Sur les 118 éléments connus, les scientifiques pensent que 25 sont essentiels à la biologie humaine. Quatre d’entre eux (hydrogène, oxygène, azote et carbone) constituent 96 % de notre corps. Les 21 autres éléments, bien que nécessaires en plus petites quantités, remplissent des fonctions fascinantes et vitales. Le phosphore est l’un de ces éléments. Il a diverses utilisations en dehors de la biologie. Par exemple, il peut alimenter les feux d’artifice du 4 juillet ! A l’intérieur de notre corps, il est crucial pour un large éventail de fonctions cellulaires.
Le phosphore joue un rôle vital dans la vie en tant que partie de l’épine dorsale de l’ADN. Le phosphore rouge aide à allumer les allumettes, et le phosphore blanc brille en présence d’oxygène. Crédit : Compound Interest. CC BY-NC-ND 4.0
. Cliquez pour agrandir Une découverte volatile et polyvalente
L’Alchimiste découvrant le phosphore de Joseph Wright of Derby dépeint la découverte du phosphore par Hennig Brand.Le phosphore est le premier élément dont l’histoire de la découverte a été enregistrée. Aujourd’hui, nous l’extrayons des roches phosphatées, mais il a été isolé pour la première fois de l’urine humaine en 1669. Dans une tentative de créer la pierre philosophale (une substance qui, selon la légende, pouvait transformer les métaux en or), l’alchimiste allemand Hennig Brand a fait bouillir une grande quantité d’urine humaine pour en faire une pâte. Il a ensuite chauffé cette pâte jusqu’à ce qu’elle produise une vapeur qui s’est condensée en gouttelettes blanches et cireuses. Parce que la nouvelle substance brillait, il l’a nommée “phosphore”, du mot grec signifiant “porteur de lumière”.
Le phosphore blanc brille dans le noir. Crédit : Endimion17. CC-BY-SA 3.0 .Le phosphore se présente sous deux formes principales. Le phosphore blanc, le type que Brand a collecté, est toxique, peut causer de graves brûlures et s’enflamme spontanément à environ 86 degrés Fahrenheit s’il est exposé à l’air. Sa volatilité le rend utile pour les fusées, les feux d’artifice et les armes. Les scientifiques ont ensuite découvert l’autre forme principale du phosphore, le phosphore rouge, qui est stable, non toxique et ne brille pas. Vous pouvez trouver du phosphore rouge sur la surface de frappe des boîtes d’allumettes de sécurité.
Ces utilisations, ainsi que les applications dans des processus tels que la fabrication d’acier et la production de porcelaine fine, représentent un petit pourcentage des utilisations du phosphore aux États-Unis. La grande majorité du phosphore américain est utilisée pour produire des engrais et des suppléments pour le bétail, car le phosphore est un minéral essentiel pour les plantes et les animaux.
Le “nous” dans le phosphore
Le phosphore aide à maintenir la double hélice d’ADN ensemble. Crédit : NIGMS.Comme les autres êtres vivants, nous avons besoin de phosphore dans notre alimentation, et il est facile d’obtenir suffisamment de ce minéral dans nos aliments. Les carences en phosphore sont très rares et ne sont généralement observées que lorsque les gens sont proches de la famine.
En moyenne, notre corps contient environ 750 grammes de phosphore, et environ 85 % de ce phosphore est stocké dans nos os et nos dents. Mais le phosphore présent dans notre corps ne se trouve pas seul. Il est plutôt présent dans des composés avec d’autres molécules. En plus de renforcer nos os, ces composés sont des éléments importants des membranes cellulaires et de la monnaie d’énergie de nos cellules, l’adénosine triphosphate (ATP). Les composés contenant du phosphore activent également de nombreuses enzymes et hormones, et aident les globules rouges à transporter l’oxygène dans les différentes parties de notre corps.
Même notre ADN a besoin de phosphore. Les molécules d’ADN ressemblent à des échelles tordues ; elles ont deux longs côtés avec des échelons, appelés bases, entre les deux. Les bases portent l’information héréditaire, et les longs côtés maintiennent les bases organisées. Le phosphate, un composé constitué d’un atome de phosphore et de quatre atomes d’oxygène, relie les sucres qui constituent les longs côtés, ou squelettes, de l’ADN.
Dans l’ensemble, pour le petit pourcentage de notre corps que constitue le phosphore, il a un impact énorme sur notre biologie. Il n’a pas le pouvoir de la pierre philosophale que Brand recherchait lorsqu’il a découvert l’élément, mais il est encore plus précieux.
Soutien à la recherche du NIGMS
Le NIGMS finance un large éventail de recherches axées sur l’amélioration de la compréhension au niveau moléculaire des processus biologiques fondamentaux. Ces études comprennent l’exploration du rôle du phosphore dans ces processus. En fin de compte, la compréhension de la fonction des éléments et des molécules dans les systèmes biologiques peut aider les chercheurs à développer des moyens de détecter ou de traiter les maladies.