Fosfori roll organismis. Kas see on oluline tervisele? Kus leidub seda kõige rohkem?

Fosfor kui rikkalik ja asendamatu mineraal on seotud paljude füsioloogiliste protsessidega inimkehas. Milline on selle peamine roll? Millised toidud on fosforirikkad ja miks on oluline säilitada fosfori normaalne sisaldus?

Mis sisaldab kõige rohkem fosforit, kui seda on organismis liiga vähe?
Või...
Kuidas seda liigse koguse korral vähendada?

Mida me teame fosforist?

Fosfor on mittemetalliline keemiline element, mida on meid ümbritsevas keskkonnas üsna palju. See on inimorganismile oluline mineraal.

Me tunneme seda keemilise sümboliga P. See tuleneb ladinakeelsest sõnast phosphorus.

Fosfori nimi tuleneb kreeka sõnast phosphoros. See on kombinatsioon sõnadest phos (valgus) ja phoros (valguskandja), mis viitab fosfori võimele helendada pimedas.

Fosfor on keemiliste elementide perioodilisustabelis 15. rühmas ja kuulub 3. perioodi.

Ta kuulub elementide rühma, mida nimetatakse penteliteks, kus lisaks fosforile leidub ka lämmastikku, arseeni, antimon ja vismut.

Fosfori avastajaks on Saksa kaupmees ja alkeemik Hennig Brand, kes eraldas selle esmakordselt 1669. aastal.

Avastusele ise eelnesid Hennig Brandi jõupingutused legendaarse tarkade kivi loomiseks.

Oma katsetes töötas ta saviga, lastes sellel kõigepealt mitu päeva seista ja laguneda, seejärel keetis ta seda pastaks, kuumutas seda kõrgel temperatuuril ja lasi aurudel kondenseeruda.

Nii sai ta valge vahajas aine, mis helendas pimedas - fosfor.

Fosfor on olemas mitmes vormis. Me räägime tema allotroopsetest modifikatsioonidest, mis erinevad oma omaduste poolest suuresti.

Kaks kõige levinumat vormi on valge fosfor ja punane fosfor, kuid lisaks neile tunneme ka kollast, musta või violetset fosforit.

Valge fosfor on valge, pehme, vahajas tahke aine. Puhtal kujul on ta läbipaistev. Ta on vees lahustumatu. Kõikidest fosfori vormidest on valge fosfor kõige vähem stabiilne, kõige reaktiivsem, kõige väiksema tihedusega ja kõige mürgisem.

Ta on võimeline pimedas hõõguma ja võib õhuga kokku puutudes iseeneslikult süttida. Seetõttu peab ta alati olema vees.

Fosfori valgusemissioon on tingitud selle aeglasest oksüdeerumisest õhus. Seda protsessi nimetatakse kemiluminestsentsiks.

Kuna fosforil on kalduvus õhku sattudes iseeneslikult süttida, nimetatakse seda mõnikord ka kuradi elemendiks.

Kollane fosfor on nn valge ja punase fosfori vaheelement. See on valge fosfor, mis sisaldab väikestes kogustes punast fosforit.

Punane fosfor on amorfne tahke aine. See moodustub valgest fosforist kuumutamisel või päikesevalguse mõjul. See on vähem mürgine, vähem reaktiivne ja stabiilsem.

Must fosfor on fosfori kõige stabiilsem ja kõige vähem reaktiivsem vorm. Seda saadakse samuti valgest fosforist kuumutamisel, kuid elavhõbeda juuresolekul.

Tabeli kujuline kokkuvõte põhilistest keemilistest ja füüsikalistest andmetest fosfori kohta

Fosfori esinemine ja kasutusviisid

Fosfor on maakoores kaheteistkümnes kõige sagedamini esinev element. Fosforit leidub ka kosmoses (nt meteoriitide osana), pinnases, kivimites või taimedes ja loomades.

Oma reaktiivse olemuse tõttu ei esine ta looduses vabal kujul, vaid peamiselt mineraalides, fosfaatioonide või fosfaatsoolade kujul.

Kõige tuntumad fosforit sisaldavad mineraalid on apatiit (need mineraalid on ka kõige olulisemad looduslikud fosfori allikad), wavelliit või vivianiit.

Fosfori orgaanilised allikad on näiteks uriin, luutuhk või guaano (merelindude või nahkhiirte kogunenud väljaheited).

Fosforit ja selle ühendeid kasutatakse tänapäeval paljudes valdkondades ja tööstusharudes. Näiteks:

• Erinevate fosforiühendite valmistamine ja tootmine.
• väetiste ja pestitsiidide tootmine
• Tikkude, portselanitoodete, ilutulestike või suitsupommide tootmine.
• Puhastusvahendite ja korrosioonivastaste ainete koostisosana.
• veepehmendajana
• Kasutamine jookides ja küpsetuspulbrites
• radiomärgistusena biokeemilistes testides

Milline on fosfori bioloogiline funktsioon?

Fosfor on inimese tervisele oluline toitaine ja tal on organismis palju füsioloogilisi funktsioone.

Inimese keha sisaldab keskmiselt 0,7 kg fosforit.

Valdav osa fosforist (kuni 85%) on osa hüdroksüapatiidi molekulist Ca10(PO4)6(OH)2, mis on mineraal, mis moodustab luude ja hammaste kõvakoe kõige tähtsama komponendi.

Ülejäänud fosfor leidub pehmete kudede rakkudes (umbes 15%) ja rakuvälises vedelikus, peamiselt veres (umbes 1%).

Keemilise struktuuri poolest leidub fosfor organismis kõige sagedamini anorgaanilise ioonina ^HPO42- või H2PO4-. Need on fosforhappe soolad, mida nimetatakse ka fosfaatideks.

Siiski võib see olla seotud ka sellistes ühendites nagu membraanide fosfolipiidid, DNA ja RNA nukleiinhapped, ATP, kreatiinfosfaat või mitmesugused muud orgaanilised molekulid.

Fosfori põhilised bioloogilised funktsioonid inimkehas on järgmised:

• Ta on luude ja hammaste oluline koostisosa. Ta osaleb nende mineraliseerumisel, tagades seega nende tugevuse ja kõvaduse.
• See on ATP-molekuli, adenosiintrifosfaadi, keemilise ühendi komponent, mis on keha rakkude peamine energiaallikas ja reservuaar.
• See on nukleiinhapete DNA ja RNA komponent. Neis on talletatud inimese geneetiline informatsioon.
• Fosfolipiidide molekuli osana on see rakumembraanide oluline ehitusplokk ja tagab nende struktuurilise terviklikkuse.
• Rakuvälise ioonina osaleb see normaalse pH ja happe-aluse tasakaalu säilitamises.
• See on süsivesikute koostisosa ning osaleb valkude ja rasvade ainevahetuses.
• See aktiveerib mitmesuguseid ensüüme.

Fosfori teekond - imendumisest väljutamiseni

Imendumine

Organismi peamine fosfori allikas on toit. Fosfori imendub toidust seedetraktis nii anorgaanilises kui ka orgaanilises vormis. Fosfori anorgaaniline vorm on ülekaalus.

Fosfori kättesaadavus organismile sõltub toidu iseloomust. Kõige vähem on fosfori kättesaadav taimse valgu sisaldavast toidust, seejärel loomse valgu sisaldavast toidust ja kõige rohkem anorgaanilist fosforit sisaldavatest toidulisanditest.

Fosfor imendub peensooles ja vähemal määral ka jämesooles kahel viisil - difusiooni teel ilma energiata (kuni 70% fraktsioonist) või naatriumisõltuvate transporterite kaudu.

Fosfori imendumine soolestikus on suhteliselt suur, 50-70% kogu toiduga saadavast fosforist.

Imikueas on fosfori imendumine seedetrakti kaudu oluliselt suurem (kuni 90%). Imendumise kiirus väheneb aeglaselt vanusega.

