфорной кислоты – пирофосфаты, имеющие в своём составе анион P₂O₅^2-. Ортофосфаты получают воздействием ортофосфорной кислоты на щелочи. Пирофосфаты можно получить нагреванием фосфатов. Природные запасы фосфатов представлены крупными месторождениями апатитов и фосфоритов.

Фосфаты проявляют характерные для всех солей химические свойства. При нагревании выше 2000 ºС разлагаются на оксиды. Безводные соли стабильны при нагревании до температуры плавления.

В данной статье мы рассмотрим влияние и биологическую роль орто- и пирофосфатов в организме человека.

2. Физиологическая роль фосфатов и пирофосфатов в организме и жизнедеятельности.

Фосфор является ценным питательным элементом для растительных организмов, поэтому растворимые фосфаты широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрений.

Минеральное удобрение «суперфосфат», активно применяемое как в промышленном масштабе, так и в частных садово-огородных хозяйствах, содержит дигидрофосфат кальция. Так же широко используется удобрение «аммофос», которое представляет собой смесь гидро- и дигидрофосфата аммония.

Фосфор, который содержится в орто- и пирофосфатах является важнейшим биогенным элементом. Без него невозможен синтез белков и нуклеиновых кислот. Кроме того фосфор принимает непосредственное участие в процессе фотосинтеза.

Его содержание в животном организме составляет 1% по массе. Более 85% биологического фосфора содержится в костной ткани в виде фосфата кальция, в зубах – в виде гидроксиапатита Ca₅(PO₄)₃OH и фторапатита Ca₅(PO₄)₃F. Фосфор также входит в состав важнейших нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), клеточных мембран, сложных эфиров глюкозы. Органические фосфаты в процессе ферментативных реакций участвуют в синтезе молекул АТФ и АДФ (аденезинтрифосфат и аденезиндифосфат).

АТФ и АДФ являются конденсированными органическими фосфатами и играют важнейшую роль в энергетическом обмене и в биохимических процессах всех живых организмов. В эритроцитах и в плазме крови постоянно сосредоточены гидрофосфаты и дигидрофосфаты Они играют ключевую роль и в поддержании рН крови организма на постоянном уровне.

Биохимическая значимость соединений фосфора в организме определяется свойствами фосфорных кислот и их солей. Неорганические фосфаты поступают в организм извне, в то время как органические могут образовываться в организме в результате биологических преобразований. В частности, эфиры фосфорных кислот синтезируются в организме в результате ферментативного фосфорилирования различных биосубстратов, которые без этого не могут быть использованы клетками как источники энергии. Биосубстрат – это какое либо вещество, участвующее в ферментативном обмене и преобразуемое в один или несколько конечных продуктов.

В основе энергетического обмена в живых организмах лежат реакции гидролиза АТФ и АДФ, которые сопровождаются выделением большого количества энергии.

АТФ + H₂O → АДФ + H₃PO₄ ,ΔGº = -36.1 кДж*моль^-1
АТФ + H₂O → АМФ + H₃PO₄ ,ΔGº = -29,4 кДж*моль^-1

Для обеспечения организма взрослого мужчины химической энергией необходимо в общем 30 грамм АТФ. Это количество постоянно расходуется и восполняется. Реакции гидролиза и ресинтезирования АТФ из АДФ и фосфата, должны произойти в течение суток десятки тысяч раз. Таким образом, фосфатные группы АТФ непрерывно обмениваются на ортофосфат-ионы внутриклеточной жидкости. В этом состоит основная суть фосфорно-энергетического обмена в живых организмах.

Также необходимо помнить, что помимо участия в энергетическом обмене в роли переносчика энергии для обеспечения процессов биосинтеза, мышечных сокращений и других процессов, АТФ является биосубстратом для дальнейшего синтеза нуклеиновых кислот.

Фосфатные группы биологических полифосфатов, таких как АТФ и АДФ, в условиях организма находятся почти полностью в ионизированном состоянии. Также почти полностью ионизированы в организме фосфатные группы нуклеиновых кислот и других органических фосфатов. Поскольку такие анионы являются сильными лигандами, то и комплексы они образуют преимущественно с сильными комплексообразователями. В связи с этим во внутриклеточных жидкостях постоянно присутствуют магниевые комплексы АТФ и АДФ, являющиеся активной формой АТФ. Нуклеиновые кислоты преимущественно активируются за счет образования комплексов калия и магния.

Нормы потребления фосфора сильно различаются в зависимости от возраста человека:
– для взрослого норма составит около 2000 г;
– для беременных и кормящих женщин – 1000 мг;
– для детей от 7 лет – 1200 мг;
– для дошкольников 700-800 мг;
– для грудных детей 300-500 мг.

Наиболее биологически доступной формой соединений фосфора являются водорастворимые фосфаты. Примерно 70-75% фосфора усваиваются при прохождении по желудочно-кишечному тракту, причем степень его абсорбции снижается при совместном употреблении пищи с содержанием ионов кальция, магния, бария и железа. Абсорбции фосфатов способствует потребление с пищей жирных кислот, витамина D, а так же синергистов фосфора – калия и марганца. Синергизм микроэлементов – это комплексное действие, при котором достигается усиление положительного влияния микроэлемента на организм.

Обмен фосфора в организме тесно взаимосвязан с кальциевым обменом: при росте содержания кальция в крови, снижается содержание неорганических фосфатов.

В организм человека фосфор в виде различных фосфатов поступает, в основном, с продуктами питания. Однако скорость и степень его усваиваемости у продуктов весьма разнится. Наиболее биодоступным является фосфор, содержащийся в морепродуктах – он усваивается на 99%. Из злаков и бобовых организм усваивает около 20% содержащихся фосфатов, из фруктов – около 10%. Такая разница обуславливается тем, что фосфаты могут содержаться в продуктах питания в нерастворимой и труднорастворимой форме.

Примерное количество фосфатовв пищевых продуктах:
Продукт	Количество, мг на 100 г продукта
Сушеные лесные грибы	1750
Тыквенные семена	1233
Пшеничные отруби	950
Кунжут	720
Желток куриного яйца	550
Говяжья печень	500
Карп	530
Сардина	490
Икра красная	490
Фасоль	480

3. Негативное влияние фосфатов и пирофосфатов на организм.

Известно, что загрязнение поверхностных вод биогенными элементами наиболее интенсивно происходит в районах с развитым сельским хозяйством, что связано с “увлечением” удобрениями.

Общемировая тенденция целенаправленной фосфатизации почв имеет две стороны: с одной, фосфора, необходимого для успешных сельскохозяйственных работ, в почве недостаточно, поэтому приходится вносить при посадке растений фосфатные удобрения в количестве до 20 млн. тонн в год. С другой стороны, большая часть производимых фосфатов смывается с поверхностным стоком в русла рек и далее выносится в мировой океан.

Согласно американским исследованиям, только 1/10 часть фосфора, полезно используется при выращивании кормов и скота. Из общего количества фосфатов, вносимых при сельхозработах 3/10 остается в почвах, а 6/10 поступает со стоками в водоемы. Фосфор, содержащийся в фосфатах, является ключевым элементом для активного развития водорослей.

Попадание фосфатов в водоемы приводит к процессу эвтрофикации – насыщению вод биогенными элементами, сопровождающийся резким нарушением в равновесии различных видов флоры и фауны. Бесконтрольная антропогенная эвтрофикация может приводить к появлению в воде цианобактерий, которые в процессе жизнедеятельности производят токсины опасные для людей и животных, а так же приводит к недостатку кислорода, что провоцирует падеж рыб.

Крайне важно контролировать применение фосфатных удобрений в сельском хозяйстве. Однако и промышленно-бытовые стоки вносят весомую долю загрязнений. Фосфаты могут присутствовать в сточных водах предприятий химической, металлургической промышленности, пищевой, рыбообрабатывающей и легкой промышленности. PO43- применяются в качестве смягчающих воду агентов в моющих средствах, в пищевой промышленности в качестве разрыхлителя, консервантов (Е340, Е451). Фосфаты могут содержаться и в стоках гальванических производств, попадая туда от линий обезжиривания, фосфатирования, травления и ряда других.

Важно применять современные и эффективные методы очистки бытовых и промышленных сточных вод от фосфатов.

На сегодняшний день наиболее распространен избыток фосфатов в рационе человека, нежели его недостаток. Несмотря на то, что фосфор является неотъемлемым участником энергетического обмена и биохимических процессов в целом, превышение его содержания в тканях и органах обладает широким спектром негативных эффектов.

В основном, вывод фосфора из организма осуществляется почками. Типичным для хронической болезни почек (ХБП) является нарушение минерального обмена, что характеризуется задержкой в организме избытка неорганических фосфатов. При развитии дисфункции почек возникают общие изменения в организме, которые схожи с признаками преждевременного старения. Концентрация фосфора в организме имеет тенденцию к постоянному накоплению, соответственно обсуждаемые риски имеют значение не только для людей с уже диагностированной дисфункцией почек, но и в условиях избыточного пищевого потребления фосфора.

Кроме того, превышение содержания P в сыворотке крови связано с клиническими проявлениями сердечно-сосудистых заболеваний: кальцификацией сосудов и клапанов (КС), гипертрофией миокарда. Кальцификация – внутренняя минерализация сосудов и клапанов, вызывает сужение просвета и нарушение общего кровоснабжения. КС является существенным фактором риска смертности у больных с дисфункцией почек. На преддиализных стадиях ХБП повышение концентрации фосфора на 1 мг/л плазмы сопровождалось увеличением риска инфаркта миокарда на 35%.

Также важно знать о серьезном детском заболевании, связанном с нарушением обмена фосфора в организме – детский фосфат-диабет (гипофосфатемический рахит с фосфатурией). Это серьезное заболевание характеризуется избыточной потерей фосфатов с мочой, опосредованным возникновением дефицита фосфатов в сыворотке крови (меньше 0,8 ммоль/л), рахитом. Заболевание требует пожизненной терапии и не имеет, в настоящее время, методов консервативного и оперативного лечения.

Некоторые фосфаты, а особенно органические, являются весьма токсичными веществами.

Рассмотрим клинические признаки отравления PO₄^3-:

При пероральном введении могут вызывать спазм гладкой мускулатуры. Спазм бронхов, вплоть до обструкции, ЖКТ.
Вызывают резкое усиление секреции желез (слюнных, бронхиальных рецепторов, потовых желез).
Могут вызывать резкое падение артериального давления и пульса.
Вызывают судороги периферических мышц.
Обладают ярко выраженной нейротоксичностью, сопровождающейся потерей сознания, прогрессирующим параличом нижних конечностей.

Смертельная доза фосфатов для взрослого человека составляет около 1 г на килограмм массы тела.

Оцените статью. Всего 1 клик!

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО “НПП Электрохимия”. Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://zctc.ru обязательно.

О негативном влиянии синтетических моющих средств, содержащих фосфаты, на здоровье человека и окружающую среду

На сегодняшний день фосфаты (соли фосфорных кислот) широко используются в синтетических моющих средствах.

Ежедневно на очистные сооружения канализации поступает до 120 тыс. м³стоков с содержанием фосфатов – около 9 мг/л. 50-70% из них – это фосфор из фосфатных компонентов синтетических моющих средств, а также смачивающих, эмульгирующих, дезинфицирующих препаратов, широко применяемых в быту и промышленности. Сточные воды с высоким содержанием фосфора, сбрасываемые в водоемы, наносят вред экологии: поступление большого количества фосфора и азота в водные объекты приводит к их насыщению биогенными элементами, то есть – эвтрофикации. В результате чего начинается активное размножение хлорококковых водорослей и цианобактерий, вызывающих цветение воды. Именно во время цветения воды значительно повышается уровень ее рН, и падает концентрация растворенного кислорода. Цианобактерии в процессе жизнедеятельности выделяют нейро- и гепатотоксины, которые угнетают беспозвоночных, рыб и других гидробионтов, а у людей вызывают заболевания центральной нервной системы и печени. Особенно токсичен микроцистис, яды которого в 10000 раз токсичнее цианидов. При этом нельзя забывать, что растворенный фосфор является основным веществом, лимитирующим развитие водорослего цветения в водоеме. Удаление избытка растворимых соединений фосфора из сточных вод перед сбросом их в водоемы – необходимое условие для профилактики цветения водоемов.

Попадая через кожу человека в кровь, фосфаты могут изменять в ней содержание гемоглобина, вызывать изменение плотности сыворотки крови, содержание в ней белка. При попадании избыточного количества фосфатов в организм может нарушаться функционирование печени, почек, скелетных мышц, что приводит к опасным нарушениям обмена веществ и обострению хронических заболеваний.

Загрязнение питьевой воды токсинами цианобактерий приводит к невынашиванию беременности и врожденным травмам, повышению заболеваемости и снижению продолжительности жизни. В высоких дозах фосфаты приводят к гендерно ориентированной онкопатологии.

Кроме того, фосфаты, попадая на кожу людей при купании в загрязненных водоемах или с поверхности недостаточно выполосканных тканей, могут вызывать аллергию и различные болезни кожи – дерматозы.

Еще одно важное наблюдение: фосфаты усиливают токсическое действие на человека и без того агрессивных анионных поверхностно-активных веществ (далее – а-ПАВ), которые также входят в состав синтетических моющих средств и сохраняются на простиранном белье даже после десятикратного полоскания в горячей воде.

Высокие концентрации а-ПАВ сохраняются на хлопковых, шерстяных и полушерстяных тканях до четырех суток, в течение которых сохраняется и большая вероятность интоксикации организма человека, особенно в детском возрасте.

Как защитить себя и своих близких от негативного влияния фосфатов:

1. Исключить контакт незащищенных рук и других частей тела с раствором порошка.

2. Тщательно (больше 8-ми раз) полоскать постиранные вещи в горячей воде, так как в холодной фосфаты с ПАВ практически не выполаскиваются.

3. Находиться как можно меньше времени в помещении, где стирается белье, а также проветривать при этом квартиру.

4. После стирки проводить влажную уборку в квартире.

5. После стирки тщательно вымыть руки в большом количестве теплой воды.

6. Использование экологически «мягких» и щадящих организм бесфосфатных порошков с пониженным содержанием ПАВ снижает риск возникновения аллергических реакций и других нарушений состояния здоровья человека. Содержание ПАВ в этих порошках значительно снижено, а фосфатов, хлора и других вредных добавок вообще нет. Кстати, моющие свойства у этих порошков не уступают порошкам с высоким содержанием фосфатов и ПАВ, а негативное влияние на организм практически отсутствует. После стирки с бесфосфатным порошком на ткани, как правило, почти все остатки стирального порошка сами собой отделяются, поэтому полоскать много раз вещи не нужно. Особенно это важно для детского белья.

Фосфор в организме человека: значение, влияние

Биохимия – раздел биологии, изучающий химический состав как отдельных клеток, так и всего организма в целом. Известно, что почти 98 % клеточного содержимого включают атомы кислорода, углерода, азота и водорода. Эти химические элементы называются органогенными. 1,8 % приходится на калий, натрий, магний, хлор, фосфор. В организме человека они входят в состав минеральных солей и имеют вид простых или сложных ионов, обеспечивая нормальное протекание реакций обмена веществ. Например, важнейшие соединения клетки, отвечающие за передачу наследственных признаков – нуклеиновые кислоты, – содержат анионы кислотных остатков ортофосфорной кислоты.

В молекулы АТФ, от которых зависит обеспечение клеток энергией, также входят фосфорсодержащие ионы. В данной статье мы приведем примеры, подтверждающие важную роль фосфора в организме человека и его влияние на обмен веществ.

Ковалентные полярные связи и их значение

В основе строения органических веществ, составляющих живую материю, лежит способность их молекул образовывать определенный тип химической связи. Она называется ковалентной полярной и, возникая между атомами неметаллов, обуславливает основные химические характеристики соединений. Биохимия, изучая состав молекул веществ, входящих в клетки растений, грибов, животных, установила их химический состав. Оказалось, что, кроме азота, углерода, кислорода, в них входит и фосфор. В организме человека он не встречается в свободном состоянии, так как является высокотоксичным веществом. Поэтому в живых системах элемент имеет форму анионов мета-, орто- или пирофосфорной кислоты, которые имеют способность к образованию связей с катионами металлов. В каких же веществах клетки они могут встречаться?

Фосфор в составе сложных органических молекул

Белки костной системы, гормоны, витамины и липиды образуют с фосфорсодержащими сложными ионами комплексные соединения. В организме человека присутствуют сложные соединения – фосфолипиды и фосфопротеиды, входящие в состав молекул биологически активных веществ – ферментов и стероидов. Ковалентные полярные связи в нуклеотидах ДНК и РНК обеспечивают образование фосфодиэфирных связей в цепях нуклеиновых кислот. Для чего нужен фосфор в организме человека и каковы его функции в обмене веществ? Сначала рассмотрим этот вопрос на клеточном уровне организации.

Место фосфора в элементном составе клетки

По содержанию в цитоплазме и органеллах (0,2-1 %), неметалл находится на четвертом месте после органогенных элементов. Наиболее насыщены соединениями фосфора клетки опорно-двигательной системы – остеоциты, вещество зубной ткани – дентин. Велико их содержание в нейронах и нейроглии, из которых состоит нервная система. Атомы фосфора содержатся в мембранных протеинах, нуклеиновых кислотах и энергоемких веществах – аденозинтрифосфорной кислоте АТФ и в восстановленной форме никотинамиддинуклеотидфосфата – НАДФ×Н₂. Как видим, в организме человека фосфор содержится во всех жизненно значимых структурах: клетках, тканях, физиологических системах.

Известно, что уровень гомеостаза клетки, являющейся открытой биологической системой, зависит от концентрации различных ионов в гиалоплазме и межклеточной жидкости. Какова же функция фосфора в поддержании постоянства внутренней среды организма человека?

Буферная система

Благодаря свойству полупроницаемости через наружную мембрану в клетку постоянно поступают различные вещества, высокая концентрация которых может отрицательно сказаться на ее жизнедеятельности. Чтобы нейтрализовать избыток токсичных ионов, цитоплазма, вместе с катионами натрия, калия, кальция, содержит кислотные остатки карбонатной, сульфитной и фосфорной кислот. Они способны вступать в реакции с избытком ионов, попавших в клетку, и контролировать постоянство внутриклеточного содержимого. Буферная система, кроме ионов слабых кислот, обязательно включает анионы НРО₄^2- и Н₂РО₄^–, содержащие фосфор. В организме человека он в составе буферной системы обеспечивает физиологически нормальное протекание реакций обмена веществ на клеточном уровне.

Окислительное фосфорилирование

Расщепление органических соединений в клетке носит название аэробного дыхания. Место его проведения – митохондрии. На внутренних складках – кристах органелл – расположены комплексы ферментов. Например, система АТФ-аза содержит молекулы- переносчики электронов. Благодаря реакциям, катализируемым с помощью ферментов, из АДФ и свободных молекул фосфорной кислоты синтезируется АТФ – универсальное энергетическое вещество клеток, расходуемое на их размножение, рост, движение. Его образование можно представить в виде упрощенной схемы реакции: АДФ + Ф = АТФ. Затем молекулы аденозинтрифосфорной кислоты аккумулируются в цитоплазме. Они служат источником энергии для совершения механической работы, например, в мышечной системе и в реакциях пластического обмена. Следовательно, фосфор в организме человека играет ведущую роль в процессах обмена энергии.

Фосфодиэфирные связи молекул наследственности

Высокое содержание атомарного фосфора регистрируется в клеточном ядре, так как элемент входит в состав нуклеиновых кислот. Открытые еще в 19 веке швейцарским ученым Ф. Мишером, они представляют собой биополимеры и состоят из мономеров – нуклеотидов. Фосфор присутствует как в самих пуриновых и пиримидиновых основаниях, так и в связях, формирующих цепи РНК и суперспираль ДНК. Мономеры нуклеиновых кислот способны образовывать полимерные структуры благодаря возникновению ковалентных связей между пентозой и остатками фосфорной кислоты рядом лежащих нуклеотидов. Они называются фосфодиэфирными. Деструкция молекул ДНК и РНК, возникающая в клетках человека под воздействием жесткого гамма-излучения или вследствие отравления токсичными веществами, происходит по причине разрыва фосфодиэфирных связей. Она приводит клетки к гибели.

Биологические мембраны

Структуры, ограничивающие внутреннее содержимое клетки, также имеют в своем составе фосфор. В организме человека до 40 % сухой массы тела приходится на соединения, содержащие фосфолипиды и фосфопротеиды. Они являются главными компонентами мембранного слоя, в котором присутствуют еще и такие вещества, как белки и углеводы. Высокое содержание фосфора характерно для оболочек нейроцитов и их отростков – дендритов и аксона. Фосфолипиды придают мембранам пластичности, а благодаря наличию молекул холестерина еще и прочности. Они также играют роль вторичных посредников – сигнальных молекул, являющихся активаторами эффекторных белков, участвующих в проведении нервного импульса.

Паращитовидные железы и их роль в обмене фосфора

Похожие на горошины, лежащие на обеих долях щитовидной железы и имеющие вес по 0,5-0,8 г каждая, околощитовидные железы секретируют паратгормон. Он регулирует обмен таких элементов, как кальций и фосфор, в организме человека. Функции их заключаются в воздействии на остеоциты и остеобласты – клетки костной системы, которые под влиянием гормона начинают выделять соли фосфорной кислоты во внеклеточную жидкость. При гиперфункции паращитовидных желез кости человека теряют прочность, размягчаются и разрушаются, содержание фосфора в них резко падает. В это время повышается риск переломов позвоночника, костей таза и бедра, угрожающих жизни больного. Одновременно возрастает количество кальция. Это приводит к гиперкальциемии с симптомами поражения периферических нервов и падения тонуса скелетных мышц. Паратгормон действует и на почки, уменьшая реабсорбцию солей фосфора из первичной мочи. Повышение содержания фосфатов в тканях почек служит причиной гиперфосфатурии и образования камней.

Минеральный состав костной ткани

Твердость, прочность и эластичность опорной системы зависит от химического состава клеток костной ткани. Остеоциты содержат как органические соединения, например белок оссеин, так и неорганические вещества, содержащие фосфорнокислые соли кальция и магния. С возрастом у человека количество минеральных компонентов, таких как гидроксилапатиты, в остеоцитах и остеобластах возрастает. Аномальная минерализация костной ткани, накопление солей кальция и избыток фосфора в организме человека приводят к потере эластичности и прочности всех отделов скелета, поэтому пожилые люди чаще подвергаются опасности травм и переломов.

Превращение соединений фосфора в организме человека

Самая крупная пищеварительная железа в организме человека – печень – играет ведущую роль в реакциях обмена фосфорсодержащих веществ. Гормоны околощитовидной железы и витамин Д также влияют на эти процессы. Суточная потребность элемента для взрослых составляет 1,0-2, 0 грамма, для детей и подростков – до 2,5 г. Фосфор в виде легко усваиваемых солей, а также в комплексах с белками и углеводами поступает в человеческий организм с пищей.

Насыщены им семена подсолнечника, тыквы, конопли. В продуктах животного происхождения фосфора много в куриной печени, говядине, твердых сортах сыра, рыбе. Избыток фосфора в организме может возникнуть вследствие нарушения реабсорбционной функции почек, неправильного применения витаминов, недостатка кальция в продуктах питания. Негативное влияние фосфора на организм человека проявляется прежде всего в поражении сердечно-сосудистой системы, почек и костного аппарата и может свидетельствовать о серьезных нарушениях обмена веществ.

Фосфор для человека польза и вред

К материалу ” Состав с фосфором сошел с рельсов в Львовской области и загорелся “. Желтый фосфор – очень ядовитое огнеопасное кристаллическое вещество от светло-желтого до темно-бурого цвета. В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется. Горит с выделением густого белого дыма, который наносит экологии и здоровью человека огромный вред, выделяя токсичные соединения первой категории. Чтобы понять, насколько это опасно, достаточно сказать, что при непосредственном контакте желтого фосфора даже с растениями последние получают ожоги.

Дорогие читатели! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему – обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефонам, представленным на сайте. Это быстро и бесплатно!

Фосфор (P, Phosphorus)

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ФосфОрный орел

В организме человека присутствует от до г фосфора, который в основном сконцентрирован в костях и зубах. Это ключевой компонент — фосфат кальция представляет собой основу костной ткани и зубов. Отсюда очевидна основная функция фосфора в организме человека, но этот микроэлемент также участвует в делении и синтезе клеток, в передаче нервных импульсов, в обмене веществ.

Прием препаратов, восполняющих содержание фтора в организме, приводит к следующим результатам:. Как это часто бывает, многие люди, услышав о пользе фосфора для здоровья костей и зубов, начинают принимать препараты с фосфором, не посоветовавшись перед этим с лечащим врачом.

Но, согласно последним исследованиям, при заболевании почек избыток фосфора может привести к серьезным последствиям. Дело в том, что именно почки выводят избыток этого микроэлемента. Если имеются патологии почек, то данная функция не выполняется, и это приводит к гиперфосфатемии. Часто такие симптомы списываются на усталость, а чтобы снять боль, принимают обезболивающие препараты.

Однако, избыток фосфора можно устранить приемом карбоната кальция или гидроксида алюминия — это препараты поглощают фосфор. Повышение фосфора в организме связано не только с неконтролируемым приемом витаминных препаратов. Прием препаратов, восполняющих содержание фтора в организме, приводит к следующим результатам: нормализуется энергетический обмен; снижается боль при артритах; улучшается метаболизм; укрепляются зубы и кости; нормализуется кислотно-щелочной баланс; активизируются ферментные реакции.

Вред избытка фосфора Как это часто бывает, многие люди, услышав о пользе фосфора для здоровья костей и зубов, начинают принимать препараты с фосфором, не посоветовавшись перед этим с лечащим врачом. Симптомы избытка фосфора в организме: боль в мышцах; головные боли; слабость; тошнота.

Эндоскопия: так ли уж это страшно? Правда ли, что наркоз вреден для организма? ТОП вредных для здоровья советов из интернета. Диагностика инфекционных заболеваний. Какие нарушения речи исправляет логопед. При каких заболеваниях нельзя беременеть. Массаж при заболеваниях нервной системы.

Другие статьи:. При каких симптомах нужно обращаться к ревматологу Памятка пациенту Если вы не знаете, где в Ейске принимает ревматолог Почему нарушается адаптация организма Организм человека обладает способностью приспосабливаться к любым изме Йододефицитные заболевания По данным статистики каждый год в России рождается тысяч детей с в Впервые удалось вырастить эмбрион без спермы и яйц Большой прорыв в лечении бесплодия был совершен голландскими учеными.

Каждый витамин и минерал по-своему полезен. Фосфор незаменим для роста и поддержания нормального состояния зубов и костей, а также умственной и мышечной активности.

Фосфор — это микроэлемент, жизненно необходимый для нормального функционирования организма, а именно почек, печени, сердца и мозга. Фосфор необходим для здоровья внутренних органов, суставов и зубов. Также, этот микроэлемент принимает участие в регуляции уровня гормонов. В этой статье мы расскажем, чем грозит недостаток фосфора, сколько фосфора необходимо для организма, и в каких продуктах содержится много фосфора. Существует много причин, из-за которых уровень потребления фосфора важен для здоровья.

Фосфор полезный… и ужасный.Что производители прячут от нас в пищевых продуктах

Вещество, образовавшееся после многочисленных манипуляций, оказалось похожим на воск, необыкновенно ярко, с мерцанием, горело. Новому веществу было дано название phosphorus mirabilis от латинского чудотворный носитель огня. Несколькими годами позже фосфор получил Иоганн Кункель, а также, независимо от двух первых учёных, Р. Менделеева, с атомным номером 15 и атомной массой 30, Принятое обозначение — Р.

Чем опасен для здоровья желтый фосфор. Справка

Фосфор является важным минералом, который есть в каждой клетке тела для выполнения их нормальных функций. Большая часть фосфора в организме находится как фосфат PO 4. Как фосфор влияет на здоровье человека? Как и кальций, фосфор является наиболее распространенным минералом в организме. Эти 2 важных питательных вещества тесно сотрудничают для здоровья крепких костей и зубов.

Фосфор — это важное питательное вещество, регулирующее клеточный обмен веществ. С этой позиции рыбные и молочные продукты, орехи, цельные зёрна, несомненно, полезны.

Фосфор относят к макроэлементам. Именно поэтому необходимо обеспечить постоянное пополнение запасов этого вещества. Одним из источников фосфора для человека являются продукты питания, в которых он содержится. Кроме этого получить фосфор в особой биологически активной форме, максимально полно усваиваемой организмом, можно, принимая макроэлемент в таблетках. Для того чтобы в организме макроэлемент накапливался и был постоянно, продукты, содержащие фосфор, должны присутствовать в меню ежедневно. Сделать это несложно, так как вещество находится во многих растительных и животных продуктах питания. Растения потребляют вещество из почвы, а животные — из пищи и биологически активных добавок БАДов к ней. Особую потребность в макронутриенте испытывают дети и будущие матери, поэтому следует обратить внимание на правильность рациона этих групп людей, а также полноценность меню. Биологическая роль фосфора как макроэлемента велика, ведь этот минерал является важной составляющей существования человека. В организме здорового взрослого человека среднего телосложения содержится примерно восемьсот миллиграммов минерала в различных его формах и соединениях, причем около девяноста процентов из них находится в скелете человека и его зубах.

Вред и польза фосфора для организма

Фосфаты — соли и эфиры фосфорных кислот. Их основное применение — фосфорные удобрения и синтетические моющие средства, также натриевые соли полифосфатов используются для связывания ионов кальция и магния солей жесткости в комплексы, предотвращающие образование нерастворимых осадков карбонатов и гидроксидов кальция и магния. Влияние фосфатов на человеческий организм и окружающую среду исследовались учеными ещё во второй половине прошлого столетия.

Польза фосфора для организма человека очевидна, но только если не передозировки – в этом случае наблюдается боль в мышцах.

Влияние фосфора на организм человека

Фосфаты и их влияние на человека

Чем грозит недостаток фосфора и где его брать — 10 богатых фосфором продуктов

Продукты богатые фосфором: польза или вред?

Фосфор – польза, вред, дневная норма и источники

Вреден ли для человек фосфорит. Фосфор и его воздействие на организм человека

Фосфор является важным минералом, который есть в каждой клетке тела для выполнения их нормальных функций. Большая часть фосфора в организме находится как фосфат (PO 4). Около 85% фосфора организма содержится в костях. Как фосфор влияет на здоровье человека?

Фосфор и его воздействие на организм человека

Как и кальций, фосфор является наиболее распространенным минералом в организме. Эти 2 важных питательных вещества тесно сотрудничают для здоровья крепких костей и зубов. Около 85% фосфора в организме найдено в костях и зубах, но он также присутствует в клетках и тканях по всему организму.

Фосфор помогает отфильтровывать отходы в почках и играет важную роль в том, как организм использует энергию. Он также помогает снизить боль в мышцах после тяжелой тренировки. Фосфор необходим для роста, восстановления и «ремонта» всех тканей и клеток, а также для производства генетических строительных блоков, ДНК и РНК. Фосфор также необходим, чтобы помочь сбалансировать и использовать другие витамины и минеральные вещества, включая витамин D, йод, магний и цинк.

Применение фосфора для лечения

Фосфаты (фосфор) используются в клинике для лечения следующих заболеваний
Гипофосфатемия, низкий уровень фосфора в организме
Гиперкальциемия, высокий уровень кальция в крови
Кальций в основе камней в почках

Эти недомогания требуют обязательного обследования врача.

Фосфаты используются так же в клизмах, как и слабительное. Большинство людей получают большое количество фосфора в рационе. Иногда спортсмены используют фосфатные добавки перед соревнованиями или тяжелыми тренировками, чтобы помочь уменьшить боль в мышцах и снизить усталость, хотя и неясно, насколько это помогает или улучшает производительность.

Фосфор в рационе

Большинство людей получают большое количество фосфора в рационе. Минеральные добавки фосфора содержатся в молоке, зернах и продуктах, богатых белком. Некоторые медицинские обстоятельства, такие как диабет, голодание, алкоголизм, может привести к тому, что уровень фосфора в организме падает.

То же самое касается условий, которые не дают людям возможности поглощать питательные вещества, это такие заболевания как болезнь Крона и целиакия. Некоторые лекарства могут вызвать снижение уровня фосфора, в том числе некоторые антациды и диуретики (мочегонные таблетки).

Усвоение фосфора

Фосфор усваивается более эффективно, чем кальций. Почти 70 процентов фосфора всасывается из кишечника, хотя эти темпы зависят от уровня кальция и витамина D и активности паратиреоидного гормона (ПТГ), который регулирует метаболизм фосфора и кальция. Большая часть фосфора откладывается в костях, немного идет на зубы, а остальное содержится в клетках и тканях. Много фосфора находится в красных кровяных клетках. В плазме фосфора содержится около 3,5 мг. (3,5 мг фосфора на 100 мл плазмы), а общее количество фосфора в крови составляет 30-40 мг.

В организме уровень этого минерала регулируется почками, которые также находятся под влиянием ПТГ. Поглощение фосфора может быть уменьшено путем антацидов, железа, алюминия или магния, который может образовывать нерастворимые фосфаты, которые выводятся с калом. Кофеин вызывает увеличение вывода фосфора почками.

Продукты, богатые белком, такие как мясо, птица, рыба, яйца, молочные продукты, орехи и бобовые, являются хорошим источником фосфора. Другие источники включают цельное зерно, картофель, сухофрукты, чеснок, а также газированные напитки.

Поскольку фосфор входит в состав всех клеток, легко найти пищу, особенно животного происхождения, которая может обеспечить организм фосфором. Большинство белковых продуктов – продукты с высоким содержанием фосфора. Мясо, рыба, курица, индейка, молоко, сыр и яйца содержат его значительные количества. Большинство красного мяса и птицы содержат гораздо больше фосфора, чем кальция, от 10 до 20 раз больше, в то время как рыба обычно содержит приблизительно 2 или 3 раза больше фосфора, чем кальция. Молочные продукты содержат более сбалансированное кальций-фосфорное соотношение.

Семена и орехи также содержат высокие уровни фосфора (хотя в них гораздо меньше кальция), что и цельное зерно, пивные дрожжи, зародыши пшеницы и отруби. Большинство фруктов и овощей содержат некоторые дозы фосфора и могут помочь сбалансировать соотношение фосфора и кальция в здоровой диете.

Симптомы дефицита фосфора

Симптомы дефицита фосфора включают потерю аппетита, беспокойство, боль в костях, хрупкие кости, жесткие суставы, усталость, прерывистое дыхание, раздражительность, онемение, слабость и изменение веса. У детей это снижение роста и разрушение костей и зубов.

Слишком много фосфора в организме на самом деле вызывает больше опасений, чем слишком малое его количество. Слишком большой уровень фосфора, как правило, вызван заболеваниями почек или тем, что люди потребляют слишком много диетического фосфора и недостаточно диетического кальция.

Некоторые исследования показывают, что более высокое потребление фосфора связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. По мере того как количество фосфора повышается, возникает большая потребность в кальции. Тонкий баланс между кальцием и фосфором необходим для правильной плотности костей и профилактики остеопороза.

Доступные формы фосфора

Элементный фосфор белое или желтое восковое вещество, которое горит при контакте с воздухом. Фосфор высоко токсичен и используется в медицине только в качестве гомеопатического лечения. По этому причине вы должны принимать препараты с фосфором только под руководством квалифицированного специалиста. Вместо этого, медицинские работники могут использовать один или несколько из следующих неорганических фосфатов, которые не являются токсичными при типичных нормальных дозах:

Двухосновный фосфат калия
Однозамещенный фосфат калия
Двухосновный фосфат натрия
Однозамещенный фосфат натрия
Трехосновный фосфат натрия
Фосфатидилхолин
Фосфатидилсерин

Педиатрические дозы фосфора

Дозы фосфора для взрослых

Фосфор для пожилых людей (51 год и старше)

В настоящее время нет никаких доказательств того, что дозы фосфора для пожилых людей отличаются от доз молодых людей (700 мг / сут). Хотя некоторые поливитаминные / минеральные добавки содержат более чем на больше 15% текущей суточной дозы фосфора, разнообразная диета может легко обеспечить адекватную дозу фосфора для большинства пожилых людей.

Питательные взаимодействия фосфора с другими элементами

Фруктоза

Исследования в США 11 взрослых мужчин обнаружили, что диета с высоким содержанием фруктозы (20% от общего числа калорий) привела к увеличению их мочевого пузыря, потере фосфора и отрицательному балансу фосфора (например, ежедневные потери фосфора были выше, чем его суточная доза). Этот эффект был более выраженным, когда рацион мужчин содержал низкий уровень магния.

Потенциальный механизм этого эффекта – это отсутствие обратной связи торможения конверсии фруктозы в печени. Иными словами, фруктозо-1-фосфат накапливается в клетках, но это соединение не ингибирует фермент, фосфорилирущий фруктозу, которая потребляет большое количество фосфатов. Это явление известно как захват фосфатов.

Выводы данного исследования очень важны, поскольку потребление фруктозы в США растет быстрее после введения в 1970 году богатого фруктозой кукурузного сиропа, в то время как потребление магния за последнее столетие снизилось.

Кальций и витамин D

Фосфор легко всасывается в тонком кишечнике, и любой избыток фосфора выводится через почки. Регулирование содержания кальция в крови и фосфора взаимосвязаны через действие паратиреоидного гормона (ПТГ) и витамина D. Небольшое снижение в крови уровня кальция (например, в случае недостаточного потребления кальция) воспринимается паращитовидными железами, что приводит к повышенной секреции паратиреоидного гормона (ПТГ).

Этот гормон стимулирует превращение витамина D в его активную форму (кальцитриол) в почках.

Повышение уровня кальцитриола, в свою очередь, приводят к увеличению всасывания в кишечнике таких микроэлементов, как кальций и фосфор. Оба вещества – паратиреоидный гормон – ПТГ – и витамин D – стимулирует костную резорбцию, в результате чего повышается уровень костной ткани (кальций и фосфат) в крови. Хотя ПТГ результаты ведут к стимуляции и снижению экскреции кальция, это приводит к повышенного выведения фосфора с мочой.

Повышение вывода фосфора с мочой является выгодным, в результате чего уровень кальция в крови снижается до нормального, потому что высокий уровень в крови фосфата подавляет превращение витамина D в его активную форму в почках.

Насколько высокое потребление фосфора вредно для здоровья костей?

Некоторые исследователи обеспокоены увеличением количества фосфатов в пище, которую можно отнести к фосфорной кислоте в безалкогольных напитках и фосфатных добавках в ряде продуктов. Поскольку фосфор не так жестко регулируется организмом как кальций, сывороточный уровень фосфатов может немного подняться с высоким содержанием фосфора, особенно после еды.

Высокий уровень фосфатов в крови уменьшают образование активной формы витамина D (кальцитриола) в почках, снижение содержания кальция в крови и может привести к увеличению PTH-релиза паращитовидных желез. Тем не менее, высокий уровень фосфора также может привести к снижению вывода кальция с мочой. Повышенный уровень ПТГ может оказать неблагоприятное воздействие на кости с содержанием минералов, но этот эффект наблюдался лишь у людей, сидящих на диетах с высоким содержанием фосфора и низким содержанием кальция.

Кроме того, аналогично повышенные уровни ПТГ были зарегистрированы в диетах с низким содержанием кальция, но с малым содержанием фосфора. В недавнем исследовании молодых женщин ученые не обнаружили никаких неблагоприятных эффектов богатой фосфором диеты (3.000 мг / сут). Она не воздействовала негативно на кости, уровень гормонов и биохимические маркеры костного рассасывания, даже когда диетическое потребление кальция было сохранено почти до 2000 мг / день.

В настоящее время нет убедительных доказательств того, что диетические дозы фосфора могут отрицательно повлиять на минеральную плотность костной ткани. Тем не менее, замена фосфатсодержащих безалкогольных напитков и закусок из молока и других продуктов, богатых кальцием, действительно представляет серьезную опасность для здоровья костей.

Возможные взаимодействия фосфора

Если вы в настоящее время проходите лечение с любым из нижеперечисленных препаратов, вы не должны использовать фосфор-препараты, не посоветовавшись с вашим лечащим врачом.

Алкоголь

Алкоголь может выщелачивать фосфор из костей и вызывает низкий его уровень в организме.

Антациды

Противосудорожные препараты

Некоторые противосудорожные препараты (в том числе фенобарбитал и карбамазепин или Tegretol) могут снизить уровень фосфора и увеличение уровня щелочной фосфатазы, фермента, который помогает удалить фосфат из организма.

Желчная кислота

Препараты желчной кислоты снижают уровень холестерина. Они могут уменьшить пероральную абсорбция фосфатов с пищей или добавками. Оральные добавки фосфата должны быть приняты, по крайней мере, за 1 час до или через 4 часа после этих препаратов. Желчная кислота включает:

Холестирамин (Квестран)
Колестипол (Колестид)
Кортикостероиды

Кортикостероиды, в том числе преднизолон или метилпреднизолон (Медрол), повышают уровень фосфора в моче.

Высокие дозы инсулина могут снизить уровни фосфора у людей с диабетическим кетоацидозом (состояние, вызванное тяжелой недостаточностью инсулина).

Калий или калийсберегающие диуретики

Использование фосфорных добавок вместе с калием или калийсберегающими диуретиками могут привести к слишком большому уровню калия в крови (гиперкалиемия). Гиперкалиемия может стать серьезной проблемой, в результате чего возникают опасные для жизни нарушения сердечного ритма (аритмии). Калий и калийсберегающие диуретики включают:

Это препараты, называемые ангиотензин-превращающим ферментом (АПФ), используемые для лечения высокого кровяного давления, они могут снизить уровень фосфора. Они включают:

Benazepril (Lotensin)
Каптоприл (капотен)
Эналаприл (Vasotec)
Фозиноприл (моноприл)
Лизиноприл (Zestril, Prinivil)
Quinapril (Accupril)
Рамиприл (Altace)

Другие медикаменты

Другие препараты могут тоже снижать уровень фосфора. Они включают циклоспорин (используется для подавления иммунной системы), сердечные гликозиды (дигоксин или Lanoxin), гепарины (разжижающие кровь препараты), а также нестероидные противовоспалительные препараты (например, ибупрофен или Advil).

Заменители соли, в которых также содержится высокий уровень калия и фосфора, могут привести к снижению их уровня при использовании в долгосрочной перспективе.

Меры предосторожности

Из-за возможных побочных эффектов и взаимодействий лекарств купленных по рецепту и без рецепта, вы должны принимать добавки с фософором только под наблюдением знающего врача.

Слишком много фосфата может быть токсичным для организма. Это может привести к диарее и кальцификации органов и мягких тканей, и может влиять на способность организма использовать железо, кальций, магний и цинк. Спортсмены и другие люди с большой физической активностью могут принимать добавки, содержащие фосфат, но должны делать это только изредка и под руководством и направлением врача.

Диетологи рекомендуют баланс кальция и фосфора в рационе. Типичная западная диета, однако, содержит приблизительно в 2 – 4 раза больше фосфора, чем кальция. Мясо и птица содержат 10 – 20 раз больше фосфора, кальция и газированных напитков, таких как кола, которая содержит фосфора 500 мг в одной порции. Когда в организме больше фосфора, чем кальция, тело будет использовать кальций, который хранится в костях.

Это может вызвать остеопороз (хрупкость костей), а также привести к заболеваниям десен и зубов. Баланс диетического кальция и фосфора может снизить риск развития остеопороза.

В каких продуктах содержится фосфор? Как история его открытия связана с мифическим философским камнем? Сколько мг составляет суточная потребность? Какие функции выполняет в организме? Симптомы дефицита и избытка.

Фосфор не встречается в чистом виде, потому что для него характерна высокая химическая активность, за счёт которой он быстро взаимодействует с другими элементами. Его выделил в 1669 году алхимик Хенниг Бранд, который мечтал об открытии мифического философского камня, способного каким-то чудом превращать металлы в золото. В своих опытах Бранд использовал метод отстаивания и выпаривания мочи, в результате чего в осадке появлялись желтоватые кристаллы, светящиеся в темноте – фосфор. И лишь в конце 19 века учёные выяснили, что фосфор замечателен не только как удивительный светящийся кристалл, это ещё и полезный для человека химический элемент.

Какие функции фосфор выполняет в организме человека?

Вместе с кальцием он составляет основной минеральный комплекс костной ткани – оксиапатита.
Является частью фосфолипидов, которые находятся в липопротеиновых мембранах клеток и субклеточных органеллах.
Входит в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов (ДНК и РНК).
Обеспечивает ряд ферментативных процессов, участвуя в большинстве коферментов.
Помогает организму получать энергию благодаря своим макроэргическим соединениям – АТФ и креатинфосфату (они аккумулируют энергию, освобождающуюся при окислительном фосфорилировании и гликолизе).
Поддерживает кислотно-щелочное равновесие.

Уровень содержания в организме этого микроэлемента регулируется витамином , паратгормоном и кальцитонином. При приёме фосфорсодержащих препаратов следует знать, что большое его количество в пище может существенно затруднить всасывание магния. «Помощниками» фосфора по усвоению являются витамины А (ретинол), D (кальциферол) и F (линоленовая, линолевая и ).

Бобовые (фасоль, горох), дрожжи, кукуруза, сыр, молоко и молочные продукты, отруби, желток яйца, сухофрукты, чеснок, семечки подсолнечника, рыба, домашняя птица, мясо.

Суточная потребность фосфора

Для взрослого человека составляет 1600 мг. В повышенной потребности нуждаются женщины во время беременности и лактации (1800-2000 мг), а также спортсмены во время интенсивных физических нагрузок. Следует знать, что соотношение фосфора и кальция, поступающих в организм, должно быть 1:2 (т.е. Ca в 2 раза больше, чем P).

