Фосфор: енергетичний резерв
Фосфор (P)
Для людини – енергетичний резерв.
О ролі фосфору в процесі життєдіяльності людського організму дуже добре сказав відомий біолог і біохімік В.А. Енгельгардт: «Без фосфору немає руху, адже хімія м’язових скорочень – це повністю хімія фосфорних сполук».
Фосфор входить до складу білків, жирів, нуклеїнових кислот, активує розумову і фізичну діяльність, забезпечує організм людини енергією.
Добова потреба організму людини у фосфорі – 800 мг. Середнє щоденне споживання фосфору становить приблизно 1500 мг для чоловіків і 1000 мг – для жінок. Під час напружених фізичних тренувань потреба у фосфорі може бути значно збільшена.
Приблизно 60–70% фосфору абсорбується з звичайної змішаної дієти. Показано, що всмоктування фосфору знаходиться в діапазоні від 4 до 30 мг/кг маси тіла на добу і пов’язане з його споживанням. Ефективність всмоктування фосфору в значній мірі залежить від вмісту в раціоні кальцію. Фосфор працює спільно з кальцієм, і їх співвідношення необхідно підтримувати на рівні 1:1 за еквівалентом (1:1,5 за масою).
Загальний вміст фосфору в організмі людини становить близько 500 г у чоловіків і 400 г у жінок.
Фізіологічні стани, що характеризуються збільшенням потреби у фосфорі (ріст, вагітність, годування груддю), супроводжуються відповідним посиленням абсорбції. У людей старших вікових груп відбуваються зміни в екскреції фосфору та адаптації до фосфору з їжі. Показано, що, незважаючи на споживання рекомендованої норми фосфору, негативний його баланс спостерігається у віці старше 65 років, за рахунок втрати фосфору з сечею.
Фосфор у позаклітинних рідинах становить лише 1% від загального фосфору організму. Більша частина (70%) загального фосфору в плазмі виявлена як складова частина органічних фосфоліпідів. Однак, клінічно корисною фракцією в плазмі є неорганічний фосфор, 10% якого пов’язано з білком, 5% становлять комплекси з кальцієм або магнієм, а більша частина неорганічного фосфору плазми представлена двома фракціями ортофосфату.
Фосфор виявлений у всіх клітинах організму. Основні місця, що містять його, це – гідроксиапатит кістки та скелетна мускулатура (кістки людини складаються з гідроксиапатиту, який є складною сіллю і бере участь у білковому обміні).
Клітинний і молекулярний механізм всмоктування фосфору в кишечнику до кінця не вивчений. Транспорт фосфору через кишкову клітину – це активний, натрій-залежний шлях. Внутрішньоклітинні рівні фосфору відносно високі. Паратгормон безпосередньо не регулює абсорбцію фосфору в кишечнику.
Клітинний і молекулярний механізм всмоктування фосфору в кишечнику до кінця не вивчений. Транспорт фосфору через кишкову клітину – це активний, натрій-залежний шлях. Внутрішньоклітинні рівні фосфору відносно високі. Паратгормон безпосередньо не регулює абсорбцію фосфору в кишечнику.
Призначення активного метаболіту вітаміну D призводить до збільшення всмоктування фосфору і у здорових людей, і у пацієнтів з уремією. Регуляція загального рівня фосфору в організмі вимагає скоординованих зусиль нирок і кишечника. В умовах низького надходження фосфору з їжею кишечник збільшує його всмоктування, а нирка – нирковий транспорт, щоб мінімізувати його втрати з сечею. Ця адаптація забезпечується змінами в рівні активного метаболіту вітаміну D і паратгормону в плазмі. Якщо адаптивні заходи не в змозі компенсувати низьке споживання фосфору, то фосфор кістки може перераспределятися в м’які тканини. Однак ці компенсаторні можливості не безмежні.
