Dintre cele 118 elemente cunoscute, oamenii de știință consideră că 25 sunt esențiale pentru biologia umană. Patru dintre acestea (hidrogenul, oxigenul, azotul și carbonul) alcătuiesc un procent uriaș de 96% din corpul nostru. Celelalte 21 de elemente, deși necesare în cantități mai mici, îndeplinesc funcții fascinante și vitale. Fosforul este unul dintre aceste elemente. Acesta are diverse utilizări în afara biologiei. De exemplu, poate alimenta focurile de artificii festive de 4 iulie! În interiorul corpului nostru, este crucial pentru o gamă largă de funcții celulare.
Fosforul joacă un rol vital în viață ca parte a coloanei vertebrale a ADN-ului. Fosforul roșu ajută la aprinderea chibriturilor, iar fosforul alb strălucește în prezența oxigenului. Credit: Dobânda compusă. CC BY-NC-ND 4.0
. Click pentru mărire O descoperire volatilă și versatilă
Proiectul lui Joseph Wright din Derby, The Alchemist Discovering Phosphorus, înfățișează descoperirea fosforului de către Hennig Brand.Fosforul este primul element cu o poveste de descoperire înregistrată. Astăzi, îl extragem din roci fosfatice, dar a fost izolat pentru prima dată din urina umană în 1669. În încercarea de a crea piatra filozofală (o substanță care, potrivit legendei, ar putea transforma metalele în aur), alchimistul german Hennig Brand a fiert o cantitate mare de urină umană pentru a o transforma într-o pastă. Apoi a încălzit pasta până când aceasta a produs un abur care s-a condensat în picături albe, ceroase. Deoarece noua substanță strălucea, el a numit-o “fosfor”, de la cuvântul grecesc pentru “purtător de lumină.”
Fosforul alb strălucește în întuneric. Credit: Endimion17. CC-BY-SA 3.0 .Fosforul se prezintă sub două forme principale. Fosforul alb, tipul pe care l-a colectat Brand, este otrăvitor, poate provoca arsuri grave și izbucnește spontan în flăcări la aproximativ 86 de grade Fahrenheit dacă este expus la aer. Volatilitatea sa îl face util pentru rachete de semnalizare, focuri de artificii și armament. Oamenii de știință au descoperit mai târziu cealaltă formă principală de fosfor, fosforul roșu, care este stabil, netoxic și nu strălucește. Puteți găsi fosfor roșu pe suprafața de lovire a cutiilor de chibrituri de siguranță.
Aceste utilizări, împreună cu aplicații în procese precum fabricarea oțelului și producția de porțelanuri fine, reprezintă un mic procent din utilizările fosforului în Statele Unite. Marea majoritate a fosforului din S.U.A. este folosit pentru a produce îngrășăminte și suplimente pentru animale, deoarece fosforul este un mineral esențial pentru plante și animale.
“Noi” în fosfor
Fosforul ajută la menținerea împreună a dublului helix de ADN. Credit: NIGMS.Ca și alte ființe vii, avem nevoie de fosfor în dieta noastră, iar obținerea unei cantități suficiente din acest mineral din alimente este ușoară. Deficiențele de fosfor sunt foarte rare și, de obicei, sunt observate doar atunci când oamenii sunt aproape de înfometare.
În medie, corpul nostru conține aproximativ 750 de grame de fosfor, iar aproximativ 85 la sută din acesta este stocat în oasele și dinții noștri. Dar fosforul din corpul nostru nu se găsește de unul singur. În schimb, se găsește în compuși cu alte molecule. Pe lângă faptul că ne întărește oasele, acești compuși sunt componente importante ale membranelor celulare și ale monedei energetice a celulelor noastre, adenozin trifosfatul (ATP). Compușii care conțin fosfor activează, de asemenea, multe enzime și hormoni, precum și ajută globulele roșii să transporte oxigenul în diferite părți ale corpului nostru.
Chiar și ADN-ul nostru are nevoie de fosfor. Moleculele de ADN arată ca niște scări răsucite; ele au două laturi lungi cu trepte, numite baze, între ele. Bazele poartă informații ereditare, iar laturile lungi mențin bazele organizate. Fosfatul, un compus format dintr-un atom de fosfor și patru atomi de oxigen, leagă zaharurile care alcătuiesc laturile lungi, sau coloanele vertebrale, ale ADN-ului.
În general, pentru procentul mic din corpul nostru pe care îl reprezintă fosforul, acesta are un impact uriaș asupra biologiei noastre. Nu are puterea pietrei filozofale pe care o căuta Brand când a descoperit elementul, dar este chiar mai valoros.
Sprijinul pentru cercetare al NIGMS
NIGMS finanțează o gamă largă de cercetări axate pe îmbunătățirea înțelegerii la nivel molecular a proceselor biologice de bază. Aceste studii includ explorarea rolului fosforului în astfel de procese. În cele din urmă, înțelegerea funcției elementelor și moleculelor din sistemele biologice poate ajuta cercetătorii să dezvolte modalități de detectare sau de tratare a bolilor.