Роль фосфора в организме человека, его недостаток и избыток. Фосфор в организме человека

Мы – то, что мы едим. Это так же верно, как верна фраза «повторение – мать учения». Поэтому повторим некоторые постулаты о здоровом и сбалансированном питании , о роли некоторых веществ в функционировании нашего организма, который как самая чуткая биохимическая лаборатория реагирует на все, что поступает в него с пищей. Мы не задумываемся о том, что еда – это белки , жиры , углеводы , витамины , клетчатка , вода и минеральные вещества – микро и макроэлементы. А между тем правильное сочетание этих веществ друг с другом в еде может сослужить нам очень хорошую службу: укрепить здоровье, сохранить его и даже значительно продлить годы жизни.

Например, макроэлементы играют важную роль в обменных процессах, происходящих в организме человека. Одно из веществ, принимающих активное участие в формировании нашей костной системы – . Кроме влияния на рост костей и зубов , фосфор помогает правильному росту клеток и нормальной работе почек . Кроме этого, фосфор участвует в процессе усвоения витаминов и преобразования пищи в жизненную энергию.

Деятельность центральной нервной системы также во многом зависит от , потому что процессы преобразования его в организме напрямую связаны с обменом веществ, с усвоением жиров и белков. Особенно ярко это проявляется в обменных процессах мембран внутриклеточной ткани и сердечной мышце.

В костях, мышцах, нервной системе и клетках мозга человека содержится примерно 1 кг (цифра примерная, т.к. все зависит от типа питания). Совместно с кальцием фосфор является основой костной ткани, участвует в распаде углеводов. Суточная потребность в фосфоре для человека составляет в среднем от 1500 до 1800 мг .

Можно сказать, что практически все процессы жизнедеятельности человека связаны с содержанием в организме, т.к. его соединения снабжают организм энергий, использующейся в мышечных сокращениях, проявлениях нервных импульсов, биосинтезе других органических веществ, а также в поступлении веществ и их соединений в клетки.

Таким образом, можно сказать, что фосфор участвует во всех обменных процессах организма, а это означает, что обойтись без него просто невозможно.

Продукты, содержащие фосфор

Здесь приведен лишь небольшой перечень продуктов, содержащих фосфор в значительных количествах :

• Бобовые (горох, фасоль)
• Кукуруза;
• Дрожжи;
• Отруби;
• Молоко (цельное и сгущенное)
• Молочные продукты;
• Желток яйца;
• Рыба;
• Сухофрукты;

• Чеснок;
• Орехи;
• Семечки тыквы;
• Семечки подсолнечника;
• Мясо;
• Домашняя птица.

Как видим, продукты самые обычные, доступные каждому.

Как усваивается микроэлемент фосфор

Однако недостаточно знать и употреблять в пищу продукты, содержащие фосфор . Важно понимать, что он усваивается лишь в правильном сочетании с кальцием, поэтому следует выбирать продукты с таким необходимым сочетанием, или комбинировать их таким образом, чтобы получались правильные сочетания фосфора и кальция в разных продуктах .

Забегая вперед, скажем, что наиболее оптимальное сочетание этих веществ содержится в жирном твороге и фундуке, приемлемое – в свекле , моркови , капусте . Самое большое содержание фосфора – в икре осетровых, говяжьей печени, грецких орехах, фасоли , овсяной, пшенной и гречневой крупах .

Продукты, в которых кальций с фосфором находятся в наименее подходящих сочетаниях: пшено, гречка, свинина мясная, картофель , томаты , яблоки . Для соблюдения баланса в питании их нужно употреблять с продуктами с высоким содержанием кальция.

Недостаток фосфора в организме

Даже незначительная нехватка фосфора в организме может привести к остеопорозу костных тканей, заметному снижению интеллектуальных данных и общей работоспособности. Это будет проявляться в потере кратковременной памяти, частых проявлениях слабости, сонливости и головных болях. У человека с дефицитом макроэлемента фосфора может пропасть интерес к жизни, к новым знаниям. Если вовремя не восполнить запас фосфора в организме , симптомы станут еще более тревожными: появятся боли в костях, человек станет уставать даже после незначительных нагрузок, затем появится тревожность и необоснованная раздражительность. Также могут быть перебои в дыхании, периодическое онемение и дрожание конечностей.

Избыток фосфора в организме

Если питание человека плохо сбалансировано и в его рационе преобладают мясные и рыбные продукты – возникает избыток фосфора . Это происходит из-за того, что усвоение этого макроэлемента напрямую связано с количеством кальция, попадающего в организм с пищей. Если соотношение кальция к фосфору 1:1,5, тогда эти вещества создают необходимые для жизнедеятельности человека нерастворимые соединения, способствующие нормальному протеканию процессов в организме. При нарушении такого соотношения фосфор начинает накапливаться и не выводится из тканей и костей, что приводит к нарушению работы почек, нервной системы и костных тканей. Одновременно тормозится всасывание кальция, замедляется образование витамина D , нарушаются функции паращитовидных желез.

В почках могут образоваться камни, также появится угроза железодефицитной анемии и заболеваний сосудов.

Значение фосфора для детского организма

Начиная с рождения, дети должны получать необходимый комплекс витаминов и полезных веществ для правильного «построения» сложной структуры организма. Так, в формировании костной ткани – костей и зубов – важную роль играет фосфор. Во время роста детский организм должен получать кальций с фосфором в соотношении 1:1,7. Именно такое сочетание встречается в клубнике и грецких орехах . Кроме этого, жиры, витамин D, фитин и его производные способствую более быстрому всасыванию фосфора, поэтому они также важны в питании детей. До 65% фосфора выводится с мочой, поэтому важно следить за постоянным поступлением этого макроэлемента в детский организм.

Так же важно развитие нервной системы и клеток головного мозга, кровеносной и других систем организма, в развитии которых самое непосредственное участие принимают соединения фосфора. Поэтому еще раз подчеркнем важность этого макроэлемента для полноценного функционирования и развития детского организма.

При этом важно учесть все особенности детского питания и сбалансировать рацион таким образом, чтобы все необходимые для роста и развития вещества присутствовали в детском меню постоянно.

Фосфор является не только одним из самых распространённых элементов земной коры (его содержание составляет 0,08-0,09 % её массы, а концентрация в морской воде 0,07 мг/л), но также фосфор присутствует в каждой клетке тела, и, вместе с кальцием, фосфор является наиболее распространенным минералом в организме.
- макроэлемент, который составляет 1% от общего веса тела человека, он требуется каждой клетке организма для нормального функционирования. Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Фосфор, в виде фосфатных соединений, присутствует в клетках и тканях по всему телу, но большая его часть (около 85%) сконцентрирована в костях и зубах (в форме соли фосфата кальция).
Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и .

Функции фосфора в организме

● Основной функцией фосфора в организме является формировании костей и зубов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са3(РО4)3 Ca(OH)2. В состав зубной эмали входит фторапатит.
● Фосфор в виде фосфолипидов (например, фосфатидилхолина) является основным структурным компонентом клеточных мембран. Фосфор необходим для роста и регенерации всех тканей и клеток организма. Фосфор также помогает снизить боль в мышцах после тяжелой тренировки.
● Фосфор в виде фосфорилированных соединений, таких как аденозинтрифосфат (АТФ) и креатинфосфат играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах. Эти фосфорилированные соединения в первую очередь известны как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.
● Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), отвечающие за хранение и передачу генетической информации, имеют длинные цепи фосфат-содержащих молекул.
● Фосфор также необходим для сбалансированного использования организмом витаминов и минералов, в том числе витамин D, йод, магний и .
● Фосфор способствует поддержанию нормального кислотно-щелочного баланса (рН)
● Фосфорсодержащие молекулы 2,3-дифосфоглицерат (2,3-ДФГ) связывается с гемоглобином эритроцитов и облегчают доставку кислорода к тканям тела.
● Фосфор помогает функционированию почек отфильтровать шлаки.
● Фосфор играет важную роль в работе сердечно-сосудистой и нервной систем.

Потребность организма в фосфоре

Суточная потребность человека в фосфоре 800-1500 мг. При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.
Согласно рекомендациям (RDA) Института Медицины Национальной академии наук США
диетическое потребление фосфора по возрастным категориям:

От 0 до 6 месяцев: 100 мг в сутки
От 7 до 12 месяцев: 275 мг в сутки
От 1 до 3 лет: 460 мг в сутки
От 4 до 8 лет: 500 мг в сутки
От 9 до 18 лет: 1250 мг в сутки
Взрослые: 700 мг в сутки
Беременные и кормящие женщины:
Моложе 18: 1250 мг в сутки
Старше 18: 700 мг в сутки
Верхний допустимый уровень потребления фосфора составляет 3-4 г в сутки.

Дефицит фосфора. Гипофосфатемия

Поскольку фосфор настолько широко распространен в продуктах питания, пищевая недостаточность фосфора или дефицит фосфора (гипофосфатемия) обычно наблюдается только в случаях почти полного голодания. Однако, некоторые заболевания, такие как диабет, болезнь Крона, целиакия могут привести к падению уровня фосфора в организме. Кроме того понизить уровень фосфора могут некоторые лекарственные средства (антациды и диуретики ()).

Симптомы дефицита фосфора
● потеря аппетита, слабость, усталость, изменение веса
● беспокойство, раздражительность, нерегулярное дыхание
● боль в костях и суставах, хрупкость костей, онемение, покалывание в конечностях
● рахит (у детей), остеомаляция (у взрослых)
● повышенная восприимчивость к инфекциям,

Взаимодействия, снижающие уровень фосфора в организме

● Алкоголь способствует выщелачиванию фосфора из костей, тем самым вызывает понижение уровня фосфора.
● Антациды - лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых заболеваний желудочно-кишечного тракта посредством нейтрализации соляной кислоты, входящей в состав желудочного сока. Антациды, содержащие алюминий, кальций, или магния (например, алмагель, маалокс, Mylanta, Riopan и Alternagel) могут связывать фосфаты в кишечнике препятствуя организму поглощать фосфор. Длительное использование таких препаратов может привести к низким уровням фосфора (гипофосфатемия).
● Некоторые противосудорожные препараты (в том числе фенобарбитал, карбамазепин, Tegretol) могут снизить уровни фосфора и увеличение уровня щелочной фосфатазы, фермента, который способствует удалению фосфата из организма.
● препараты (холестирамин (квестран), колестипол (колестид)), могут уменьшить пероральную абсорбцию фосфатов с пищей или добавками. Поэтому фосфатные пищевые добавки следует принимать как минимум за 1 час до или через 4 часа после приема этих препаратов.
● Кортикостероиды, включая преднизолон или метилпреднизолон (Medrol), способствуют увеличению уровня фосфора в моче.
● Высокие дозы инсулина может снизить уровни фосфора в людей с диабетическим кетоацидозом (состояние, вызванное тяжелой недостаточностью инсулина).
● Использование пищевых добавок фосфора вместе с калийсберегающими диуретиками (спиронолактон (Aldactone), триамтерен (Dyrenium)) может привести к гиперкалиемии (переизбыток калия в крови) и как результат к нарушению сердечного ритма (аритмии).
● Ингибиторы АПФ – препараты для лечения высокого кровяного давления могут привести к снижению уровня фосфора. Они включают в себя: Benazepril (Lotensin), Каптоприл (капотен) , Эналаприл (Vasotec) , Fosinopril (моноприл) , Лизиноприл (Zestril, Принивил), Quinapril (Accupril), Рамиприл (Altace).
● Другие препараты могут снизить уровни фосфора. Циклоспорин (используются для подавления иммунной системы), сердечные гликозиды (дигоксин), гепарины (разжижающие кровь препараты) и нестероидные противовоспалительные лекарственные средства (такие как ибупрофен или Адвил). Заменители соли также содержат высокие уровни калия и длительном применении могут вызвать снижение уровня фосфора.