Фекальні втрати фосфору становлять 0,9–4 мг/кг на день. Основна екскреція відбувається через нирки в широкому діапазоні (0,1–20%). Таким чином, нирки мають здатність ефективно регулювати фосфор плазми. Швидкість ниркової реабсорбції регулюється концентрацією фосфору в плазмі. Гормональний регулятор ниркової реабсорбції фосфору – паратгормон і нефрогенний цАМФ. Концентрація паратгормону плазми позитивно корелює з рівнем екскреції фосфору з сечею. Головні ознаки втрати фосфору з сечею – збільшення абсорбції фосфору і підвищення його рівня в плазмі. Стану, які призводять до гіперфосфатурії, – гіперпаратиреоїдизм, гострий дихальний або метаболічний ацидоз, сечогінні засоби та збільшення позаклітинної маси фосфору. Зменшення виділення фосфору з сечею пов’язане з дієтичним обмеженням фосфору, збільшенням в плазмі інсуліну, гормонів щитовидної залози, росту або глюкагону, алкалозом, гіпокаліємією та зниженням позаклітинної концентрації фосфору.
Фекальні втрати фосфору становлять 0,9–4 мг/кг на день. Основна екскреція відбувається через нирки в широкому діапазоні (0,1–20%). Таким чином, нирки мають здатність ефективно регулювати фосфор плазми. Швидкість ниркової реабсорбції регулюється концентрацією фосфору в плазмі. Гормональний регулятор ниркової реабсорбції фосфору – паратгормон і нефрогенний цАМФ. Концентрація паратгормону плазми позитивно корелює з рівнем екскреції фосфору з сечею. Головні ознаки втрати фосфору з сечею – збільшення абсорбції фосфору і підвищення його рівня в плазмі. Стану, які призводять до гіперфосфатурії, – гіперпаратиреоїдизм, гострий дихальний або метаболічний ацидоз, сечогінні засоби та збільшення позаклітинної маси фосфору. Зменшення виділення фосфору з сечею пов’язане з дієтичним обмеженням фосфору, збільшенням в плазмі інсуліну, гормонів щитовидної залози, росту або глюкагону, алкалозом, гіпокаліємією та зниженням позаклітинної концентрації фосфору.
Біологічна роль в організмі людини. Основну роль в органах і тканинах людини фосфор виконує у вигляді своїх сполук, ведучу роль при цьому грає фосфорна кислота. Вона бере участь у побудові численних ферментів, необхідна для обміну жирів, для синтезу вуглеводів і їх розпаду. З фосфорнокислих солей складається мозкова тканина і кісткова тканина скелета.
Неорганічний фосфор виконує структурні функції: входить до складу фосфоліпідів мембранних структур клітини; є компонентом буферної системи крові, інших біологічних рідин, забезпечує підтримку кислотно-лужного балансу.
Фосфор у вигляді солей і фосфорної кислоти присутній як у м’язевих, так і в кісткових тканинах. Він сприяє розвитку скелета, підвищує резистентність зубів до карієсу, необхідний для роботи центральної нервової системи, бере участь у внутрішньоклітинному обміні.
Фосфор у вигляді фосфатів входить до складу нуклеїнових кислот і нуклеотидів (ДНК, РНК), бере участь у процесах кодування і зберігання генетичної інформації. Сполуки фосфору беруть участь у найважливіших процесах обміну енергії. Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ) і креатинфосфат є акумуляторами енергії, з їх перетвореннями пов’язане мислення і розумова діяльність, енергетичне життєзабезпечення організму.
Сполуки фосфору беруть участь у ферментативних процесах, забезпечуючи прояви біохімічних функцій ряду вітамінів, регуляцію обмінних процесів (через цАМФ), проведення нервового імпульсу і м’язового скорочення.
Неорганічний фосфор виконує структурні функції: входить до складу фосфоліпідів мембранних структур клітини; є компонентом буферної системи крові, інших біологічних рідин, забезпечує підтримку кислотно-лужного балансу.
Фосфор у вигляді солей і фосфорної кислоти присутній як у м’язевих, так і в кісткових тканинах. Він сприяє розвитку скелета, підвищує резистентність зубів до карієсу, необхідний для роботи центральної нервової системи, бере участь у внутрішньоклітинному обміні.
