В каких продуктах содержится фосфор? Как история его открытия связана с мифическим философским камнем? Сколько мг составляет суточная потребность? Какие функции выполняет в организме? Симптомы дефицита и избытка.
Фосфор не встречается в чистом виде, потому что для него характерна высокая химическая активность, за счёт которой он быстро взаимодействует с другими элементами. Его выделил в 1669 году алхимик Хенниг Бранд, который мечтал об открытии мифического философского камня, способного каким-то чудом превращать металлы в золото. В своих опытах Бранд использовал метод отстаивания и выпаривания мочи, в результате чего в осадке появлялись желтоватые кристаллы, светящиеся в темноте – фосфор. И лишь в конце 19 века учёные выяснили, что фосфор замечателен не только как удивительный светящийся кристалл, это ещё и полезный для человека химический элемент.
Какие функции фосфор выполняет в организме человека?
- Вместе с кальцием он составляет основной минеральный комплекс костной ткани – оксиапатита.
- Является частью фосфолипидов, которые находятся в липопротеиновых мембранах клеток и субклеточных органеллах.
- Входит в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов (ДНК и РНК).
- Обеспечивает ряд ферментативных процессов, участвуя в большинстве коферментов.
- Помогает организму получать энергию благодаря своим макроэргическим соединениям – АТФ и креатинфосфату (они аккумулируют энергию, освобождающуюся при окислительном фосфорилировании и гликолизе).
- Поддерживает кислотно-щелочное равновесие.
Бобовые (фасоль, горох), дрожжи, кукуруза, сыр, молоко и молочные продукты, отруби, желток яйца, сухофрукты, чеснок, семечки подсолнечника, рыба, домашняя птица, мясо.
Суточная потребность фосфора
Для взрослого человека составляет 1600 мг. В повышенной потребности нуждаются женщины во время беременности и лактации (1800-2000 мг), а также спортсмены во время интенсивных физических нагрузок. Следует знать, что соотношение фосфора и кальция, поступающих в организм, должно быть 1:2 (т.е. Ca в 2 раза больше, чем P).
Дефицит фосфора в организме человека
Причиной развития фосфорного дефицита может быть длительный приём антацидных лекарственных средств (понижающих кислотность). Вследствие такого недостатка у человека появляются боли в костях и мышцах, слабость, пародонтоз, кариес. Другими причинами могут быть:
- диетическое питание с низким содержанием белка;
- повышенное поступление в организм железа, магния, бария, алюминия, кальция;
- алкоголизм;
- эндокринные заболевания;
- хронические заболевания почек;
- употребление лимонадов в большом количестве.
Избыток
Переизбыток характерен в том случае, если в рационе питания преобладают рыба, мясо и зерновые продукты. Всё это приводит к уменьшению плотности кости (остеопорозу), из-за чего переломы появляются даже при небольшом физическом воздействии. Если в организме много фосфора, то кальций начинает хуже всасывается кишечником, а витамин D медленнее преобразуется в активную форму. Как итог – происходит интенсивное вымывание кальция из организма (костной и зубной ткани).
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.
Фосфор в организме человека: роль, источники, нехватка и избыток
Фосфор (Р) - химический элемент с атомным номером 15. Его русскоязычное название в переводе с греческого означает "светоносный". Вместе с азотом входит в группу так называемых пниктогенов.
Фосфор является одним из самых распространенных химических элементов на Земле. Его содержание в земной коре составляет почти 0,1% от ее массы. В морской воде средняя концентрация фосфора составляет 0,07 мг/л.
Это очень химически активный элемент, поэтому в природе в свободном состоянии не встречается. Он входит в состав довольно большого количества минералов (около 200), самыми распространенными из которых являются апатит и фосфорит.
Фосфор был открыт в 1669 г. гамбургским алхимиком Хеннингом Брандом, который, как ему и было положено по статусу, искал философский камень, а получил необычное светящееся вещество. Кстати, предметом его химических манипуляций была человеческая моча, поскольку экспериментатор думал, будто ее желтый цвет обусловлен содержащимся в ней золотом. Таким образом, фосфор был открыт совершенно случайно. Причем было это так.
