A foszfor szerepe a szervezetben. Fontos az egészség szempontjából? Hol található belőle a legtöbb?

A foszfor bőséges és pótolhatatlan ásványi anyagként számos élettani folyamatban vesz részt az emberi szervezetben. Mi a fő szerepe? Milyen élelmiszerek gazdagok foszforban, és miért fontos a normális szint fenntartása?

Mi tartalmazza a legtöbb foszfort abban az esetben, ha nincs belőle elég a szervezetben?
Vagy...
Hogyan csökkenthető felesleg esetén?

Mit tudunk a foszforról?

A foszfor egy nem fémes kémiai elem, amely meglehetősen nagy mennyiségben fordul elő a minket körülvevő környezetben. Az emberi szervezet számára nélkülözhetetlen ásványi anyag.

A P kémiai szimbólumról ismerjük, amely a latin phosphorus szóból származik.

A foszfor elnevezés a görög phosphoros szóból származik. Ez a phos (fény) és phoros (fényhordozó) szavak kombinációja, ami arra utal, hogy a foszfor képes világítani a sötétben.

A foszfor a kémiai elemek periódusos rendszerének 15. csoportjába tartozó elem, és a 3. periódusban található.

Az elemek penteleknek nevezett csoportjába sorolják, ahol a foszforon kívül a nitrogén, az arzén, az antimon és a bizmut is megtalálható.

A foszfor felfedezője Hennig Brand német kereskedő és alkimista, aki 1669-ben izolálta először.

Magát a felfedezést megelőzték Hennig Brand erőfeszítései a legendás Bölcsek Kövének megalkotására.

Kísérletei során agyaggal dolgozott, először több napig állni és bomlani hagyta, majd péppé főzte, magas hőmérsékletre hevítette, és hagyta, hogy a gőzök kondenzálódjanak.

Így kapott egy fehér, viaszos anyagot, amely világított a sötétben - foszfort.

A foszfor többféle formában létezik. Beszélünk allotróp módosulatairól, amelyek tulajdonságaikban nagymértékben különböznek egymástól.

A két leggyakoribb forma a fehér foszfor és a vörös foszfor. De ezeken kívül ismerünk sárga, fekete vagy ibolyaszínű foszfort is.

A fehér foszfor fehér, puha, viaszos szilárd anyag. Tiszta formájában átlátszó. Vízben nem oldódik. A foszfor összes formája közül a fehér foszfor a legkevésbé stabil, a legreaktívabb, a legkevésbé sűrű és a legmérgezőbb.

Képes világítani a sötétben, és levegővel érintkezve spontán meggyulladhat. Ezért mindig vízbe kell meríteni.

A foszfor fénykibocsátása a levegőn történő lassú oxidációjának köszönhető. Ezt a folyamatot nevezzük kemilumineszcenciának.

A levegőn hagyott foszfor spontán gyulladásra való hajlama miatt néha az ördög elemének is nevezik.

A sárga foszfor az úgynevezett köztes elem a fehér és a vörös foszfor között. A fehér foszfor kis mennyiségű vörös foszfort tartalmaz.

A vörös foszfor amorf szilárd anyag. A fehér foszforból hőkezeléssel vagy napfénynek való kitettséggel keletkezik. Kevésbé mérgező, kevésbé reaktív és stabilabb.

A fekete foszfor a foszfor legstabilabb és legkevésbé reaktív formája. Ezt is fehér foszforból nyerik hevítéssel, de higany jelenlétében.

A foszforral kapcsolatos alapvető kémiai és fizikai információk táblázatos összefoglalása

A foszfor előfordulása és felhasználása

A foszfor a földkéregben a tizenkettedik leggyakoribb elem. A világűrben (pl. meteoritok részeként), talajban, kőzetekben, növényekben és állatokban is megtalálható.

Reaktív jellege miatt a természetben nem fordul elő szabad formában, főként ásványokban található meg, foszfátionok vagy foszfát-sók formájában.

A legismertebb foszfortartalmú ásványok az apatit (ezek az ásványok egyben a legfontosabb természetes foszforforrások), a wavellit vagy a vivianit.

