Znaczenie fosforu dla organizmów żywych

Fosforany to związki chemiczne, będące pochodnymi kwasu fosforowego- zarówno sole, jak i estry kwasu fosforowego. Estry kwasu fosforowego odgrywają znaczną rolę w procesach życiowych m.in. w kwasach nukleinowych (w których tworzą szkielet cukrowo-fosforanowy) i nukleotydach.

Fosfor jest makroelementem niezbędnym do funkcjonowania organizmów roślin i zwierząt. Między innymi wchodzi w skład kości, kwasów nukleinowych oraz wielu związków przekazujących energię na poziomie molekularnym (ATP).

Jest jednym z 3 najważniejszych dla życia roślin makroelementów (obok azotu i potasu). Rośliny pobierają fosfor w postaci rozpuszczonych w wodzie jonów fosforanowych (zwłaszcza H2PO4−w środowisku kwaśnym i HPO42− w środowisku zasadowym). W tkankach roślinnych występuje zarówno w postaci nieorganicznej (głównie jako fosforany), jak i organicznej (m.in. kwasy zawierające grupy karboksylowe i fosforanowe, estry). Związki fosforu są przemieszczane między organami rośliny w zależności od zapotrzebowania. Rośliny w najmłodszych fazach rozwoju pobierają go mało, po czym następuje dość gwałtowny wzrost, a następnie wyhamowanie. Najintensywniejsze pobieranie występuje przed osiągnięciem maksymalnej biomasy. W pierwszych tygodniach wzrostu istnieje ponadto okres krytyczny, podczas którego roślina wymaga określonej ilości fosforu, bez której wykazuje objawy niedożywienia. Co ciekawe niedoboru fosforu w tym okresie nie da się zrekompensować późniejszym nawożeniem. Niedobór fosforu powoduje objawy niedożywienia-spowolnienie wzrostu, rachityczność, mniejszą ilość syntetyzowanych witamin. W rolnictwie stosuje się nawozy sztuczne, jednak mogą one zmniejszać przyswajalność glebowego fosforu dla roślin. W przypadku roślin wieloletnich rosnących na glebach ubogich, nawożenie przez kilka pierwszych lat powoduje zwiększony pobór i koncentrację fosforu w tkankach, po czym następuje wysycenie. Rośliny żyjące na glebach żyznych mogą zawierać w tkankach więcej fosforu niż rośliny siedlisk ubogich.

Fosfor w organizmach roślinnych pełni wiele ważnych ról. Kwas 3-fosfoglicerynowy i aldehyd 3-fosfoglicerynowy to estry biorące udział w oddychaniu i fotosyntezie. Fosfolipidy (lecytyny) budują błony komórkowe, a fityna ma charakter substancji zapasowej- magazynuje fosfor. Grupa fosforanowa wchodzi w skład nukleotydów biorących udział w energetyce komórki (np. ATP), komunikacji komórek (np. cAMP) oraz w przechowywaniu informacji genetycznej i syntezie białek (DNA i RNA). U gatunków roślin, które nie potrafią aktywnie wydalać nadmiaru fosforu, może dochodzić do zatrucia jego nadmiarem. Wskutek przefosforowania, rośliny ulegają zaburzeniu fizjologicznemu, które objawia się usychaniem, bieleniem i żółknięciem liści- zwłaszcza na brzegach.

Fosfor w diecie

Również ludzie i zwierzęta potrzebują fosforu do prawidłowego funkcjonowania. Dieta osób dorosłych jest bogata w fosfor, występuje on we wszystkich produktach spożywczych, a jego zawartość może być różna w zależności od jego rodzaju. W produktach mlecznych waha się od 100 do 900 mg/ 100 g produktu, w mięsie i rybach jest go około 200 mg/100 g, a w produktach zbożowych od 100 do 300 mg/100 g produktu.

W produktach spożywczych pierwiastek ten występuje pod postacią nieorganicznych dodatków do żywności oraz pod postacią fosforu organicznego (w produktach pochodzenia zwierzęcego, jak produkty mleczne, mięso, ryby), a także roślinnego (nasiona roślin suchych strączkowych, orzechy, nasiona, wyroby czekoladowe i grzyby). Ważne dla zdrowia człowieka są przede wszystkim związki fosforu takie jak:

• Estry kwasu fosforowego- odgrywają ogromną rolę w procesach życiowych. Spotykane są w kwasach nukleinowych i nukleotydach.

• Trifosforan adenozyny (ATP - adenozynotrifosforan) jest podstawowym źródłem energii do reakcji chemicznych w organizmach.

• Fosforan wapnia – jest obecny we wszystkich komórkach i płynach ustrojowych organizmu np. soku żołądkowym, kościach i zębach. Brak równowagi fosforanu wapnia lub jego niedobory mogą być przyczyną marznięcia rąk i stóp, drętwienia kończyn, bólów piersi i nadpotliwości.

• Fosforan żelaza - znajduje się w krwinkach i w wielu innych komórkach, z wyjątkiem komórek nerwowych. Niedobór może być przyczyną biegunek lub paradoksalnie- zaparć. Ważny jako środek hamujący krwotoki np. z nosa, zbyt obfite miesiączki.

• Fosforan potasu to składnik wszystkich tkanek w organizmie- zwłaszcza komórek nerwów obwodowych, komórek mózgu i krwinek. Niedobór może być przyczyną nieprawidłowego trawienia tłuszczów, zaburzeń pamięci, niepokoju, bezsenności.

• Fosforan magnezu to  jeden z ważnych składników kości, zębów, tkanki nerwowej, krwinek i komórek mięśniowych. Niedobór może powodować skurcze, neuralgie, kolkę jelitową.

• Fosforan sodowy rozbija na drobniejsze cząsteczki kwasy tłuszczowe i zwiększa rozpuszczalność kwasu moczowego zawartego we krwi.  Niedobór może doprowadzić do zażółcenia skóry, kwaśnego zapachu z ust, kwaśnego/metalicznego posmaku w ustach.