Высокий уровень фосфора в организме

Наличие слишком большого количества фосфора в организме на самом деле более тревожный симптом, чем его дефицит.
Высокий уровень фосфора в крови возможен только у людей с тяжелыми заболеваниями почек или тяжелой дисфункцией регуляции кальция, и может сочетаться с кальцинозом (обызвествление, отложение солей кальция в мягких тканях).
Высокий уровень фосфора в организме возможен при чрезмерном потреблении фосфора и малом потреблении кальция.
Некоторые исследования показывают, что более высокое потребление фосфора связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Поскольку количество фосфора вы есть повышается, так что делает потребность в кальции. Сбалансированность между кальцием и фосфором необходима для правильной плотности костей и профилактики остеопороза.

Пищевые источники фосфора

Фосфор содержится в пищевых продуктах животного происхождения, потому что это важнейший компонент животных белков. Молочные продукты, мясо, птица, рыба, яйца особенно богаты фосфором.
Фосфор во всех семенах растений (фасоль, горох, злаки, крупы и орехи) присутствует в форме фитиновой кислоты или фитатов. Фитиновая кислота снижает биодоступность общего фосфора, кальция, магния, цинка и многих других минералов. Только около 50% фосфора из фитатов доступно для человека, потому что в организме не хватает фермента (фитазы), который способен освободить фосфор из фитата.
Зерновые, так же как и бобовые, содержат фитиновую кислоту в целом зерне, но больше всего в его оболочках. Эта кислота соединяется с некоторыми минералами, присутствующими в кишечнике, образуя нерастворимые фитаты. Это препятствует всасыванию минералов в нашем организме (говорят о деминерализации). К счастью, под действием фитазы (фермента, который активируется в хлебной закваске) фитиновая кислота разрушается. Чем выше процент очистки муки, тем больше содержание фитиновой кислоты. Чем больше тесто ферментируется, тем больше у фитазы закваски времени для высвобождения минералов из связи с фитиновой кислотой. Кроме того, процесс брожения теста представляет собой как бы процесс пищеварения, который начинается за пределами желудка. Хлеб на закваске легче переваривается, чем хлеб на дрожжах, который в процессе подъёма теста подвергается спиртовому брожению.
Фосфор также является компонентом многих пищевых добавок полифосфатов и присутствует в большинстве безалкогольных напитков как фосфорная кислота.
Фрукты и овощи содержат лишь небольшое количество фосфора.

Содержание фосфора в продуктах питания :
Молоко, обезжиренное, стакан 240мл - 247 мг
Йогурт, простой обезжиренный, стакан 240мл - 385 мг
Сыр моцарелла, 100 г - 400 мг
Яйцо вареное, 1 шт - 104 мг
Говядина приготовленная, 100г - 173 мг
Курица приготовленная, 100г - 155 мг
Индейка приготовленная, 100г - 173 мг
Рыба, палтус, приготовленная, 100г - 242 мг
Рыба, лосось приготовленная, 100г - 252 мг
Хлеб, цельной пшеницы, 1 ломтик - 57 мг
Хлеб, обогащенный белый, 1 ломтик - 25 мг
Газированные напитки колы, 350 мл - 40 мг
Миндаль, 23 орехов (30 г) - 134 мг
Арахис, 30 г - 107 мг
Чечевица, 1/2 чашки, приготовленная - 178 мг

Фосфор и диета

Сбалансированность кальция и фосфора
Диетологи рекомендуют баланс кальция и фосфора в рационе. Например, типичная западная диета, содержит приблизительно 2 - 4 раза больше фосфора, чем кальция. Мясо и птица содержат 10 - 20 раз больше фосфора, чем кальция, и газированные напитки, такие как кола содержат 500 мг фосфора в одной порции. Когда в организме больше фосфора, чем кальция, происходит вымывание кальция из костей. Это может привести к остеопорозу (хрупкость костей) и к разрушению зубной эмали и болезни десен.

Кальций и витамин D
За регулирование баланса кальция и фосфора отвечает паратиреоидный гормон (ПТГ) и витамин D. Небольшое снижение уровня кальция в крови (например, в случае недостаточного потребления кальция) приводит к повышенной секреции ПТГ. ПТГ стимулирует превращение витамина D в его активную форму (кальцитриол) в почках. Повышение уровня кальцитриола в свою очередь, приводит к повышению кишечной абсорбции кальция и фосфора. Паратиреоидный гормон и витамин D стимулируют резорбцию (разрушение) костной ткани, в результате чего происходит выпуск костной ткани (кальция и фосфата) в кровь, повышенная экскреция фосфора с мочой. В результате повышенного выделения фосфора с мочой уровень кальция в крови повышается до нормального.

Диета с высоким содержанием фруктозы
Исследование, в котором принимали участие 11 взрослых мужчин, выявило, что диета с высоким содержанием фруктозы (20% от общей калорийности) привела к увеличению фосфора в моче и отрицательному балансу фосфора в организме (ежедневные потери фосфора превышали суточную дозу в рационе питания). Этот эффект был более выраженным, когда в рационе было также низкое содержание магния.

