...

Fosfor | Phosphorus

Fosfor to pierwiastek chemiczny niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Bierze udział w licznych procesach kluczowych dla utrzymania dobrej kondycji zdrowotnej. Wspomaga przyswajanie składników odżywczych z pokarmu i przyspiesza przemianę materii. Reguluje też gospodarkę hormonalną oraz stymuluje usuwanie szkodliwych substancji wraz z moczem. Dodatkowo wspomaga pracę układu nerwowego, co wpływa korzystnie na zdolności poznawcze.

Ciekawostka:

Fosfor stanowi ok. 1% masy ciała dorosłego człowieka. 80% jego zapasów w organizmie zmagazynowane jest w kościach. Fosfor jest, obok wapnia, głównym składnikiem układu kostnego.

Spis treści:

1. Co to jest Fosfor | Phosphorus?

1.1. Historia i pochodzenie

Fosfor (P) to pierwiastek chemiczny z grupy niemetali. Został odkryty w roku 1669 przez niemieckiego alchemika Henninga Branda. Nazwa tego minerału pochodzi od greckiego słowa “phosphoros” i w dosłownym tłumaczeniu oznacza “zwiastun światła”, co odnosi się do zjawiska emisji słabego światła pojawiającego się po wystawieniu fosforu na działanie tlenu.

Fosfor występuje w organizmie człowieka (w ilości od 700 – 900 g, głównie w kościach, jako fosforan wapnia) dokąd dostarczany jest z żywnością (m.in. w formie fosforanów, fosfolipidów i fosfoprotein). Fosfor organiczny w przewodzie pokarmowym ulega rozkładowi (hydrolizie) do postaci nieorganicznej i głównie w takiej formie jest wchłaniany z układu trawiennego. Mechanizm ten zachodzi przede wszystkim w jelicie cienkim (jelicie czczym, krętym i dwunastnicy), na zasadzie transportu aktywnego. Natomiast przyswajalność fosforu organicznego mieści się w granicach od 30% do 60% i zależy od biodostępności tego pierwiastka, stopnia aktywacji witaminy D oraz od występowania substancji, które mogą związać P (np. aluminium, kwas nikotynowy i wapń).

Z uwagi na fakt, iż fosfor jest pierwiastkiem powszechnie występującym w produktach spożywczych, a jego podaż jest zwykle wyższa niż dzienne zapotrzebowanie na ten składnik, niedobór tego minerału występuje niezwykle rzadko. Jednak istnieje kilka przypadków, w których zawartość fosforu w organizmie jest niewystarczająca. Mowa o osobach nadużywających alkoholu, stosujących leki neutralizujące nadmiar kwasu solnego w żołądku oraz żywionych pozajelitowo. Są one szczególnie narażone na niedobór fosforu (hipofosfatemię), która objawia się:

  • osłabieniem siły mięśniowej
  • brakiem odporności
  • osteomalacją
  • hemolizą
  • hiperkalciurią (zwiększonym wydalaniem wapnia wraz z moczem)
  • hipermagnezemią (zbyt wysokim stężeniem magnezu)

1.2. Klasyfikacja

Fosfor to niemetal należący do makroelementów. Jest on niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Bierze udział w licznych procesach kluczowych dla utrzymania dobrej kondycji zdrowotnej. Wspomaga przyswajanie składników odżywczych z pokarmu i przyspiesza przemianę materii. Reguluje także gospodarkę hormonalną oraz stymuluje usuwanie szkodliwych substancji wraz z moczem. Dodatkowo wspomaga pracę układu nerwowego, co wpływa korzystnie na zdolności poznawcze.

1.3. Występowanie

Fosfor występuje powszechnie, zwykle w tych samych produktach co wapń. Bogatymi źródłami fosforu są produkty zbożowe (25 – 35%), mleku i przetworach mlecznych (20 – 30%), jak również mięsie i wędlinach (20 – 25%). Zawartość fosforu w diecie przeciętnej osoby dorosłej jest wysoka, ponieważ związki tego niemetalu znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, jako substancje klarujące, stabilizujące, emulgatory i zagęszczacze, dzięki czemu odpowiadają m.in. za barwę, smak, trwałość, strukturę i konsystencję produktu (są oznaczone symbolami E338-E341, E450-E451, E460 – E469). Fosfor naturalnie występujący w surowcach (mięsie, rybach, mleku, strączkach) jest istotnie mniej wchłaniany w przewodzie pokarmowym, niż fosforany nieorganiczne, stosowane jako dodatki do żywności, ponieważ znacznie łatwiej ulegają hydrolizie. Obecnie szacuje się, że zawartość tych drugich w przeciętnej diecie może sięgać nawet do 1000 mg/dzień.

