Фосфор

Фосфор представляет собой главной подгруппы пятой группы периодической системы элементов с атомным номером 15. Описываемый элемент является "компонентом жизни", так как включён в структуру всех протеинов и иных соединений (аденозинтрифосфат, ДНК, фосфолипиды, костная ткань и др.)

В теле человека в среднем можно найти 650-680 грамм фосфора, данное количество распределяется для остеогенеза, энергетических нужд, и метаболических процессов. Однако подавляющий объём элемента (порядка 90 %) всё же находится в костной ткани, где он более чем на 60% представлен соединением фосфора и кальция (фосфат кальция), остальное количество (около 8 %) концентрируется в клетках тела и 1% находится во внеклеточном пространстве. Именно в силу специфик распределения описываемого элемента в тканях, его показатель в крови не может быть информативным и дать представление о точном содержании фосфора в теле.

Важность представленного элемента для деятельности организма тяжело переоценить и она в первую очередь определяется ролью различных соединений (в которых используется фосфор), его соединения включаются в структуру костей, принимают участие в энергообмене в виде макроэнергетических элементов (аденозиндифосфат, аденозинтрифосфат, гуанинфосфат, креатинфосфат и многих других), например синтез аденозиндифосфата опосредованный реакцией окислительного фосфорилирования так же зависит от фосфора, который задействован в данном процессе. Фосфорные кислоты включаются в процессы обмена жиров, гликолиза и гликогенеза, так же они принимают участие в восстановлении клеток, их делении, липидном обмене, формировании центральной и периферической нервных систем. Описываемый элемент используется в ходе синтеза лецитина, который в дальнейшем входит в структуру мембран всех клеток тела. Фосфор включён в состав рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот, принимающих непосредственное участие в синтезе протеина, кодировании и переносе генетической информации. Фосфорилирование ряда витаминов группы B, так же невозможно без присутствия фосфора, он расходуется для более сбалансированного использования таких элементов как: цинк, йод, магний и витамина D. Стоит помнить о важности фосфора непосредственно для сокращения мышечной ткани (не только скелетной и гладкой, но и тканей миокарда). Оказывает влияние на регулирование метаболизма, опосредованного через циклический аденозинмонофосфат. Неорганические соединения фосфора используются как в буферных системах тканевой жидкости, так и крови (поддерживая Ph). Элемент весьма необходим для потенцирования абсорбции кальция в ЖКТ. Фосфор принимает участие в переносе кислорода в ткани, опосредованно через 2,3-дифосфоглицерат (он поддерживает гомеостаз между оксигемоглобином и восстановленным гемоглобином в структуре эритроцитов, 2,3-дифосфоглицерат снижает силу связи между кислородом и гемоглобином, что позволяет кислороду высвобождаться в ткани).

Мнения о суточной потребности в фосфоре у разных исследователей различны, часть учёных предполагает суточную потребность в районе 600-900 мг, её повышение на 40% (1260 мг) при течении беременности и на 100% (1800 мг) в ходе лактации. Другие учёные предполагают потребность для взрослых в районе 1600 мг в сутки, а для детей 1800 мг в сутки, беременность, лактация и физические нагрузки повышают эту потребность в несколько раз.

Поступление фосфора связано с приёмом различных пищевых продуктов (рыба, мясо, молочные продукты, бобовые, орехи, капуста, яблоки, груши, тыквенные семечки, сухофрукты, яйца, чеснок и др.), который поступает в ткани в виде соединений с белками (фосфопротеины), с жирами (фосфолипиды), и солей фосфорных кислот с различными основаниями (фосфаты). Бобовые весьма обогащены фосфором, тем не менее его доступность оставляет желать лучшего, поэтому важными источниками данного элемента становятся продукты животного происхождения. В ЖКТ фосфорные кислоты отсоединяются от связей с органическими веществами, основная абсорбция фосфора происходит в тонкой кишке.

