Фосфор вреден ли для человека

Фосфор вреден ли для человека

Фосфаты и их влияние на человека и окружающую среду

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. Сам фосфор – жизненно важный элемент, входящий в состав всех тканей организма, в том числе мозга и мышц. Фосфор необходим для нормального функционирования сердца, мозга, нервной системы. Потребность человека в фосфоре составляет порядка 0,9 г в сутки. Обмен фосфора в организме человека тесно связан с обменом кальция. Нормальное соотношение кальция к фосфору 1:1,5, при таком соотношении из этих элементов создаются необходимые для человека соединения. Если это соотношение нарушается в пользу фосфора, то происходит его накопление в организме, что отрицательно сказывается на работе нервной системы, почек, опорно-двигательного аппарата.

Было выявлено отрицательное влияние на человека моющих и чистящих средств, содержащих фосфаты. При использовании таких средств нарушается кислотно-щелочной баланс защитного слоя клеток, что может привести к появлению дерматологических заболеваний. Проникая через поры кожи, фосфаты попадают в кровь, изменяя в ней процентное содержание гемоглобина и плотность сыворотки крови, из-за этого нарушаются функции почек, печени, что приводит к тяжелым отравлениям и обострению хронических заболеваний. Соединения фосфора взаимодействуют с липидно-белковыми мембранами клеток, проникая внутрь клеток, вызывая глубокие изменения в биохимических и биофизических процессах.

Фосфаты вводятся в состав стиральных и моющих средств для снижения влияния жесткости воды на пенообразование при стирке. При этом полифосфаты способствуют накоплению поверхностно-активных веществ между волокнами ткани и в них. Даже десятикратное полоскание горячей водой после стирки не освобождает волокна от химикатов, особенно это касается шерстяных и хлопчатых тканей. Отсюда следует, что мы носим на себе и спим в среде, содержащей негативно влияющие на здоровье химические вещества.

Но этим не исчерпывается вредное воздействие фосфатов. Они представляют большую угрозу для окружающей среды. Попадая в водоёмы, фосфаты способствуют размножению сине-зеленых водорослей. Сине-зеленые водоросли покрывают поверхность водоёмов пленкой, препятствующей поступлению в воду кислорода и солнечного света. Разлагаясь, водоросли выделяют в воду в больших количествах метан, аммиак, сероводород, убивающие всё живое в водоёмах. Один грамм триполифосфатов способствует росту от пяти до десяти килограммов сине-зеленых водорослей. По имеющимся данным, каждый год в российские реки, озера и моря сливается 300-400 тыс. тонн триполифосфатов.

Можно ли исключить фосфаты из состава стирающих и моющих порошков? В большинстве экономически развитых стран еще в 80-90-е годы введены законодательные ограничения, а в некоторых – и полный запрет на применение фосфатов в стиральных порошках и СМС. На смену фосфатным порошкам пришли малофосфатные и безфосфатные СМС. Например, вместо фосфатов в стиральные порошки вводятся природные среды – цеолиты. Цеолиты удаляют из воды ионы солей жесткости, замещая их ионами натрия. При этом увеличивается стоимость СМС, но зато значительно снижается их влияние на людей и природу.

Другим способом отказа от фосфатных порошков и даже снижения расхода СМС является подготовка воды для мойки и стирки, точнее, ее умягчение. Так как фосфаты необходимы для связывания солей жесткости, которые уменьшают пенообразование, а также образуют накипь на нагревательных элементах, то при удалении солей жесткости из воды необходимость в фосфатах отпадает. Установки умягчения ионообменного типа поглощают ионы кальция и магния из воды, замещая их ионами натрия, которые не влияют на свойства ПАВ и не образуют соединений, осаждающихся на нагревательных элементах. Умягчая воду в доме или квартире, потребитель экономит на стиральном порошке, мыле, шампуне, моющих средствах, а также на электроэнергии, затрачиваемой на нагревание воды в чайнике, стиральной и посудомоечной машине, а главное — вносит свой вклад в охрану и защиту окружающей среды.

Читайте также:  Чем может быть вызван цистит

Каждый витамин и минерал по-своему полезен. Фосфор незаменим для роста и поддержания нормального состояния зубов и костей, а также умственной и мышечной активности. Но на этом его влияние на организм не ограничивается. Он участвует во всех химических реакциях, поддерживает обмен веществ, рост клеток, работу мышц, сердца и почек.

[stextbox caption=»Фосфор и кальций» float=»true» align=»right»]Влияние фосфора на организм будет максимальным, если употреблять его вместе с кальцием в соотношении 1:2 и витамином Д. Такой баланс веществ присутствует в фундуке и жирном твороге.[/stextbox]Велико значение фосфора в поддержании нормальной деятельности нервной системы. Он участвует в биохимических процессах в мозге, содержится в его тканях и нервных клетках. Фосфор есть в крови и других жидкостях. Являясь их составной частью, он помогает поддерживать кислотно-щелочное равновесие в организме. Элемент участвует в образовании активных форм витаминов и необходим для синтеза ферментов.

К чему может привести недостаток фосфора

Поскольку фосфор содержится во многих привычных для нас продуктах, его недостаток встречается редко. В большинстве случаев он связан с несбалансированным питанием. К примеру, если рацион содержит много продуктов, богатых кальцием, но мало витамина Д и белковой пищи. Иногда дефицит фосфора может возникать из-за нарушения обмена веществ, употребления большого количества напитков – лимонада, интоксикаций наркотиками или алкоголем, а также хронических заболеваний.

Недостаток фосфора проявляется слабостью, общим недомоганием и всплесками умственной активности, сменяющиеся нервным истощением. Реже он приводит к снижению внимания и аппетита, болям в костях и мышцах, нарушениям обмена веществ и работы печени, частым инфекционным и простудным заболеваниям. При длительном дефиците фосфора возможно возникновение рахита, пародонтоза и остеопороза.

К чему может привести избыток фосфора

При накоплении в организме чрезмерного количества фосфора происходит ухудшение усваивания кальция и нарушается образование активной формы витамина Д. Кальций начинает выводиться из костных тканей и откладываться в виде солей в почках, что приводит к образованию камней. Это может вызывать проблемы с печенью, сосудами и кишечником, спровоцировать развитие лейкопении и анемии.

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.

Читайте также:  Беспричинный кашель у женщин

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 фосфатов в пищевых продуктах:

Количество, мг на 100 г продукта

Сушеные лесные грибы

Читайте также:  Потничка на лице у ребенка фото

Желток куриного яйца

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.

Ссылка на основную публикацию
Со скольки лет детям можно давать валерьянку в таблетках
Детским неврологам и педиатрам особенно часто приходится выслушивать жалобы на то, что ребенок возбудим, раздражителен, плохо засыпает, быстро утомляется; поведение...
Смс мужу от жены для поднятия настроения
Я как только увидалаВ тот день самого тебя,Я немного промолчала,А молчать не буду я. Ты тот самый Апполон,Про него все...
Смыв на энтеробиоз сколько действителен
Острицы – наиболее распространенные паразиты, приводящие к такому заболеванию как энтеробиоз. Заражение происходит исключительно от больного человека, животные не являются...
Со скольки лет можно применять каметон
Действующее вещество: 3D-изображения Инструкция по медицинскому применению КаметонИнструкция по медицинскому применению - РУ № ЛП-004047 Дата последнего изменения: 31.03.2017 Лекарственная...
Adblock detector