Доступные формы пищевых добавок фосфора

Элементный фосфор (phosphorus) представляет собой белое или желтое воскообразное вещество, которое окисляется с бледно-зелёным свечением (хемилюминесценция) при контакте с воздухом. Фосфор весьма ядовит (вызывает поражение костей, костного мозга, некроз челюстей). Летальная доза белого фосфора для взрослого мужчины составляет 0,05-0,1 г. В медицине элементный фосфор используется только в .
В качестве пищевых добавок фосфора применяют неорганические фосфаты, которые не токсичны при обычных дозах:
● Фосфат монокалия или одноосновный фосфат калия КН 2 РО 4
● Двухосновный фосфат калия K 2 HPO 4
● Одноосновный фосфат натрия NaH 2 PO 4
● Двухосновный фосфат натрия Na 2 НРО 4
● Ортофосфат натрия или трехосновный фосфат натрия Na 3 PО 4
● Фосфатидилхолин
● Фосфатидилсерин

Большинству людей не нужно принимать добавки фосфора, необходимое его количество здоровый организм получает из пищи.
Иногда спортсмены используют фосфатные добавки перед соревнованиями или тяжелыми тренировками, чтобы уменьшить усталость и мышечную боль.
Фосфаты также используются в качестве слабительных клизм.

Меры предосторожности
Из-за возможных побочных эффектов и взаимодействий с лекарственными препаратами вы должны принимать пищевые добавки только под контролем знающего врача.
Слишком большое количество фосфатов могут вызвать диарею, способствовать отложению солей кальция в любых мягких тканях или органах (кальциноз), влиять на способность организма использовать , кальций, магний и .

Фосфор является одним из важнейших химических элементов для организма человека. Его название с греческого можно перевести как «несущий свет». Этот химический элемент широко распространен в природе и составляет около 0,9% массы Земли. В естественных условиях в чистом виде он не встречается, так как обладает высокой химической активностью и за счет этого быстро образует химические соединения с другими элементами. Но при этом его соединения играют крайне важную роль во всех биохимических реакциях в организмах живых существ. Давайте рассмотрим подробней, что же это за элемент и почему он так важен для нас.

Интересной является история выделения чистого фосфора, это первый химический элемент, появление которого было задокументировано и дошло до нашего времени. Выделить фосфор в чистом виде удалось алхимику Хеннигу Бранту в 1669 году. В это время Брант пытался получить мифический философский камень, который должен был превращать любые металлы в золото. Для своих опытов он выбрал мочу, которая, по его гипотезе, обладая золотистым цветом, должна была содержать если не сам философский камень, то хотя бы стать одним из шагов к его получению. В результате отстаивания и выпаривания мочи Брант обнаружил, что в осадке имеются желтоватые кристаллы, которые сами по себе светятся в темноте. И хотя полученный им фосфор не умел превращать свинец в золото, он помог Бранту заработать немало денег на продаже удивительного светящегося в темноте вещества.

И только в конце 19 века химикам стало понятно, что фосфор - это не только забавный светящийся кристалл, но очень важный для нормальной работы человеческого организма химический элемент.

Потребность в фосфоре

Взрослому человеку в сутки требуется от 1000 до 2000 мг фосфора.

Для ребенка до года эта доза составляет 300-500 мг , для детей 1-3 лет нужно около 800 мг , для детей 3-7 лет требуется 1000-1400 мг , с 7 до 10 лет доза равна 1400-1800 мг , с 11 до 18 лет 1800-2500 мг .

У беременных и кормящих матерей потребность в фосфоре равняется 3000-3800 мг . При этом эти дозы указаны в расчете на человека со средней физической активностью. При увеличении нагрузки необходимая доза фосфора возрастает.

Функции в организме

Давайте теперь разберемся, зачем нужен нашему телу фосфор. Во-первых, он входит в состав костной ткани и зубов, на эту функцию уходит примерно 70% содержащегося в нашем организме фосфора. В сочетании с кальцием они формируют минеральную структуру кости, которая и обеспечивает её механическую прочность. Кости человека с передозировкой кальция можно сравнить со стеклом, которое само по себе твердое, но бьется от любого удара.

Во-вторых, фосфор - очень важный составной элемент ключевых для жизнедеятельности человеческого организма. И хотя влияние его на костную ткань заметить проще всего, но это вовсе не главная функция фосфора. Главным его применением в нашем организме является использование его в качестве энергоносителя. Чтобы понять, как это происходит и зачем он вообще нужен, давайте кратко рассмотрим, как же вообще устроена система передачи энергии в нашем организме. То есть мы сейчас разберемся, как съеденный вами обед превращается в движение ваших мышц и работу мозга.

Все вы знаете, что энергию для нашего организма мы получаем, переваривая органические соединения. В пище, которую мы едим, под действием пищеварительных ферментов все сложные органические молекулы распадаются на более простые, а затем они всасываются в нашем кишечнике. После чего из этих молекул наш организм строит себе новые клетки, создает необходимые ему белки, ну и использует их в качестве источника энергии. Однако с вопросом энергии все не так просто, как кажется на первый взгляд. И если в современном обществе люди передают энергию с помощью электричества и затем превращают её в тепло, свет или механическую работу, то в организме человека проводов нет. Как же наше тело доставляет энергию из своих запасов к мышцам, нервам и другим тканям, где она нужна?

Если рассмотреть упрощенную схему происходящего, то в нашем организме происходят следующие биохимические превращения. В клетках, в которых хранится запас энергии, запускается синтез специального энергоносителя - аденозинтрифосфата, или сокращенно АТФ. Как вы видите из названия, в состав этой молекулы входит фосфор. Не будем вас утомлять сложными описаниями биохимических превращений, с помощью которых эта молекула может запасать энергию, скажем только, что именно в молекулах фосфора и запасается энергия, которая затем будет передана другим клеткам. После того как энергия запасена, молекулы АТФ уходят в кровь и уже оттуда всасываются в клетки, в которых они нужны. Как вы видите, фосфор в нашем организме не только каркасный элемент, но и очень важный энергоноситель. Именно благодаря ему мы можем думать, двигаться и вообще жить, без него наши клетки начнут банально умирать от голода. Если провести аналогию, то такое состояние можно сравнить с ситуацией, когда у вас на складе есть товар, и он нужен в магазине, а вот машины, чтобы довезти его, нет.