Эффективность всасывания фосфора целиком зависит от его количества в кишечнике и работы щелочной фосфатазы (ЩФ), чем выше активность фосфатазы, тем более интенсивно всасывается элемент. В свою очередь, работа ЩФ зависит от витамина D, так же усвоение соединений фосфора зависит от уровня паратиреоидного гормона (корреляция прямая - выше уровень гормона, лучше усвоение фосфора). Из ЖКТ, усвоенный фосфор направляется в печень (там он активно принимает участие в процессах фосфорилирования), часть фосфора превращается в соли и переносится кровью для использования в костях и мышечной ткани (например для формирования новой костной ткани, поддержания нормального состояния костной структуры и процессов окостенения или синтеза креатинфосфата).

Соединения фосфора в крови различны, это и неорганические соли нуклиотиды и фосфорные эфиры и фосфолипиды, например: соли ортофосфорной кислоты (они могут проходить через полунепроницаемые мембраны), неорганические соли пирофосфорной кислоты, соединения гексоз и остатков фосфорных кислот (продукты углеводного обмена, возникающие в ходе фосфорилирования глюкозы и фруктозы), тризофосфат (появляется на одном из этапов гликолиза, является донатором глицерола для реакций синтеза ациглицеролов и жиров). В случае анализа крови для выявления уровня неорганического фосфора, целесообразно проводить анализ натощак, так как приём пищи с содержанием данного элемента (например яйца, рыба, мясо и др.) может повысить его уровень в плазме, а потребление углеводов (как сложных, так и простых) либо введение глюкозы внутривенно и внутримышечно может понизить его уровень (ввиду потребления фосфора клетками с появлением фосфатных эфиров). Норма концентрации фосфора в крови взрослого человека составляет 35-40 мг на 1л, норма для детей и женщин после менопаузы 40-50 мг на 1л. Около 12% обнаруживаемого в крови фосфора связано с протеинами, 75% фосфора является свободными соединениями гидроортофосфата-иона и гидрофосфата натрия, и 10% свободных дигидрофосфатов-ионов. Костная система человека представляет собой огромный "склад" фосфора для нужд организма. В случае понижения его концентрации в тканях тела, фосфор выводится из костей и поступает в кровь, если же наблюдается избыток фосфора в теле, то часть его запасается про запас в скелете.

По сравнению с кальцием (который не очень эффективно абсорбируется в ЖКТ), усвоение фосфора в кишечнике чрезвычайно эффективно. В случае небольшого потребления фосфора (порядка 2 мг на 1 кг массы тела), эффективность усвоения будет составлять 90% от потребленного объёма, в случае потребления 10 мг на 1 кг массы тела абсорбция составит 70%, таким образом нехватка фосфора вследствие плохого усвоения в кишечнике исключается (исключением является совместное использование антацидов, связывающих фосфор в кишечнике, что исключает его абсорбцию).

Координационная функция в поддержании нормального уровня фосфора принадлежит почкам. Подверженный фильтрации в почечных клубочках фосфор подвергается повторному усвоению через проксимальные канальцы, таким образом данный механизм позволяет выводить с мочой лишь 10-15% фильтруемого фосфора. В случае уменьшения концентрации фосфора в крови и снижении его фильтрации в клубочках, эффективность его повторного всасывания увеличивается, в случае же повышения фильтрации в клубочках, его повторное всасывание снижается и выведение с мочой увеличивается, что в нормальных условиях (при отсутствии патологий работы почек) логично отражает его суточное потребление с пищей (чем больше фосфора потребил, тем больше его было выведено).

Паратиреоидный гормон позволяет активизировать усвоение фосфора в ЖКТ, однако он же способствует экскреции описываемого элемента ввиду подавления повторного всасывания фосфора в проксимальных и дистальных канальцах. Гормон кальцитонин и вазопрессин так же негативно воздействуют на уровень фосфора (повышают выведение). Соматотропный гормон повышает повторное всасывание фосфора в почках. Инсулин усиливает транспорт фосфора в клетки, что снижает его уровень в крови.

Метаболизм фосфора и кальция связаны, повышение уровня кальция ингибирует выработку паратиреоидного гормона, что влечёт усиление повторного всасывания фосфора, таким образом целесообразно принимать фосфор и кальций совместно исходя из пропорции 1 к 1,5. Фосфор способен связывать кальций и приводить к его запасанию в тканях, приводя к снижению кальция в крови.

В случае проявления различных патологий возможны состояния как нехватки фосфора (гипофосфатемии), так и повышенного содержания фосфора (гиперфосфатемии):

Состоянием нехватки фосфора считается снижение концентрации фосфора в крови ниже 25 мг на 1 литр. Причинами данного явления могут служить:

1. Нехватка фосфора в пище (обеднённое фосфором питание; голод; потеря фосфора через ЖКТ связанная с приёмом связывающих фосфор препаратов с щелочной основой - оксид магния, гидроокись алюминия, гидрокарбонат натрия и др., применяемых для целей подавления кислотности в желудке).

2. Избыточное выведение фосфора почками, ввиду снижения повторного всасывания в проксимальных канальцах, данное явление может наблюдаться в случае высокого уровня паратиреоидного гормона, интоксикацией тяжёлыми металлами, цистинозе и резистентныму к витамину D рахиту.

3. Уменьшение уровня пламенной концентрации фосфора в крови ввиду его транспорта в клетки при интенсивном гликолизе (что требует дополнительного фосфора для фосфорилирования поступивших углеводов), а так же избыточном защелачивании (с повышением уровня Ph), данный процесс активизирует гликолиз, что подразумевает усвоение фосфора клеткой.
Симптомами проявления нехватки фосфора могут быть: утомление при реализации интеллектуальных задач, рассеянность, снижение концентрации, обмороки (как показатель нехватки энергии в клетках), снижение мышечного тонуса, понижение подвижности, гипоксия ввиду недостаточной вентиляции лёгких (нехватка энергии для достаточной силы вздоха и выдоха), слабость сердечной мышцы ввиду нехватки энергии для сокращения клеток миокарда, дистрофия костной ткани, размягчение костей и их повышенная ломкость.

Для снижения дефицита фосфора в клетках необходимо: провести полную диагностику возможных причин выявленной нехватки (чтобы исключить патологии почек, выявить защелачивание либо избыточно высокий уровень паратиреоидного гормона и т.д.); потребление фосфора (либо корректировка диеты либо приём соответствующих препаратов), однако в случае потребления высоких доз препаратов фосфора возможно проявление острой гипокальциемии (возможны коллапс, острая почечная недостаточность и дисфункция миокарда).

Состоянием избыточного содержания фосфора считается его концентрация в крови выше 45 мг на 1 л. Причинами данного явления могут служить:

1. Потребление высоких доз фосфорных соединений (перорально, внутривенно, ректально).

2. Патологии почечной работы (при которых снижается скорость клубочковой фильтрации в раза и выше, что обуславливает значительную гиперфосфатемию).

3. Заниженный уровень паратиреоидного гормона, слишком высокий уровень гормонов щитовидной железы, либо гормона роста усиливают повторное всасывание фосфора в почках.

4. Тяжёлые механические травмы тканей (размозжение мышц, обширный некроз кардиомиоцитов, краш-синдром), разрушение опухоли и другие, что приводит к быстрому высвобождению фосфорных соединений из клеток в плазму крови.

Симптомами высокого уровня фосфора являются: снижение сердечного выброса что влечёт сердечную недостаточность и сильное снижение артериального давления.

Основным путём борьбы с его избыточным уровнем является выявление и устранение основной причины, вызвавшей гиперфосфатемию (например в случае механических повреждений мышц или органов, целесообразно использование процедуры гемодиализа), в случае хронически высокого уровня фосфора в ход идут специальные связывающие гели.

Исходя из представленной информации, можно сделать вывод, что описываемы элемент включается в очень важные процессы в организме, как то: деление клеток (входит в состав ДНК и РНК), синтез белка, энергообеспечение активности всех видов клеток и систем организма (от работы мозга и нервной системы, до мышечного сокращения), транспорт кислорода в клетки и многое другое, что раскрывает фосфор как исключительно важный элемент в жизни любого человека, особенно спортсмена, при это наблюдается прямая корреляция между физической нагрузкой и повышением потребности в фосфоре.