Najcenniejszym źródłem fosforu organicznego w diecie są wysokoproteinowe produkty pochodzenia zwierzęcego, ponieważ minerał ten występuje w nich w formie związanej z białkami i innymi cząsteczkami, zawierającymi atomy węgla, dzięki czemu przyswajalność fosforu z tego rodzaju żywności jest wyższa. Natomiast w produktach pochodzenia roślinnego pierwiastek ten występuje głównie w postaci kwasu fitynowego i fitynianów. Aby taki fosfor mógł zostać zaabsorbowany w układzie trawiennym, fityna musi zostać rozłożona przez fitazy (enzymy pochodzące z roślin). Z uwagi na fakt, iż synteza tych enzymów nie zachodzi w sposób naturalny w organizmie człowieka, biodostępność P w produktach pochodzenia roślinnego jest relatywnie niska (mieści się w granicach od 10 – 30%). Dlatego pomimo, że w np. pełnych ziarnach zbóż i orzechach, zawartość fosforu jest wysoka, ich spożycie ma istotnie mniejszy wpływ na stężenie tego pierwiastka we krwi. W tabeli 1 zestawiono zawartość fosforu w wybranych produktach spożywczych.

 Zawartość fosforu w wybranych produktach spożywczych pochodzenia zwierzęcego:

  • Parmezan 810 mg/100g
  • Sery żółte 400 – 600 mg/100g
  • Żółtko jaja 590 mg/100g
  • Sery typu camembert, brie 310 – 38 0mg/100g
  • Sardynka, mintaj, śledź 270 – 340 mg/100g
  • Mleko w proszku, mleko zagęszczone 210 – 270 mg/100g
  • Ryby 180 – 270 mg/100g
  • Mięso, wędliny 100 – 250 mg/100g
  • Jaja 240 mg/100g
  • Sery twarogowe 170 – 240 mg/100g
  • Jogurt naturalny, mleko kozie/owcze 120 – 160 mg/100g
  • Mleko, napoje mleczne, śmietana 80 – 100 mg/100g

Zawartość fosforu w wybranych produktach spożywczych pochodzenia roślinnego:

  • Kasza gryczana, płatki owsiane, otręby pszenne 410 – 1280 mg/100 mg
  • Orzechy, nasiona, pestki 330 – 780 mg/100 mg
  • Kiełki i suche nasiona roślin strączkowych 150 – 740 mg/100 mg
  • Kasza, ryż, makaron 100 – 380 mg/100 mg
  • Chleb żytni, pumpernikiel 200 – 330 mg/100 mg
  • Czekolada 190 – 270 mg/100 mg
  • Pieczywo 120 – 200 mg/100 mg
  • Suszone owoce, czarne porzeczki 50 – 130 mg/100 mg
  • Warzywa 20 – 120 mg/100 mg
  • Płatki kukurydziane, kasza manna 30 – 100 mg/100 mg
  • Owoce 10 – 40 mg/100 mg
  • Cebula, burak, rzodkiewka 15 – 20 mg/100 mg

2. Jak działa Fosfor | Phosphorus?

Fosfor działa głównie jako składnik strukturalny kości i zębów, kwasów nukleinowych (DNA, RNA), błon komórkowych (fosfolipidy), mózgu, związków wysokoenergetycznych (ATP, ADP, AMP) i koenzymów. Bierze czynny udział w szlakach produkcji oraz magazynowania energii w wiązaniach fosforanowych (ATP) i krwi buforowej (przez co uczestniczy w utrzymaniu prawidłowego pH krwi). Kontroluje także transkrypcję genów, stanowi kofaktor niezliczonych systemów enzymatycznych niezbędnych w metabolizmie węglowodanów, lipidów i białek. P uczestniczy w aktywacji enzymatycznej, poprzez fosforylację katalityczną, co stanowi ważny etap w procesie przetwarzania bodźców hormonalnych w komórkach docelowych w specyficzny efekt czynnościowy. Ponadto fosfor indukuje transdukcję sygnałów (proces wprowadzenia nowego genu do komórki), przez co wpływa na różne funkcje narządów, od wydalania przez nerki po odpowiedź układu odpornościowego. Występując w postaci wysokoenergetycznych związków fosforanowych pierwiastek ten przyczynia się do potencjału metabolicznego. Fosfor jest także niezbędnym składnikiem układu buforu kwasowo-zasadowego, ponieważ jego jon odgrywa kluczową rolę w równowadze kwasowo – zasadowej. Stężenie fosforu w organizmie jest regulowane w dużej mierze przez parathormon (PTH), który promuje uwalnianie tego minerału z kości i jego wydalanie przez nerki poprzez zmniejszenie resorpcji w kanalikach nerkowych.