Кроме энергетической и каркасной функций, фосфор является критически важной составляющей многих биологических соединений нашего организма. Он входит в состав многих аминокислот и ДНК, и хотя для этой функции требуется его не так уж и много, она также крайне важна для нормальной работы нашего тела.

Больше всего фосфора содержат сухие дрожжи, это 1290 мг на 100 г . Затем, на втором месте находятся молочные продукты. К примеру, сыр содержит 600 мг фосфора на 100 г . На третьем месте по содержанию фосфора стоят морепродукты. Камбала, к примеру, содержит 400 мг фосфора на 100 г , а тунец 280 мг на 100 г . Сыр и морепродукты хороши тем, что в них помимо фосфора содержится и кальций, что позволяет обеспечивать при их потреблении оптимальное для нашего организма соотношение этих двух элементов.

Следует понимать, что человек может получать с пищей до 5 г фосфора без всякого вреда для здоровья, при условии, что кальция будет не больше, чем фосфора. Для нашего организма опасно именно нарушение соотношения фосфора и кальция, а сам по себе избыток фосфора при достаточном количестве кальция вреда не несет.

При этом, если вы хотите повысить уровень фосфора, следует понимать, что из пищи всасывается далеко не 100% имеющегося там фосфора. Лучше всего усваивается фосфор из молочных продуктов. Дети усваивают до 90% фосфора из молока. На втором месте стоят морепродукты и мясо, оттуда усваивается 60-70% содержащихся в них фосфора. Из растительной пищи мы получаем не более 20% содержащегося в ней фосфора, у нас просто нет нужных пищеварительных ферментов, чтобы забрать фосфор из соединений, в которых он заключен.

Взаимодействие с другими веществами

При приеме препаратов фосфора следует помнить, что увеличение его количества в съеденной пище ощутимо затрудняет всасывания магния, который также является жизненно важным химическим элементом. Если в суточном рационе кальция будет больше чем фосфора, то биодоступность фосфора уменьшится. Всасывание фосфора улучшается, если употреблять его совместно с витаминами A, D, F.

Биохимия - раздел биологии, изучающий химический состав как отдельных клеток, так и всего организма в целом. Известно, что почти 98 % клеточного содержимого включают атомы кислорода, углерода, азота и водорода. Эти химические элементы называются органогенными. 1,8 % приходится на калий, натрий, магний, хлор, фосфор. В организме человека они входят в состав минеральных солей и имеют вид простых или сложных ионов, обеспечивая нормальное протекание реакций обмена веществ. Например, важнейшие соединения клетки, отвечающие за передачу наследственных признаков - нуклеиновые кислоты, - содержат анионы кислотных остатков ортофосфорной кислоты.

В молекулы АТФ, от которых зависит также входят фосфорсодержащие ионы. В данной статье мы приведем примеры, подтверждающие важную роль фосфора в организме человека и его влияние на обмен веществ.

Ковалентные полярные связи и их значение

В основе строения органических веществ, составляющих живую материю, лежит способность их молекул образовывать определенный тип химической связи. Она называется ковалентной полярной и, возникая между атомами неметаллов, обуславливает основные химические характеристики соединений. Биохимия, изучая состав молекул веществ, входящих в клетки растений, грибов, животных, установила их химический состав. Оказалось, что, кроме азота, углерода, кислорода, в них входит и фосфор. В организме человека он не встречается в свободном состоянии, так как является высокотоксичным веществом. Поэтому в живых системах элемент имеет форму анионов мета-, орто- или пирофосфорной кислоты, которые имеют способность к образованию связей с катионами металлов. В каких же веществах клетки они могут встречаться?

Фосфор в составе сложных органических молекул

Белки гормоны, витамины и липиды образуют с фосфорсодержащими сложными ионами комплексные соединения. В организме человека присутствуют сложные соединения - фосфолипиды и фосфопротеиды, входящие в состав молекул биологически активных веществ - ферментов и стероидов. Ковалентные полярные связи в нуклеотидах ДНК и РНК обеспечивают образование фосфодиэфирных связей в цепях нуклеиновых кислот. Для чего нужен фосфор в организме человека и каковы его функции в обмене веществ? Сначала рассмотрим этот вопрос на клеточном уровне организации.

Место фосфора в элементном составе клетки

По содержанию в цитоплазме и органеллах (0,2-1 %), неметалл находится на четвертом месте после органогенных элементов. Наиболее насыщены соединениями фосфора клетки опорно-двигательной системы - остеоциты, вещество зубной ткани - дентин. Велико их содержание в нейронах и нейроглии, из которых состоит нервная система. Атомы фосфора содержатся в мембранных протеинах, нуклеиновых кислотах и энергоемких веществах - аденозинтрифосфорной кислоте АТФ и в восстановленной форме никотинамиддинуклеотидфосфата - НАДФ×Н 2 . Как видим, в организме человека фосфор содержится во всех жизненно значимых структурах: клетках, тканях, физиологических системах.

Известно, что уровень гомеостаза клетки, являющейся открытой биологической системой, зависит от концентрации различных ионов в гиалоплазме и межклеточной жидкости. Какова же функция фосфора в поддержании постоянства внутренней среды организма человека?