Бранд отстаивал мочу несколько дней, пока не исчезал неприятный запах. Затем он выпаривал ее до желеподобного состояния, получая своеобразную пасту. Далее он нагревал полученный ингредиент до высоких температур, пока не появлялись пузырьки. Через несколько часов таких кипячений получались крупицы белого, похожего на воск, вещества, которое легко воспламенялось и светилось в темноте. Кстати, со времен античности это было первое открытие химического элемента, хотя существует мнение, что арабы научились добывать чистый фосфор еще в XII веке. Несмотря на все эти открытия, только французскому химику Лавуазье удалось установить, что фосфор - это простое вещество, а не химическое соединение. В последующем естествоиспытатели открыли еще немало удивительных свойств этого экстравагантного элемента.
В частности, было установлено, что фосфор существует в нескольких аллотропических модификациях, некоторые из которых до сих пор не изучены. При определенных условиях фосфор становится самым настоящим металлом. Лучше всего исследованы такие модификации фосфора, как белый, красный, черный и металлический. Белый фосфор является самой неустойчивой модификацией и при нормальных условиях превращается в красный. Наиболее химически активен белый фосфор, наименее - черный. Красный фосфор по химической активности занимает между белым и черным промежуточное положение, Его мы знаем постольку, поскольку он легко воспламеняется при ударе или трении, поэтому широко используется в производстве самых обычных спичек (терочная поверхность спичечных коробков - "чиркаш").
Белый фосфор горит даже в воде, он очень ядовит (смертельная разовая доза для взрослого человека 0,05-0,15 г, то есть по токсичности он не уступает цианистому калию). При хроническом отравлении белым фосфором поражается костная ткань, что может привести, например, к омертвению челюстей. В руки его брать категорически нельзя, поскольку при соприкосновении с кожей он сразу же воспламеняется, оставляя очень сильные ожоги.
Роль фосфора в организме человека
Фосфор является органогеном, и в знакомых нам формах жизнь на Земле без него была бы невозможна. Это легко понять, если знать, что фосфор является составным элементом ДНК - основного носителя генетической информации о живых организмах. Без ДНК размножение известных форм жизни невозможно. Поэтому фосфор содержится во всех живых существах. В растениях он в той или концентрации присутствует почти везде, правда, в плодах и семенах его больше. Что касается животных, то там его также можно обнаружить во всех частях организма, но основная доля светоносного элемента концентрируется в костях.
Фосфор входит в состав многих белков и других важнейших органических соединений (уже упомянутая ДНК, главное "топливо" живой клетки - АТФ, а также фосфолипиды, ферменты, коферменты и т.д.). Основная часть фосфора в организме человека сконцентрирована в костях (как и у всех других позвоночных). В зубной эмали фосфор присутствует в составе фторапатита. Вот почему при нехватке фосфора в первую очередь развиваются заболевания костей и зубов.
Основной химической лабораторией по превращению соединений фосфора в организме человека является печень.
Суточная потребность в фосфоре у взрослого человека составляет 1-2 г. А вот молодому и растущему организму требуется поступление в сутки около 1,5-2,5 г фосфора, беременным женщинам и кормящим матерям и того больше - 3,0-3,8 г/сут. При интенсивных физических нагрузках потребность в фосфоре вырастает в 1,5-2 раза.
В организме взрослого человека содержится 500-750 г фосфора, причем 90% его сконцентрировано в зубах и костях.
Находясь в составе фосфолипидов и фосфопротеинов, фосфор играет важнейшую роль в построении клеточных мембран.
Фосфор входит в состав молекулы АТФ (аденозинтрифосфата), который необходим клеткам для преобразования белков, жиров и углеводов в энергию. Не случайно АТФ называют аккумулятором энергии. Кстати, ежедневно в организме человека синтезируется около 60 кг АТФ! Но это вовсе не означает, что наш организм всегда содержит такое огромное количество этого соединения. Дело в том, что АТФ постоянно (и очень быстро) превращается в АДФ (аденозиндифосфат), и наоборот.
В нервной системе человека фосфор также играет ключевую роль, поскольку его соединения принимают непосредственное участие в передаче нервного импульса..
Фосфор активирует очень многие ферменты нашего организма, а также витамин D и витамины группы В.
Он участвует в поддержании кислотно-щелочного баланса организма, улучшает усвоение глюкозы и многих других необходимых и полезных для организма веществ.
Таким образом значение фосфора для организма человека можно свести к следующему:
- обеспечение роста и восстановления организма;
- обеспечение энергетического обмена;
- входит в состав костей;
- без него невозможно существование ДНК - основного генетического строительного материала;
- координация кислотно-щелочного баланса;
- активация ферментных реакций;
- передача нервного импульса.
Источники фосфора для организма человека
Фосфор - легкоусвояемый элемент. Примерно 70% поступающего с пищей фосфора вовлекается в обмен веществ, причем фосфор, входящий в состав рыбы и морепродуктов, усваивается почти на 100%.
Наиболее богаты фосфором следующие продукты:
- молоко и кисломолочные продукты (особенно сыры) (до 550 мг%);
- мясо, птица, яйца, в особенности печень (380-500 мг%);
- фасоль и горох (300-500 мг%);
- рыба и черная икра (около 350 мг%);
- злаки (рожь, пшеница, овес), гречневая крупа (250-300 мг%);
- грецкие орехи и семечки;
- зелень и овощи (петрушка , шпинат , тыква, капуста , морковь , чеснок и др.) (100-150 мг%).
Лучше всего человеческим организмом фосфор усваивается при сочетании его соединений с веществами, содержащими кальций (оптимальное соотношение Р:Са - 3:2.
При употреблении продуктов из фосфора нужно знать меру, поскольку его избыток можно привести к довольно неприятным последствиям.
Недостаток фосфора в организме человека
Типичными причинами недостатка фосфора в организме человека являются:
- нарушения обмена веществ и связанные с ними заболевания, например, алкоголизм, сахарный диабет, дисфункция почечных канальцев, дисфункция щитовидной и околощитовидной желез;
- недостаточное поступление с пищей;
- повышенная потребность в силу высоких физических нагрузок, фазы роста организма, беременность и кормление грудью;
- голодание;
- избыточное поступление в организм соединений магния, алюминия, кальция и бария (ионы этих металлов образуют с фосфором нерастворимые соединения, поэтому выводят фосфор из обмена веществ);
- чрезмерное потребление газированных напитков (последствия сродни предыдущим);
- пищевые отравления;
Также установлено. что у тучных людей может развиться недостаток фосфора из-за того, что жировая ткань как бы отбирает соединения фосфора из соединительной ткани (костей), а также из внутренних органов (особенно страдает при этом печень и головной мозг). Именно по этой причине тучные люди страдают ожирением печени, апатией и сонливостью, легко впадают в депрессию, имеют нарушения в работе опорно-двигательного аппарата.
У детей-искусственников также может возникнуть нехватка фосфора.
Симптомы нехватки фосфора :
- истощение, отсутствие аппетита, слабость и ощущение разбитости;
- боли в мышцах, костях и суставах;
- ослабление иммунитета, в особенности к простудным заболеваниям;
- ожирение печени;
- дистрофические изменения миокарда;
- геморрагические высыпания на коже и поверхности слизистой;
- пародонтоз, рахит;
- психические заболевания.
Избыток фосфора
Сначала рассмотрим такую причину избытка фосфора, как отравление им, которое наиболее часто случается у лиц, вынужденных по профессии часто контактировать с ним.
Как уже было сказано, наиболее ядовит белый фосфор. При отравлении им наблюдаются следующие симптомы:
- жжение во рту и желудке;
- слабость;
- головная боль;
- рвота;
- желтуха (на 2-3 сутки).
При хроническом отравлении белым фосфором возникают:
- нарушение кальциевого обмена;
- поражение сердечно-сосудистой и нервной систем.
Красный фосфор почти безвреден, но при хроническом отравлении возможно развитие пневмонии.
Некоторые соединения фосфора настолько ядовиты, что используются как боевые отравляющие вещества (табун, зарин, зоман, V-газы).
