фосфор, P

Фосфор (P) является незаменимым (жизненно необходимым) для человека минеральным веществом и после кальция это самый часто встречающийся минерал в организме человека. Фосфор - это важный компонент углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и витаминов. Также и в фосфате кальция или гидроксилапатите, который локализован в скелете и зубах, фосфор имеет большое значение.

Происхождение:
Фосфор содержится практически во всех продуктах питания. Большое количество фосфатов содержится в богатых белками продуктах питания, таких как семена, орехи, бобовые и зерновые, например, в семенах чиа (860 мг/100г), семенах льна (640), амаранте (560), миндале (480), пшене (285) и чечевице (280).³
Из-за использования фосфатов в качестве пищевых добавок, например, как регуляторов кислотности, антиокислителей, консервантов и средств для повышения сыпучести, многие переработанные продукты питания имеют отчасти высокое содержание фосфатов (см. избыточное потребление).

Потери при хранении и приготовлении:
Богатые фитатами продукты растительного происхождения могут иметь до двух раз меньшую биологическую доступность. Причина этого в том, что фосфаты в зерновых и бобовых находятся преимущественно в связанной форме в виде фитиновой кислоты и, таким образом, вследствие отсутствующей в пищеварительном тракте человека фитазы (фермент, расщепляющий фитиновую кислоту и высвобождающий связанный фосфат) не могут быть использованы человеческим организмом. Только лишь микробиологические фитазы или активация собственных фитаз растений, например, при изготовлении хлеба на кислом тесте или во время ферментации и при проращивании, могут высвободить фосфат из его комплекса и преобразовать в усваиваемую форму.^{1, 2}

Усвоение и обмен веществ:
Получаемые с питанием фосфаты находятся, как правило, в виде органических соединений (фосфопротеиды, фосфолипиды). Специфические фосфотазы клеток тонкого кишечника высвобождают фосфат, прежде чем организм усваивает его в различных отделах тонкого кишечника. Этот процесс может активно управляться паратиреоидным гормоном, кальцитриолом (активная форма витамина D) и кальцитоним или пассивно проходить в межклеточном пространстве эпителиальных клеток.
Доля всасывания фосфатов в период роста выше, чем во взрослом возрасте. Кроме биологического возраста биодоступность фосфатов также зависит от потребляемого с питанием количества - обратная корреляция (чем выше потребление фосфатов, тем ниже биодоступность) - от вида фосфатных соединений и от взаимодействия с веществами содержащимися в других продуктах. Так, повышенное потребление кальция и железа или такие тяжёлые металлы как алюминий вследствие образования нерастворимого соединения могут препятствовать всасыванию. Витамин D, напротив, способствует этому процессу.^{1, 4, 5}

Накопление, расход, потери:
Общее количество фосфора в организме составляет у взрослого человека 600-700 г. Более 85 % из этого количества находится в неорганических соединениях с кальцием в виде фосфатов кальция или гидроксилапатита в скелете и зубах. 10-15 % общего запаса фосфора в организме локализовано преимущественно в виде составных частей органических соединений, таких как аденозинтрифосфат (АТФ, универсальный источник энергии), креатинфосфат (поставщик энергии в мышечных тканях) и фосфолипиды в других тканях (мозг, печень и мускулатура).
Выведение фосфатов на 60-80 % происходит через почки и на 20-40 % с испражнениями. Процесс почечного выведения фосфатов и реабсорбция фосфатов также контролируются гормонами.^{1, 4, 5}

Суточная потребность в долгосрочной перспективе:
Рекомендации по потреблению (в немецкоговорящих странах) для здорового человека со средним весом основываются на оценках и отражают только среднее потребление, оно составляет около 700 мг/день.

Симптомы дефицита и причины:
Так называемая гипофосфатемия (дефицит фосфора) приводит к потери аппетита, анемии, мышечной слабости, болям в костях, рахиту у детей, атрофии кости у взрослых и слабой иммунной системе и частым инфекционным заболеваниям. Т.к. фосфор содержится в питании в достаточном количестве, то дефицит наступает только в тех случаях, когда человек уже практически умирает с голоду.

Избыточное потребление:
Длительное повышенное потребление фосфора приводит к его повышенной концентрации в крови и может способствовать развитию кальциноза (болезненное накопление солей в коже и органах тела). Увеличивающееся количества фосфора в нашем питании - особенно фосфорной кислоты в безалкогольных напитках и в виде фосфатных добавок во множестве готовых продуктов - не может не беспокоить. Высокий уровень фосфора в сыворотке снижает образование кальцитриола, понижает уровень кальция в крови и приводит к повышенному выведению паратиреоидного гормона околощитовидной железой. Повышенный в течение длительного времени сывороточный уровень может оказывать негативное влияние на минеральное содержание костей (плотность кости), особенно при одновременном бедном кальцием питании.
У пациентов с хронической почечной недостаточностью снижена скорость фильтрования, из-за чего организм выводит фосфор в недостаточном количестве и реабсорбирует недостаточное количество кальция. Следствием этого является пониженная концентрация кальция в сыворотке (гипокальциемия) и повышенное содержание фосфатов в плазме крови (гиперфосфатемия), которые приводят к увеличению риска остеопороза (атрофия кости). При повышенном уровне фосфатов в сыворотке они с кальцием образуют плохо растворимый, не всасываeмый кальциево-фосфатный комплекс, что может приводить к обызвествлению в кровяных сосудах, почках, суставах и мускулатуре и, наконец, к воспалениям соответствующих тканей.^{1, 4, 5}

Функции:^{1, 4, 5}

• в составе фосфолипидов является компонентом клеточных мембран;
• биоэлектричество клеточных мембран, т.е. нормальная нервно-мышечная возбудимость, образование и проведение возбуждения сердца;
• производство и накопление энергии. Например, аденозинтрифосфат (АТФ), нуклеиновые кислоты/ДНК (накопление и перенос генетической информации) и креатининфосфат;
• важные буферные функции в кислотно-щелочном равновесии вследствие воздействия на почечное нетто выведение кислоты.
• фосфоросодержащая молекула связывается с гемоглобином (пигмент крови) и таким образом принимает участие в транспортировке кислорода в клетки или органы человеческого тела;
• поддержание нормального кровяного давления;
• воздействие на высвобождение гормонов (напр., инсулина из бета-клеток);
• использование углеводов и синтез белков.

Структура:
Т.к. фосфор очень реакционноспособный, то в природе он встречается исключительно в связанном виде, особенно в соединениях с кислородом (O) как соль фосфорной кислоты (H₃PO₄), как фосфат (PO₄^3-), гидрофосфат (HPO₄^2-), дигидрофосфат (H₂PO₄^-) и как апатит.

Литература:

1. Biesalski HK, Fürst P, Kasper H, Kluthe R, Pölert W, Puchstein Ch, Stähelin HB: Ernährungsmedizin. 125-126, 167-169. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1999
2. Biesalski Hans Konrad und Grimm Peter: Taschenatlas der Ernährung; 6. Auflage (2015); Georg Thieme Verlag, Stuttgart und New York.
3. База данных Министерства сельского хозяйства США.
4. Elmadfa Ibrahim und Meyer Alexa: Ernährungslehre, 3. Auflage (2015); Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart.
5. De Groot Hilka und Farhadi Jutta: Ernährungswissenschaft; 6. Auflage (2015); Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten.