A 118 ismert elem közül a tudósok úgy vélik, hogy 25 nélkülözhetetlen az emberi biológia számára. Ezek közül négy (hidrogén, oxigén, nitrogén és szén) teszi ki szervezetünk 96 százalékát. A többi 21 elem, bár kisebb mennyiségben szükséges, lenyűgöző és létfontosságú funkciókat lát el. A foszfor az egyik ilyen elem. A biológián kívül is sokoldalúan felhasználható. Például a július 4-i ünnepi tűzijátékok üzemanyagául szolgálhat! A testünkben pedig a sejtfunkciók széles skálájához nélkülözhetetlen.
A foszfor a DNS gerincének részeként létfontosságú szerepet játszik az életben. A vörös foszfor segít meggyújtani a gyufát, a fehér foszfor pedig oxigén jelenlétében izzik. Hitel: Összetett kamat. CC BY-NC-ND 4.0
. Kattintson a nagyításhoz Egy illékony és sokoldalú felfedezés
Joseph Wright of Derby The Alchemist Discovering Phosphorus című festménye Hennig Brand foszfor felfedezését ábrázolja.A foszfor az első elem, amelynek felfedezéséről feljegyzett történet van. Ma foszfátos kőzetekből nyerjük ki, de először 1669-ben izolálták emberi vizeletből. Hennig Brand német alkimista a bölcsek kövének (a legenda szerint a fémeket arannyá változtató anyag) előállítására tett kísérletében nagy mennyiségű emberi vizeletet főzött péppé. Ezután addig hevítette a pasztát, amíg gőz keletkezett, amely fehér, viaszos cseppekké sűrűsödött. Mivel az új anyag izzott, elnevezte “foszfornak”, a görög “fényhordozó” szóból.”
A fehér foszfor világít a sötétben. Hitel: Endimion17. CC-BY-SA 3.0 .A foszfor két fő formája létezik. A fehér foszfor, a Brand által gyűjtött típus mérgező, súlyos égési sérüléseket okozhat, és mintegy 86 Fahrenheit fokon spontán lángra lobban, ha levegővel érintkezik. Illékonysága miatt hasznos fáklyákhoz, tűzijátékokhoz és fegyverekhez. A tudósok később felfedezték a foszfor másik fő formáját, a vörös foszfort, amely stabil, nem mérgező, és nem izzik. Vörös foszforral találkozhatunk a biztonsági gyufásdobozok ütőfelületén.
Ezek a felhasználási módok, valamint az olyan folyamatokban való alkalmazások, mint az acélgyártás és a porcelángyártás, a foszfor felhasználásának kis százalékát teszik ki az Egyesült Államokban. Az amerikai foszfor túlnyomó többségét műtrágyák és állattenyésztési kiegészítők előállítására használják fel, mivel a foszfor a növények és állatok számára nélkülözhetetlen ásványi anyag.
A “mi” a foszforban
A foszfor segít összetartani a DNS kettős spirálját. Credit: NIGMS.A többi élőlényhez hasonlóan nekünk is szükségünk van foszforra az étrendünkben, és az ásványi anyag elegendő mennyiségének bevitele a táplálékunkból egyszerű. A foszforhiány nagyon ritka, és általában csak akkor jelentkezik, ha az emberek éhezés közelében vannak.
A szervezetünk átlagosan körülbelül 750 gramm foszfort tartalmaz, és ennek körülbelül 85 százaléka a csontjainkban és a fogainkban raktározódik. A testünkben lévő foszfor azonban nem önmagában található meg. Ehelyett más molekulákkal alkotott vegyületekben található. Amellett, hogy erősítik csontjainkat, ezek a vegyületek fontos összetevői a sejtmembránoknak és sejtjeink energiahordozójának, az adenozin-trifoszfátnak (ATP). A foszfortartalmú vegyületek számos enzimet és hormont is aktiválnak, valamint segítenek a vörösvértesteknek oxigént szállítani testünk különböző részeibe.
Még a DNS-ünknek is szüksége van foszforra. A DNS-molekulák úgy néznek ki, mint a csavart létrák; két hosszú oldaluk van, közöttük lépcsőfokokkal, úgynevezett bázisokkal. A bázisok hordozzák az örökletes információt, és a hosszú oldalak tartják rendben a bázisokat. A foszfát, egy foszforatomból és négy oxigénatomból álló vegyület, összeköti a cukrokat, amelyek a DNS hosszú oldalait vagy gerincét alkotják.
Összességében, ahhoz képest, hogy a foszfor a testünk kis százalékát teszi ki, óriási hatással van a biológiánkra. Nincs akkora ereje, mint a bölcsek kövének, amelyet Brand keresett, amikor felfedezte az elemet, de annál értékesebb.
NIGMS kutatási támogatás
A NIGMS a biológiai alapfolyamatok molekuláris szintű megértésének javítására összpontosító kutatások széles körét finanszírozza. E kutatások közé tartozik a foszfor ilyen folyamatokban betöltött szerepének feltárása. Végső soron az elemek és molekulák biológiai rendszerekben való működésének megértése segíthet a kutatóknak a betegségek felismerésének vagy kezelésének módját kidolgozni.