Дефицит фосфора в организме человека

Причиной развития фосфорного дефицита может быть длительный приём антацидных лекарственных средств (понижающих кислотность). Вследствие такого недостатка у человека появляются боли в костях и мышцах, слабость, пародонтоз, кариес. Другими причинами могут быть:

диетическое питание с низким содержанием белка;
повышенное поступление в организм железа, магния, бария, алюминия, кальция;
алкоголизм;
эндокринные заболевания;
хронические заболевания почек;
употребление лимонадов в большом количестве.

Для недоношенных детей и тех, кто находится на искусственном вскармливании, недостаточное усвоение фосфора проявляется в виде D-независимого гипофосфатемического рахита.

Избыток

Переизбыток характерен в том случае, если в рационе питания преобладают рыба, мясо и зерновые продукты. Всё это приводит к уменьшению плотности кости (остеопорозу), из-за чего переломы появляются даже при небольшом физическом воздействии. Если в организме много фосфора, то кальций начинает хуже всасывается кишечником, а витамин D медленнее преобразуется в активную форму. Как итог – происходит интенсивное вымывание кальция из организма (костной и зубной ткани).

В повседневной жизни людям требуется довольно разнообразный набор микроэлементов и витаминов. Немаловажную роль для организма человека играет фосфор. От достаточного количества этого элемента зависит много различных функций, важных для полноценной жизнедеятельности.

Важность фосфора для человека

Фосфор играет большую роль во многих химических процессах организма. Так, например, без него невозможна мыслительная и физическая деятельность, поскольку именно благодаря фосфорной кислоте, образующейся в организме, происходит сокращение мышц, необходимое не только для движения, но и для дыхательных и иных процессов.

Элемент активно участвует в таких процессах, как деление и рост клеток организма, а также в очень важном процессе по применению и хранению всей генетической информации, заложенной в человеке.

Он оказывает огромное влияние на активность многих витаминов, которые важны для правильного кислотно-щелочного баланса, и их польза несомненна. Фосфор необходим и для костей, и для зубов: ведь именно этот элемент в качестве фосфата кальция является базовым для ткани данного вида.

В обмене веществ организма этот химический элемент тоже незаменим: с его помощью в человеке продуцируются белки и углеводы, он помогает усваиваться многим питательным веществам, в частности, глюкозе.

Роль фосфора в организме человека сложно недооценить, а потому очень важно понимать опасность его недостатка и то, из каких продуктов микроэлемент для человека усваивается лучше всего.

Дефицит фосфора

Недостаток фосфора в организме — явление довольно редкое. В основном необходимое количество этого элемента человек получает с продуктами. Нехватка фосфора может образоваться в том случае, если есть грубые нарушения диеты, например, почти полное отсутствие белковой пищи и злоупотребление алкоголем, сладкими газированными напитками.

Довольно часто с недостаточностью этого элемента сталкиваются люди, которые продолжительное время соблюдают строгую веганскую, вегетарианскую или сыроедческую диету, питаясь, в основном, овощами и фруктами, особенно если они произрастали на землях, бедных фосфором. Таким людям рекомендуется регулярно проходить обследование у врача и, при необходимости, принимать препараты фосфора, подобранные индивидуально.

Дефицит этого элемента может возникнуть и вследствие различных гормональных нарушений, многих хронических заболеваний.

Каковы симптомы нехватки фосфора? Они могут быть различны:

сильная беспричинная слабость;
недомогание;
резкие перепады настроения;
нервное истощение;
полное отсутствие аппетита;
боли в мышцах, суставах;
сильные ночные и дневные судороги;
рассеянное внимание;
резкое ухудшение памяти;
частые простудные заболевания без видимых на то причин.

Все вышеперечисленные признаки говорят о том, что в организме сильная нехватка фосфора, следует обратиться к врачу и срочно включать в рацион полезные продукты, богатые этим микроэлементом.

Переизбыток фосфора

Случается и такое, что в организме накапливается слишком много фосфора, что приводит к нежелательным последствиям:

плохое усвоение кальция, что приводит к вымыванию его из организма и, как следствие, делает очень хрупкими кости и зубы;
образование солей и камней в почках – причиной тому является как раз активное вымывание через почки кальция;
заболевания печени и желудочно-кишечного тракта;
частые кровотечения.

Становится ясно, что как недостаток фосфора, так и его переизбыток может оказать негативное влияние на организм. Для того чтобы этого не произошло, следует тщательно планировать свой рацион и делать его разнообразным, не зацикливаясь на каком-либо одном виде пищи.

Где содержится фосфор?

Продукты, содержащие этот полезный элемент, очень распространены и доступны для каждого человека. Стоит отметить, что их употребление следует сочетать с продуктами, содержащими кальций, поскольку именно фосфор помогает последнему отлично усваиваться в организме, делая кости и зубы крепкими. При этом все химические процессы будут проходить отлично, в частности, такой необходимый витамин D будет синтезироваться организмом регулярно и в достаточном объеме.

грецкие орехи – 564 мг;
молочные и мясные продукты – 550 мг;
фасоль – 541 мг;
горох – 330 мг;
курятина и индюшатина – примерно 380 мг;
морская жирная рыба – 350 мг;
речная рыба – 300 мг;
пшеничная мука – 270 мг;
орехи фундук – 230 мг;
яйца куриные – 215 мг;
хлеб – 205 мг;
рис – 97 мг;
овощи – примерно 30-60 мг.

Желательно употреблять эти продукты в сочетании в теми, где содержится много кальция . Есть и пища, в которой эти элементы уже содержатся вместе, например, в твороге 5%-ной жирности фосфора 216 мг, а вместе с тем и кальция 150 мг. Для полной усвояемости фосфора его потребление с кальцием должно быть в процентном соотношении 1:2, т. е., например, 100 г фосфора и 200 г кальция.

Для взрослого здорового человека норма потребления фосфора в день – 800-1500 мг, при этом следует учитывать, что полностью он усваивается лишь из жирной морской рыбы, в то время как из остальных продуктов – только на 70-80%.

Чтобы получить из пищи необходимое ежедневное количество элемента, взрослый должен употребить, например:

100 г отварной фасоли и 150 г запеченной индюшатины;
большой стейк запеченного или зажаренного на гриле лосося или семги;
200 г творога с добавлением в него йогурта и пучка зелени (по желанию).

Каждый человек сможет самостоятельно грамотно выбрать любимые блюда и продукты, получив при этом необходимую норму фосфора и кальция для того, чтобы чувствовать себя отлично и не иметь проблем со здоровьем.

В заключение

Фосфор для организма человека – незаменимый химический элемент, участвующий в самых важных процессах. Важность его воздействия на жизнедеятельность сложно переоценить: при его отсутствии не только нарушаются обменные процессы, но и начинает разрушаться сам организм. Однако стоит помнить и о том, что и его переизбыток также несет негативные последствия. Очень важно всегда соблюдать сбалансированную диету, не отказываться ни от каких полезных продуктов и хотя бы приблизительно знать, сколько и каких веществ содержится в повседневной еде. При подозрении на нехватку элемента в организме стоит обязательно пройти проверку у врачей, которые смогут грамотно подобрать препараты фосфора или БАДы, содержащие этот элемент.

Периодически, на страницах нашего сайта мы говорим о роли витаминов и минералов для человеческого организма. Так, в частности, вы можете прочесть о том, к чему может привести недостаток кальция в организме и узнать, как восполнить запасы кальция. Сегодня мы предлагаем вам узнать о том, для чего нам с вами нужен… фосфор, как правильно употреблять продукты, в состав которых входит фосфор, и что может произойти с нами, при недостатке и при переизбытке этого вещества в нашем организме. Предлагаем, узнать ответы на эти вопросы уже прямо сейчас…

Роль фосфора в человеческом организме

Все те витамины и минералы, которые получает наш с вами организм ежедневно из нашего рациона пищи – уникальны и оказывают определенное воздействие на состояние нашего здоровья. Поскольку, сегодня речь идёт о фосфоре, то мы рассмотрим, какое влияние именно он оказывает на наш организм, и какую роль выполняет. Итак, фосфор незаменим для процессов роста (узнайте тут, ) и поддержания здорового состояния костей и зубов, он также необходим для того, чтобы регулировать процессы мышечной и умственной активности . Но, и это ещё не всё. Практически во всех химических реакциях он необходим, как элемент поддержания нормального процесса обмена веществ, роста клеток, работы мышц, работы сердца и почек…

Когда наш с вами организм не получает необходимое количество фосфора, или наблюдается его избыток, в нём происходит определенный сбой, имеющий вполне реальные последствия для нас с вами.

Также, нельзя не вспомнить и о том, что фосфор необходим для того, чтобы поддерживать нормальную деятельность нервной системы, для участия в биохимических процессах, протекающих в человеческом мозге, он также содержится в нервных клетках и тканях, в крови и в других жидкостях организма. При этом, являясь их составной частью, он способствует поддержанию кислотно-щелочного баланса в человеческом теле. Незаменим фосфор и в процессах образования активных форм витаминов и в процессах синтеза ферментов…

Последствия недостатка фосфора в организме человека

К счастью, учитывая тот факт, что фосфор входит в состав многих продуктов из нашего повседневного меню, с явлением его недостатка мы сталкиваемся крайне редко. Разве что, ваш рацион питания крайне не сбалансирован, или вы употребляете много продуктов, в состав которых входит кальций, но мало белковой пищи и мало продуктов, в состав которых входит витамин Д. Также, причинами недостатка фосфора в организме могут стать сбои в обменных процессах, гормональные нарушения, употребление большого количества сладких напитков ( , лимонады, кока-кола), отравление организма наркотическими веществами или алкоголем, хронические заболевания…

Симптомы недостатка фосфора в организме

Если ваш организм испытывает недостаток фосфора, вы обязательно почувствуете слабость, общее недомогание, всплески умственной активности будут сменяться нервным истощением и апатией – всё это очень напоминает симптомы синдрома хронической усталости или . Снизится ваша способность концентрироваться, вы станете менее внимательны, у вас будет отсутствовать аппетит, возникнут боли в мышцах и в костях, нарушатся обменные процессы, возникнут проблемы с печенью, вы начнёте часто болеть простудными и инфекционными заболеваниями.

Примечательно, что длительный дефицит и недостаток фосфора может способствовать развитию в организме , рахита и .

Последствия переизбытка фосфора в организме человека

В случае, если в вашем организме напротив наблюдается переизбыток фосфора, то это негативно отражается на процессах усваивания кальция, что влияет на образование активной формы витамина Д, который, как мы помним с вами, очень нам необходим. В такой ситуации кальций начинает выводиться из наших костей и откладывается в виде солей в наших почках, и это чревато в дальнейшем образованием камней (подробнее о том, ). Отсюда возникают проблемы с печенью, с кишечником, с сосудами, может развиться и лейкопения.

Сколько необходимо фосфора человеку

Что же, мы с вами знаем, что бывает при переизбытке фосфора и при его недостатке. Но, как же узнать норму фосфора? К счастью, учёные и специалисты давно уже знают ответ на этот вопрос. Они уверены, что дневная норма этого вещества для организма взрослого человека составляет 1500-1700 миллиграммов. Если перевести это в продуктовый эквивалент, то, это 6 ложек сырых тыквенных семечек (об их пользе читайте ), или 130 граммов хорошего твёрдого сыра.

Если речь идёт о дневной норме фосфора для ребёнка, то всё зависит от его возраста, но в среднем это 1300-2500 миллиграммов фосфора. А, вот беременным женщинам стоит удвоить этот показатель, и позаботиться о том, чтобы их организм во время беременности получал от 3000 до 3400 миллиграммов фосфора в сутки …

Примечательно, что добиться максимально положительного влияния фосфора на свой организм вы сможете, если будете употреблять его в «компании» с кальцием, и в с витамином Д, в соотношении 1 к 2. Такой баланс полезных веществ вы можете в естественном виде отыскать в жирном твороге (о ) или в фундуке…

В молекулы АТФ, от которых зависит также входят фосфорсодержащие ионы. В данной статье мы приведем примеры, подтверждающие важную роль фосфора в организме человека и его влияние на обмен веществ.

Ковалентные полярные связи и их значение

Фосфор в составе сложных органических молекул

Белки гормоны, витамины и липиды образуют с фосфорсодержащими сложными ионами комплексные соединения. В организме человека присутствуют сложные соединения – фосфолипиды и фосфопротеиды, входящие в состав молекул биологически активных веществ – ферментов и стероидов. Ковалентные полярные связи в нуклеотидах ДНК и РНК обеспечивают образование фосфодиэфирных связей в цепях нуклеиновых кислот. Для чего нужен фосфор в организме человека и каковы его функции в обмене веществ? Сначала рассмотрим этот вопрос на клеточном уровне организации.

Место фосфора в элементном составе клетки

По содержанию в цитоплазме и органеллах (0,2-1 %), неметалл находится на четвертом месте после органогенных элементов. Наиболее насыщены соединениями фосфора клетки опорно-двигательной системы – остеоциты, вещество зубной ткани – дентин. Велико их содержание в нейронах и нейроглии, из которых состоит нервная система. Атомы фосфора содержатся в мембранных протеинах, нуклеиновых кислотах и энергоемких веществах – аденозинтрифосфорной кислоте АТФ и в восстановленной форме никотинамиддинуклеотидфосфата – НАДФ×Н 2 . Как видим, в организме человека фосфор содержится во всех жизненно значимых структурах: клетках, тканях, физиологических системах.

Буферная система

Благодаря свойству полупроницаемости через наружную мембрану в клетку постоянно поступают различные вещества, высокая концентрация которых может отрицательно сказаться на ее жизнедеятельности. Чтобы нейтрализовать избыток токсичных ионов, цитоплазма, вместе с катионами натрия, калия, кальция, содержит кислотные остатки карбонатной, сульфитной и фосфорной кислот. Они способны вступать в реакции с избытком ионов, попавших в клетку, и контролировать постоянство внутриклеточного содержимого. Буферная система, кроме ионов слабых кислот, обязательно включает анионы НРО 4 2- и Н 2 РО 4 – , содержащие фосфор. В организме человека он в составе буферной системы обеспечивает физиологически нормальное протекание реакций обмена веществ на клеточном уровне.

Окислительное фосфорилирование

Фосфодиэфирные связи молекул наследственности

Высокое содержание атомарного фосфора регистрируется в клеточном ядре, так как элемент входит в состав нуклеиновых кислот. Открытые еще в 19 веке швейцарским ученым Ф. Мишером, они представляют собой биополимеры и состоят из мономеров – нуклеотидов. Фосфор присутствует как в самих пуриновых и пиримидиновых основаниях, так и в связях, формирующих цепи РНК и суперспираль нуклеиновых кислот способны образовывать полимерные структуры благодаря возникновению ковалентных связей между пентозой и остатками фосфорной кислоты рядом лежащих нуклеотидов. Они называются фосфодиэфирными. Деструкция молекул ДНК и РНК, возникающая в клетках человека под воздействием жесткого гамма-излучения или вследствие отравления токсичными веществами, происходит по причине разрыва фосфодиэфирных связей. Она приводит клетки к гибели.

Биологические мембраны

Паращитовидные железы и их роль в обмене фосфора

Похожие на горошины, лежащие на обеих долях щитовидной железы и имеющие вес по 0,5-0,8 г каждая, секретируют паратгормон. Он регулирует обмен таких элементов, как кальций и фосфор, в организме человека. Функции их заключаются в воздействии на остеоциты и остеобласты – клетки костной системы, которые под влиянием гормона начинают выделять соли фосфорной кислоты во внеклеточную жидкость. При гиперфункции паращитовидных желез кости человека теряют прочность, размягчаются и разрушаются, содержание фосфора в них резко падает. В это время повышается риск переломов позвоночника, костей таза и бедра, угрожающих жизни больного. Одновременно возрастает количество кальция. Это приводит к гиперкальциемии с симптомами поражения периферических нервов и падения тонуса скелетных мышц. Паратгормон действует и на почки, уменьшая реабсорбцию солей фосфора из первичной мочи. Повышение содержания фосфатов в тканях почек служит причиной гиперфосфатурии и образования камней.

Минеральный состав костной ткани

Превращение соединений фосфора в организме человека

Самая крупная пищеварительная железа в организме человека – печень – играет ведущую роль в реакциях обмена и витамин Д также влияют на эти процессы. Суточная потребность элемента для взрослых составляет 1,0-2, 0 грамма, для детей и подростков – до 2,5 г. Фосфор в виде легко усваиваемых солей, а также в комплексах с белками и углеводами поступает в человеческий организм с пищей.

Красный фосфор для здоровья | nkpay.ru

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🔥 Красный фосфор. Получение красного фосфора из спичечных коробков [ P ] – Red phosphorus.

Фосфор (P, Phosphorus)

Менделеева ; имеет атомный номер Элемент входит в группу пниктогенов. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений АТФ , ДНК , является элементом жизни. Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в году. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать философский камень , а получил светящееся вещество.

Бранд сфокусировался на опытах с человеческой мочой, так как полагал, что она, обладая золотистым цветом, может содержать золото или нечто нужное для его добычи. Первоначально его способ заключался в том, что сначала моча отстаивалась в течение нескольких дней, пока не исчезнет неприятный запах, а затем кипятилась до клейкого состояния. Нагревая эту пасту до высоких температур и доводя до появления пузырьков, он надеялся, что, сконденсировавшись, они будут содержать золото.

После нескольких часов интенсивных кипячений получались крупицы белого воскоподобного вещества, которое очень ярко горело и к тому же мерцало в темноте. Бранд назвал это вещество phosphorus mirabilis лат. Открытие фосфора Брандом стало первым открытием нового элемента со времён античности. Независимо от Бранда и Кункеля фосфор был получен Р.

Более усовершенствованный способ получения фосфора был опубликован в году Андреасом Маргграфом. В древнегреческой мифологии имя Фосфор или Эосфор, др. Образующиеся пары фосфора конденсируются в приёмнике под слоем воды в аллотропическую модификацию в виде белого фосфора. Вместо фосфоритов для получения элементарного фосфора можно восстанавливать углём и другие неорганические соединения фосфора, например, в том числе, метафосфорную кислоту :.

Элементарный фосфор при нормальных условиях существует в виде нескольких устойчивых аллотропических модификаций. Традиционно различают четыре его модификации: зеленовато-белый, красный, чёрный и металлический фосфор. Иногда их ещё называют главными аллотропными модификациями, подразумевая при этом, что все остальные описываемые модификации являются смесью этих четырёх. При стандартных условиях устойчивы только три аллотропических модификации фосфора например, белый фосфор термодинамически неустойчив квазистационарное состояние и переходит со временем при нормальных условиях в красный фосфор.

В условиях сверхвысоких давлений термодинамически устойчива металлическая форма элемента. Все модификации различаются по цвету , плотности и другим физическим и химическим характеристикам, особенно по химической активности. При переходе состояния вещества в более термодинамически устойчивую модификацию снижается химическая активность , например, при последовательном превращении белого фосфора в красный, потом красного в чёрный металлический. Белый фосфор представляет собой белое вещество из-за примесей может иметь желтоватый оттенок.

По внешнему виду он очень похож на очищенный воск или парафин , легко режется ножом и деформируется от небольших усилий. Отливаемый в инертной атмосфере в виде палочек слитков , он сохраняется в отсутствии воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах. Плохо растворяется в воде [6] , но легкорастворим в органических растворителях. Растворимостью белого фосфора в сероуглероде пользуются для промышленной очистки его от примесей. В парообразном состоянии происходит диссоциация молекул фосфора.

Химически белый фосфор чрезвычайно активен. Например, он медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре и светится бледно-зелёное свечение. Явление такого рода свечения вследствие химических реакций окисления называется хемилюминесценцией иногда ошибочно фосфоресценцией. При взаимодействии с кислородом белый фосфор горит даже под водой [7].

Белый фосфор не только активен химически, но и весьма ядовит : летальная доза белого фосфора для взрослого человека составляет 0,05—0,15 г [4] , а при хроническом отравлении поражает кости, например, вызывает омертвение челюстей [4]. При контакте с кожей легко самовоспламеняется, вызывая серьёзные ожоги [8] [9]. Под действием света, при нагревании до не очень высоких температур в безвоздушной среде [6] , а также под действием ионизирующего излучения [10] белый фосфор превращается в красный фосфор.

В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется. Для предохранения от самовозгорания жёлтый фосфор хранится и перевозится под слоем воды раствора хлорида кальция [12]. Впервые он был получен в году в Швеции австрийским химиком А. Красный фосфор имеет формулу Р n и представляет собой полимер со сложной структурой. Химическая активность красного фосфора значительно ниже, чем у белого; ему присуща исключительно малая растворимость.

Растворить красный фосфор возможно лишь в некоторых расплавленных металлах свинец и висмут , чем иногда пользуются для получения крупных его кристаллов. Так, например, немецкий физико-химик И. Гитторф в году впервые получил прекрасно построенные, но небольшие по размеру кристаллы фосфор Гитторфа. Нерастворим в воде, а также в бензоле, сероуглероде и других веществах, растворим в трибромиде фосфора. При температуре возгонки красный фосфор превращается в пар, при охлаждении которого образуется в основном белый фосфор.

Ядовитость его в тысячи раз меньше, чем у белого, поэтому он применяется гораздо шире, например, в производстве спичек составом на основе красного фосфора покрыта тёрочная поверхность коробков. Впервые чёрный фосфор был получен в году американским физиком П. Чёрный фосфор представляет собой чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, и с полностью отсутствующей растворимостью в воде или органических растворителях. Чёрный фосфор проводит электрический ток и имеет свойства полупроводника.

Металлический фосфор очень хорошо проводит электрический ток. Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Химические свойства фосфора во многом определяются его аллотропной модификацией. Белый фосфор очень активен, в процессе перехода к красному и чёрному фосфору химическая активность снижается. Белый фосфор в воздухе при окислении кислородом воздуха при комнатной температуре излучает видимый свет, свечение обусловлено фотоэмиссионной реакцией окисления фосфора.

Фосфор легко окисляется кислородом :. С водородом фосфор практически не соединяется. Однако разложением некоторых фосфидов водой по реакции, например:. Реакция взаимодействия красного фосфора и воды с образованием ортофосфорной кислоты и водорода. Катализатором могут выступать: платина, медь, титан, цирконий. В холодных концентрированных растворах щелочей также медленно протекает реакция диспропорционирования [13] :. Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту :.

Реакция окисления фосфора происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль :. Известно более 20 изотопов фосфора с массовым числом от 24 до Природный изотоп 31 P стабилен. Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности. Красный фосфор применяют в производстве спичек. Его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробки.

При трении спичечной головки, в состав которой входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение. Горючесть фосфора очень велика и зависит от аллотропической модификации. Он применяется в производстве спичек , взрывчатых веществ , зажигательных составов, различных типов топлива , а также противозадирных смазочных материалов, в качестве газопоглотителя в производстве ламп накаливания. Способность фосфатов формировать прочную трёхмерную полимерную сетку используется для изготовления фосфатных и алюмофосфатных связок.

Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. В состав зубной эмали входит фторапатит. Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

Некоторые источники [15] :. Острые отравления фосфором проявляются жжением во рту и желудке, головной болью, слабостью, рвотой. Через 2—3 суток развивается желтуха. Для хронических форм характерны нарушение кальциевого обмена, поражение сердечно-сосудистой и нервной систем. При ожогах кожи обработать поражённые участки растворами медного купороса или соды.

Некоторые соединения фосфора фосфин очень токсичны. ФОС проявляют свойства веществ нервно-паралитического действия. Токсичность фосфорорганических соединений обусловлена ингибированием фермента ацетилхолинэстеразы , вследствие чего развивается головная боль, тошнота, головокружение, сужение зрачков миоз , затруднение дыхания отдышка , возникает слюнотечение, понижается артериальное давление, возникают конвульсии, проявляется паралитическое воздействие, кома, и как следствие может быстро возникнуть летальный исход.

Эффективным антидотом при отравлении ФОС является атропин. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. У этого термина существуют и другие значения, см. Фосфор значения. Основная статья: Изотопы фосфора. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Дата обращения 15 июля Дата обращения 27 января Химическая энциклопедия: в 5 т. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. Учебник для 9 класса.

Желтый фосфор

Фосфор может принимать две формы: красный — негорючий порошок, и белый фосфор — мягкий и горючий. Фосфору присущи свойства как окислителя, так и восстановителя в зависимости от конкретных условий. Белый фосфор является токсичным.

Техника безопасности при работе с фосфором. В чем опасность фосфора? Оказание первой помощи при отравлениях фосфором.

Из продуктов животного происхождения больше всего цинка в молоке, мясе, сыре, рыбе, яйцах, икре осетровых рыб и говяжьей печени. Отличным натуральным источником фосфора является костная мука с добавлением витамина D. При возникновении в организме недостатка фосфора ощущается общее недомогание и слабость. Дисбаланс фосфора вызывает также всплески интеллектуальной активности, которые сменяются нервным истощением.

Фосфор в организме человека

Поэтому дефицит или переизбыток одних сильно влияет на количество и качество усвоения других. Вред фосфора для человека Из предыдущего подраздела видно, насколько велика польза фосфора для организма человека. Уже в утробе матери дефицит фосфора сказывается на фатальном отставании в росте и развитии. Отдельно стоит сказать о вреде фосфора. Его избыток в организме приводит к нарушениям обмена многих веществ, в том числе и к нарушениям усвояемости витаминов и минералов. Особенно у детей. Поэтому необходимо максимально ограничить употребление продуктов с содержанием фосфатов, а лучше вовсе отказаться от них. Например, газированные напитки и другие продукты, изготавливаемые с помощью различных веществ.

Лечебные свойства красного цвета. Цветотерапия на службе здоровья

Фосфор — макроэлемент, который считается одним из жизненно необходимых веществ, принимающих участие в большинстве биологических процессов, происходящих в организме. В составе каждой клетки человеческого тела содержится фосфор, однако большая его часть сосредоточена в костной ткани и зубах. Как известно, средневековые алхимики были поглощены идеей открытия философского камня — некоего реактива, позволяющего из любого металла поучать золото и вечно оставаться молодым. В попытках создать такое вещество было сделано немало открытий, к числу которых можно отнести и открытие фосфора. Во второй половине 17 столетия внимание алхимика из Гамбурга Хеннига Бранда было сосредоточено на изучении человеческой мочи.

Злаки — это источник здоровья. Однако данному определению в большей степени отвечают именно не шлифованные продукты указанной категории, потому как они сохраняют все полезные вещества, предусмотренные природой.

В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Фосфор содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах см. Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений АТФ , является элементом жизни. Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннингом Брандом в году.

Красный фосфор влияние на организм

Болгарский перец выращивается уже многие сотни лет. Этот яркий и сочный овощ многие любят за необычный вкус и возможность употребления в любом виде. Но при этом не все знают, в чем заключается польза и вред болгарского перца. Первоначально его выращивали в Америке, после он был перевезен в Европу и Россию.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Получение белого фосфора из красного

Раскрываем секреты, как готовить и варить красный рис

Длина совка: 22 см. Цвет в ассортименте, без возможности выбора. Набор для поощрения на самоклеящейся бумаге. Формат 95х мм. Брелок работает в двух автоматических режимах и горит в разных цветовых гаммах. Материал: металл, акрил. Для работы нужны 3 батарейки руб Раздел: Металлические брелоки Фосфор в организме человека 1. Структура: Р Химические характеристики: – порядковый – 15 – атомный вес – 31,0 Фосфор известен в четырех аллотропических модификациях; практически применяют только две – белый и красный фосфор.

Как приготовить красный рис с кукурузой и цукини. Для того, чтобы приготовить очень вкусной блюдо с пользой для здоровья из красного риса с кукурузой и .

Фосфор — минеральный элемент, содержащийся во всех живых организмах. Он является одним из самых важных веществ для жизнедеятельности. Основная масса фосфора входит в состав костной ткани. Целый ряд ферментативных процессов в организме осуществляется при участии фосфора. Нехватка фосфора в организме остро сказывается на процессах жизнедеятельности.

Фосфор вред для здоровья

Он горит при комнатной температуре даже под водой. Активно соединяется с галогенами и серой с выделением света и взрывами. Красный фосфор горит при градусах по Цельсию, он настолько опасен, что применяется как отрава для мышей. Считается, что черный фосфор является составной частью красного и наследует все его ядовитые свойства.

Новости политических партий

Фосфор является металлоидом, который проявляет различные свойства. Фосфор может принимать две формы: красный — негорючий порошок, и белый фосфор — мягкий и горючий. Фосфору присущи свойства как окислителя, так и восстановителя в зависимости от конкретных условий.

Другие причины — гипервитаминоз витамина Д, токсикоз при беременности, саркоидоз, частые контакты с соединениями фосфора, цирроз печени, регенерация переломов.

Современный человек пытается использовать по максимуму всевозможные ресурсы природы для своей комфортной жизни. Представители растительного мира являются непременными составными частями большинства лекарственных средств, которые могут устранять симптомы и причины разных недугов, предупреждать их возникновение и улучшать иммунитет. В данной статье поговорим о таком интересном продукте, как красный перец, польза и вред которого уже достаточно хорошо известны. Этот плод полукустарника на сегодняшний момент повсеместно применяется в кулинарии, медицине, а также в косметологии.

Чем полезен болгарский перец, свойства

Аллотропные модификации Фосфора для организма человека опасны отравляющим воздействием составляющих веществ, воздействием таких примесей как мишьяк и сера. Активно соединяясь с галогенами и серой, фосфор образует фосфины, которые способствуют развитию болезней печени, сердца, легких. Фосфиды, попадая в организм человека, разрушают нервную систему, сбой в работе кровеносной системы, нарушают липидный обмен веществ. Именно высокий уровень радиоактивности приводит к свечению фосфора в темноте. Естественно, что радиоактивность сохраняется в любых соединениях фосфора – от химических удобрений например, суперфосфата до фосфорной кислоты которую, например, добавляют в такие напитки, как Coca-Cola. Поэтому на складах, где складированы тысячи тонн фосфорных удобрений, радиационный фон во много раз превышает естественный уровень.

В большество странах, Красный Фосфор очень популярный ингредиент. Уже работала с экспортом Красный Фосфор а почти 10 лет. Если у вас любой вопрос. Свободно отправьте мне в почту inquiry foodchem.

Magazine

ПРОМЫШЛЕННАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ

УДК 616-057-084+615.9+546.18/661/666.2.001.5

ВОЗМОЖНЫ ЛИ ОТРАВЛЕНИЯ БЕЛЫМ ФОСФОРОМ В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДНЫХ ТКАНЕЙ?

Е.П. Краснюк, д.м.н., профессор, И.П. Лубянова, к.м.н.,
Л.М. Краснокутская, к.м.н., В.Ф. Демченко, к.б.н.

Институт медицины труда АМН Украины, Киев

Хроническая интоксикация белым фосфором не относится к характерным для Украины профессиональным заболеваниям в связи с небольшим объемом использования элементарного фосфора в производстве и чрезвычайно быстрым превращением его при контакте с воздухом в оксиды, фосфины и другие соединения, клиническая картина отравления которыми совершенно отличается от вызываемой белым фосфором.

Фосфор является существенно важным элементом жизнедеятельности, причём белый фосфор отличается наиболее выраженной активностью среди аллотропных его модификаций [1, 2].

Возможность вредного действия фосфора на организм возникает в процессе производства белого фосфора и его соединений, в том числе удобрений, пестицидов, сплавов цветных металлов, в пиротехнике, в производстве углеродистых тканей и углеродистых композиционных материалов [3, 4].

В условиях производства фосфор и его соединения могут поступать в организм преимущественно ингаляционным путём, а также перорально, и через неповреждённую кожу. На воздухе белый фосфор легко возгорается и может вызывать глубокие, болезненные, медленно заживающие ожоги, оставляющие глубокие рубцы, скорость всасывания через ожоговую поверхность увеличивается. Острые отравления фосфором, вызванные однократным поступлением в организм больших его доз, в производственной практике не встречаются [4—6, 10].

Для хронических отравлений белым фосфором характерно длительное (в течение нескольких лет) развитие, однако типичные случаи их описаны и при продолжительности контакта, не превышающей одного года.

Диагностика отравлений элементарным фосфором отличается чрезвычайной сложностью. Наиболее характерными для воздействия белым фосфором являются поражения костной ткани и паренхимы печени. Изменения костной ткани обусловлены действием фосфора на систему Гаверсовых каналов, в связи с чем, нарушается кровоснабжение и трофика костной ткани вплоть до развития некроза [2, 7]. Наиболее подвержена влиянию фосфора костная ткань нижней и реже верхней челюстей. При этом могут развиваться явления периостита, некроз кости с секвестрацией и гнойным отделяемым с последующей деформацией кости (фосфорная челюсть) и обезображиванием лица [6, 10].

Одним из механизмов гепатотоксичности элементарного фосфора является блокада секреции триглицеридов и аполипопротеинов, нарушение катаболизма холестерина в печени с последующим повышением его уровня в крови в связи с угнетением фермента, эстерифицирующего свободный холестерин (лецитинхолестеринацилтрансфераза). Синтез холестерина может повышаться также благодаря увеличению образования в организме ненасыщенных жирных кислот из-за усиления под влиянием белого фосфора процессов перекисного окисления липидов и фосфолипидов клеточных мембран. Нарушение синтеза липопротеинов, принимающих участие в транспорте триглицеридов, приводит к аккумуляции последних в клетках печени, развивается стеатоз и фиброз печеночной ткани. Фосфор (при пероральном поступлении в организм), повреждая митохондрии ядер клеток печени, угнетает их способность вырабатывать АТФ, страдает секреторно-экскреторная функция гепатоцитов. Все это лежит в основе формирования токсического гепатита, при этом возможно развитие активных форм его с некрозом или жировой инфильтрацией с исходом в цирроз. Дегенеративные изменения при хронической интоксикации белым фосфором могут развиваться также в поджелудочной железе, головном мозге и мышце сердца. Описаны также случаи жировой инфильтрации нефронов, некроз и сосудистая дегенерация проксимальных канальцев, ишемия гломерул у животных, получавших с пищей большие дозы белого фосфора.

Другие изменения в организме, нередко сопутствующие типичным проявлениям хронического отравления белым фосфором, проявляющиеся ирритацией кожных покровов, слизистых оболочек верхних дыхательных путей вплоть до отека легких, полости рта и желудочно-кишечного тракта, конъюнктивы, кожи и др., обусловлены, как правило, присутствием в воздухе рабочей зоны неорганических соединений фосфора, обладающих выраженным местным раздражающим действием. Важное значение в диагностике хронической интоксикации белым фосфором имеет изучение анамнеза, пальпация печени и ультразвуковое сканирование ее, определение в крови активности ферментов, выделяющихся из поврежденных гепатоцитов (аланинамино-, аспартатамино-, гамма-глютамилтрансфераза), а также уровня билирубина [6, 10].

Единственным средством диагностики костных нарушений явлвется качественная рентгенография. Однако она информативна лишь в далеко зашедших случаях. Данное сообщение вызвано внезапной регистрацией значительного числа случаев интоксикации белым фосфором у рабочих цеха обжига и графитации производства углеродных тканей ОАО “Укрграфит”. До этого случаи интоксикации белым фосфором на Украине не регистрировались.

Технологическая схема производства углеродных тканей включает ряд варочных, пропиточных, сушильных процессов, карбонизацию и графитацию тканей. Условия труда данного производства характеризуются поступлением в воздух рабочей зоны вредных химических факторов, представленных в основном соединениями фосфора (фосфорный ангидрид, фосфины).

Сведения о возможном образовании белого фосфора при производстве углеродистых тканей и углеродных композиционных материалов в литературе отсутствуют. Технология получения этих материалов включает процесс обжига карбонизированной вискозной ткани, пропитанной неорганическими соединениями фосфора, образующимися в используемом для пропитки ткани растворе диаммония фосфата, хлористого аммония, буры и борной кислоты, при температуре 1500—2500°С. При таком температурном режиме могут создаться потенциальные условия для образования белого фосфора.

В таблице представлены данные о содержании вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны на различных этапах технологического процесса.

Как видно из представленных в таблице данных, условия труда характеризуются наличием в воздухе рабочей зоны перечисленных выше соединений фосфора, которым присуще местное раздражающее действие, что может усугубляться наличием пыли, преимущественно углеродной природы.

Для уточнения характера изменений в организме в клинике Института медицины труда АМН Украины, было проведено углублённое клиническое обследование рабочих участка обжига и графитации данного производства (всего 21 человек). В числе обследованных были загрузчики-выгрузчики печей, обжигальщики, пропитчики и рабочие других профессий данного участка. Особое внимание было уделено состоянию костной ткани челюстей, а также печени, как наиболее уязвимым при отравлении белым фосфором. Почти у половины обследованных был диагностирован хронический бронхит, а также заболевания верхних дыхательных путей (10 человек). Довольно частыми оказались хронические заболевания органов пищеварения, в том числе гастрит, холецистит. Однако признаки хронического гепатита отмечены лишь у одного рабочего, перенесшего в прошлом болезнь Боткина.

Заболевания нервной системы проявились в основном нарушениями сосудистой регуляции — ангиодистоническим синдромом, а также радикулярным синдромом различной локализации, развившимся на почве остеохондроза позвоночника. Не отмечены существенные изменения в морфологическом и биохимическом составе крови.

Поскольку диагноз хронической интоксикации белым фосфором местными медицинскими учреждениями устанавливался исключительно на основании выявленных изменений пародонта и костной ткани челюстей, их состояние тщательно исследовалось у всех рабочих, поступивших в клинику Института для обследования.

Как известно, одной из наиболее частых причин деструкции костной ткани челюстей являются болезни пародонта, которые чрезвычайно широко распространены среди населения [11, 13—15, 16]. Распространенность и тяжесть течения заболеваний пародонта зависят, прежде всего, от навыков гигиены полости рта, состояния полости рта и организма в целом, качества оказываемой стоматологической помощи, а также от социальных и географических условий. На тяжесть течения болезней пародонта влияют микрофлора полости рта, зубной камень и пр. Некачественное пломбирование зубов может усугубить течение заболеваний пародонта, при этом некоторые пломбировочные материалы оказывают влияние на десну, содержат коррозийные вещества, способны вызвать клеточные повреждения и деструкцию тканей [13, 14]. Некоторые метаболические, гормональные, генетические и алиментарные особенности организма, как и авитаминозы, ускоряют развитие патологического процесса [14]. Известно, что формирование верхней и нижней челюстей в эмбриональном периоде происходит из двух самостоятельных ростков. Один из них образует альвеолярный край, поражающийся при пародонтозе, что проявляется различными вариантами его остеопороза, переходящего в атрофию. При этом следует учитывать, что в основе пародонтоза лежит мультифакторный воспалительно-дистрофический процесс с поражением сосудов, нарушением иннервации и соответствующей перестройкой костной ткани альвеолярного участка [12]. Процесс не распространяется на тело челюстной кости. При пародонтозе, как правило, не наблюдается грубая перестройка кости, её некроз и секвестрация, которые характерны для выраженной интоксикации белым фосфором [10]. Следует ещё раз подчеркнуть, что при пародонтозе дистрофически-воспалительные изменения охватывают весь комплекс тканей пародонта. При рентгенологическом исследовании наблюдается убыль костной ткани межзубных перегородок и очаги остеопороза. Общий рисунок кости альвеолярно-го отростка становится мелкоячеистым, склерозированным [12].

После разрушения кординальной пластинки (межзубной перегородки) воспалительно-дегенеративный процесс распространяется на губчатое вещество (спонгиозная ткань) кости, что рентгенологически определяется в виде деструкции или усечённости межзубной перегородки, отмечается резорбция альвеолярной кости горизонтального типа [12, 14].

У рабочих цеха обжига и графитации ОАО “Укрграфит” пародонтит и пародонтоз оказались весьма частыми заболеваниями и были выявлены у всех обследованных. Обнаруженные при этом изменения костной ткани были аналогичны описанным в литературе и зависели от степени выраженности пародонтита.

Для большей убедительности сказанного в клинике была обследована группа больных, страдающих пародонтитом, но не имевших производственного контакта с токсическими веществами, в том числе и белым фосфором. Изменения пародонта и альвеолярного края челюстей у лиц этой группы были такие же и в примерно такой же частоте, как у обследованных рабочих ОАО “Укрграфит”. Они проявлялись в основном резорбцией, атрофией и склерозированием альвеолярного края нижней челюсти, а также остеопорозом, диагностированном на фоне выраженого нелеченного пародонтита. Признаки остеонекроза и секвестрации челюстей, которые характерны для хронической интоксикации белым фосфором, не были установлены ни у одного обследованного.

Была рассмотрена так же медицинская документация 5 рабочих, которым диагноз хронической интоксикации белым фосфором установлен в 1993—1995 гг. на основании обнаруженных изменений костной ткани челюстей. У двух из них заключение было вынесено на основании рентгенограмм нижней челюсти в неудачной проекции, не позволяющей судить о структуре её. У двух других на рентгенограммах имели место изменения в альвеолярном крае челюстей соответственно отсутствующим зубам (склерозирование альвеолярного края), что следует рассматривать как процесс, сопутствующий пародонтозу. Отсутствие рентгенологических данных у пятого больного не позволило судить о правомерности установленного диагноза.

Анализ показателей, отражающих состояние минерального обмена у обследованных рабочих ОАО “Укрграфит”, также не даёт оснований для высказывания в пользу хронического отравления белым фосфором. Содержание общего фосфора в плазме крови либо оставалось на уровне физиологических колебаний, либо было ниже контроля. Что касается содержания магния и кальция в плазме крови, то оно оставалось на уровне нормы [8, 9].

Необходимо отметить, что сам подход к определению хронической интоксикации белым фосфором с учётом лишь состояния костной ткани челюстей является совершенно недопустимым и чреват серьезными диагностическими погрешностями. В понятие хронической интоксикации белым фосфором должен входить определённый симптомо-комплекс, включающий не только костные изменения челюстей, но и не менее характерные для неё изменения печени, в частности, хронический гепатит. Вместе с тем, заболевания системы пищеварения у обследованных рабочих не более часты, чем в контрольной группе лиц, не имеющих контакта с этим химическим элементом. Так, язвенная болезнь обнаружена у 2 человек из 21 обследованного, что составляет около 10 % при 10,6 % в контрольной группе. Не резко выраженный хронический гепатит, как сказано выше, диагностирован у одного рабочего, перенесшего в прошлом болезнь Боткина. Частым оказался хронический холецистит (у 16 человек), однако данное заболевание служит проявлением хронической очаговой инфекции и его развитие не может рассматриваться в связи с воздействием вредных веществ. Не типичным для хронической интоксикации белым фосфором является и диагностированный у рабочих остеохондроз позвоночника, осложнённый радикулярным синдромом различной локализации. Остеохондроз и другие изменения позвоночника в настоящее время широко распространены среди населения, включая лиц молодого возраста. Они справед-ливо отнесены к “болезням века”, характеризующегося постарением населения.

Таким образом, результаты проведенного изучения условий труда рабочих цеха обжига и графитации Запорожского ОАО “Укрграфит”, а также клинико-диагностического обследования не дают оснований для установления диагноза хрониче-ского отравления белым фосфором у обследованных лиц. Выявленные у большинства обследованных рабочих изменения костной ткани челюстей носят неспецифический характер и являются следствием имеющихся у рабочих данного предприятия выражен-ных изменений пародонта.

Отсутствие белого фосфора в воздухе рабочей зоны на данном участке подтверждает такие выводы. Вместе с тем, условия труда в данном цехе могут оказывать неблагоприятное влияние на организм и служить причиной усугубления ряда общих заболеваний и развития некоторых видов профессиональной патологии. Прежде всего следует подчеркнуть наличие в воздухе рабочих помещений аммиака при приготовлении пропиточного раствора на уровне 11—43 мг/м³ (ПДК — 20 мг/м³), пыли углеродных волокон — до 25,8 мг/м³ (при ПДК — 4 мг/м³), а также формальдегида — 3,32 мг/м³ (при ПДК — 0,5 мг/м³) и фосфин — до 0,22 мг/м³ (при ПДК — 0,1 мг/м³) и др. перечисленные химические соединения в приведенных концентрациях оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, конъюнктивы и могут стать причиной хронических заболеваний верхних дыхательных путей и бронхов (хронический назофарингит, фаринголарингит, бронхиты), хронических конъюнктивитов. Не исключается сенсибилизирующее влияние соединений, обладающих аллергенными свойствами, в частности формальдегида, и развитие аллергических заболеваний, таких как астматический бронхит, бронхиальная астма, дерматиты. Кроме того, попадание на слизистые оболочки полости рта фосфорного ангидрида с последующим образованием фосфорной кислоты может способствовать кариесу зубов, а, следовательно, и развитию болезней пародонта, заболеваний желудочно-кишечноко тракта. Однако эти заболевания не связаны с влиянием белого фосфора.