Ülejäänud fosfor, mis ei imendu seedetraktis, eritub väljaheitega.

Kokku imendub toidust seedetrakti kaudu verre umbes 13 mg fosforit/kg kehakaalu kohta päevas. See kogus utiliseeritakse seejärel kudedes.

Väiksem kogus, umbes 3 mg fosforit/kg kehakaalu kohta päevas, eritub organismist sapiga, kõhunäärme- ja soolestikusekreediga.

Fosfori imendumist võivad vähendada mitmesugused häired ja haigused, näiteks neerupuudulikkus, neerukivide teke, imendumishäired peensooles, kilpnäärmehaigused või osteomalaatsia (luuhaigus).

Fosfori jaotumine ja reguleerimine

Imendunud fosfor ringleb veres ja jõuab kasutuskohtadesse - peamiselt luudesse, skeletilihastesse, pehmetesse kudedesse ja neerudesse.

Fosfor transporditakse kudedesse anorgaanilise ioonina. Selle transpordi ulatus sõltub fosfori kontsentratsioonist veres, vereringe kiirusest ja rakutransporterite aktiivsusest.

Fosfori suurimaks reservuaariks on luud. Neist saab fosfori vajaduse korral tagasi verre eralduda.

Täiskasvanu normaalne fosforitase veres on vahemikus 0,7-1,45 mmol/l.

Kõrvalekalded sellest tasemest üles- või allapoole põhjustavad organismis häireid. Seetõttu tuleb reguleerida fosfori üldkogust organismis.

Fosfori homöostaasi säilitamisse on kaasatud koed ja organid, aga ka bioloogiliselt aktiivsed ained - hormoonid.

Elunditest on need peamiselt neerud, kõrvalkilpnäärmed, veresooned ja luud. Hormoonid on parathormoon, fibroblastide kasvufaktor-23 ja D-vitamiin.

Need reguleerivad fosfori taset, mõjutades selle imendumist seedetraktis, eritumist neerude kaudu ja vabanemist keha varudest (luust või rakkudest).

Homöostaasi säilitamise protsess on järgmine. Kui vere fosforisisaldus langeb veidi, avastavad kõrvalkilpnäärmed selle muutuse. Neerupealised näärmed reageerivad sellele, tootes parathormooni.

See stimuleerib fosfori vabanemist luudest verre ja samuti D-vitamiini aktiivse vormi tootmist. D-vitamiin suurendab seejärel fosfori imendumist seedetraktis.

Samal ajal väheneb fibroblastide kasvufaktori-23 (mida toodetakse luudes) tootmine, vähendades seega fosfori eritumist neerude kaudu.

Seevastu vere fosforitaseme tõus suurendab fibroblastide kasvufaktori-23 tootmist. See stimuleerib fosfori eritumist neerude kaudu. Samal ajal aga väheneb D-vitamiini tootmine ja seega väheneb fosfori imendumine seedetraktis.

Fosfori sisaldus veres või muudes kehavedelikes määratakse selle reageerimisel ammooniummolübdaadiga, moodustades ammooniumfosfomolübdaadi.

Eritumine

Fosfori väljutamise eest organismist vastutavad neerud. See tähendab, et fosfori peamine väljutamisviis on uriin.

Neerude kaudu filtreeritakse iga päev üle 5 000 mg anorgaanilisi fosforiide. Üle 80% neist jõuab tagasi verre.

Neerud on ka peamine organ, mis reguleerib fosfori kontsentratsiooni veres.

Väikesed kogused fosforit ja selle ühendid, mis ei imendu seedetraktis, erituvad väljaheitega.

Millised on fosfori allikad toidus?

Fosfor satub organismi peamiselt toiduga ja vähemal määral toidulisandite või ravimite kaudu.

Fosfor sisaldub toidus kas toidu loomuliku osana või lisatakse seda tahtlikult tootmise ja töötlemise käigus anorgaaniliste fosfaatide kujul.

