Фосфор

Фосфор (Phosphorus, Р) — химический элемент главной подгруппы V группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Элементарный Ф. известен в нескольких аллотропных модификациях: белый (желтый), красный и черный Ф. Многие соединения Ф. токсичны (см. Отравления).

    Порядковый номер фосфора 15, атомная масса 30,97376, неметалл. Природный Ф. представлен одним стабильным изотопом ³¹Р. Получены 6 искусственных радиоактивных изотопов фосфора ²⁸Р, ²⁹Р, ³⁰Р, ³²P, ³³P и ³⁴Р.

    Фосфор не встречается в природе в свободном состоянии, т.к. обладает высокой реакционной способностью. Все природные фосфорсодержащие соединения являются солями фосфорных кислот — фосфатами. Ф. входит в состав почти 200 природных минералов. В почве содержание Ф. (в расчете на Р₂О₅) составляет от сотых долей процента до 0,2%) и лишь около 1% фосфора почвы находится в виде растворимых солей, доступных растениям. В морской воде содержится 7×10^-6% фосфора. Ф. — важнейший элемент, необходимый для жизнедеятельности всех живых организмов. Содержание Ф. у растении и среднем 230—350 мг/100 г сухого веса (до 1,6% в плодах и семенах масличных растении), в организме морских животных — 400—1800, наземных животных — 1700—4400, бактерий — около 3000 мг/100 г. сухого веса. В организме человека содержится около 1% фосфора (при расчете на сухой вес 2,5%) В скелете находится примерно 80—87% всего Ф., в крови около 0,2%. Содержание Ф. в тканях человека составляет: в костной ткани более 5000, в ткани мозга около 4000, в мышцах 220—270 мг/кг сухого веса. В живых организмах фосфор 5-валентен и входит главным образом в состав производных ортофосфорной кислоты.

    Скелет человека является резервуаром Ф., из которого он может поступать в плазму при снижении в ней концентрации Ф., а при повышении концентрации Ф. в плазме он может откладываться в костной ткани. Значительное количество Ф. в составе апатита (фторфосфата кальция) содержится в зубах. Растворимый в воде Ф. содержится в составе неорганических соединений (фосфата калия, натрия) и некоторых органических соединений. Концентрация неорганическою фосфата в плазме поддерживается гомеостатическим механизмом: соотношение  в плазме составляет 4:1.

В клеточных элементах крови содержится в основном Ф. органических соединений. Наряду с неорганическими фосфатами в живых организмах обнаружены неорганические полифосфаты, линейные полимеры, в которых остатки ортофосфорной кислоты (от 2 до сотен и тысяч) соединены между собой богатыми энергией фосфоангидридными связями (см. Макроэргические соединения).

    Неорганические соединения Ф., в первую очередь неорганический фосфат крови, играют существенную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Ф. входит в состав важнейших органических фосфорилированных соединений организма: нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфолипидов, фосфопротеидов, фосфорных эфиров углеводов, витаминов, коферментов и других соединений, участвующих в различных метаболических процессах и играющих ключевую роль в жизнедеятельности организма (см. Обмен веществ и энергии).

Наличие в молекулах макроэргических соединений богатых энергией связей, образованных Ф., позволяет использовать эти соединения, в первую очередь аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), в качестве универсальных переносчиков энергии. Фосфорилирование (осуществляемое киназами присоединение фосфорильного остатка) органических соединений обычно «активирует» эти биомолекулы, включая их в обмен веществ, а дефосфорилирование (отщепление фосфата при участии фосфатаз), как правило, выводит эти соединения из обмена веществ.

    Круговорот Ф. в природе связывает обмен Ф. у животных, растений и микроорганизмов. Ф. извлекается растениями из почвы и воды в виде растворимых фосфорнокислых солей. Растения являются источником органических и неорганических соединений Ф. для человека и животных, после смерти которых фосфор (главным образом в виде органических соединений) поступает в почву, где вновь происходит преобразование органического Ф. в неорганический. Обмен Ф.

в организме человека и животных — совокупность биохимических процессов с участием фосфорсодержащих соединений — регулируется гормонами (см. Паращитовидные железы), витамином D, и зависит от обмена кальция, состоянии кислотно-щелочного равновесия и состава потребляемой пищи. Основной источник Ф. для человека — продукты питания. Потребность в Ф. для взрослых людей (1,3—1,5 г в сутки) значительно повышается при беременности и лактации 50—70% фосфора пищи выводится с мочой, до 40% с калом. Нарушения обмена Ф., в том числе при неадекватном приеме Ф. с пищей, вызывают глубокие биохимические нарушения, в т.ч. нарушения энергетического метаболизма.

    Содержание Ф. в крови (см. Фосфатемия) является важнейшим биохимическим показателем, определение которого особенно важно в детском возрасте при диагностике и лечении рахита.

   

    Библиогр.: Кобридж Д. Фосфор, пер. с англ., М., 1982; Уайт А. и др. Основы биохимии, пер. с англ., т. 3, М., 1981.