ЛИТЕРАТУРА
1. Корбридж Д. Фосфор: основы химии, биохимии, технологии / Пер. с англ. —М., 1982. —680 с.
2. Toxicological Profile for White Phosphorus and White Phosphorus Smoke // Prepared by: Syracuse Research Corporation for U.S. Department of Health and Human Services. Public Health Service Agency for Toxic Substances and Disease Registry. —1994.
3. Энциклопедия по безопасности и гигиене труда (пер. с англ.). —Т. 4, —Ч. II. —М: Пpофиздат. —1988. —С. 2733—3287.
4. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: справ. изд. / Под ред. В.А.Филова и др. —Л.: Химия, 1989. —592 с.
5. Раннее выявление профессиональных болезней Женева.: ВОЗ, 1988. —298 с.
6. Руководство по профессиональным заболеваниям / Под ред. H.Ф. Измеpова. —М.: Медицина, т.1, 1983. —С. 290—296.
7. Ben-Hur N., Appelbaum J. Biochemistry, histopathology and treatment of phosphorus burns. An experimental study // J. Med. Sc. —1973. —N 9. —P. 40-48.
8. Капитоненко Л.М., Дочкин И.И. Клинический анализ лабораторных исследований в практике военного врача / Под ред. Е.В. Гембицкого, 2-е переработанное и доп. —М.: Воениздат, 1988. —270 с.
9. Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии. —Минск: Беларусь. —1982. —367 с.
10. Хаген H. Клиника профессиональных заболеваний. —Л.: Медгиз. —1961. —240 с.
11. Иванов В.С. Заболевания пародонта. —М.: Медицина, 1989. —272 с.
12. Рабухина H.А., Аржанцев А.П., Грудянов А.И., Люшкова П.И. Рентгенологические изменения костной ткани у больных с различными формами пародонтита // Стоматология. —1991. —N 5. —С. 23—26.
13. Руководство к практическим занятиям по терапевтической стоматологии (Заболевания пародонта) // Под редакцией H.Ф.Данилевского. —К.: Вища школа. —1990. —168 с.
14. Барабаш Р.Д. Концепция этиологии и патогенеза заболеваний пародонта:обзор // Стоматология. —1987. —Т. 66. —N 1. —С. 81—85.
15. Эпидемиология, этиология и профилактика болезней пародонта: Доклады научной группы ВОЗ. —М.: Медицина. —1980. —66 с.
16. Никитенко В.А., Шатунов В.П., Блок Д.А. Влияние заболеваний желудка на измене-ния в тканях пародонта // Стоматология. —1991. —N 5. —С. 29—32.

| Содержание |

«Дьявольская стихия»: обратная сторона фосфора | Science

Я хотел бы рассказать вам о фосфоре, моем любимом элементе в таблице Менделеева. Phosphorus – отличный кандидат для ядовитого блога, поскольку существует удивительное количество способов, которыми он может вас убить. Это также наиболее подходящий элемент для блога Хэллоуина, поскольку это самый жуткий член периодической таблицы, связанный с историями об алхимиках, светящихся черепах, привидениях на кладбище и спонтанном возгорании людей.

Фосфор – неотъемлемая часть жизни. В сочетании с кислородом для производства фосфатов он скрепляет нашу ДНК, делает наши кости прочными и осуществляет фундаментальные химические реакции в наших клетках. Но у фосфора есть и обратная сторона. Некоторые называют это «дьявольской стихией».

Чистый фосфор бывает самых разных форм, различающихся по цвету, обусловленному различным расположением атомов. Есть белый фосфор (также описываемый как желтый), красный, фиолетовый, черный – и совсем недавно в список был добавлен розовый.Белый фосфор был идентифицирован первым; когда он был обнаружен в 1660-х годах, он также положил начало ассоциации элемента с призраком.

Открытие было сделано алхимиком Хеннигом Брандтом, который кипятил собственную мочу в поисках золота (я не шучу). После нескольких дней нагревания литров застоявшейся мочи Хеннигу удалось выделить белое воскообразное твердое вещество, что, вероятно, стало чем-то вроде разочарования после его долгой и сложной с запахом работы. Но его настроение, должно быть, улучшилось, когда стемнело, и он заметил, что это недавно созданное вещество светилось жутким зеленым светом.

Алхимик, открывающий фосфор, Джозеф Райт, 1771–1795 гг. Фотография: Джон Маклин / Derby Museums Trust

Хенниг назвал новое вещество фосфор в честь греческого «носитель света». В то время, когда свет обычно производился путем сжигания чего-либо, открытие Хеннига было источником большого любопытства, и появилась надежда, что фосфор может стать более безопасной альтернативой свечам для освещения дома. С этим есть две проблемы. Во-первых, соединения фосфора воняют так, как вы не поверите (поверьте мне, это одно), и никто не захочет, чтобы это вещество было у них дома, когда оно может со временем разлагаться и производить действительно зловонный запах.

Вторая проблема – воспламеняемость белого фосфора. Холодное зеленоватое свечение фосфора вызвано его реакцией с кислородом, но не требуется много времени, чтобы эта реакция ускорилась и переросла в пожар, как выяснил химик 17 века Николя Лемери: «После некоторых экспериментов, проведенных однажды в моем доме на фосфор, небольшой кусочек которого небрежно оставили на столе в моей комнате, горничная, застилающая постель, взяла его в постельное белье, которое она положила на стол, не видя этого кусочка.Человек, который потом лежал в постели, просыпаясь ночью и чувствуя больше, чем обычный жар, почувствовал, что покрывало горит ». Гостю Лемери удалось выжить: фосфор горит с невероятной интенсивностью и производит густой, удушающий белый дым (именно по этой причине белый фосфор использовался в зажигательных бомбах и для создания дымовых завес).

Легкость возгорания фосфора и некоторых его соединений привела к предположениям о том, что это может быть причиной самовозгорания человека.Было обнаружено, что микробы способны превращать обычные фосфаты в пищевых продуктах в высокоактивные фосфиновые химические вещества, которые могут самопроизвольно воспламеняться при контакте с воздухом. Легковоспламеняющиеся соединения на основе фосфора были обнаружены в фекалиях человека и животных, но в незначительных количествах. Хотя это теоретически возможное объяснение самовозгорания человека, оно крайне маловероятно. Было бы более убедительно, если бы в поддержку теории было несколько случаев самовозгорания коров (я не нашел ни одного и, да, я искал).

Однако аналогичные процессы могут объяснить, как отрыжки фосфорных газов от разлагающихся останков на кладбищах могут производить странные светящиеся пары, которые были ошибочно приняты за привидений кладбища или блуждающих огонек.

Проблемы воспламеняемости разрушили всякую надежду на использование белого фосфора для внутреннего освещения, но открыли другую возможность: спички. Использование белого фосфора для спичечных головок означало, что пламя могло быть получено только при малейшем нагреве от трения.Это было замечено как огромный шаг вперед в то время, когда разжечь огонь было очень сложно.

Спички, содержащие фосфор, производились в девятнадцатом веке миллиардами. Чтобы изготовить эти спички, люди, которых называли «ковшами», стояли перед неглубокими подносами, наполненными водой, нагретыми снизу паром, в которых были растворены палочки белого фосфора, смешанные с некоторыми другими химическими веществами. Полки с палками в два раза длиннее спички, если их окунуть с обеих сторон и дать высохнуть, прежде чем палки будут разрезаны пополам.Затем полученные спички были упакованы в коробки и готовы к продаже.

Дипперы работали по 14 часов в день, а на фабриках с плохой вентиляцией это означало, что они все время дышали парами фосфора. Другие, кто смешивал химические вещества, а также те, кто упаковывал спички, также подвергались воздействию высоких уровней фосфора. В результате фосфор начал проникать в организм. Самый простой путь внутрь – через челюсть из-за плохой гигиены полости рта.

Симптомы начинаются с зубной боли, а затем зубы выпадают.Лицо опухало, а абсцессы вдоль челюсти сочились гноем с самым зловонным запахом. На лице по линии челюсти открывались отверстия, через которые можно было видеть мертвую кость внизу. Иногда кость светилась в темноте от скопившегося фосфора. Единственным средством было избавить человека от воздействия фосфора, но на самом деле это был не вариант, так как он потерял бы свой доход. Вместо этого, чтобы предотвратить попадание фосфора во внутренние органы и смерть человека из-за повреждения печени, пораженная челюстная кость была удалена.

Вы можете увидеть разрушительные последствия того, что стало известно как фоснистая челюсть, в анатомических коллекциях, например, в музее патологии Бартса. На витрине, выставленной на первом этаже этой впечатляющей трехэтажной медицинской коллекции, изображена челюстная кость одного из таких пациентов, удаленная, чтобы спасти пациента от потенциально смертельных последствий воздействия. Легко увидеть, где кость была съедена фосфором, который пациент, должно быть, вдыхал в течение многих лет.

Пациент пролежал в больнице шесть недель, чтобы выздороветь и вырастить новую челюсть, прежде чем его выписали.К сожалению, после того, что должно было быть поистине ужасным опытом, пациент умер в ту же ночь, когда вернулся домой. Считается, что он задохнулся во сне.

Те, кому посчастливилось выжить в острой челюсти, остались навсегда изуродованными. Вы можете понять, почему спичечные рабочие объявили забастовку. Хотя первые случаи фосфорной челюсти появились в 1850-х годах, белый фосфор продолжал использоваться до начала 20-го века. В 1910 году Великобритания окончательно запретила использование белого фосфора в спичках, и он был заменен гораздо более безопасным красным фосфором, который до сих пор украшает стороны спичечных коробок.

Именно благодаря этим девушкам со спичками у нас есть законы, регулирующие здоровье и безопасность на рабочем месте. И как бы мы ни жаловались на бюрократизм и чрезмерную осторожность, нам всем лучше, если бы они были. В соответствии с законодательством о здоровье и безопасности любые светящиеся черепа, с которыми вы столкнетесь во время Хэллоуина, будут покрыты нетоксичными красками, которые светятся из-за воздействия света, а не химических реакций. Однако любые привидения кладбища, которых вы встречаете, могут быть связаны с фосфором или, возможно, с чем-то совершенно другим…

Фосфор: человечество смывает элемент

На поле сахарной свеклы за пределами Кембриджа, Англия, Саймон Келли стоит над узкая траншея, выдолбленная в ржавой земле, примерно 15 футов глубиной и 30 футов длиной.«Добро пожаловать в яму», – говорит Келли, седобородый геолог в очках, в соломенной шляпе и рубашке цвета хаки. «Вы видите то, чего давно не видели».

Слои горных пород, обнаженные в траншее, датируются более чем 100 миллионами лет, когда Англия находилась под водой теплого мелкого моря. Келли – исследователь из некоммерческой геологической консалтинговой компании – специализируется на морских окаменелостях той эпохи (« Dicranodonta vagans !» – восклицает он, когда я нахожу камень, испещренный отпечатками крошечных раковин, похожих на моллюсков, которые он просит сохранить).Вот почему в 2015 году он приказал экскаватору выкопать эту траншею, и с тех пор он провел бесчисленные часы, просеивая ее сокровища. – Ты идешь в нору Саймона? Жена Келли была невозмутима, когда я заехал за ним в утро моего визита.

Я приехал, потому что в «дыре Саймона» также были предметы, имеющие более недавнее историческое значение: тусклые круглые камешки, которые когда-то помогали накормить Соединенное Королевство. К 1800-м годам столетия земледелия истощили британские почвы питательных веществ, включая фосфор – важный элемент для сельскохозяйственных культур.В то время навоз и кости были обычными источниками фосфора, и когда страна исчерпала свои внутренние запасы, она стала искать больше в других местах.

«Великобритания похожа на гуля, ищущего континенты», – писал Юстус фон Либих, немецкий химик, который первым определил критическую роль фосфора в сельском хозяйстве. «Уже в своем стремлении к костям она обнаружила поля сражений Лейпцига, Ватерлоо и Крыма; уже из катакомб Сицилии она унесла скелеты многих последующих поколений.

Затем, в 1840-х годах, геологи обнаружили богатые фосфором камни в полях вокруг Кембриджа – те же гладкие камни кофейного цвета, вваренные в стены траншеи Келли. «Это то, что им было нужно», – говорит он, указывая на слой комков размером от бобов до кончиков глаз.

Первоначально считалось, что эти конкреции представляют собой окаменелые фекалии, и они стали известны как копролиты , что означает «навозные камни». Большинство оказалось кусками минерализованных отложений, но это не уменьшило их полезность в качестве удобрения.

«В останках вымершего животного мира Англия должна найти средства увеличения своего богатства за счет сельскохозяйственной продукции», – писал Либих. «Да избавит ее прекрасное население от нищеты и страданий!» И это было.

В последующие десятилетия рабочие добыли 2 миллиона тонн копролитов, превратив поля и болота юго-восточной Англии в лабиринт ям и траншей, которые затмевали яму Саймона. Копролиты сортировались, промывались и перевозились на тележках, поездах и баржах на перерабатывающие предприятия, где их измельчали и обрабатывали кислотой для получения суперфосфата – первого в мире химического удобрения.

Камни помогли Британии увеличить запасы продовольствия и завершить так называемую Вторую сельскохозяйственную революцию (первой «революцией» явился подъем аграрной цивилизации). Копролиты и другие геологические месторождения фосфора также подняли заманчивую возможность того, что люди наконец-то освободились от вековых биологических ограничений. На протяжении миллиардов лет жизнь на Земле боролась с упорным недостатком фосфора. Наконец, это скоро изменилось.

Жизнь, как мы ее знаем, основана на углероде.Но каждому организму нужны и другие элементы, в том числе азот и фосфор. Азот – основа всех белков, от ферментов до мышц, и нуклеиновых кислот, кодирующих наши гены. Фосфор образует основу ДНК, клеточных мембран и наших скелетов; это ключевой элемент в минералах зубов и костей.

Слишком малое количество любого из питательных веществ ограничит продуктивность организмов и, как следствие, целые экосистемы. В короткие сроки азот часто заканчивается первым. Но с геологической точки зрения этот дефицит никогда не длится долго: атмосфера, которая на 80 процентов состоит из азота, представляет собой почти бесконечный резервуар.И в начале эволюции некоторые микробы разработали способы превращать атмосферный азот в биологически доступные соединения.

Увы, в отношении фосфора, который поступает в основном из земной коры, аналогичной уловки не существует. Организмам обычно приходилось ждать, пока геологические силы не раздавят, растворят или иным образом повредят поверхность планеты, пока она не начнет просачиваться фосфором. Этот процесс выветривания может занять тысячи, даже миллионы лет. И как только фосфор наконец попадает в океан или почву, где организмы могут использовать его, большая его часть вступает в реакцию с образованием недоступных химических форм.

Читайте: гигантская пыльная буря движется через Атлантику

По этим причинам писатель и химик Айзек Азимов в своем эссе 1959 года назвал фосфор «узким местом жизни». Ноа Планавский, геохимик из Йельского университета, говорит, что ученые пришли к такому же выводу: «Это то, что действительно ограничивает возможности биосферы».

Фактически, одна из давних загадок происхождения жизни заключается в том, как самые ранние организмы получили достаточно фосфора, чтобы собрать свои примитивные клеточные механизмы.Некоторые ученые считают, что они, должно быть, возникли в среде с аномально высокими концентрациями фосфора, например, в озерах с закрытыми бассейнами. Другие предположили, что биодоступный фосфор попал на Землю в виде комет или метеоритов – небесный дар, который помог зародить жизнь.

Хроническая нехватка фосфора может также объяснить, почему кислород так долго накапливался в атмосфере Земли. Фитопланктон впервые начал извергать газ около 2,5 миллиардов лет назад, с появлением фотосинтеза.Но, согласно исследованиям Планавского и других, у них могло не хватить фосфора для увеличения производства, потому что элемент продолжал связываться с минералами железа в океане, помогая удерживать мир в состоянии с низким содержанием кислорода более чем на миллиард. лет дольше.

То, что мы дышим кислородом сегодня – и вообще существуем – может быть связано с серией климатических катаклизмов, которые временно освободили планету от недостатка фосфора. Около 700 миллионов лет назад океаны неоднократно замерзали, и ледники поглощали континенты, разъедая скалы под ними.Когда лед наконец растаял, огромные количества ледниковых отложений смылись в моря, доставив беспрецедентное количество фосфора простым морским формам жизни, которые затем заселили планету.

Планавский и его коллеги предполагают, что приток питательных веществ открыл путь эволюции. В течение следующих 100 миллионов лет или около того появились первые многоклеточные животные, и концентрация кислорода, наконец, начала подниматься до современного уровня. Ученые до сих пор спорят о том, что именно произошло, но фосфор, вероятно, сыграл свою роль.(Для Планавского это «один из самых увлекательных нерешенных вопросов об истории нашей планеты».)

Другая группа ученых, возглавляемая Джимом Эльзером из Университета штата Аризона, предполагает, что такая пульсация фосфора могла иметь другие эволюционные последствия: Поскольку слишком много фосфора может быть вредным, животные, возможно, начали строить кости, чтобы связывать излишки питательных веществ. “Умопомрачительно, правда?” – говорит Эльзер. “Если правда.”

Ясно то, что после этого взрыва жизни фосфорные тиски снова зажали.Геологическое выветривание продолжало расходовать скудные рационы питательных веществ, а экосистемы разработали способы их сохранения и переработки. (В озерах, например, атом фосфора может быть использован тысячи раз, прежде чем достигнет осадка, говорит Эльзер.) Вместе эти геологические и биологические циклы фосфора задают темп и продуктивность жизни. Пока не появились современные люди.

В течение нескольких недель в 1669 году немецкий алхимик по имени Хенниг Бранд выкипел 1500 галлонов мочи в надежде найти мифический философский камень.Вместо этого он получил светящееся белое вещество, которое он назвал фосфор , что означает «носитель света». Он стал 15-м элементом периодической таблицы Менделеева, зажигательным материалом для спичек и бомб и – благодаря работе Либиха и других – ключевым элементом в удобрениях.

Однако задолго до того, как был открыт фосфор, люди изобрели хитроумные способы управления своими местными запасами, говорит Дана Корделл, возглавляющая группу исследования пищевых систем в Сиднейском технологическом университете в Австралии.Там и в Америке, например, коренные народы управляли охотничьими угодьями и добычей пищи с помощью огня, который эффективно удобрял ландшафт биологически доступным фосфором, содержащимся в золе, среди других преимуществ. В аграрных обществах фермеры научились использовать компост и навоз для поддержания плодородия своих полей. Даже домашние голуби играли важную роль в библейские времена; их фекалии, содержащие питательные вещества, собираемые повсюду, помогали поддерживать фруктовые сады и сады пустынных городов.

Но человеческие отходы были, пожалуй, самым ценным удобрением. Хотя нам тоже нужен фосфор (на его долю приходится около 1 процента нашей массы тела), большая часть потребляемого нами фосфора проходит через нас в нетронутом виде. В зависимости от диеты около двух третей выводится с мочой, а остальная часть – с калом. На протяжении тысячелетий люди собирали эти драгоценные вещества – часто в предрассветные часы, что дало начало термину ночная почва – и использовали их для выращивания пищи.

Сточные воды империи ацтеков питали ее знаменитые плавучие сады.Экскременты стали настолько ценными, что власти 17-го века в Эдо, Япония, запретили туалеты, слившиеся в водные пути. А в Китае промышленность по сбору ночной почвы стала известна как «бизнес золотого сока». В 1908 году в Шанхае американский почвовед по имени Франклин Хирам Кинг сообщил, что «привилегия» собрать 78 000 тонн человеческих побочных продуктов стоит 31 000 долларов.

Кинг, основатель движения за органическое земледелие, некоторое время проработавший в U.С. Департамент сельского хозяйства восхищался этим тщательным повторным использованием отходов и сетовал, что не видел ничего подобного дома. Это, как писал Кинг, было неприятным побочным эффектом современной санитарии, которую «мы считаем одним из величайших достижений нашей цивилизации».

Так называемая санитарная революция последовала сразу за промышленной революцией. В 1700-х и 1800-х годах европейцы и американцы перебрались в города в беспрецедентном количестве, ограбив землю своих отходов и содержащегося в ней фосфора.Эти отходы вскоре превратились в городское бедствие, вызвав волну инфекционных заболеваний, которые вынудили лидеров в таких местах, как Лондон, изобретать способы избавиться от обильных экскрементов своих жителей.

Либих и другие викторианские мыслители утверждали, что эти сточные воды следует вывозить обратно в сельскую местность и продавать фермерам в качестве удобрения. Но связанные с этим объемы вызвали проблемы с логистикой, и критики выразили обеспокоенность по поводу безопасности ферм по очистке сточных вод, а также их запаха. Таким образом, отходы в конечном итоге отправлялись в центры элементарной обработки для захоронения или, что чаще, сбрасывались в реки, озера и океаны.

Это создало то, что Карл Маркс назвал «метаболическим разрывом» – опасным разрывом между людьми и почвами, от которых они зависят, – и фактически разделило человеческий цикл фосфора, превратив его петлю в трубу с односторонним движением.

«Вы можете возразить, что это единственное нарушение вызвало глобальный хаос», – говорит Корделл. Во-первых, это заставило фермеров искать новые источники фосфора, чтобы восполнить питательные вещества, ежегодно теряемые в городской канализации. Что еще хуже, сельскохозяйственные исследования в конце 1800-х годов показали, что растениям требуется даже больше фосфора, чем считалось ранее.Так началась неистовая гонка за удобрениями.

Испания и Соединенные Штаты заявили права на необитаемые острова в Тихом океане, где рабочие собирали огромные скопления птичьего помета. (Среди них был атолл Мидуэй – позже военно-морская база США.) Вернувшись домой, на американскую землю, компании по производству удобрений рыскали пещеры летучих мышей в поисках гуано и обрабатывали кости бесчисленных бизонов, убитых охотниками за шкурами на Великих равнинах.

В ходе этих подвигов люди преодолевали огромные расстояния, чтобы добыть фосфор.Открытие копролитов на британских полях позволило людям вернуться в прошлое, захватить питательные вещества из другой эпохи и полностью замкнуть геологический цикл фосфора. Мы увидели способ превратить непрекращающуюся струйку в поток, и именно это мы и сделали.

Мелани Ламбрик

До конца 1800-х годов «вонючие камни», усеивающие поля Южной Каролины, считались неприятностью. Но по мере того, как стоимость импортированного гуано резко возросла, а гражданская война изменила южное сельское хозяйство, ученые обнаружили, что эти конкреции фосфатной руды можно переработать в приличное удобрение.К 1870 году первые фосфатные рудники в США открылись недалеко от Чарльстона и вдоль побережья, вырывая поля, леса и болота, чтобы добраться до коренных пород.

Десять лет спустя геологи обнаружили еще более крупные месторождения во Флориде. (По сей день большая часть фосфора на американских полях и плитах поступает из юго-востока США). С тех пор другие массивные образования фосфатных пород были обнаружены на американском Западе, Китае, Ближнем Востоке и в Северной Африке.

Эти месторождения приобрели все большее значение в 20 веке, во время Зеленой революции (третья революция в сельском хозяйстве, если вы отслеживаете).Селекционеры вывели более продуктивные культуры, чтобы накормить мир, а фермеры выкормили их азотными удобрениями, которые стали доступны после того, как ученые открыли способ получения их из азота, содержащегося в воздухе. Теперь основным ограничением роста сельскохозяйственных культур был фосфор – и пока фосфатные рудники гудели, этого не было вообще. В период с 1950 по 2000 год мировое производство фосфоритов увеличилось в шесть раз и помогло более чем вдвое увеличить численность населения.