Looduslikult fosforirohked toiduained on loomne liha, kala, piimatooted, munad, teraviljad, pähklid, seemned, kaunviljad ja köögiviljad. Nende toiduainete tarbimine võib katta suurema osa päevasest fosforivajadusest.

Mõningane, mõnikord mitte väheoluline kogus fosforit satub organismi ka toiduainete või jookide kaudu, millele on tahtlikult lisatud fosfaate.

Kõige tuntumad näited on maitsestatud karastusjoogid, lihatooted, kala, piim ja piimatooted, taimeõlid, jahu, pagaritooted, jäätis, töödeldud köögiviljad ja pähklid, maiustused, dieettoidud, külmutatud toidud, mineraalvesi, vein ja kanged alkohoolsed joogid jne.

Fosfaadid toimivad stabilisaatorite, emulgaatorite, tõstvate ja niisutavate ainete ning paksendajatena.

Tabeliline loetelu toidus lubatud fosforit sisaldavatest lisaainetest

Teatavad toiduained, toidu koostisosad ja isegi ravimid võivad oluliselt vähendada fosfori kättesaadavust organismile. See toimub näiteks selle imendumise takistamise, seedetrakti pH mõjutamise jne kaudu.

Füütihape ehk fütaat on peamine fosfori allikas seemnetes või taimedes. Fütaat seob end seedetraktis teiste ühenditega, moodustades soolasid, mis on organismile seedimatu.

Lisaks puudub inimorganismil ensüüm fitaas, mis lagundaks füütaatmolekuli fosfori sidet.

Samuti põhjustab kaltsiumi suur tarbimine toiduga selle sidumist mõne fosforiühendiga. See vähendab selle imendumist.

Ravimitest seonduvad mõned antatsiidid (maomahla happesuse vähendamiseks kasutatavad ravimid), nagu sukralfaat, magneesiumhüdroksiidid või alumiiniumhüdroksiidid, toidus oleva fosforiga. Nad moodustavad sellega imendumatuid soolasid.

Milline on fosfori soovitatav päevane tarbimine?

Fosfori keskmise päevase tarbimise soovitusi ei ole andmete puudumise tõttu kehtestatud.

Euroopa Toiduohutusamet avaldab siiski fosfori piisava tarbimise väärtused. Piisav tarbimine on keskmine väärtus, mis põhineb vaatlustel. Eeldatakse, et see vastab elanikkonna vajadustele.

Fosfori piisava päevase tarbimise tabel vanuse järgi

Praegune suundumus toitumises on, et need fosfori tasemed ületatakse mitu korda.

Mis on häiritud fosforitasemete tagajärg?

Fosforitase on ja peab olema organismis rangelt reguleeritud. Teatud tingimustel esineb siiski kõrvalekaldeid normaalsest fosforitasemest veres.

Märkimisväärseid ja pikaajalisi kõrvalekaldeid peetakse mittefüsioloogiliseks seisundiks. Need võivad olla erinevate tervisehäirete põhjuseks.

Võib esineda kaks olukorda: fosfaadi liigne kogus veres (hüperfosfateemia) või vastupidi, fosfaadi puudus (hüpofosfateemia).

Ebapiisav fosforitase

Fosfori puuduse esinemine organismis on suhteliselt haruldane seisund. Hüpofosfateemia põhjuseid võib olla mitmeid, kuid peaaegu kunagi ei ole selle põhjuseks ebapiisav fosfori tarbimine toiduga.

Selle põhjuseks on peamiselt toit, mis sisaldab piisavalt looduslikku või tahtlikult lisatud fosforit. See võib olla tingitud ka hästitoimivast homöostaasi regulatsioonist, mille puhul toiduga saadava fosfori vähenemine kompenseeriva mehhanismina vähendab selle eritumist neerude kaudu.

Hüpofosfateemiast räägitakse, kui fosfori sisaldus veres langeb alla 0,7 mmol/l.

Kerge fosforitaseme langus ei põhjusta inimestel nähtavaid või märgatavaid sümptomeid. Sümptomid ilmnevad alles siis, kui fosforitaseme langus on märkimisväärne, st alla 0,15 mmol/l.