A szerves foszforforrások közé tartozik a vizelet, a csonthamu vagy a guano (tengeri madarak vagy denevérek felhalmozódott ürüléke).

A foszfort és vegyületeit ma számos területen és iparágban használják. Például:

• Különböző foszforvegyületek előállítása és gyártása
• Műtrágyák és peszticidek előállítása
• Gyufa, porcelán, tűzijátékok vagy füstbombák gyártása
• Tisztítószerek és korróziógátlók összetevőjeként.
• Vízlágyítóként
• Felhasználás italokban és sütőporokban
• Biokémiai vizsgálatokban radiomárkaként

Mi a foszfor biológiai funkciója?

A foszfor az emberi egészség szempontjából alapvető tápanyag, és számos élettani funkciót lát el a szervezetben.

Az emberi szervezet átlagosan 0,7 kg foszfort tartalmaz.

A foszfor túlnyomó többsége (akár 85%-a) a Ca10(PO4)6(OH)2 hidroxiapatit molekula részét képezi, amely ásványi anyag a csontok és fogak kemény szövetének legfontosabb alkotóeleme.

A fennmaradó foszfor a lágyszöveti sejtekben (kb. 15%) és az extracelluláris folyadékban, főként a vérben (kb. 1%) található.

Kémiai szerkezetét tekintve a foszfor leggyakrabban szervetlen ionként, ^HPO42- vagy H2PO4- formájában található meg a szervezetben. Ezek a foszforsav sói, más néven foszfátok.

Azonban olyan vegyületekbe is beépülhet, mint a membránok foszfolipidjei, a DNS és RNS nukleinsavak, az ATP, a kreatinfoszfát vagy különböző más szerves molekulák.

A foszfor alapvető biológiai funkciói az emberi szervezetben a következők:

• A csontok és fogak fontos alkotóeleme. Részt vesz azok mineralizációjában, így biztosítja szilárdságukat és keménységüket.
• Az ATP-molekula, az adenozin-trifoszfát alkotórésze, amely kémiai vegyület a szervezet sejtjeinek elsődleges energiatartaléka és energiaforrása.
• A DNS és az RNS nukleinsavak alkotórésze. Ezekben tárolódik az egyén genetikai információja.
• A foszfolipidmolekula részeként a sejtmembránok alapvető építőköve, és biztosítja azok szerkezeti épségét.
• Sejteken kívüli ionként részt vesz a normál pH és a sav-bázis egyensúly fenntartásában.
• A szénhidrátok alkotórésze, és részt vesz a fehérjék és zsírok metabolikus átalakításában.
• Különböző enzimeket aktivál.

A foszfor útja - a felszívódástól a kiválasztásig

Felszívódás

A foszfor elsődleges forrása a szervezet számára a táplálék. A foszfor szervetlen és szerves formája egyaránt felszívódik a táplálékból az emésztőrendszerben. A szervetlen forma dominál.

A foszfor szervezet számára való hozzáférhetősége az élelmiszer jellegétől függ. A legalacsonyabb a növényi fehérjetartalmú élelmiszerekből, ezt követik az állati fehérjetartalmú élelmiszerek, a legmagasabb pedig a szervetlen foszfort tartalmazó élelmiszer-adalékanyagokból.

A foszfor a vékonybélben és kisebb mértékben a vastagbélben két úton - energia nélküli diffúzióval (a frakció akár 70%-a) vagy nátriumfüggő transzportereken keresztül - szívódik fel.

A foszfor bélrendszeri felszívódásának mértéke viszonylag magas, a táplálékban lévő összes foszfor 50-70%-a.

A foszfor nyaki felszívódása csecsemőkorban lényegesen magasabb (akár 90%). A felszívódás mértéke az életkor előrehaladtával lassan csökken.

A fennmaradó, az emésztőrendszerben fel nem szívódó foszfor a széklettel ürül.

Összességében naponta kb. 13 mg foszfor/testtömegkilogramm jut a táplálékból az emésztőrendszeren keresztül a vérbe. Ezt a mennyiséget később a szövetek hasznosítják.

Egy kisebb mennyiség, körülbelül 3 mg foszfor/testsúlykilogramm/nap, az epével, a hasnyálmirigy váladékával és a bélváladékkal ürül ki a szervezetből.

A foszfor felszívódását különböző rendellenességek és betegségek csökkenthetik, mint például veseelégtelenség, vesekő-képződés, felszívódási zavarok a vékonybélben, pajzsmirigybetegség vagy osteomalacia (csontbetegség).

A foszforszint megoszlása és szabályozása

A felszívódott foszfor a vérben keringve eljut a felhasználási helyekre - elsősorban a csontokba, a vázizomba, a lágyszövetekbe és a vesébe.

A foszfor szervetlen ionként szállítódik a szövetekbe. Ennek a transzportnak a mértéke függ a vér foszforkoncentrációjától, a vérkeringés sebességétől és a sejtszintű transzporterek aktivitásától.

A csontok a legnagyobb foszforraktárak. Ezekből a foszfor szükség esetén vissza tud szabadulni a vérbe.

A felnőttek normális vérfoszforszintje 0,7 és 1,45 mmol/l között mozog.

Ettől a szinttől való felfelé vagy lefelé való eltérések okozzák a szervezet rendellenességeit. Ezért a szervezetben lévő foszfor összmennyiségét szabályozni kell.

A szövetek és szervek, de a biológiailag aktív anyagok - a hormonok - is részt vesznek a foszfor-homeosztázis fenntartásában.

A szervek közül ezek elsősorban a vesék, a mellékpajzsmirigyek, a porckorongok és a csontok. A hormonok a mellékpajzsmirigyhormon, a fibroblaszt növekedési faktor-23 és a D-vitamin.

Ezek szabályozzák a foszforszintet azáltal, hogy befolyásolják annak felszívódását az emésztőrendszerben, kiválasztását a vesék által és felszabadulását a szervezet raktáraiból (csontokból vagy sejtekből).

A homeosztázis fenntartásának folyamata a következő. Ha a vér foszforszintje kissé csökken, ezt a változást a mellékpajzsmirigyek érzékelik. A mellékpajzsmirigyek parathormon termelésével válaszolnak.

Ez serkenti a foszfor felszabadulását a csontokból a vérbe, valamint a D-vitamin aktív formájának termelését. A D-vitamin ezután növeli a foszfor felszívódását az emésztőrendszerben.

Ezzel egyidejűleg csökken a (csontokban termelődő) fibroblaszt növekedési faktor-23 termelése, így csökken a foszfor kiválasztása a vesék által.

Ezzel szemben a vér foszforszintjének emelkedése növeli a fibroblaszt növekedési faktor-23 termelését. Ez serkenti a foszfor vesekiválasztását. Ezzel egyidejűleg azonban csökken a D-vitamin termelés, és így csökken a foszfor felszívódása a gyomor-bélrendszerben.

A foszfor szintjét a vérben vagy más testnedvekben az ammónium-molibdáttal való reakciója határozza meg, ammonium-foszfomolibdátot képezve.

Kiválasztás

A foszfor kiválasztásáért a szervezetből a vesék felelősek. Ez azt jelenti, hogy a foszfor kiválasztásának elsődleges útja a vizelet.

Naponta több mint 5 000 mg szervetlen foszforion szűrődik ki a vesén keresztül. Ennek több mint 80%-a visszakerül a vérbe.

A vese egyben a vér foszforkoncentrációjának fő szabályozó szerve is.

Az emésztőrendszerben fel nem szívódó kis mennyiségű foszfor és vegyületei a széklettel ürülnek ki.

Melyek a foszforforrások az étrendben?

A foszfor főként a táplálékkal, kisebb mértékben pedig étrend-kiegészítőkkel vagy gyógyszerekkel kerül a szervezetbe.

A foszfor az élelmiszerekben vagy az élelmiszer természetes részeként van jelen, vagy a termelés és a feldolgozás során szándékosan adják hozzá szervetlen foszfátok formájában.