Несмотря на это следует отметить, что фосфор в составе органических соединений, попадавющих в наш организм вместе с пищей. совершенно нетоксичен. Однако чрезмерное поступление в организм даже вполне безобидных соединений фосфора приводит к развитию ряда заболеваний.
Причинами избытка фосфора являются:
- несбалансированная диета с высоким содержанием белковых компонентов (т.н. "белковый перекорм");
- употребление большого количества консервированных продуктов, лимонадов;
- нарушения обмена веществ.
Еще совсем недавно дефицит фосфора в организме человека встречался намного чаще, чем его избыток. Однако широкое использование соединений фосфора в пищевой промышленности перевернуло эту статистику с "ног на голову": теперь медикам намного чаще приходится лечить избыток фосфора, чем его нехватку.
В пищевой промышленности чаще всего используются следующие соединения фосфора:
- ортофосфорная кислота (Е338);
- фосфат калия (Е340);
- фосфат кальция (Е341);
- фосфат аммония (Е342);
- фосфат магния (Е343).
Именно благодаря этим соединениям не слеживаются и не комкуются такие сыпучие продукты питания, как кофе, какао, сухое молоко и сухие сливки, не кристаллизуется сгущенное молоко, обеспечивается мягкая консистенция плавленных сыров (соли-плавители), увеличивается срок хранения молочных и мясных продуктов. Ими подкисляются безалкогольные напитки, повышается вес и объем колбас и копченостей.
Симптомами избытка фосфора могут быть:
- отложение солей;
- остеопороз;
- заболевания органов пищеварения, в особенности печени;
- понижение свертываемости крови, кровоизлияния;
- малокровие;
- лейкопения (снижение иммунитета).
Фосфор является одним из участников практически всех биохимических реакций, происходящих в организме, поэтому он крайне необходим человеку. В человеческом организме ему отводится очень важная роль - он отвечает за нормализацию роста зубной и костной тканей, а также поддерживает их здоровье и целостность на протяжении всей жизни человека. В этой статье мы расскажем, за что отвечает фосфор в организме человека.
Примерно 86% этого микроэлемента концентрируется в минеральной части зубов и костей человека. Остальные 14% распределяются в остальных органах, а также в мышцах и жидкостях.
Фосфор в организме: его р оль и свойства
Фосфорная кислота принимает непосредственное участие в построении ферментов (фосфатазов), благодаря которым правильные химические реакции в организме становятся возможными. Кроме того, фосфорная кислота обеспечивает нормальный жировой обмен, участвует в синтезе и распаде крахмала и гликогена. Входит она и в состав тканей мозга, нервных клеток и скелета.
Ученые утверждают, что фосфор необходим для нормального процесса мышления, а также для движения, поскольку именно соединения, содержащие фосфор, способствуют сокращению мышц. Участвует фосфорная кислота и в процессах дыхания и брожения, то есть в процессах, основных для любого живого существа.
Значим данный элемент и для обмена веществ в организме, в частности, он принимает участие в нормализации обмена белков и углеводов, а также внутриклеточного и внутримышечного обменов.
Кроме того, фосфор необходим и для энергетического обмена: различные процессы в мышцах, тканях и клетках проходят с помощью соединений, включающих этот микроэлемент, таких как аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат. Нехватка этих соединений может обернуться прекращением мышечной деятельности, что ведет к прекращению любой деятельности вообще: и нервной, и двигательной, и умственной.
Взаимодействуя с жирными кислотами и белками, микроэлемент образует , который способствует образованию оболочек клеток и мозга. К слову, различные физические и психоэмоциональные нагрузки приводят к тому, что лецитин очень быстро расходуется и, при недостаточном поступлении фосфора, клетки теряют свою защиту.
Фосфор также входит в состав нуклеиновых кислот, которые отвечают за хранение и передачу генетической информации, за деление клеток и их рост.
Помимо прочего, фосфор содержится в различных жидкостях организма, в том числе и в крови, что способствует поддержанию баланса кислот и щелочей. С помощью некоторых ферментных реакций, фосфор отвечает за образование витаминов.