2.1. Wpływ na układ nerwowy

Około 20% fosforu w organizmie dorosłego człowieka uczestniczy w przewodzeniu bodźców nerwowych, bądź stanowi budulec błon komórkowych tkanek miękkich, w tym mózgu, przez co pierwiastek ten jest niezbędny do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. Związki fosforu biorą czynny udział w aktywowaniu komórek nerwowych oraz w syntezie neuroprzekaźników. Ponadto są one źródłem energetycznym dla neuronów i stanowią element ich błony komórkowej. Udowodniono, że w wyniku znacznych nieprawidłowości stężenia fosforu we krwi, w organizmie mogą wystąpić objawy neurologiczne – zaburzenia poznawcze lub zmiany neurodegeneracyjne. W wyniku hipofosfatemii (niedoboru fosforu) dochodzi do istotnych zaburzeń funkcji poznawczych, objawów czuciowych i nerwowo-mięśniowych, które w przypadku bardzo dużych niedoborów tego pierwiastka mogą być znacznie nasilone. Początkowym objawem są parestezje skóry wokół ust, kolejno obserwuje się opadanie powieki, utrudnienia w przełykaniu oraz osłabienie kończyn, które może narastać nawet do całkowitego porażenia.

2.2. Wpływ na układ kostny

Głównymi składnikami mineralnymi kości są wapń i fosfor, które występują w postaci kryształów hydroksyapatytu (tzw. uwodnionego fosforanu wapnia) osadzonych w matrycy kolagenu, a P dodatkowo występuje w formie fosfoprotein tkanki podporowej kości. Aby mineralizacja kośćca mogła odbywać się prawidłowo, tworzące tę tkankę jony mineralne (w tym kationy fosforu) muszą być obecne w stężeniach fizjologicznych w płynach zewnątrzkomórkowych. Fosfor odpowiada więc za utrzymanie kości w dobrym stanie, zwiększa ich wytrzymałość i twardość. Podobnie wpływa na poprawę zdrowia zębów. Udowodniono, że stosunek wapnia do fosforu w diecie wpływa na gęstość kości. Spożywanie pokarmów o niskiej zawartości wapnia i wysokiej zawartości fosforu, zwłaszcza żywności z dodatkiem fosforanów, dodatkowo pogarsza obrót kostny.

Z przeprowadzonych badań wynika, że nadmierne spożywanie fosforanów używanych jako dodatki do żywności ma szkodliwy wpływ na metabolizm kości oraz minerałów zarówno u ludzi, jak i u zwierząt. Zaobserwowano zależne od dawki zmniejszenie powierzchni i objętości beleczek kostnych, zmniejszenie liczby komórek kościotwórczych (osteoblastów) a zwiększenie kościogubnych (osteoklastów). Wysoka podaż fosforu nieorganicznego (pochodzącego z żywności przetworzonej) jest szkodliwa dla struktury kości, ponieważ pierwiastek ten, występujący w formie syntetycznych związków – fosforanów, zwiększa wydzielanie parathormonu, co niekorzystnie zwiększa obrót kostny (hiperfosfatemia pobudza sekrecję PTH a hipofosfatemia hamuje). W przeciwieństwie do ciągłego nadmiernego wytwarzania PTH, jego przerywana aktywność, możliwa podczas spożywania optymalnych ilości fosforu organicznego, stymuluje tworzenie struktury kości i zwiększa masę beleczek kostnych.

2.3. Wpływ na układ pokarmowy

Fosfor stanowi kofaktor wielu systemów enzymatycznych niezbędnych w metabolizmie węglowodanów, lipidów i białek, dzięki czemu normalizuje pracę układu pokarmowego. Wpływa na wytwarzanie PTH, co pozwala na utrzymanie stężenia wapnia w zakresie normy poprzez zwiększenie jego absorpcji z układu trawiennego. Spadek stężenia fosforanów w surowicy stanowi bezpośredni stymulator syntezy kalcytriolu (1,25-dihydroksycholekalciferolu, czyli aktywnej biologicznie formy witaminy D). Zwiększa on resorpcję związków fosforanowych w jelitach, a gdy brakuje PTH – zwiększa wchłanianie fosforanów w kłębuszkach nerkowych. Fosforany również regulują stężenie 1,25-dihydroksycholekalciferolu i gdy w surowicy ma miejsce ich wzrost, wówczas wytwarzanie kalcytriolu maleje, co prowadzi do obniżenia jelitowej wchłanialności wapnia.