A természetes foszfortartalmú élelmiszerek közé tartoznak az állati húsok, a halak, a tejtermékek, a tojás, a gabonafélék, a diófélék, a magvak, a hüvelyesek és a zöldségek. Ezen élelmiszerek bevitele fedezheti a napi foszforszükséglet nagy részét.

Némi, néha nem elhanyagolható mennyiségű foszfor olyan élelmiszerekkel vagy italokkal is bejut a szervezetbe, amelyekhez szándékosan foszfátokat adnak.

A legismertebb példák az ízesített üdítőitalok, húskészítmények, halak, tej és tejtermékek, növényi olajok, liszt, pékáruk, fagylalt, feldolgozott zöldségek és diófélék, édességek, diétás élelmiszerek, fagyasztott élelmiszerek, ásványvizek, borok és szeszes italok stb.

A foszfátok stabilizátorként, emulgeálószerként, emelő- és nedvesítőanyagként és sűrítőszerként működnek.

Az élelmiszerekben engedélyezett foszfortartalmú adalékanyagok táblázatos listája

Bizonyos élelmiszerek, élelmiszer-összetevők, sőt gyógyszerek is jelentősen csökkenthetik a foszfor hozzáférhetőségét a szervezet számára. Ez például a felszívódás gátlásával, az emésztőrendszer pH-értékének befolyásolásával stb. történik.

A fitinsav vagy fitát a foszfor fő forrása a magvakban vagy növényekben. A fitát az emésztőrendszerben más vegyületekkel kötődik, és a szervezet számára emészthetetlen sókat képez.

Ráadásul az emberi szervezet nem rendelkezik a fitáz enzimmel, amely lebontaná a fitátmolekulában lévő foszforkötést.

Emellett a táplálékkal bevitt magas kalciumtartalom miatt a kalcium kötődik a foszfor egyes vegyületeihez. Ez csökkenti annak felszívódását.

A gyógyszerek közül egyes savlekötő szerek (a gyomornedv savasságának csökkentésére használt gyógyszerek), mint például a szukralfát, a magnézium-hidroxidok vagy az alumínium-hidroxidok kötődnek a táplálékban lévő foszforhoz. Felszívhatatlan sókat képeznek vele.

Mennyi az ajánlott napi foszforbevitel?

A foszfor átlagos napi bevitelére vonatkozó ajánlások az adatok hiánya miatt nem kerültek megállapításra.

Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság azonban közzéteszi a megfelelő foszforbevitelre vonatkozó értékeket. A megfelelő bevitel egy megfigyelésen alapuló átlagérték. Feltételezhetően megfelel a lakosság szükségleteinek.

A megfelelő napi foszforbevitel táblázata életkor szerint

A táplálkozásban a jelenlegi tendencia az, hogy ezeket a foszforszinteket többszörösen túllépik.

Mi a következménye a zavart foszforszintnek?

A foszforszintet a szervezetben szigorúan szabályozni kell és kell is. Bizonyos körülmények között azonban előfordulnak eltérések a normális vérfoszfátszinttől.

A jelentős és tartós eltérések nem fiziológiás állapotnak számítanak. Ezek különböző egészségügyi szövődmények okozói lehetnek.

Két helyzet fordulhat elő: túlzott mennyiségű foszfát előfordulása a vérben (hiperfoszfatémia) vagy éppen ellenkezőleg, foszfáthiány (hipofoszfatémia).

Elégtelen foszforszint

A foszforhiány előfordulása a szervezetben viszonylag ritka állapot. A hipofoszfatémia többféle okból is kialakulhat, de szinte soha nem az elégtelen étrendi foszforbevitel okozza.

Elsősorban annak köszönhető, hogy a táplálék elegendő természetes vagy szándékosan hozzáadott foszfort tartalmaz. Okozhatja a homeosztázis jól működő szabályozása is, amikor a táplálékkal bevitt foszfor mennyiségének csökkentése kompenzációs mechanizmusként csökkenti annak kiválasztását a vesék által.