Фосфор обладает способностью снимать болевые ощущения, появляющиеся в результате болезней суставов, также этот элемент помогает предотвратить возникновение артрита.
Суточная потребность в фосфоре
Ежесуточно человеку необходимо потреблять примерно 1200 мг этого микроэлемента. Кстати, дефицит фосфора - явление достаточно редкое, поскольку он содержится во многих продуктах питания. Недополучать суточную норму могут разве что очень строгие вегетарианцы, употребляющие в пищу ягоды и плоды, выросшие на почве, бедной фосфором.
Фосфор в продуктах
Фосфор в своем составе имеют продукты и растительного, и животного происхождения. В частности, много его в орехах, в различных крупах, в бобовых культурах, в продуктах из цельного зерна, в шпинате, в черном хлебе, в моркови, в тыкве, в капусте, в петрушке, в грибах и ягодах. Помимо этого, фосфор содержат молоко, мясо, рыба, сыр, говяжья печень, яйца и икра осетровых рыб.
Отличный источник фосфора, к тому же натуральный, это костная мука с добавлением витамина D .
Недостаток фосфора
Дефицит фосфора ухудшает общее самочувствие, появляется слабость, апатия, а периоды интеллектуальной активности сменяются нервным истощением. Кроме того, появляются острая восприимчивость и депрессии.
Дефицит фосфора может быть вызван нарушением обмена веществ, присутствием в организме кальция, алюминия и магния в большом количестве, чрезмерным потреблением газированных напитков, отравлениями, в том числе алкогольными и наркотическими. Различные хронические заболевания щитовидной железы и почек также ведут к дефициту фосфора. Новорожденным детям дефицитом фосфора и, как следствие, формированием рахита грозит искусственное вскармливание.
Помимо вышеперечисленных симптомов, дефицит микроэлемента может вызвать ухудшение аппетита и внимания, болевые ощущения в мышцах и костях, частое появление простудных и инфекционных заболеваний, нарушения функционирования печени, патологии сердца, проблемы с обменом веществ, остеопороз, кровоизлияния, ухудшение работы иммунитета.
Избыток фосфора
Избыток фосфора порождает образование камней в почках, развитие лейкопении и анемии. Также избыток микроэлемента приводит к поражению таких органов, как печень и кишечник. Помимо этого возникают кровоизлияния и кровотечения, в костях концентрируются фосфаты, формируется остеопороз, в связи с быстрой потерей кальция костной тканью.
Избыток фосфора может вызвать отравление, которое приводит к сбою работы пищеварительной системы, сердца, почек и печени, а также к возникновению геморрагий, то есть небольших кровоизлияний, например, на сетчатке глаза.
К избытку микроэлемента приводит чрезмерное потребление продуктов с высоким содержанием белка, консервов. Кроме этого, избыток фосфора вызывается нарушенным обменом веществ и длительным взаимодействием с различными соединениями фосфора органического.
Как обеспечить правильное усвоение фосфора организмом?
Полезные свойства фосфора уменьшаются при избытке в организме алюминия, железа и магния. Если же фосфора в организме более чем достаточно, то постепенно исчезает кальций и хуже работает магний, что грозит болями в области спины, мигренями, аритмией и другими болезнями.
Сбалансировать количество фосфора поможет правильное питание. К примеру, людям после 40 рекомендуется сократить потребление мяса и консервов и увеличить потребление молочных продуктов и листовых зеленых овощей - это снимет лишнюю нагрузку с почек, которые будут вырабатывать больше фосфора.
В организме фосфор отлично взаимодействует с кальцием, превышающим его количество в два раза, и витамином D . Витамин В3 вообще без данного микроэлемента не усваивается, а это чревато нарушениями работы почек и сердца, сбоями в обменных процессах, затрудняет дыхание клеток и снабжение их необходимой энергией, препятствует передаче нервных импульсов.
Больше фосфора необходимо потреблять тем, кто испытывает нехватку белка, принимает гормональные препараты или злоупотребляет сахаром. Лучше всего микроэлемент усваивается в присутствии витаминов D , F , А, калия, железа, кальция и магния.
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.
Загрузка...