Kõige sagedasemad hüpofosfateemia üldised sümptomid on nõrkus, halb enesetunne, jäsemete tundlikkuse halvenemine, treemor, söögiisu kadumine.

Lihaste sümptomite hulka kuuluvad koordinatsioonihäired, lõtvus kuni täieliku lihashalvatuseni ja rabdomüolüüs (häire, mida iseloomustab skeletilihaskiudude lagunemine).

Esineb ka luuvalu, luude mineralisatsioonihäired, mis lastel põhjustavad ritsikuse ja täiskasvanutel osteomalaatsia (luuhaigus, mida iseloomustab luude pehmenemine ja deformatsioon), aneemia, valgete vereliblede ja vereliistakute häired, suurenenud vastuvõtlikkus infektsioonidele, hingamisprobleemid või hapnikupuudus ja südamehaigused.

Fosforipuuduse tõsised vormid võivad olla eluohtlikud.

Peamised hüpofosfateemia põhjused on järgmised:

• Ebapiisav fosfori tarbimine toiduga - see võib põhjustada näljatunnet.
• Fosfori imendumishäired - malabsorptsioon, Crohni tõbi, põletikuline soolehaigus.
• Ebapiisav D-vitamiini tarbimine, mis vähendab fosfori imendumist veres.
• Fosfori suurenenud eritumine neerude kaudu.
• kõrvalkilpnäärmete haigused
• Hormonaalsed muutused
• Raskmetallide mürgistus
• Vähenenud kaaliumi ja magneesiumi sisaldus veres, kõrge vere glükoosisisaldus
• Liigne alkoholitarbimine
• Teatud ravimid (nt antatsiidid, diureetikumid, steroidhormoonid, kõrvalkilpnäärmehormoon).

Hormoonasendusravi kasutamine postmenopausis naistel on seotud fosfori suurenenud eritumisega neerude poolt, mis vähendab fosfori taset organismis.

On ka mitmeid elanikkonnarühmi, mida peetakse riskirühmaks seoses vähenenud või ebapiisava fosforisisalduse kujunemisega organismis. Näiteks:

• enneaegsed lapsed (kelle luudes on vähe fosforit).
• inimesed, kellel on kaasasündinud fosfori ainevahetuse vead (fosfori homöostaasi reguleerimise eest vastutavate hormoonide häire, fosfori transporterite häire).
• Raske alatoitumusega inimesed (madala sünni- või kehakaaluga, anoreksia, alkoholism, närimis- ja neelamisprobleemid, vähk, tsirroos jne).
• Inimesed, kes söövad kaloririkast ja fosforivaesest dieeti.

Kuidas ravida hüpofosfateemiat?

Fosforipuudust ravitakse peamiselt toiduga saadava fosfori koguse suurendamise või asjakohaste fosforit sisaldavate ravimite ja toidulisandite võtmisega.

Fosfori lisamise konkreetne meetod sõltub alati puuduse raskusastmest ja patsiendi tervislikust seisundist.

Kerge kuni mõõduka fosforipuuduse korral piisab fosforirikaste toiduainete (sobilik on lõssi) või ravimite ja toidulisandite kasutamisest (nt piima talumatusega patsientidel).

Fosforit sisaldavad ravimpreparaadid on saadaval monokomponentidena (tavaliselt apteegis eraldi valmistatuna) või kombineeritud kujul (multivitamiinide või mineraalainete toidulisandite kujul).

Fosforit leidub kõige sagedamini fosforhappe naatrium-, kaalium- või kaltsiumsoolade kujul.

Multivitamiinide või mineraalainete toidulisandid sisaldavad tavaliselt väikestes kogustes fosforit ja seetõttu ei kasutata neid peamiselt fosforipuuduse raviks.

Fosforit sisaldavate toidulisandite manustamine on sageli seotud kõhulahtisuse tekkega.