Буферная система

Благодаря свойству полупроницаемости через наружную мембрану в клетку постоянно поступают различные вещества, высокая концентрация которых может отрицательно сказаться на ее жизнедеятельности. Чтобы нейтрализовать избыток токсичных ионов, цитоплазма, вместе с катионами натрия, калия, кальция, содержит кислотные остатки карбонатной, сульфитной и фосфорной кислот. Они способны вступать в реакции с избытком ионов, попавших в клетку, и контролировать постоянство внутриклеточного содержимого. Буферная система, кроме ионов слабых кислот, обязательно включает анионы НРО 4 2- и Н 2 РО 4 - , содержащие фосфор. В организме человека он в составе буферной системы обеспечивает физиологически нормальное протекание реакций обмена веществ на клеточном уровне.

Окислительное фосфорилирование

Расщепление органических соединений в клетке носит название аэробного дыхания. Место его проведения - митохондрии. На внутренних складках - кристах органелл - расположены комплексы ферментов. Например, система АТФ-аза содержит молекулы- переносчики электронов. Благодаря реакциям, катализируемым с помощью ферментов, из АДФ и свободных молекул фосфорной кислоты синтезируется АТФ - универсальное энергетическое вещество клеток, расходуемое на их размножение, рост, движение. Его образование можно представить в виде упрощенной схемы реакции: АДФ + Ф = АТФ. Затем молекулы аденозинтрифосфорной кислоты аккумулируются в цитоплазме. Они служат источником энергии для совершения механической работы, например, в мышечной системе и в реакциях пластического обмена. Следовательно, фосфор в организме человека играет ведущую роль в процессах обмена энергии.

Фосфодиэфирные связи молекул наследственности

Высокое содержание атомарного фосфора регистрируется в клеточном ядре, так как элемент входит в состав нуклеиновых кислот. Открытые еще в 19 веке швейцарским ученым Ф. Мишером, они представляют собой биополимеры и состоят из мономеров - нуклеотидов. Фосфор присутствует как в самих пуриновых и пиримидиновых основаниях, так и в связях, формирующих цепи РНК и суперспираль нуклеиновых кислот способны образовывать полимерные структуры благодаря возникновению ковалентных связей между пентозой и остатками фосфорной кислоты рядом лежащих нуклеотидов. Они называются фосфодиэфирными. Деструкция молекул ДНК и РНК, возникающая в клетках человека под воздействием жесткого гамма-излучения или вследствие отравления токсичными веществами, происходит по причине разрыва фосфодиэфирных связей. Она приводит клетки к гибели.

Биологические мембраны

Структуры, ограничивающие внутреннее содержимое клетки, также имеют в своем составе фосфор. В организме человека до 40 % сухой массы тела приходится на соединения, содержащие фосфолипиды и фосфопротеиды. Они являются главными компонентами мембранного слоя, в котором присутствуют еще и такие вещества, как белки и углеводы. Высокое содержание фосфора характерно для оболочек нейроцитов и их отростков - дендритов и аксона. Фосфолипиды придают мембранам пластичности, а благодаря наличию молекул холестерина еще и прочности. Они также играют роль вторичных посредников - сигнальных молекул, являющихся активаторами эффекторных белков, участвующих в проведении нервного импульса.

Паращитовидные железы и их роль в обмене фосфора

Похожие на горошины, лежащие на обеих долях щитовидной железы и имеющие вес по 0,5-0,8 г каждая, секретируют паратгормон. Он регулирует обмен таких элементов, как кальций и фосфор, в организме человека. Функции их заключаются в воздействии на остеоциты и остеобласты - клетки костной системы, которые под влиянием гормона начинают выделять соли фосфорной кислоты во внеклеточную жидкость. При гиперфункции паращитовидных желез кости человека теряют прочность, размягчаются и разрушаются, содержание фосфора в них резко падает. В это время повышается риск переломов позвоночника, костей таза и бедра, угрожающих жизни больного. Одновременно возрастает количество кальция. Это приводит к гиперкальциемии с симптомами поражения периферических нервов и падения тонуса скелетных мышц. Паратгормон действует и на почки, уменьшая реабсорбцию солей фосфора из первичной мочи. Повышение содержания фосфатов в тканях почек служит причиной гиперфосфатурии и образования камней.

Минеральный состав костной ткани

Твердость, прочность и эластичность опорной системы зависит от химического состава клеток костной ткани. Остеоциты содержат как органические соединения, например белок оссеин, так и неорганические вещества, содержащие фосфорнокислые соли кальция и магния. С возрастом у человека количество минеральных компонентов, таких как гидроксилапатиты, в остеоцитах и остеобластах возрастает. Аномальная минерализация костной ткани, накопление солей кальция и избыток фосфора в организме человека приводят к потере эластичности и прочности всех отделов скелета, поэтому пожилые люди чаще подвергаются опасности травм и переломов.

Превращение соединений фосфора в организме человека

Самая крупная пищеварительная железа в организме человека - печень - играет ведущую роль в реакциях обмена и витамин Д также влияют на эти процессы. Суточная потребность элемента для взрослых составляет 1,0-2, 0 грамма, для детей и подростков - до 2,5 г. Фосфор в виде легко усваиваемых солей, а также в комплексах с белками и углеводами поступает в человеческий организм с пищей.

Насыщены им семена подсолнечника, тыквы, конопли. В продуктах животного происхождения фосфора много в куриной печени, говядине, твердых сортах сыра, рыбе. Избыток фосфора в организме может возникнуть вследствие нарушения реабсорбционной функции почек, неправильного применения витаминов, недостатка кальция в продуктах питания. Негативное влияние фосфора на организм человека проявляется прежде всего в поражении сердечно-сосудистой системы, почек и костного аппарата и может свидетельствовать о серьезных нарушениях обмена веществ.

Биохимики именуют фосфор минералом жизни, поскольку он входит в состав макромолекул ДНК и РНК, отвечающих за хранение и передачу генетической информации. На этом роль фосфора в организме не исчерпывается, макроэлемент присутствует во всех органах и тканях человеческого тела. Какие функции выполняют соединения фосфора, как поддерживать здоровый баланс нутриента, чем грозит его недостаток и избыток, вы узнаете из материалов статьи.

Роль и значение фосфора для организма человека

В организме человека макроэлемент представлен различными органическими и неорганическими соединениями. Тело человека содержит 1% фосфора (700 г). Депо минерала располагается в костной ткани и зубной эмали (до 90% от общего количества), он представлен в виде гидрксиапатита и фторапатита. В плазме крови, тканях, жидкостях находится около 10% фосфорсодержащих веществ.

Макроэлемент выполняет следующие функции:

• Является составной частью нуклеотидов и АТФ, служащих для передачи генетической информации, переноса энергии, становления нейронной связи, регуляции секреторных функции.
• Служит структурным материалом для костной ткани, клеточных мембран, зубной эмали. Выполняет строительную функцию, содержится во всех клетках человеческого тела.
• Участвует в реакциях фосфорилирования, которые помогают перестраивать молекулы белков для синтеза других жизненно важных веществ (ферментов, витаминов, коферментов).
• Стимулирует деление клеток, процессы роста, передачи генов.
• Участвует в белковом и углеводном обмене, способствует усвоению глюкозы, накоплению энергии.
• Способствует активации различных ферментов.
• Фосфор помогает поддерживать постоянство буферной системы крови (уровень pH), вовлечён в кальциевый обмен.
• Отвечает за рост тканей мозга, нервных клеток, клеточное дыхание, сокращение мышц.
• Служит защитой организма от стресса, развития остеопороза, поддерживает функционирование почек.

Поступление фосфора в организм происходит с пищей растительного или животного происхождения. Макроэлемент в ней представлен неорганическими солями (фосфатами), фосфолипидами, белком. До 90% фосфоросодержащих веществ всасывается в тонком отделе кишечника. На их усвояемость влияют гормон паращитовидных желёз ПТГ и витамин D. После поглощения фосфор аккумулируется печенью, которая отвечает за реакции фосфорилирования и перенос элемента в кровеносную систему.

За выделение макроэлемента отвечают почки и кишечник, он выводится в виде неорганических солей кальция, калия, магния. ПТГ усиливает выведение фосфора с мочой, кальцитонин ускоряет экскрецию со стулом. К регуляции концентрации фосфора привязан инсулин, который направляет макроэлемент в клетки, снижая его концентрацию в плазме крови.

Учёные прослеживают тесную взаимосвязь механизма обмена фосфора и кальция. Считается, что их оптимальное соотношение составляет 2:3. Если концентрация одного из минералов повышается, второй нутриент активно выводится почками. При недостаточном поступлении соединений фосфора организм восстанавливает баланс при помощи депо, т. е. концентрация элемента возрастает за счёт его вымывания из костной ткани.

Симптомы недостатка и избытка фосфора

До 70% нутриента в плазме крови приходится на фосфолипиды, ферменты, 10% представлено белковыми соединениями, 5% приходится на сложные кальциевые и магниевые комплексы, остальное количество представлено кислотными остатками ортофосфорной кислоты – ортофосфат-анионами.

В плазме крови принято определять неорганические соединения элемента. Для исследования используют колориметрические методы анализа с участием молибдата аммония. Для оценки количества макроэлемента необходимо определение концентрации кальция, ПТГ, витамина D.

Нормальными показателями для лиц старше 12 лет являются 0,87-1,45 ммоль/л. У детей от двух до 12 лет наблюдается повышенная концентрация макроэлемента, связанная с усиленной секрецией гормона роста. Нормальные показатели для этой возрастной группы 1,45-1,78 ммоль/л. Рассмотрим, чем грозит дисбаланс фосфора в крови, по каким причинам он может возникнуть.

Дефицит минерала – причины, симптомы, последствия

Гипофосфатемия у людей наблюдается редко. Незначительный дефицит элемента не приводит к серьёзным последствиям, но продолжительное фосфорное голодание провоцирует вымывание макроэлемента из депо.

К дефициту нутриента могут привести следующие причины:

• питание, исключающее или ограничивающее поступление белка (вегетарианство, голодание);
• нарушения метаболизма макроэлемента;
• нерациональное питание во время беременности, лактации, роста и полового созревания;
• избыточное поступление с продуктами питания соединений-антагонистов, содержащих магний, алюминий и избыток кальция.
• дефицит витамина D;
• хронические патологии эндокринной системы, заболевания почек и печени;
• исключение грудного вскармливания из «меню» малыша;
• абстиненция, злоупотребление алкоголем;
• диабетический кетоацидоз, гипертиреоз;
• тяжёлые формы ожогов с большой площадью поражения;
• патологии кишечника, приём антацидов на основе солей алюминия, приём диуретиков и слабительных средств, дисбактериоз.

Поскольку большая часть макроэлемента откладывается в костной и нервной ткани, первые признаки дефицита отразятся именно на них. При снижении концентрации нутриента до 0,3 ммоль/л наблюдается нарушение синтеза АТФ, снижение функции клеток крови, мышечная слабость, судороги.

Последствия фосфорного голодания:

• быстрая утомляемость, отсутствие аппетита, снижение внимания и умственной активности, общая слабость;
• снижение иммунной защиты организма, иммунодефицит, развитие аутоиммунных заболеваний;
• остеомиелит, остеопороз, рахит;
• жировая атрофия печени;
• дистрофия сердечных мышц;
• геморрагические точечные кровоизлияния различной локации (внутренние органы, слизистые оболочки);
• судороги.

