De los 118 elementos conocidos, los científicos creen que 25 son esenciales para la biología humana. Cuatro de ellos (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono) constituyen la friolera del 96 por ciento de nuestro cuerpo. Los otros 21 elementos, aunque se necesitan en menor cantidad, desempeñan funciones fascinantes y vitales. El fósforo es uno de esos elementos. Tiene diversos usos fuera de la biología. Por ejemplo, puede servir de combustible para los fuegos artificiales del 4 de julio. Dentro de nuestro cuerpo, es crucial para una amplia gama de funciones celulares.
El fósforo desempeña un papel vital en la vida como parte de la columna vertebral del ADN. El fósforo rojo ayuda a encender las cerillas y el fósforo blanco brilla en presencia del oxígeno. Crédito: Compound Interest. CC BY-NC-ND 4.0
. Haga clic para ampliar Un descubrimiento volátil y versátil
El alquimista que descubre el fósforo, de Joseph Wright de Derby, representa el descubrimiento del fósforo por parte de Hennig Brand.El fósforo es el primer elemento del que se tiene constancia. Hoy lo extraemos de las rocas de fosfato, pero se aisló por primera vez de la orina humana en 1669. En un intento de crear la piedra filosofal (una sustancia, según la leyenda, que podía convertir los metales en oro), el alquimista alemán Hennig Brand hirvió una gran cantidad de orina humana hasta convertirla en una pasta. Luego calentó la pasta hasta que produjo un vapor que se condensó en gotas blancas y cerosas. Como la nueva sustancia brillaba, la llamó “fósforo”, de la palabra griega que significa “portador de luz”.
El fósforo blanco brilla en la oscuridad. Crédito: Endimion17. CC-BY-SA 3.0 .El fósforo se presenta en dos formas principales. El fósforo blanco, el tipo que recoge Brand, es venenoso, puede causar quemaduras graves y estalla espontáneamente en llamas a unos 86 grados Fahrenheit si se expone al aire. Su volatilidad lo hace útil para bengalas, fuegos artificiales y armamento. Posteriormente, los científicos descubrieron la otra forma principal de fósforo, el fósforo rojo, que es estable, no es tóxico y no brilla. Se puede encontrar fósforo rojo en la superficie de golpeo de las cajas de cerillas de seguridad.
Estos usos, junto con las aplicaciones en procesos como la fabricación de acero y la producción de porcelana fina, constituyen un pequeño porcentaje de los usos del fósforo en Estados Unidos. La gran mayoría del fósforo estadounidense se utiliza para producir fertilizantes y suplementos para el ganado, ya que el fósforo es un mineral esencial para las plantas y los animales.
El “nosotros” del fósforo
El fósforo ayuda a mantener unida la doble hélice del ADN. Crédito: NIGMS.Al igual que otros seres vivos, necesitamos fósforo en nuestra dieta, y obtener suficiente cantidad del mineral de nuestros alimentos es fácil. Las deficiencias de fósforo son muy raras y normalmente sólo se observan cuando las personas están cerca de la inanición.
De media, nuestro cuerpo contiene unos 750 gramos de fósforo, y alrededor del 85 por ciento se almacena en nuestros huesos y dientes. Pero el fósforo de nuestro cuerpo no se encuentra solo. Se encuentra en compuestos con otras moléculas. Además de fortalecer nuestros huesos, estos compuestos son componentes importantes de las membranas celulares y de la moneda energética de nuestras células, el trifosfato de adenosina (ATP). Los compuestos que contienen fósforo también activan muchas enzimas y hormonas, además de ayudar a los glóbulos rojos a transportar oxígeno a diferentes partes de nuestro cuerpo.
Incluso nuestro ADN necesita fósforo. Las moléculas de ADN parecen escaleras retorcidas; tienen dos lados largos con peldaños, llamados bases, en medio. Las bases llevan la información hereditaria, y los lados largos mantienen las bases organizadas. El fosfato, un compuesto formado por un átomo de fósforo y cuatro átomos de oxígeno, conecta los azúcares que forman los lados largos, o columnas vertebrales, del ADN.
En general, para el pequeño porcentaje de nuestro cuerpo que constituye el fósforo, tiene un enorme impacto en nuestra biología. No tiene el poder de la piedra filosofal que Brand buscaba cuando descubrió el elemento, pero es aún más valioso.
Apoyo a la investigación del NIGMS
El NIGMS financia una amplia gama de investigaciones centradas en mejorar la comprensión a nivel molecular de los procesos biológicos básicos. Estos estudios incluyen la exploración del papel del fósforo en dichos procesos. En última instancia, la comprensión de la función de los elementos y las moléculas en los sistemas biológicos puede ayudar a los investigadores a desarrollar formas de detectar o tratar enfermedades.