Но до тех пор, пока ученые понимали важность фосфора, люди беспокоились о том, чтобы его не хватило.Эти опасения вызвали гонку за удобрениями в 19 веке, а также серию тревожных сообщений в 20 веке, в том числе один еще в 1939 году, после того как президент Франклин Д. Рузвельт попросил Конгресс оценить фосфатные ресурсы страны так, чтобы «непрерывно и адекватно. поставки должны быть застрахованы ».

Были и поучительные истории: большие залежи фосфоритов на крошечном тихоокеанском острове Науру способствовали прогрессу сельского хозяйства Австралии и Новой Зеландии в ХХ веке.Но к 1990-м годам шахты Науру иссякли, в результате чего 10 000 жителей остались без средств к существованию, а остров превратился в экологические руины. (В последние годы Науру разместил вызывающий споры центр содержания иммигрантов в Австралии.)

Прочтите: У людей закончатся удобрения?

Эти события породили ужасающую возможность: что, если шлюзы, содержащие фосфор, внезапно захлопнутся, и человечество снова окажется в пределах своих узких фосфорных петель? Что, если наше освобождение от геологического цикла фосфора только временно?

В последние годы Корделл выразил обеспокоенность по поводу того, что мы быстро потребляем наши самые богатые и наиболее доступные запасы.Производство фосфатов в США упало примерно на 50 процентов с 1980 года, и страна, когда-то являвшаяся крупнейшим экспортером в мире, стала нетто-импортером. По некоторым оценкам, Китаю, который сейчас является ведущим производителем, может остаться всего несколько десятилетий поставок. А согласно текущим прогнозам, мировое производство фосфоритной руды может начать сокращаться задолго до конца века. По словам Корделла, это представляет собой серьезную угрозу: «Теперь у нас огромное население, которое зависит от этих запасов фосфора.

Многие эксперты оспаривают эти мрачные прогнозы. Они утверждают, что пиковый уровень фосфора, как и пик нефти, – это призрак, который всегда кажется отступающим перед тем, как его пророчество сбудется. Они говорят, что люди никогда не извлекут весь фосфор из земной коры, и когда в прошлом нам требовалось больше фосфора, его находили горнодобывающие компании. «Я не думаю, что кто-то действительно знает, сколько их там, – говорит Ахим Доберманн, главный научный сотрудник Международной ассоциации удобрений, промышленной группы.Но Доберман, чья работа включает прогнозирование спроса на фосфор, уверен, что «все, что бы это ни было, продлится еще несколько сотен лет».

Простая добыча фосфоритов не решит всех наших проблем, – говорит Корделл. Уже сейчас каждый шестой фермер в мире не может позволить себе удобрения, и цены на фосфаты начали расти. Из-за трагической причуды геологии многие тропические почвы также эффективно блокируют фосфор, вынуждая фермеров вносить больше удобрений, чем их коллеги в других регионах мира.

Крайне неравномерное распределение ресурсов фосфоритов добавляет дополнительный уровень геополитической сложности. Марокко и его спорная территория, Западная Сахара, содержат около трех четвертей известных мировых запасов фосфоритов, в то время как Индия, страны Европейского Союза и многие другие страны в значительной степени зависят от импорта фосфора. (В 2014 году ЕС добавил фосфорит в свой список критически важного сырья с высоким риском предложения и экономической важностью.)Южные и китайские месторождения истощаются, мир будет все больше полагаться на рудники Марокко.

Мы уже увидели, как цепочка поставок фосфора может пойти наперекосяк. В 2008 году, в разгар глобального продовольственного кризиса, стоимость фосфоритов выросла почти на 800 процентов, а затем снова упала в течение следующих нескольких месяцев. Причин было множество: коллапс мировой экономики, увеличение импорта фосфора Индией и сокращение экспорта Китаем. Но урок был ясен: с практической точки зрения фосфор – бесспорно конечный ресурс.

Впервые я услышал о возможности фосфорной катастрофы несколько лет спустя, когда друг-фермер случайно упомянул, что мы потребляем добытый фосфор каждый день и что эти шахты заканчиваются. Чем больше я узнавал, тем больше увлекался историей, не только из-за ее удивительных и загадочных деталей – поедания камней! добыча фекалий! – но из-за его универсальности.

Фосфор – это классическая притча о природных ресурсах: люди веками борются с какой-то нехваткой, а затем, наконец, находят способ ее преодолеть.Мы извлекаем все больше и больше того, что нам нужно – часто во имя улучшения условий жизни людей, иногда трансформируя общество посредством знаменитых революций. Но в конце концов, как правило, слишком поздно, мы обнаруживаем, насколько дорого обходится добыча. И цена нарушения круговорота фосфора – это не только надвигающийся дефицит, но и безудержное загрязнение. «У нас есть проблема слишком-мало-слишком-большая, – говорит Женевьева Мецон, ученый-эколог из Университета Линчёпинга в Швеции, – что делает этот разговор очень трудным.”

Практически на каждом этапе своего пути от шахты до поля и до туалета фосфор просачивается в окружающую среду. Эта утечка более чем удвоила скорость глобального цикла фосфора, что ухудшило качество воды во всем мире. По оценкам одного исследования, проведенного в 2017 году, высокий уровень фосфора наносит ущерб водосборам, покрывающим примерно 40 процентов поверхности суши Земли и являющимся домом для около 90 процентов ее населения. Говоря более конкретно, это загрязнение имеет тенденцию наполнять водоемы слизистой вонючей пеной.

Слишком много фосфора или азота встряхивает водные экосистемы, давно привыкшие к скромным запасам, говорит Эльзер, вызывая цветение водорослей, которое делает воду зеленой, мутной и пахнущей. Водоросли не только мешают людям восстанавливать силы в озерах и реках (люди «любят видеть пальцы ног», – отмечает Эльзер), но также могут выделять токсины, которые наносят вред дикой природе и нарушают снабжение питьевой водой. А когда водоросли умирают, разложение высасывает кислород из воды, убивая рыбу и создавая разрушительные мертвые зоны.

Действительно, загрязнение может быть самым сильным аргументом в пользу уменьшения нашей зависимости от добываемого фосфора. «Если мы возьмем весь фосфор из земли и переместим его в систему – ох, все готово», – говорит Эльзер. Некоторые исследователи подсчитали, что неконтролируемое поступление фосфора в организм человека в сочетании с изменением климата может в конечном итоге привести большую часть океана к бескислородному состоянию, сохраняющемуся на протяжении тысячелетий. «Я почти уверен, что мы не хотим этого делать», – хихикает Эльзер. Такие события происходили много раз на протяжении истории Земли и, как считается, вызвали несколько массовых вымираний – например, когда наземные растения эволюционировали и послали в океан порцию недавно выветрившегося фосфора.

Эксперты по фосфору сходятся во мнении, что люди должны начать исправлять цикл фосфора, чтобы уменьшить ущерб окружающей среде, вызванный загрязнением, и тратить меньше ресурсов, которые становятся все более дефицитными. Или как пуговицу я когда-то видел, как Elser wear поставил, спасите p (ee).

В дело вступила даже промышленность: Yara, один из крупнейших мировых поставщиков удобрений, недавно объявил о партнерстве с европейским гигантом по переработке отходов Veolia для переработки фосфора из сельскохозяйственных и пищевых отходов.Доберманн говорит, что для многих компаний устойчивость «становится все более приоритетной задачей».

Прочтите: Катастрофа замедленного движения, угрожающая 350-летним фермам

Переработка человеческих отходов предлагает самый прямой способ закрыть петлю фосфора. Канадская компания Ostara установила системы для извлечения фосфора из сточных вод на муниципальных очистных сооружениях в более чем 20 городах по всему миру, включая Чикаго и Атланту. Швейцария и Германия даже приняли законы, обязывающие извлекать фосфор из сточных вод, которые вступят в силу в течение следующего десятилетия.

Потенциал улавливания фосфора из навоза еще выше. «Если у вас в комнате 40 докторов наук, мы всегда будем говорить о коровьем дерьме», – говорит Эльзер. Потому что их много. И потому что последний крупный сбой в круговороте фосфора был связан с домашним скотом.

На протяжении большей части истории человечества фермеры выращивали зерновые и животных бок о бок, что позволяло им легко перерабатывать навоз в качестве удобрения. Однако в течение 20-го века сельскохозяйственная специализация разделяла животноводство и производителей зерна, часто на расстояния, слишком большие для перевозки навоза.

Этот географический разрыв фактически оборвал последнюю оставшуюся часть цикла фосфора человека. И это привело к избытку фосфора в районах интенсивного животноводства, усугубив проблемы загрязнения в таких местах, как Чесапикский залив, водные пути молочной страны Висконсина и озеро Эри. Согласно недавнему исследованию Метсона и других, 55 фунтов фосфора выбрасывается в окружающую среду на каждый фунт фосфора, потребляемого в говядине, выращенной в США, более половины из которых поступает с навозом.(Для пшеницы это соотношение составляет примерно 2 к 1.)

Теоретически повторное улавливание этого фосфора может иметь большое значение. Метсон и другие подсчитали, что отходы американского животноводства содержат более чем достаточно фосфора, чтобы поддерживать весь урожай кукурузы в США; Другой анализ показал, что переработка всего навоза может вдвое сократить мировой спрос на фосфоритную руду. «Мы должны изменить свое мышление», – говорит Грэм Макдональд, соавтор Метсона и сельскохозяйственный географ из Университета Макгилла. «Это не потоки отходов», – говорит он.«Это потоки ресурсов».

В один прохладный декабрьский день мы с Джо Харрисоном стоим в шести футах друг от друга в масках на огороженной гравийной площадке в Центре исследований и поддержки Пуйаллапа при Университете штата Вашингтон. Харрисон является экспертом в области управления питательными веществами в WSU, и мы впервые встретились на конференции по устойчивому использованию фосфора в 2018 году, где он рассказал мне о мобильной установке по переработке, которую он разрабатывал для извлечения фосфора из навоза.

Теперь передо мной стоит хитроумная штуковина: металлическая воронка длиной 18 футов, сложенная на бортовом прицепе, окруженная зелеными лесами, электрическими панелями и множеством трубок.За последние несколько лет Харрисон и его коллеги отбуксировали установку на десятки молочных заводов по всему Вашингтону для пробных запусков. Сначала насос засасывает жидкий навоз в огромные пластиковые резервуары, где он обрабатывается кислотой. Затем суспензия течет через толстый шланг в основание воронки, где она смешивается с другими химическими веществами и начинает образовывать струвит, жемчужно-белый фосфорсодержащий минерал (исследователи заранее добавляют некоторые затравочные кристаллы, чтобы ускорить реакцию). По мере обработки навоза струвит оседает на дно для сбора.

Проект умный и прагматичный. Кажется маловероятным, что люди когда-либо вернутся к выращиванию всей нашей еды на месте на диверсифицированных небольших фермах, где навоз можно будет переработать по старинке. («Это дерьмовая работа», – замечает Доберман.) Но такие технологии дают возможность замкнуть петлю фосфора даже на огромных расстояниях. Например, Харрисон хочет отправить собранный на молочных заводах струвит обратно на фермы в восточном Вашингтоне, которые снабжают их кормами.«Почему бы нам не уловить часть этого фосфора в западном Вашингтоне и не отправить его на восток, где растет люцерна?» он говорит.

Установка Харрисона удаляет до 62 процентов фосфора, если навоз был предварительно переварен микробами – все более распространенная практика, которая также снижает выбросы парниковых газов, – а в противном случае – 39 процентов. Он подсчитал, что одна корова может производить около 50 граммов струвита каждый день, а это означает, что за год восемь животных могут обеспечить достаточно фосфора, чтобы удобрить акр посевов.

Струвит – одно из нескольких многообещающих фосфорных удобрений, получаемых из отходов жизнедеятельности человека и животных. И у него есть множество преимуществ: он портативный; он не содержит патогенов и других загрязняющих веществ, часто встречающихся в отходах; и, по словам Харрисона, он отлично работает как удобрение. «Производители люцерны – они этого хотят, – говорит он.

Ostara уже 15 лет тестирует струвит, продаваемый как Crystal Green, и дает обнадеживающие результаты. По словам Арен Бриттон, технического директора Ostara, их испытания показали, что в сочетании с обычными удобрениями струвит увеличивает урожайность многих сельскохозяйственных культур, в том числе канолы и картофеля.И цветоводы заметили. «Откровенно говоря, спрос на продукт превысил сумму, которую мы можем вернуть», – говорит он. (Сотрудник Харрисона по мобильному проекту, Кейт Бауэрс, с тех пор присоединился к компании, отчасти для того, чтобы помочь расширить ее сельскохозяйственные операции.)

Успех Ostara и пилотный проект Харрисона доказывают, что, по крайней мере, в небольшом масштабе можно восстановить соединение цикл фосфора. А для очистных сооружений это экономично; в соответствии с положениями Закона о чистой воде они уже должны удалить излишки фосфора перед сбросом сточных вод.Но для фермеров, большинство из которых не подчиняется аналогичным правилам, извлечение фосфора – это просто дополнительные расходы, по словам Джея Гордона, политического директора Молочной федерации штата Вашингтон. «В этом что-то есть, – говорит Гордон, который присоединился к нам с Харрисоном в исследовательском центре. Но “это чертовски большой кубик Рубика”.

Гордон безуспешно пытался заключить сделки по торговле качеством воды, в которых города платили бы местным фермерам за сокращение стока. Ранее в этом году он избрал другую позицию: проводя экскурсию по молочным заводам штата для руководителей Starbucks, Гордон предложил добавить фосфор в новую программу устойчивого развития компании.«Это мировой и национальный вопрос продовольственной безопасности», – сказал им Гордон. И фермеры могут быть частью решения. «Я хотел бы, чтобы каждый молочный фермер был маленьким миниатюрным заводом по производству удобрений», – говорит он. (Когда связались с представителем Starbucks, он не смог предоставить никакой информации о влиянии предложения Гордона.)

Однако на данный момент мобильная установка по переработке отходов простаивает. Харрисон говорит, что фермеры в других штатах выразили заинтересованность в испытании системы, но пандемия остановила операции.А весной уходит на пенсию.

В своей полевой лаборатории Харрисон показывает мне стопку больших картонных цилиндров, наполненных чем-то похожим на песок. Каждый содержит струвит из одного молочного продукта. В результате проекта не было произведено достаточно, чтобы обеспечить коммерческих производителей люцерны, которых имел в виду Харрисон. Тем не менее, по его оценкам, в этом сарае хранится около полутонны удобрений.

«Чтобы быть хорошим парнем, я должен найти для этого дом», – говорит он, но признает, что уже начал выбрасывать кое-что.Гордон, который управляет фермой площадью 600 акров, вскрикнул от удивления. Несколько лет назад он продал свое молочное стадо и теперь выращивает кукурузу, дыни и люцерну, а также другие культуры. И он оживляется при упоминании о свободном фосфоре: «Я точно знаю, куда он может попасть».

Репортаж в Великобритании был поддержан стипендией научно-журналистской деятельности Европейского союза геонаук.

Что фосфор делает для организма? – Дефицит, преимущества и функция

Роль, которую играет фосфор

Как мы уже упоминали, фосфор играет важную роль в обеспечении прочности костей и зубов.Он также помогает почкам фильтровать отходы и работает с телом, накапливая энергию и метаболизируя питательные вещества для получения энергии. Когда мы тренируемся, фосфор помогает быстро исцелить мышцы, и мы не испытываем такой сильной боли. Фосфор необходим для правильного роста, поэтому в детстве нам нужно больше его, чем во взрослом возрасте. Детям нам нужно 1250 мг фосфора в день, а взрослым – только 700 мг (кроме беременных и кормящих женщин; затем снова 1250 мг).

85 процентов фосфора в нашем теле содержится в наших костях и зубах.

Фосфор интересен тем, что на самом деле он играет важную роль в балансе других питательных веществ и минералов в организме. Если мы получаем слишком много фосфора, наш организм начинает использовать кальций из костей. Он также помогает сбалансировать витамин D, йод, цинк и магний.

Врачи могут также назначать фосфор для лечения гиперкальциемии (высокого уровня кальция в крови) и камней в почках на основе кальция.Оба эти применения основаны на том факте, что фосфор помогает сбалансировать минералы в организме.

Дефицит фосфора

Наш организм действительно хорошо усваивает фосфор. Если мы получаем меньше фосфора в нашем рационе, почечная абсорбция увеличивается. Другими словами, человеческое тело может увеличить свою способность поглощать фосфор. В результате дефицит фосфора действительно встречается редко. Кроме того, фосфор содержится в самых разных продуктах, от фруктов и овощей до мяса и зерна.

За немногими исключениями, когда наблюдался дефицит фосфора, были и другие проблемы со здоровьем. Таким образом, в этих случаях трудно сказать, что именно вызвано дефицитом фосфора по сравнению с другими проблемами со здоровьем. В основном мы наблюдаем дефицит фосфора у людей, которые серьезно ограничены в усвоении питательных веществ (например, с тяжелой болезнью Крона) или соблюдают диету, близкую к голодной. Это также наблюдается у сильных алкоголиков (потому что они, как правило, голодают, полагаясь только на алкоголь в качестве источника энергии).

Существует также наследственное заболевание, которое увеличивает выведение фосфора из организма, гипофосфатемия , что может привести к дефициту фосфора.

В этих редких случаях дефицита фосфора пациенты могут испытывать:

Потеря аппетита
Боль и разрушение костей
Слабость мышц
Повышенная заболеваемость
Затруднения при ходьбе
Дыхательная недостаточность

Серьезный дефицит фосфора в конечном итоге может привести к смерти.

Краткое содержание урока

Фосфор является важным питательным веществом. Типичная диета легко обеспечивает достаточное количество фосфора, и у организма есть резервные методы, чтобы гарантировать, что мы можем получить достаточное количество фосфора, усвоенного организмом. Это второй по распространенности минерал в организме. Фосфор необходим для построения и поддержания здоровья костей, хранения и производства энергии, а также для баланса других минералов и витаминов, таких как кальций и витамин D.

Дефицит фосфора наблюдается только у людей с другими проблемами со здоровьем (такими как тяжелый алкоголизм) или у людей испытывает сильный голод.Наследственное заболевание, гипофосфатемия , заставляет организм выделять избыток фосфора, что приводит к его дефициту. Это может вызвать боль и разрушение костей, слабость и, в конечном итоге, смерть.

Высокое потребление фосфора и параметры кишечника – результаты рандомизированного плацебо-контролируемого исследования на людях | Nutrition Journal

Кальво М.С., Урибарри Дж. Влияние избытка фосфора в рационе на здоровье костей и сердечно-сосудистой системы у населения в целом.Am J Clin Nutr. 2013; 98: 6–15.

CAS Статья PubMed Google ученый

Дхингра Р., Салливан Л.М., Фокс С.С., Ван Т.Дж., Д’Агостино Р.Б., Газиано Д.М., Васан Р.С. Связь уровней фосфора и кальция в сыворотке с частотой сердечно-сосудистых заболеваний в обществе. Arch Intern Med. 2007. 167: 879–85.

CAS Статья PubMed Google ученый

Эддингтон Х, Хофилд Р., Синха С., Хрисоху С., Лейн Б, Фоли Р. Н., Хегарти Дж., Нью-Дж., О’Донохью Д. Д., Миддлтон Р. Дж., Калра ПА. Фосфат в сыворотке и смертность пациентов с хронической болезнью почек. Clin J Am Soc Nephrol. 2010; 5: 2251–7.

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

Чанг А.Р., Лазо М., Аппель Л.Дж., Гутьеррес О.М., Грамм МЭ. Высокое потребление фосфора с пищей связано со смертностью от всех причин: результаты исследования NHANES III.Am J Clin Nutr. 2014; 99: 320–7.

CAS Статья PubMed Google ученый

de Boer IH, Rue TC, Kestenbaum B. Концентрации фосфора в сыворотке крови в третьем Национальном исследовании здоровья и питания (NHANES III). Am J Kidney Dis. 2009. 53: 399–407.

CAS Статья PubMed Google ученый

Селамет У., Тигиуарт Х., Сарнак М.Дж., Бек Дж., Леви А.С., Блок G, Ix JH.Взаимосвязь потребления фосфатов с пищей с риском терминальной стадии почечной недостаточности и смертности при хронической болезни почек 3-5 стадий: изменение диеты в исследовании почечной недостаточности. Kidney Int. 2016; 89: 176–84.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Adatorwovor R, Roggenkamp K, Anderson JJ. Потребление кальция и фосфора и расчетное соотношение кальция и фосфора у пожилых людей: данные NHANES 2005-2006 гг.Питательные вещества. 2015; 7: 9633–9.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Кальво М.С., Урибарри Дж. Вклад в общее потребление фосфора: учтены все источники. Semin Dial. 2013; 26: 54–61.

Артикул PubMed Google ученый

Ritz E, Hahn K, Ketteler M, Kuhlmann MK, Mann J. Фосфатные добавки в пище – риск для здоровья.Dtsch Arztebl Int. 2012; 109: 49–55.

PubMed PubMed Central Google ученый

10.

Trautvetter U, Jahreis G, Kiehntopf M, Glei M. Последствия высокого потребления фосфора для минерального обмена и ремоделирования костей в зависимости от потребления кальция у здоровых субъектов – рандомизированное плацебо-контролируемое исследование с участием человека. Нутр Дж. 2016; 15: 7.

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

11.

Trautvetter U, Ditscheid B, Kiehntopf M, Jahreis G. Комбинация фосфата кальция и пробиотиков благотворно влияет на кишечные лактобациллы и метаболизм холестерина у людей. Clin Nutr. 2012; 31: 230–7.

CAS Статья PubMed Google ученый

12.

Trautvetter U, Neef N, Leiterer M, Kiehntopf M, Kratzsch J, Jahreis G. Влияние добавок фосфата кальция и витамина D3 на ремоделирование костей и метаболизм кальция, фосфора, магния и железа.Нутр Дж. 2014; 13: 6.

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

13.

Ditscheid B, Keller S, Jahreis G. Прием фосфата кальция у людей влияет на метаболизм холестерина. J Nutr. 2005; 135: 1678–82.

CAS Статья PubMed Google ученый

14.

Ван дер Меер Р., Лапре Дж. А., Говерс М., Клейбёкер Дж. Х. Механизмы кишечного воздействия пищевых жиров и молочных продуктов на канцерогенез толстой кишки.Cancer Lett. 1997. 114: 75–83.

CAS Статья PubMed Google ученый

15.

Grimm M, Müller A, Hein G, Fünfstück R, Jahreis G. Высокое потребление фосфора незначительно влияет на минеральные вещества в сыворотке, сшивки пиридиния в моче и функцию почек у молодых женщин. Eur J Clin Nutr. 2001; 55: 153–61.

CAS Статья PubMed Google ученый

16.

Мацусита К., Тонелли М., Ллойд А., Леви А.С., Кореш Дж., Хеммельгарн Б.Р.Значение клинического риска уравнения сотрудничества в области эпидемиологии ХБП (CKD-EPI) по сравнению с уравнением исследования «Модификация диеты при почечной недостаточности» (MDRD) для оценки СКФ. Am J Kidney Dis. 2012; 60: 241–9.