Иногда для устранения нехватки нутриента достаточно лишь отрегулировать рацион. Для профилактики серьёзных патологий на основании анализов врачи выписывают препараты фосфора.

Избыток фосфора – возможные причины, признаки гиперфосфатемии

Чтобы избежать гиперфосфатемии, важно соблюдать в рационе правильный баланс нутриента и кальция, избегать «белкового перекорма», употреблять меньше продуктов, содержащих фосфаты. Старайтесь обходить стороной продукцию, содержащую подкислители, фиксаторы окраски, стабилизаторы, промаркированные кодом Е338- Е343. Эти пищевые добавки можно встретить в копчёностях, газировке, молочных продуктах, сгущёнке, консервах.

Также к накоплению соединений фосфора может привести работа на вредном производстве, нарушения функции желёз внутренней секреции, отравление солями тяжёлых металлов, производными бензола, фенола.

При гиперфосфатемии наблюдаются следующие изменения:

• вымывание (декальцинация) кальция из скелета и зубов;
• образование конкрементов в тканях, сосудах, органах;
• нефропатия (у детей);
• анемия, склонность к кровотечениям, геморрагии;
• патологии печени, почек, ЖКТ;
• повышается риск инфаркта, инсульта.

Внезапное увеличение концентрации фосфора в крови может быть симптомом онкологических заболеваний. В результате разрушения раковыми клетками костной ткани высвободившийся макроэлемент поступает в кровь. Уровень кальция при этом также возрастает.

Продукты с наибольшим содержанием фосфора, доступность

Ценными источниками нутриента принято считать не только белковую пищу (рыбу, мясо, морепродукты), но и продукты, содержащие оптимальное количество кальция. К этой категории относятся продукты животного происхождения – молоко, рыба, сыры, яйца, мясо. Они богаты витамином D, без которого усвоение фосфора и кальция невозможно.

Изрядную долю фосфора содержат злаки, орехи, семена различных растений (лён, подсолнечник, тыква, мак). Но стоит учесть, что усвояемость минерала из них значительно ниже из-за присутствия фитиновых кислот. Наибольшее количество макроэлемента усваивается из рыбы и морепродуктов. Также богаты фосфорсодержащими соединениями овощи и зелень. Усвояемость нутриента достигает 70%.

Влияние термообработки

Термическая обработка пищи животного происхождения незначительно разрушает источник фосфора – белок. В растительной пище нутриент содержится в виде неорганических солей, поэтому термообработка должна быть минимальной. Соли быстро переходят в бульон, разрушается 30-60 % неорганики.

Нормы ежедневного потребления фосфора для различных категорий людей

Суточная потребность в минерале разнится в зависимости от возраста:

• взрослому человеку нужно обеспечить ежедневный минимум – 800 мг, оптимальное же количество 1200-1500 мг;
• для беременных и кормящих матерей норма потребления составляет 1500-3000 мг;
• детям до наступления пубертатного периода потребуется 1500-2500 мг.

Также следует учесть, что при тяжёлом физическом труде человеку понадобиться в 1,5-2 раза больше фосфора.

Значение фосфора во время беременности, в детском возрасте

Поскольку фосфор относится к структурным элементам, его значимость для формирования скелета в детском возрасте очень велика. Организм малыша использует минерал для строительства клеток мозга, поэтому дефицит элемента недопустим. А если учесть, как часто мочатся груднички, кормящим матерям следует придерживаться правильного меню для восполнения нутриента в организме малыша.

Для активизации процессов усвоения доктора рекомендуют поддерживать сбалансированный рацион из всех групп продуктов, а также дополнительно обогащать его синтетическим витамином D. Особенно важен его приём зимой, когда синтез невозможен ввиду дефицита солнечного света. В противном случае нехватка кальцитриола, кальция и фосфора скажется на развитии скелета, ребенок подвергается риску заболеть рахитом.

Во время беременности и лактации женщина должна обеспечить поступление большего количества фосфора, который необходим ей, чтобы обезопасить себя от декальцинации. На строительство скелета и мозговых оболочек плода потребуется немалое количество макроэлемента. Поступление достаточного количества фосфора защитит организм будущей мамы от заболеваний опорно-двигательного аппарата и повышенных нагрузок на сердце.

Фосфор в медицинских препаратах

Чтобы обеспечить необходимую дневную норму нутриента, иногда требуется его поступление извне – приём минеральных комплексов и препаратов фосфора.

• Алфавит «Мамино здоровье»;
• Компливит «Мама»;
• Элевит Пронаталь.

Детям подойдут препараты:

• Витрум Кидс (Беби, Юниор, Тинейджер);
• Пиковит Юник.

Для лечения гипофосфатемии используются препараты, содержащие органические фосфорсодержащие компоненты, железо, кальций, фитин. К ним относят глицерофосфат кальция, гефефетин, фосфрен, фитоферролактол, фитин.

Совместимость нутриента с другими веществами и элементами

При правильном соотношении является главным синергистом фосфора. Также его усвояемости помогают фтор, калий, витамин A, кальцитриол, железо. Антациды на основе магния и алюминия блокируют всасываемость фосфоросодержащих веществ, что используется при отравлениях препаратами фосфора. Макроэлемент положительно влияет на усвоение ниацина.

Временное снижение уровня фосфора в крови наблюдается при приёме НПВС, кортикостероидов, ингибиторов АПФ, гепарина, сердечных гликозидов, противосудорожных средств. Также концентрация нутриента снижается при использовании лекарств с высокой массовой долей калия.

Без поступления ежедневно рекомендованной нормы фосфора наблюдается развития ряда патологий, ухудшение общего состояния, боли в суставах. Чтобы избежать неприятных последствий, следует ежедневно восполнять уровень нутриента при помощи сбалансированного питания, а при необходимости принимать специальные препараты.