Fosfor odpowiada za wzrost wchłanialności niektórych składników pokarmowych i witamin. Np. absorpcja ryboflawiny (witaminy B2) w jelitach następuje równocześnie z fosforylacją w komórkach błony jelitowej, w wyniku czego powstaje fosforan ryboflawiny, który jest również nazywany flawinomononukleotydem (FMN). Co więcej, fosfor organiczny wprowadzany do organizmu z pożywieniem w odpowiedniej ilości stymuluje metabolizm, co zapobiega przybieraniu na wadze i ułatwia kontrolę masy ciała.

2.4. Wpływ na układ wydalniczy

Proces wydalania fosforu przez nerki wraz z moczem to główny mechanizm regulacji jego stężenia we krwi – w ten sposób z organizmu usuwane jest ponad 65% tego pierwiastka. Udowodniono, że zaburzenia metabolizmu fosforu są niezależnymi czynnikami warunkującymi wzrost ryzyka wystąpienia przewlekłej choroby nerek (PChN lub CKD, ang. chronic kidney disease). Narządy te biorą udział w regulacji stężenia fosforu w ustroju poprzez kontrolę ilości osocza przefiltrowanego przez kłębuszki nerkowe do postaci moczu pierwotnego, dzięki czemu poziom fosforanów jest wskaźnikiem czynności nerek. Zaleca się ograniczenie spożywania fosforu nieorganicznego w terapii przeciwko PChN. Za homeostazę fosforu odpowiedzialne są trzy główne hormony: PTH, czynnik wzrostu fibroblastów 23 (FGF23) i 1,25-dihydroksywitamina D (1,25D). Przejściowe zwiększenie stężenia fosforanów w surowicy powoduje zwiększone wytwarzanie PTH, co intensyfikuje konwersję 25-hydroksywitaminy D do 1,25D przez nerkowy enzym CYP27B1 (1α-hydroksylazę). PTH i FGF23 indukują wydalanie P z moczem poprzez hamowanie kotransporterów nerkowo-fosforanowych. Ponadto fosfor wspomaga odfiltrowywanie i usuwanie z organizmu zbędnych produktów przemiany materii, a także metabolitów leków i innych szkodliwych toksyn.

3. Jak stosować Fosfor | Phosphorus?

Nie masz dostępu do tych treści

Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik,
aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej.

Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas!

Bibliografia

  1. Calvo M.S., Lamberg-Allardt C.J., Phosphorus. Advances in Nutrition. (2015)
  2. Heaney R. P., Vitamin D: Role in the Calcium and Phosphorus Economies. Vitamin D. (2011)
  3. Committee on Diet and Health, Food and nutrition Board, Commision on Life Sciences, National Research Council., Diet and Health: Implications for Reducing Chronic Disease Risk. National Academy Press. Washington. (1989)
  4. Kemi V.E., Rita H.J., Karkkainen M., Viljakainen H.T., Laaksonen M.M., Outila T.A., Lamberg-Allardt C.J., Habitual high phosphorus intakes and foods with phosphate additives negatively affect serum parathyroid hormone concentration: a cross-sectional study on healthy premenopausal women. Public Health Nutrition. (2009)
  5. Kozłowska L., Źródła fosforu w diecie a ryzyko powikłań mineralnych i kostnych u osób z przewlekłą chorobą nerek. Bromatologia i Chemia Toksykologiczna. (2012)
  6. Marcus J.B., Vitamin and Mineral Basics: The ABCs of Healthy Foods and Beverages, Including Phytonutrients and Functional Foods. Culinary nutrition. (2013)
  7. Mayer J., Donnelly T.M., Phosphorus. Clinical Veterinary Advisor. (2013)
  8. Sobczak M., Jabłoński E., Składniki mineralne w diecie kobiet ciężarnych i karmiących. Część I. Makrominerały: wapń, magnez, fosfor, sód, potas, chlor. Przegląd lekarski. (2007)
  9. Washington I.M., Van Hoosier G., Clinical Biochemistry and Hematology. The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents. (2012)
  10. Włodarek D., Lange E., Kozłowska L., Głąbska D., Dietoterapia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa. (2014)
  11. Yee A.H., Rabinstein A.A., Neurologiczne objawy zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowej, dyselektrolitemii i zaburzeń endokrynologicznych. Neurologia po Dyplomie. (2010)
  12. http://www.wszechnica-zywieniowa.sggw.pl/Prezentacje/2014/2/Fosfor_w_zywnosci_i_zywieniu_cz2.pdf
  13. https://www.webelements.com/phosphorus/history.html
Fosfor
nazewnictwo
Nazwa polska: fosfor
Nazwa angielska: phosphorus
Nr CAS: 7723-14-0 (fosfor czerwony)
Inne nazwy: P
Podstawowe korzyści
wsparcie pracy mózgu
tworzenie struktury kości i zębów
normalizacja pracy układu trawiennego
oczyszczanie organizmu
poprawa kondycji zdrowotnej