Артикул PubMed Google ученый

17.

Roessler A, Forssten SD, Glei M, Ouwehand AC, Jahreis G. Влияние пробиотиков на фекальную микробиоту и генотоксическую активность фекальной воды у пациентов с атопическим дерматитом: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование.Clin Nutr. 2012; 31: 22–9.

CAS Статья PubMed Google ученый

18.

Клиндер А., Карлссон П.С., Клун И., Хьюз Р., Глей М., Стропила Дж. Дж., Роуленд И., Коллинз Дж. К., Пул-Зобель Б.Л. Фекальная вода как неинвазивный биомаркер при питании: сравнение методов подготовки и уточнение различных конечных точек. Nutr Cancer. 2007. 57: 158–67.

Артикул PubMed Google ученый

19.

Glei M, Kirmse A, Habermann N, Persin C, Pool-Zobel BL. Хлеб, обогащенный экстрактом зеленого кофе, оказывает химиопротекторное и антигенотоксическое действие на клетки человека. Nutr Cancer. 2006; 56: 182–92.

CAS Статья PubMed Google ученый

20.

Мунджал У., Шарлау Д., Глей М. Продукты ферментации кишечника фруктанов инулин-типа модулируют экспрессию ферментов, метаболизирующих ксенобиотики, в опухолевых клетках толстой кишки человека. Anticancer Res.2012; 32: 5379–86.

CAS PubMed Google ученый

21.

Knoll N, Weise A, Claussen U, Sendt W, Marian B, Glei M, Pool-Zobel BL. 2-Додецилциклобутанон, радиолитический продукт пальмитиновой кислоты, генотоксичен для первичных клеток толстой кишки человека и клеток предопухолевых поражений. Mutat Res. 2006; 594: 10–9.

CAS Статья PubMed Google ученый

22.

Oberreuther-Moschner DL, Jahreis G, Rechkemmer G, Pool-Zobel BL. Диетическое вмешательство с использованием пробиотиков lactobacillus acidophilus 145 и Bifidobacterium longum 913 модулирует способность фекальной воды человека вызывать повреждение клеток HT29clone19A. Br J Nutr. 2004. 91: 925–32.

CAS Статья PubMed Google ученый

23.

Глей М., Матушек М., Штайнер С., Бём В., Персин С., Пул-Зобель БЛ. Первоначальное тестирование in vitro на токсичность функциональных пищевых продуктов, богатых катехинами и антоцианами, в клетках человека.Toxicol in vitro. 2003; 17: 723–9.

CAS Статья PubMed Google ученый

24.

Камаринья-Силва А., Хореги Р., Чавес-Морено Д., Оксли А. П., Шаумбург Ф., Беккер К., Вос-Оксли М. Л., Пипер Д.Х. Сравнение бактериального сообщества передней части носа в двух отдельных популяциях человека с использованием секвенирования ампликона Illumina. Environ Microbiol. 2014; 16: 2939–52.

CAS Статья PubMed Google ученый

25.

Kozich JJ, Westcott SL, Baxter NT, Highlander SK, Schloss PD. Разработка стратегии двухиндексного секвенирования и конвейера курации для анализа данных последовательности ампликонов на платформе секвенирования MiSeq Illumina. Appl Environ Microbiol. 2013; 79: 5112–20.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

26.

Ван К., Гаррити ГМ, Тидже Дж. М., Коул Дж. Р. Наивный байесовский классификатор для быстрого отнесения последовательностей рРНК к новой бактериальной таксономии.Appl Environ Microbiol. 2007. 73: 5261–7.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

27.

Кларк К.Р., Уорвик Р.М.: Изменения в морских сообществах: подход к статистическому анализу и интерпретации. Морская лаборатория Плимута, Совет по исследованию окружающей среды; 1994.

Google ученый

28.

Welch BL. Обобщение проблемы Стьюдента, когда задействовано несколько различных популяционных дисперсий.Биометрика. 1947; 34: 28–35.

CAS PubMed Google ученый

29.

Ньюмарк Х.Л., Варгович М.Дж., Брюс В.Р. Рак толстой кишки и пищевые жиры, фосфаты и кальций: гипотеза. J Natl Cancer Inst. 1984; 72: 1323–5.

CAS PubMed Google ученый

30.

Van der Meer R, Termont DS, De Vries HT. Дифференциальное влияние ионов кальция и фосфата кальция на цитотоксичность желчных кислот.Am J Phys. 1991; 260: G142–7.

CAS Google ученый

31.

Говерс MJAP, Termont DSML, Van der Meer R. Механизм антипролиферативного действия молочных минералов и других добавок кальция на эпителий толстой кишки. Cancer Res. 1994; 54: 95–100.

CAS PubMed Google ученый

32.

Bovee-Oudenhoven I, Termont D, Dekker R, Van der Meer R. Кальций в молоке и ферментация йогуртовыми бактериями повышают устойчивость крыс к инфекции сальмонеллы.Кишечник. 1996; 38: 59–65.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

33.

Bovee-Oudenhoven IM, Wissink ML, Wouters JT, Van der Meer R. Диетический фосфат кальция стимулирует кишечные лактобациллы и снижает тяжесть инфекции сальмонеллы у крыс. J Nutr. 1999; 129: 607–12.

CAS PubMed Google ученый

34.

Koh A, De Vadder F, Kovatcheva-Datchary P, Bäckhed F.От пищевых волокон к физиологии хозяина: короткоцепочечные жирные кислоты как ключевые бактериальные метаболиты. Клетка. 2016; 165: 1332–45.

CAS Статья PubMed Google ученый

35.

Bovee-Oudenhoven IM, Termont DS, Weerkamp AH, Faassen-Peters MA, Van der Meer R. Диетический кальций подавляет кишечную колонизацию и транслокацию сальмонелл у крыс. Гастроэнтерология. 1997. 113: 550–7.

CAS Статья PubMed Google ученый

36.

Ditscheid B: Исследование in vivo физиологических эффектов добавки гидрокситрифосфата пентакальция у людей и модели in vitro адсорбции желчных кислот и нейтральных стеролов на различных фосфатах кальция. Диссертация; 2006.

Google ученый

37.

Trinidad TP, Wolever TM, Thompson LU. Влияние концентрации кальция, ацетата и пропионата на абсорбцию кальция в дистальном отделе толстой кишки человека. Питание.1999; 15: 529–33.

CAS Статья PubMed Google ученый

38.

Bolnick DI, Snowberg LK, Hirsch PE, Lauber CL, Org E, Parks B, Lusis AJ, Knight R, Caporaso JG, Svanbäck R. Индивидуальная диета влияет на микробиоту кишечника позвоночных в зависимости от пола. Nat Commun. 2014; 5: 4500.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

39.

Org E, Mehrabian M, Parks BW, Shipkova P, Liu X, Drake TA, Lusis AJ.Половые различия и гормональные эффекты на состав микробиоты кишечника мышей. Кишечные микробы. 2016; 7: 313–22.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

40.

Нойман Х., Дебелиус Дж. У., Найт Р., Корен О. Микробная эндокринология: взаимодействие между микробиотой и эндокринной системой. FEMS Microbiol Rev.2015; 39: 509–21.

Артикул PubMed Google ученый

41.

Most J, Goossens GH, Reijnders D, Canfora EE, Penders J, Blaak EE. Состав кишечной микробиоты сильно коррелирует с периферической чувствительностью к инсулину у мужчин с ожирением, но не у женщин. Полезные микробы. 2017; 8: 557–62.

CAS Статья Google ученый

42.

Wong JMWRD, de Souza RRD, Kendall CWCP, Emam AM, Jenkins DJAMD. Здоровье толстой кишки: ферментация и жирные кислоты с короткой цепью. J Clin Gastroenterol. 2006; 40: 235–43.

CAS Статья PubMed Google ученый

43.

Говерс MJ, Termont DS, Lapre JA, Kleibeuker JH, Vonk RJ, Van der Meer R. Кальций в молочных продуктах осаждает кишечные жирные кислоты и вторичные желчные кислоты и, таким образом, подавляет цитотоксичность толстой кишки у людей. Cancer Res. 1996; 56: 3270–5.

CAS PubMed Google ученый

44.

Rosignoli P, Fabiani R, De Bartolomeo A, Fuccelli R, Pelli MA, Morozzi G. Генотоксическое действие желчных кислот на нормальные и опухолевые клетки толстой кишки человека и защита с помощью диетических антиоксидантов и бутирата.Eur J Nutr. 2008; 47: 301–9.

CAS Статья PubMed Google ученый

45.

Тонг Дж. Л., Ран Чж, Шен Дж., Фан ГК, Сяо С.Д. Связь между фекальными желчными кислотами и колоректальным раком: метаанализ обсервационных исследований. Йонсей Мед Дж. 2008; 49: 792–803.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

46.

Powolny A, Xu J, Loo G.Дезоксихолат вызывает повреждение ДНК и апоптоз в эпителиальных клетках толстой кишки человека, экспрессирующих мутантный р53 или р53 дикого типа. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 193–203.

CAS Статья PubMed Google ученый

47.

Ditscheid B, Keller S, Jahreis G. На экскрецию стероидов с фекалиями у людей влияет добавка кальция, и эти различия зависят от пола. Eur J Nutr. 2009; 48: 22–30.

CAS Статья PubMed Google ученый

48.

Glinghammar B, Venturi M, Rowland IR, Rafter JJ. Переход от диеты, богатой молочными продуктами, к диете без молочных продуктов: влияние на цитотоксичность и генотоксичность фекальной воды – потенциальные факторы риска рака толстой кишки. Am J Clin Nutr. 1997; 66: 1277–82.

CAS Статья PubMed Google ученый

49.

Gomes JM, Costa JA, Alfenas RC. Может ли положительное влияние диетического кальция на ожирение и контроль диабета быть опосредовано изменениями в кишечной микробиоте и целостности? Br J Nutr.2015; 114: 1756–65.

CAS Статья PubMed Google ученый

50.

Christensen R, Lorenzen JK, Svith CR, Bartels EM, Melanson EL, Saris WH, Tremblay A, Astrup A. Влияние кальция из молочных и пищевых добавок на экскрецию фекального жира: метаанализ рандомизированных контролируемых испытания. Obes Rev.2009; 10: 475–86.

CAS Статья PubMed Google ученый

51.

Boon N, Hul GBJ, Stegen JHCH, Sluijsmans WEM, Valle C, Langin D, Viguerie N, Saris WHM. Интервенционное исследование влияния потребления кальция на экскрецию фекального жира, энергетический метаболизм и экспрессию мРНК жировой ткани белков, связанных с метаболизмом липидов. Int J Obes. 2007; 31: 1704–12.

CAS Статья Google ученый

52.

Bendsen NT, Hother AL, Jensen SK, Lorenzen JK, Astrup A. Влияние молочного кальция на экскрецию фекального жира: рандомизированное перекрестное исследование.Int J Obes. 2008; 32: 1816–24.

CAS Статья Google ученый

53.

Якобсен Р., Лоренцен Дж. К., Тубро С., Крог-Миккельсен И., Аструп А. Влияние кратковременного высокого потребления кальция с пищей на 24-часовой расход энергии, окисление жиров и экскрецию фекального жира. Int J Obes. 2005; 29: 292–301.

CAS Статья Google ученый

(PDF) Оценка воздействия фосфора в продуктах питания на здоровье: проблемы и соображения

при риске заболевания почек, потери костной массы, сердечно-сосудистых заболеваний,

и других хронических заболеваний.Однако свидетельства

, связывающие эти факторы в общей популяции, на этот раз остаются слабыми на уровне

, вероятно, из-за плохой оценки истинного воздействия фосфора

и его биодоступности.

Основываясь на данных о различиях в биодоступности различных форм соединений фосфора и влиянии модификации питательных веществ

, существует необходимость в разработке

алгоритмов для использования при моделировании воздействия фосфора

в человеческое здоровье.Первым шагом является дальнейшее совершенствование оценок фосфора в обработанных пищевых продуктах

в базе данных nu-

и их более эффективный учет при оценке питания.

Второй шаг – создать новую переменную в базе данных, которая определяет добавленный фосфор отдельно от естественного пищевого фосфора

. Обладая этой информацией, учет биодоступности

растительных и животных источников, совместно потребляемых пищевых продуктов

и соотношений Ca: P во время еды и другой полученной информации

об абсорбции фосфора и биодоступности можно использовать

для улучшения оценить значимое воздействие.Улучшенные данные

и планы исследований позволят исследователям определить потенциальные риски для исходов хронических заболеваний, чтобы медицинские работники могли лучше консультировать пациентов по вопросам здорового питания и поддержания здоровья

Благодарности

Все авторы прочитали и утвердили окончательную рукопись.

Цитированная литература

1. Laflamme GH, Jowsey J. Изменения костей и мягких тканей при пероральном применении фос-

фатов.J Clin Invest. 1972; 51: 2834–40.

2. Голдсмит Р.С., Джоуси Дж., Дьюб В.Дж., Риггс Б.Л., Арно С.Д., Келли П.Дж.

Влияние добавок фосфора на гормон паращитовидных желез в сыворотке

морфология костей и морфология костей при остеопорозе. J Clin Endocrinol Metab.

1976; 43: 523–32.

3. Calvo MS. Влияние высокого потребления фосфора на застой гомео-

кальция. Adv Nutr Res. 1994; 9: 183–207.

4. Белл Р. Р., Дрейпер Х. Х., Ценг ДЙМ, Шин Х. К., Шмидт Г. Р.. Психологические

реакции взрослых людей на пищевые продукты, содержащие фосфатные добавки.

J Nutr. 1977; 107: 42–50.

5. Грегер Дж., Кристофяк М. Потребление фосфора американцами. Food Tech-

нол. 1982; 36: 78–84.

6. Calvo MS, Park YK. Изменение содержания фосфора в рационе США:

потенциал для неблагоприятного воздействия на кости. J Nutr. 1996; 126 (доп.): 1168S–

80S.

7. Куорлз ЛД. Эндокринные функции кости в минеральном обмене reg-

ulation. J Clin Invest. 2008. 118: 3820–8.

8. Блок GA, Hulbert-Shearon TE, Levin NW, Port FK.Связь se-

фосфора рома и продукта фосфата кальция x с риском смертности

у пациентов, находящихся на хроническом гемодиализе: национальное исследование. Am J Kidney Dis.

1998; 31: 607–17.

9. Кестенбаум Б., Сэмпсон Дж. Н., Рудсер К. Д., Паттерсон Д. Д., Селигер С., Янг

Б., Шеррад Д. Д., Андресс Д. Д. Уровни фосфата в сыворотке и риск смертности

среди людей с хроническим заболеванием почек. J Am Soc Nephrol. 2005; 16:

520–8.

10. Слинин Ю., Фоули Р.Н., Коллинз А.Дж.Кальций, фосфор, паратироидный гормон и сердечно-сосудистые заболевания у гемодиализных пациентов: исследование USRDS

, волны 1,3 и 4. J Am Soc Nephrol. 2005; 16: 1788–93.

11. Фоли Р.Н., Коллинз А.Дж., Херцог, Калифорния, Ишани А., Калра, Пенсильвания. Уровни фосфо-

в сыворотке крови

связаны с атеросклерозом коронарных артерий у молодых людей. J Am

Soc Nephrol. 2009. 20: 397–404.

12. Дхингра Р., Салливан Л.М., Фокс С.С., Ван Т.Г., Д’Агостино Р.Б. ст.,

Газиамо Д.М., Васан Р.С.Связь уровней сывороточного фосфора и кальция

с частотой сердечно-сосудистых заболеваний в обществе.

Arch Intern Med. 2007. 167: 879–85.

13. Тонелли М., Сакс Ф., Пфеффер М., Гао З., Курхан Г. Взаимосвязь между уровнем фосфата рома se-

и частотой сердечно-сосудистых событий у людей с коронарной болезнью. Тираж. 2005; 112: 2627–33.

14. Ларссон Т.Э., Олаусон Х., Хагстрём Э., Ингельссон Э., Арнле Дж., Линд Л.,

Сундстрём Дж.Совместное влияние кальция и фосфата в сыворотке на риск общей, сердечно-сосудистой и несердечно-сосудистой смертности

в сообществе

. Артериосклер Thromb Vasc Biol. 2010; 30: 333–9.

15.ItoN, FukumotoS, TakeuchiY, TakedaS, SuzukiH, YamashitaT, TujitaT.

Влияние резких изменений сывороточного фосфата на уровни фактора роста фибробластов

(FGF) 23 у людей. J Bone Miner Metab. 2007; 25: 419–22.

16. Кальво М.С., Кумар Р., Хит Х. Устойчиво повышенная секреция и действие гормонов паращитовидной железы

у молодых женщин после четырех недель приема пищи с высоким содержанием фосфора и низким содержанием кальция.J Clin Endocrinol Metab.

1990; 70: 1334–40.

17. Сильверберг С.Дж., Шейн Э., де ла Круз Л., Сегре Г.В., Клеменс Т.Л., Билезикан ДжП.

Нарушения секреции паратироидного гормона и образования 1,25-дигидрокси-

витамина D у женщин с остеопорозом. N Engl J Med.

1989; 320: 277–81.

18. Куорлз ЛД. Роль FGF23 в метаболизме витамина D и фосфата: последствия

при хронической болезни почек. Exp Cell Res. 2012; 318:

1040–8.

19. van Ballegooijen AJ, Reinders I., Visser M, Brouwer IA. Паращитовидные железы

гормонов и сердечно-сосудистых заболеваний: систематический обзор и

метаанализов проспективных исследований. Am Heart J. 2013; 165: 655–64.

20. Buizert PJ, van Schoor NM, Simsek S, Lips P, Heijboer AC, Deeg J,

Eekhoft EM. ПТГ: новая мишень при атеросклерозе? J Clin Endocrinol

Metab. 2013; 98: E1583-90.

21. Ямаото К.Т., Робинсон-Коэн С., де Оливейра М.С., Костина А., Нетлтон

JA, Ix JH, Ha N, Eng J, Lima JAC, Siscovick DS, Weiss NS, Kestenbaum

B.Пищевой фосфор связан с большей массой левого желудочка.

Почки, внутр. 2013; 83: 707–714.

22. Кальво М.С., Урибарри Дж. Влияние диетического фосфора ex-

на здоровье костей и сердечно-сосудистой системы населения в целом.

Am J Clin Nutr. 2013; 98: 6–15.

23. Медицинский институт. Нормы потребления кальция, фосфора

rus, магния, витамина D и фторида. Вашингтон, округ Колумбия: National

Academies Press; 1997 г.

24. Moshfegh A, Goldman J, Ahuja JK, Rhodes D, La Comb R. Что мы едим в Америке

. NHANES 2005–2006. В: Обычное потребление питательных веществ из продуктов питания и воды

по сравнению с рекомендуемым рационом питания 1997 года для витамина

D, кальция, фосфора и магния. Вашингтон, округ Колумбия: USDA /

Служба сельскохозяйственных исследований; 2009.

25. Moshfegh AJ, Rhodes DG, Baer DJ, Murayi T., Clemens JC, Rumpler WV,

Paul DR, Sebastian RS, Kuezynski KJ, Ingwersen LA, et al.Автоматизированный многопроходный метод Министерства сельского хозяйства США

снижает систематическую ошибку

при сборе потребляемой энергии. Am J Clin Nutr. 2008; 88:

324–32.

26. Оннинг Л.Л., Фогель Дж., Кальво М.С. Точность методов оценки потребления кальция

мкм и фосфора в ежедневном рационе. J Am Diet Assoc. 1988; 88:

1076–80.

27. Салливан С.М., Леон Дж. Б., Сегал А. Р.. Фосфорсодержащие пищевые добавки –

добавки и точность баз данных о питательных веществах: значение для почек

пациентов.J Ren Nutr. 2007; 17: 350–4.

28. Шерман Р.А., Мехта О. Диетический фосфор у диализных больных: потенциальное влияние обработанного мяса, птицы и рыбных продуктов как источников белка

. Am J Kidney Dis. 2009; 54: 18–23.

29. Бенини О., Д’Алессандро С., Джанфалдони Д., Куписти А. Экстра-фосфат

Загрузка пищевых добавок в обычно потребляемые продукты: настоящая коварная опасность для пациентов с заболеваниями почек. J Ren Nutr. 2011; 21: 303–8.

30. Ахья Дж.КА, Монтвилль Дж. Б., Омолева-Томоби Дж., Хеендения, К. Я., Мартин К. Л.,

Штайнфельдт Л.С., Ананд Дж., Адлер М.Э., Ла Комб РБ, Мошфег А.Дж..USDA

База данных по пищевым продуктам и питанию для диетических исследований, 5.0. Белтсвилл, Мэриленд:

Служба исследований сельского хозяйства США, Исследования пищевых продуктов

Group; 2012.

31. Кальво М.С., Урибарри Дж. Вклады в общее потребление фосфора: учтены все

источника. Semin Dial. 2013; 26: 54–61.

112 Симпозиум

гостем 13 сентября 2015 г.

Эндокринный контроль гомеостаза кальция и фосфата

Было бы очень сложно назвать физиологический процесс, который бы так или иначе не зависел от кальция.Очень важно поддерживать концентрацию кальция в крови в жестких пределах нормы. Отклонения выше или ниже нормального диапазона часто приводят к серьезным заболеваниям.

Гипокальциемия означает низкую концентрацию кальция в крови. Клинические признаки этого расстройства отражают повышенную нервно-мышечную возбудимость и включают мышечные спазмы, тетанию и сердечную дисфункцию.
Гиперкальциемия указывает на концентрацию кальция в крови выше нормы. Нормальная концентрация кальция и фосфата в крови и внеклеточной жидкости близка к точке насыщения; возвышение может привести к диффузному осаждению фосфата кальция в тканях, что приведет к широко распространенной дисфункции и повреждению органов.

Предотвращение гиперкальциемии и гипокальциемии во многом является результатом надежных систем эндокринного контроля.

Распределение кальция и фосфата в организме

В организме есть три основных резервуара кальция:

Внутриклеточный кальций: Большая часть кальция внутри клеток секвестрируется в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме. Внутриклеточные концентрации свободного кальция сильно колеблются, примерно от 100 нМ до более чем 1 мкМ, из-за высвобождения из клеточных хранилищ или притока из внеклеточной жидкости.Эти колебания являются неотъемлемой частью роли кальция во внутриклеточной передаче сигналов, активации ферментов и сокращениях мышц.
Кальций в крови и внеклеточной жидкости: Примерно половина кальция в крови связана с белками. Концентрация ионизированного кальция в этом отделении обычно почти неизменна и составляет приблизительно 1 мМ, или в 10 000 раз больше базовой концентрации свободного кальция в клетках. Кроме того, концентрация фосфора в крови практически идентична концентрации кальция.
Костный кальций: Подавляющее большинство кальция в организме находится в костях. В костях 99% кальция связано в минеральной фазе, а оставшийся 1% находится в пуле, который может быстро обмениваться с внеклеточным кальцием.

Как и в случае с кальцием, большая часть фосфатов в организме (примерно 85%) присутствует в минеральной фазе костей. Остаток фосфата в организме присутствует во множестве неорганических и органических соединений, распределенных как внутриклеточных, так и внеклеточных компартментов.Нормальные концентрации фосфата в крови очень похожи на кальций.

Флюсы кальция и фосфата

Поддержание постоянной концентрации кальция в крови требует частых корректировок, которые можно описать как потоки кальция между кровью и другими частями тела. В доставке кальция в кровь и удалении его из крови при необходимости участвуют три органа:

Тонкая кишка – это место, где всасывается кальций с пищей.Важно отметить, что эффективное всасывание кальция в тонком кишечнике зависит от экспрессии кальций-связывающего белка в эпителиальных клетках.
Кость служит огромным резервуаром кальция. Стимулирование чистой резорбции костных минералов высвобождает кальций и фосфаты в кровь, а подавление этого эффекта позволяет кальцию откладываться в кости.
Почка критически важна для гомеостаза кальция. При нормальной концентрации кальция в крови почти весь кальций, попадающий в клубочковый фильтрат, реабсорбируется из канальцевой системы обратно в кровь, что сохраняет уровень кальция в крови.Если канальцевая реабсорбция кальция снижается, кальций выводится с мочой.

Гормональные системы контроля

Поддержание нормальных концентраций кальция и фосфора в крови обеспечивается за счет согласованного действия трех гормонов, которые контролируют потоки кальция в кровь и внеклеточную жидкость и из них:

Гормон паращитовидной железы увеличивает концентрацию кальция в крови. Механически гормон паращитовидной железы сохраняет кальций в крови за счет нескольких основных эффектов:

Стимулирует выработку биологически активной формы витамина D в почках.
Облегчает мобилизацию кальция и фосфата из костей. Чтобы предотвратить пагубное повышение уровня фосфата, паратироидный гормон также оказывает сильное воздействие на почки, устраняя фосфат (фосфатурический эффект).
Максимизирует канальцевую реабсорбцию кальция в почках. Эта деятельность приводит к минимальным потерям кальция с мочой.

Витамин D также увеличивает концентрацию кальция в крови. Он вырабатывается за счет активности паратироидного гормона в почках.Безусловно, наиболее важным действием витамина D является облегчение всасывания кальция из тонкого кишечника. Вместе с паратиреоидным гормоном витамин D также усиливает отток кальция из костей.

Кальцитонин – это гормон, который снижает уровень кальция в крови. Он секретируется в ответ на гиперкальциемию и имеет как минимум два эффекта:

Подавление реабсорбции кальция почечными канальцами. Другими словами, кальцитонин усиливает выведение кальция с мочой.
Подавление резорбции костей, что сводит к минимуму приток кальция из костей в кровь.

Хотя кальцитонин оказывает значительное влияние на снижение содержания кальция у некоторых видов, он, по-видимому, оказывает минимальное влияние на уровень кальция в крови у людей.

Полезный способ посмотреть, как гормоны влияют на ткани, чтобы сохранить гомеостаз кальция, – это изучить эффекты депривации кальция и нагрузки кальцием. В следующей таблице суммирована реакция организма на состояния, которые в противном случае привели бы к серьезному дисбалансу уровней кальция и фосфата в крови.

Резюме
	Депривация кальция	Загрузка кальция
Паратироидный гормон	Стимулирование секреции	Секреция запрещена
Витамин D	Продукция, стимулируемая повышенной секрецией паратироидного гормона	Синтез подавлен из-за низкой секреции паратироидного гормона
Кальцитонин	Очень низкий уровень секреции	Секреция стимулируется высоким содержанием кальция в крови
Всасывание кальция в кишечнике	Усилен за счет активности витамина D на эпителиальных клетках кишечника	Низкое базальное поглощение
Высвобождение кальция и фосфата из костей	Стимулирован повышенным содержанием гормона паращитовидной железы и витамином D	Снижено из-за низкого уровня паратиреоидного гормона и витамина D
Почечная экскреция кальция	Уменьшается из-за усиленной канальцевой реабсорбции, вызванной повышенным уровнем паратироидного гормона и витамина D; гипокальциемия также активирует сенсоры кальция в петле Генле, чтобы напрямую способствовать реабсорбции кальция	Повышен из-за снижения реабсорбции, стимулированной паратиреоидным гормоном.
Почечная экскреция фосфатов	Сильно стимулируется паратиреоидным гормоном; эта фосфатурическая активность предотвращает побочные эффекты повышенного фосфата от резорбции кости	Снижено из-за гипопаратиреоза
Общий ответ	Обычно наблюдаются близкие к нормальным концентрации кальция и фосфата в сыворотке из-за компенсаторных механизмов. Длительная депривация приводит к истончению костей (остеопении).	Низкая кишечная абсорбция и повышенная почечная экскреция предохраняют от развития гиперкальциемии.

Отправляйте комментарии [email protected]

Фосфор и питание при хронической болезни почек

Пациенты с почечной недостаточностью постепенно теряют способность выводить фосфор. Снижение клубочковой фильтрации фосфора изначально компенсируется снижением канальцевой реабсорбции, регулируемой ПТГ и FGF23, поддерживая нормальные концентрации фосфора в сыворотке.Существует тесная взаимосвязь между потреблением белка и фосфора. При хроническом заболевании почек низкое содержание белка в пище замедляет прогрессирование заболевания почек, особенно у пациентов с протеинурией, и снижает поступление фосфора, что напрямую связано с прогрессированием заболевания почек и выживаемостью пациентов. Однако не все животные белки и овощи имеют одинаковую долю фосфора в своем составе. Адекватная маркировка продуктов питания требует указания соотношения фосфора и белка.Диета у пациентов с поздней стадией ХБП вызывает споры, поскольку диета со слишком низким содержанием белка может способствовать недоеданию и повысить заболеваемость и смертность. Фосфорсвязывающие средства снижают уровень фосфора в сыворотке, а также уровни FGF23, не снижая содержания белка в рационе. Но взаимодействие между кишечным дисбактериозом у диализных пациентов, эффективностью связывания фосфата и толерантностью пациента к этому связыванию может снизить их эффективность.

1. Введение

Ежедневное потребление фосфора составляет примерно 1200 мг, из которых 950 мг абсорбируются.Около 29% фосфора в организме находится в костях и менее 1% находится в крови, и это фосфор, количественно определяемый в клинической практике. Большая часть фосфора (70%) находится внутриклеточно и взаимозаменяема. Фосфор выводится двумя системами: желудочно-кишечным трактом (150 мг / день) и мочой (800 мг / день) [1]. Проглатывание фосфора человеком с нормальной функцией почек приводит к немедленной фосфатурии, вероятно, опосредованной фосфатонинами кишечного происхождения [2]. Положительный баланс фосфора привлекает другие фосфатонины.Первый, более быстрый и преходящий – это паратироидный гормон (ПТГ), а второй, более медленный и продолжительный – это фактор роста фибробластов 23 (FGF23).

Пациенты с почечной недостаточностью постепенно теряют способность выводить фосфор. Снижение клубочковой фильтрации фосфора первоначально компенсируется снижением канальцевой реабсорбции, регулируемой ПТГ и FGF 23. Эта компенсация приводит к нормальной экскреции фосфора с мочой в течение 24 часов и поддержанию нормального уровня фосфора в сыворотке [3].Однако адекватность суточной экскреции фосфора с мочой трудно интерпретировать, так как мы не знаем, какой фосфор попал в организм, а по мере ухудшения функции почек получается положительный баланс фосфора.

FGF23 представляет собой фосфатонин из 251 аминокислоты, который способствует фосфатурии за счет снижения реабсорбции фосфора за счет ингибирования активности котранспортера Na / P типа II в проксимальных канальцах и за счет уменьшения абсорбции фосфора в кишечнике путем ингибирования образования активного витамина D в проксимальных канальцах путем ингибирования. почечной 1-альфа-гидроксилазы.Снижение активного витамина D способствует секреции ПТГ, что дополнительно способствует выведению фосфора почками [4–6]. FGF23 высвобождается костью, создавая концепцию остео-почечной оси для контроля баланса фосфора, которая изменила традиционные парадигмы [4].

2. Потребление белка и фосфор

Существует тесная взаимосвязь между потреблением белка и фосфора [7]. Белки богаты фосфором, поэтому большинство научных сообществ рекомендуют снижать потребление белка на ранних стадиях у пациентов с хронической почечной недостаточностью, чтобы уменьшить поступление фосфора.В одном грамме белка содержится 13–15 мг фосфора, из которых 30–70% всасывается через кишечник. Таким образом, потребление 90 г белков в день приводит к усвоению 600-700 мг фосфора в день. При гемодиализе чистый положительный баланс фосфора за 48 часов составляет 1200–1400 мг / день, из которых диализ удаляет только 500–600 мг / сеанс. Таким образом, есть две веские причины ограничить потребление белка при хроническом заболевании почек. С одной стороны, низкое содержание белка в пище замедляет прогрессирование заболевания почек, особенно у пациентов с протеинурией [8].Кроме того, диета с ограничением белка снижает поступление фосфора, что напрямую связано с прогрессированием заболевания почек и выживаемостью пациентов. Диета с ограничением белка имеет дополнительные преимущества (Таблица 1). При запущенной хронической болезни почек (ХБП) большинство руководств рекомендует диету, содержащую от 0,6 до 0,8 г белка / кг / день, на основании метаанализа, демонстрирующего ее эффективность [9]. Это ограничение безопасно с точки зрения питания и метаболизма [10].

57 9020 Снижает нагрузку на 920157 9020


Снижает протеинурию.
Улучшает контроль липидов
Снижает уремические токсины и кислоты
Снижает окислительный стресс
Повышает инсулинорезистентность

После начала диализа потребление белка с пищей должно быть увеличено. Пациенты, находящиеся на гемодиализе с более высоким потреблением белка, имеют более высокую выживаемость, несмотря на более высокое потребление фосфора [11].В ретроспективном анализе исследования HEMO пациенты без ограничения белка в пище имеют лучшую выживаемость, чем те, кто придерживается диеты с ограничением белка [12]. Однако высокое потребление белка связано с высоким потреблением фосфора, а последний связан с повышенной смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний. Эта взаимосвязь сохраняется даже с поправкой на сывороточный фосфор, тип и дозу фосфорсвязывающих веществ, а также потребление белка и энергии [13]. По этой причине адекватное потребление белка должно быть связано с ограничением фосфора с пищей.

Совет по пищевым продуктам и питанию Института медицины рекомендует диету с 700 мг / день фосфора для здоровых людей и 1250 мг / день для детей и беременных женщин [14]. Однако пациентам с почечной недостаточностью рекомендуется более низкое потребление. Те же рекомендации советуют ограничить пищевые добавки, содержащие фосфор.

3. Поглощение фосфора и белки различного происхождения

Фосфор в пищевых продуктах содержится в различных формах. Органический фосфор, ассоциированный с белками, имеет низкую абсорбцию.Напротив, абсорбция неорганического фосфора, содержащегося в добавках и консервантах, очень высока, более 90%. Большое количество фосфатов добавляется в пищевые продукты в качестве консервантов, а также в обычные напитки, такие как кола, с высоким содержанием фосфатов [15]. Однако органический фосфор из растительного белка имеет более низкую абсорбцию, чем фосфор из животного белка, от 40 до 50%. Причина в том, что фосфор из растений находится в форме фитатов, а у млекопитающих фитазы отсутствуют. Фосфор в животном белке находится в форме органического фосфата, который легко гидролизуется и абсорбируется [16].

У крыс с медленно прогрессирующей почечной недостаточностью, получавших протеиновую диету на основе казеина или зерновых, обе из которых с эквивалентным общим содержанием фосфора имели одинаковые уровни фосфора в сыворотке. Однако животные, получавшие казеин, имели повышенную экскрецию фосфора с мочой и повышенный уровень FGF23 в сыворотке по сравнению с крысами, получавшими зерно [17].

В перекрестном исследовании 11 пациентов с ХБП 3-4 стадии принимали диету с животным или растительным белком в течение 7 дней. Потребление животного белка увеличивает сывороточный фосфор и FGF23 больше, чем потребление растительного белка [18].Простая рекомендация – в первую очередь сократить количество консервантов и добавок, отдавать предпочтение продуктам, богатым овощами, уменьшать количество мяса и избегать полуфабрикатов.

Однако не все животные белки и овощи имеют одинаковую долю фосфора в своем составе. Существуют таблицы и графики, отражающие количество фосфора, содержащегося в различных продуктах питания [19]. Адекватная маркировка продуктов питания требует указания отношения фосфора (в мг) к белку (в граммах). Отношение колеблется от <10 до> 65 мг / г.Сыр и безалкогольные напитки имеют высокое соотношение. Это соотношение рекомендовано руководящими принципами KDOQI и имеет несколько преимуществ [19]. (A) Оно не зависит от порции подаваемой пищи. (B) Оно одновременно отражает вклад фосфора и белка. (C) Оно привлекает внимание к продукты, богатые фосфором, особенно безалкогольные напитки и добавки, не являются белками.

Однако это соотношение не дает информации о биодоступности фосфора из различных источников. Пациентам с ХБП следует назначать диету с низким содержанием фосфора, низким содержанием неорганического фосфора и низким соотношением фосфора и белка, а также с надлежащим содержанием белка для улучшения привлекательности пищи.

Средиземноморская диета, до недавнего времени широко распространенная в Испании, имеет низкое содержание фосфора и снижает уровень гомоцистеина в плазме, сывороточного фосфора, микроальбуминурии и риска сердечно-сосудистых заболеваний [20]. Пищевые добавки и консерванты богаты фосфором [21]. В рационе американцев в среднем содержится около 1000 мг фосфора в день. Это количество важно для пациентов, находящихся на гемодиализе [22]. Сыр и безалкогольные напитки имеют высокое содержание фосфорной кислоты в дополнение к высокому соотношению фосфора к белку [23].

Потребление фосфора в настоящее время является признаком некачественной пищи. У лиц с более низким социально-экономическим статусом и низким доходом уровень фосфора в сыворотке выше, возможно, из-за злоупотребления предварительно приготовленными блюдами и фастфудом, содержащим добавки [24].

4. Низкобелковая диета и недоедание

Диета у пациентов с поздней стадией ХБП вызывала разногласия на протяжении всей истории нефрологии. ХБП связана с белково-калорийной недостаточностью [25]. Диета со слишком низким содержанием белка может способствовать истощению и увеличению заболеваемости и смертности [7].Однако диета с низким содержанием белка может замедлить прогрессирование почечной недостаточности. Нормопротеическая или высокобелковая диета может усиливать уремические симптомы и гиперфосфатемию. Следует искать тонкий баланс. Низкобелковая диета при ХБП имеет следующие потенциальные преимущества (Таблица 1): уменьшает уремические симптомы [11], улучшает контроль за фосфором [11], задерживает начало диализа [9], не увеличивает риск белковой недостаточности, если она сопровождается добавка незаменимых аминокислот [26], не увеличивает смертность у пациентов с низкобелковой диетой после начала диализа [27] и защищает от окислительного стресса, который может усугубить прогрессирование ХБП [28].

При диализе потребление белка не должно ограничиваться, несмотря на более высокое потребление фосфора, поскольку риск белковой недостаточности и смертности превышает риск гиперфосфатемии [11]. Когда диализным пациентам назначают потребление с низким содержанием белка, фактическое потребление белка часто оказывается ниже ожидаемого, возможно, из-за трудностей с соблюдением диеты. Таким образом, рекомендованное потребление 0,3–0,6 г / кг / день протеина, по оценкам, приводит к фактическому потреблению 0,48–0,84 г / кг / день [26, 29].Для реализации низкобелковой диеты требуется специальный персонал с медсестрами, диетологами и тщательный контроль со стороны нефрологов. Однако у пациентов, находящихся на гемодиализе, чистый баланс фосфора на нормопротеической диете положительный даже после вычета фосфора, удаленного во время сеанса диализа. Гемодиализ удаляет 800 мг фосфора за сеанс (2400 мг в неделю). Таким образом, рекомендованное потребление белка 1 г / кг МТ в день приведет к расчетному недельному чистому балансу фосфора в 2000 мг.

Savica el al.Предложите пациентам, периодически подвергающимся ГД, потреблять количество белка 1,2–1,4 г на кг массы тела в день, а с другой стороны, что они должны принимать количество фосфата не более 800 мг на 1 кг массы тела в день. день. Таким образом, 1,2–1,4 г белка соответствуют 1,450–1600 мг фосфата, а 800 мг фосфата соответствуют 0,6 мг на кг массы тела. в день. Если пациенты следуют совету принимать не более 800 мг фосфата в день, они подвергаются высокому риску недоедания. Фактически ни диализ, ни фосфатсвязывающие средства не могут удалить фосфат, попавший в организм [15].Мы сообщаем, что 74% пациентов с ХЗП употребляют напитки, и если мы рассмотрим это свидетельство, мы можем рассчитать недельный чистый положительный баланс фосфата около 2,800 мг. Это еженедельное количество фосфатов очень опасно для кальцификации у пациентов с ХБП [30].

Связь между низким потреблением белка и повышенной смертностью диализных пациентов предполагает, что необходимы альтернативные методы для снижения абсорбции фосфора, поскольку высокий уровень фосфора связан со смертностью. Есть две основные альтернативы.Один из них – это использование специальных пищевых добавок с высоким содержанием энергии и белка, но с низким содержанием фосфора. Эта диета позволяет поддерживать адекватный статус питания, не изменяя уровень фосфора в сыворотке и не требуя более высоких связывающих фосфор [31]. Вторая альтернатива – это просвещение пациента по вопросам питания. Это включает большее внимание добавкам и консервантам, вкладу фосфора из различных белковых продуктов, так что диета основана на ингредиентах с низким соотношением фосфор / белок, а также правильном и раннем использовании фосфорсвязывающих веществ [11].

5. Фосфорсвязывающие вещества

В крупном ретроспективном исследовании пациенты, получавшие фосфорсвязывающие препараты перед диализом и уровень фосфата выше 3,7 мг / дл, имели лучшую долгосрочную выживаемость, чем те, у кого связывающие препараты были начаты после начала диализа. Аналогичные результаты были получены при сравнении использования связующего в первые 90 дней диализа с более поздним применением связующего [32]. Авторы предположили, что это наблюдение можно объяснить модуляцией прямого действия фосфора или компенсаторных механизмов, таких как FGF23, на выживаемость пациентов [33].Однако такого снижения смертности не наблюдалось у диализных пациентов, получавших кальцийсодержащие связующие, будь то ацетат кальция или карбонат кальция [34]. Фосфорсвязывающие средства снижают уровень фосфора в сыворотке, а также уровень FGF23. Действительно, на ранних стадиях ХЗП связывающие средства могут приводить к снижению уровней FGF23 при отсутствии изменений сывороточного фосфора [35].

Целью терапии обычными фосфатсвязывающими средствами является ограничение абсорбции фосфора, поступающего с пищей, и поддержание фосфатемии в нормальном диапазоне.Большинство из них действуют, связывая фосфат в кишечнике и выводя его с калом. Авторы наблюдали, что соотношение фосфора в слюне у гемодиализных пациентов более чем вдвое по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы [36, 37]. Те же авторы продемонстрировали, что связывающие фосфат слюны, такие как жевательная резинка с хитозаном, снижают уровень фосфата в сыворотке [38].

6. Различная эффективность и толерантность у захватчиков: связывание с желчными солями

Существуют различные фосфорсвязывающие средства для клинического использования, которые обладают разной связывающей способностью и побочными эффектами.Кроме того, связывающая способность и побочные эффекты могут различаться у разных людей и влиять на эффективность [39]. Основные побочные эффекты связаны с толерантностью к пищеварению примерно у 15–20% пациентов. [40, 41]. В случае непереносимости изменение предписанных связующих может уменьшить побочные эффекты и уменьшить абсорбцию фосфора. Карбонат лантана успешно применялся для контроля гиперфосфатемии у пациентов с непереносимостью других связывающих веществ [42].

Чтобы лучше понять причины снижения работоспособности и непереносимости пищеварительной системы, мы должны понять особенности пищеварительного тракта у пациентов с уремией.Пациенты с ХБП часто страдают дисбактериозом кишечника, который может быть многофакторным [43] (таблица 2).


Диализные пациенты едят меньше клетчатки, чем здоровые люди, отчасти из-за диетических ограничений, которые включают уменьшение количества фруктов и овощей, чтобы избежать перегрузки калием.
Уремия приводит к закислению кишечника.
Некоторые лекарства, такие как антибиотики и фосфатсвязывающие средства, изменяют кишечную флору.
Дисфункция кишечника может вызвать запор или увеличение времени прохождения через кишечник.
Изменяется метаболизм и всасывание белков, что может привести к недоеданию.

Дисбактериоз способствует высвобождению продуктов бактериального метаболизма, которые могут попадать в кровь и выделять уремические токсины, такие как фенолы, индолы и амины. Уремические токсины могут повышать риск сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний костей.

У пациентов с уремией может быть плохое пищеварение и нарушение всасывания белков, углеводов и жиров [44]. Возможные причины – избыточный бактериальный рост или нарушения экзокринной функции поджелудочной железы или желчевыводящих путей. Действительно, уремия связана с высокими уровнями в плазме пептидов, таких как секретин, стимуляторы секреции поджелудочной железы и гастрин, и аномальным составом панкреатической секреции, включая низкие уровни бикарбоната и амилазы.

Некоторые фосфатсвязывающие вещества связываются с желчными солями. У десяти из 49 обследованных диализных пациентов наблюдался избыточный бактериальный рост, по оценке теста на лактулозу, и это было связано с диспепсией [44].Севеламер усугубил диспепсию, но прием пероральных ферментов поджелудочной железы улучшил симптомы и эффективность связывания фосфатов. Это подчеркивает взаимосвязь между дисбактериозом кишечника, эффективностью связывания фосфатов и толерантностью пациента к связующему.

Фосфорсвязывающие вещества, связывающиеся с желчными солями, могут мешать растворимым молекулам, которым для абсорбции требуются желчные соли. В этом смысле связывание севеламера с солями желчных кислот приводит к снижению всасывания холестерина и холестерина ЛПНП в сыворотке крови, а также к снижению всасывания витамина D [45].

7. Выводы

Перегрузка фосфатом и гиперфосфатемия стали факторами риска кальцификации сосудов, смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, гипертрофии левого желудочка и прогрессирования хронической болезни почек. Нормопротеин или диета с высоким содержанием белка могут усиливать уремические симптомы и гиперфосфатемию, но низкое потребление белка и повышенная смертность у диализных пациентов предполагают, что необходимы альтернативные методы для снижения всасывания фосфора. Соответствующий статус питания включает повышенное внимание к добавкам и консервантам, содержанию фосфора из различных белковых продуктов, диету, основанную на ингредиентах с низким соотношением фосфора / белка, а также правильное и раннее использование фосфорсвязывающих веществ.