Raske fosforipuuduse korral või patsientidel, kes ei saa fosforit suu kaudu manustada, kasutatakse parenteraalset (intravenoosset) manustamist.

Fosfori parenteraalset manustamist tuleb jälgida kaltsiumfosfaatkristallide võimaliku moodustumise ja kaltsiumipuuduse ohu tõttu. Eelistatav on kaaliumfosfaadi või veel parem orgaaniliste fosforisoolade kasutamine, mis välistab kristallide moodustumise probleemi.

Liiga suures koguses fosfori

Hüperfosfateemia on seisund, mille puhul vere fosforisisaldus tõuseb üle 1,6 mmol/l.

Kõrge fosforisisalduse esinemine organismis on tervetel inimestel suhteliselt haruldane. Kui liigne fosfori kogus võetakse toiduga, eritavad regulatiivsed mehhanismid liigse koguse neerude kaudu.

Kõrge fosforisisalduse esinemine on seotud fosfori väljutamise häiretega. See tähendab, et hüperfosfateemia on kõige sagedamini seotud neerufunktsiooni häirega või neeruhaigusega.

Hüperfosfateemia peamised põhjused on järgmised:

• Suurenenud fosfori tarbimine (nt intravenoosselt).
• D-vitamiini liigne tarbimine, mis suurendab fosfori imendumist soolestikus
• Fosfori kiire vabanemine rakkudest ja kudedest verre.
• Fosfori vähene eritumine neerude kaudu (neerupuudulikkuse või kroonilise neeruhaiguse korral).
• Pankrease põletik
• kõrvalkilpnäärmete haigused
• rabdomüolüüs, tuumori lagunemissündroom (ainevahetushäire, mis on põhjustatud kasvajarakkude äkilisest lagunemisest kasvaja ravi ajal)

Kõrgenenud vere fosforisisalduse kõige olulisemaks tagajärjeks on kõrvalkilpnäärme funktsiooni suurenemine ja sellega kaasnev kõrvalkilpnäärmehormooni tootmise suurenemine.

Homöostaasi säilitamiseks püüab organism vähendada liigset fosforisisaldust veres, eritades fosforit neerude kaudu. Kui neerufunktsioon on aga häiritud, on see jõupingutus asjatu. See toob kaasa parathormooni tarbetult suure koguse tootmise.

Kõrge fosforisisaldus veres viib ka selle reageerimiseni kaltsiumiga, moodustades kaltsiumfosfaatkristalle, mis ladestuvad keha pehmetes kudedes.

See põhjustab pehmete kudede, sealhulgas nahaaluse ja närvikoe või veresoonte kudede lupjumist. Selle tagajärjel tekivad veresoonte ja südamehaigused.

Hüperfosfateemia põhjustab ka madala kaltsiumitaseme teket veres.

Fosfori liigne sisaldus iseenesest ei tekita tavaliselt mingeid sümptomeid. Sümptomid ilmnevad siis, kui kaltsiumitase on kõrgendatud fosfori sisalduse tõttu oluliselt langenud.

Me räägime hüpokaltseemiast. Seega võivad hüpokaltseemia sümptomid olla seotud ka hüperfosfateemiaga.

Liigne fosfor põhjustab ka magneesiumitaseme vähenemist, halvendab veelgi neerufunktsiooni ja võib põhjustada neerupuudulikkust.

Kuidas ravida hüperfosfateemiat?

Kehas oleva liigse fosfori raviks kasutatakse mitmeid protseduure.

Selle tarbimist ja imendumist saab reguleerida vähendatud fosforit sisaldava dieediga või seedetrakti keskkonnas fosforit siduvate ainete kasutamisega, mis moodustavad imendumatuid komplekse (nt alumiiniumhüdroksiid, alumiiniumkarbonaat).

Fosfori eritumist uriiniga võib suurendada ka diureetikumide kasutamine (ainult juhul, kui patsiendil on normaalselt toimivad neerud).

Hüperfosfateemiaga patsiendid, kellel on ka neerukahjustus, läbivad tavaliselt dialüüsi.