Фосфор у вигляді фосфатів входить до складу нуклеїнових кислот і нуклеотидів (ДНК, РНК), бере участь у процесах кодування і зберігання генетичної інформації. Сполуки фосфору беруть участь у найважливіших процесах обміну енергії. Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ) і креатинфосфат є акумуляторами енергії, з їх перетвореннями пов’язане мислення і розумова діяльність, енергетичне життєзабезпечення організму.
Сполуки фосфору беруть участь у ферментативних процесах, забезпечуючи прояви біохімічних функцій ряду вітамінів, регуляцію обмінних процесів (через цАМФ), проведення нервового імпульсу і м’язового скорочення.
Синергісти та антагоністи фосфору. Успадкування фосфору в організмі людини посилюється під впливом вітамінів A, D, F, а також калію, кальцію, заліза, марганцю, соляної кислоти (шлункового соку), ферментів і білків.
В той же час алюміній, залізо, магній, кальцій, разом з надмірним споживанням цукру, а також вітамін D, паратгормон, естрогени, андрогени, кортикостероїди та тироксин здатні знижувати рівень фосфору в організмі.
В той же час алюміній, залізо, магній, кальцій, разом з надмірним споживанням цукру, а також вітамін D, паратгормон, естрогени, андрогени, кортикостероїди та тироксин здатні знижувати рівень фосфору в організмі.
Ознаки недостатності. Недостатність фосфору може бути причиною стану тривоги, дратівливості, слабкості, тремтіння, болів у кістках, рахіту, пародонтозу, втоми, неритмічного дихання, оніміння, підвищеної чутливості шкіри, змін у вазі.
При надлишку фосфору в організмі значно знижується рівень марганцю і кальцію, що може сприяти виникненню остеопорозу. Надмірне надходження фосфору провокує також розвиток сечокам’яної хвороби.
Фосфор необхідний: при переломах, остеопорозі, карієсі, нервових розладах.
Продуктові джерела фосфору: пивні дріжджі, молочні продукти, яйця, м’ясо, риба, морські водорості, сухофрукти: родзинки, сушений інжир, чорнослив; фрукти: калина, яблука (0,5–3%); злакові та бобові культури: боби, горох, гречка, кукурудза, вівсянка, пшоно, м’яка пшениця, тверда пшениця, білий довгозерний рис, білий круглозерний рис, нешліфований рис, дикий рис, жито, соя, квасоля, сочевиця, ячмінь; цільні зерна, висівки; овочі: селера, спаржа, топінамбур, хрін, часник; зелень: зелень петрушки, зелень селери, зелень часнику, щавель; горіхи та насіння: арахіс, кеш’ю, кунжут, мак, макадамія, мигдаль, бразильський горіх, волоський горіх, кедровий горіх, насіння соняшника, насіння гарбуза, фісташки, ліщини; гриби: білі гриби, гливи.
Харчові джерела, що містять багато білка (м’ясо, молоко, яйця та злакові), мають і високий вміст фосфору. Відносний внесок основних груп продуктів у загальне споживання фосфору приблизно такий: 60% – з молока, м’яса, домашньої птиці, риби та яєць, 20% – зі злакових і бобових, 10% – з фруктів і соків. Алкогольні напої в середньому постачають 4% споживаного фосфору, а інші напої (кава, чай, безалкогольні напої) забезпечують 3%.
Значним вмістом фосфору відрізняються молочні продукти, зокрема сири (до 600 мг/100 г), а також яйця (в жовтку – 470 мг/100 г). Багато фосфору в бобових (у квасолі – 480 мг/100 г, горосі – 369 мг/100 г), у хлібі та крупах (200–300 мг на 100 г), однак засвоюваність фосфору з зернових продуктів низька у зв’язку з великою часткою фітинових сполук. Важливим джерелом фосфору є м’ясо і риба (120–140 мг/100 г).