Hipofoszfatémiáról akkor beszélünk, ha a vér foszforszintje 0,7 mmol/l alá csökken.

A foszforszint enyhe csökkenése embernél nem jár látható vagy észrevehető tünetekkel. A tünetek csak akkor jelentkeznek, ha jelentős csökkenés következik be, azaz 0,15 mmol/l alá.

A hipofoszfatémia leggyakoribb általános tünetei közé tartozik a gyengeség, rossz közérzet, a végtagok csökkent érzékenysége, remegés, étvágytalanság.

Az izomtünetek közé tartozik a koordinálatlanság, a petyhüdtségtől a teljes izombénulásig terjedő petyhüdtség és a rabdomiolízis (a vázizomrostok lebomlásával jellemezhető rendellenesség).

Csontfájdalom, csontmineralizációs zavarok, amelyek gyermekeknél tachycardia, felnőtteknél csontritkuláshoz (csontbetegség, amelyet a csontok lágyulása és deformálódása jellemez), vérszegénység, fehérvérsejt- és vérlemezke-rendellenességek, fokozott fertőzésérzékenység, légzési problémák vagy oxigénhiány és szívbetegségek is előfordulhatnak.

A foszforhiány súlyos formái életveszélyesek lehetnek.

A hipofoszfatémia fő okai a következők:

• Elégtelen étrendi foszforbevitel - ez éhezési állapotokhoz vezethet.
• A foszfor felszívódásának zavarai - felszívódási zavar, Crohn-betegség, gyulladásos bélbetegségek.
• Elégtelen D-vitamin-bevitel, ami csökkenti a foszfor felszívódását a vérben.
• Fokozott foszforkiválasztás a vesével
• A mellékpajzsmirigyek betegségei
• Hormonális változások
• Nehézfém-mérgezés
• Csökkent kálium- és magnéziumtartalom a vérben, magas vércukorszint.
• Túlzott alkoholfogyasztás
• Bizonyos gyógyszerek (pl. savlekötők, vízhajtók, szteroid hormonok, mellékpajzsmirigyhormon).

A hormonpótló terápia alkalmazása a menopauza utáni nőknél a foszfor fokozott kiválasztásával jár a vesék által, így csökkentve a szervezet foszforszintjét.

Számos olyan népességcsoport is van, amely a szervezet csökkent vagy elégtelen foszforszintjének kialakulása szempontjából veszélyeztetettnek tekinthető. Például:

• Koraszülöttek (akiknek csontjaiban alacsony a foszforraktár).
• A foszfor-anyagcsere veleszületett hibáiban szenvedők (a foszfor-homeosztázis szabályozásáért felelős hormonok rendellenessége, a foszfor-transzporterek rendellenessége).
• Súlyos alultápláltságban szenvedő emberek (alacsony születési vagy testsúly, anorexia, alkoholizmus, rágási és nyelési problémák, rák, májzsugor stb.)
• Kalóriadús és foszforszegény étrendet folytató emberek.

Hogyan kezelhető a hipofoszfatémia?

A foszforhiányt elsősorban az étrendi foszforbevitel növelésével vagy megfelelő foszfortartalmú gyógyszerek és étrend-kiegészítők szedésével kezelik.

A foszforpótlás konkrét módszere mindig a hiány súlyosságától és a beteg egészségi állapotától függ.

Enyhe vagy közepes foszforhiány esetén elegendő a magas foszfortartalmú élelmiszerek (a sovány tej megfelelő) vagy gyógyszerek és étrend-kiegészítők (pl. tejérzékeny betegek esetében) fogyasztása.

A foszfortartalmú gyógyszerkészítmények monokomponensű formában (általában külön-külön gyógyszertárban elkészítve) vagy kombinált formában (multivitamin- vagy ásványi anyag kiegészítők formájában) kaphatók.

A foszfor leggyakrabban a foszforsav nátrium-, kálium- vagy kalciumsói formájában található meg.

A multivitamin- vagy ásványianyag-kiegészítők általában kis mennyiségű foszfort tartalmaznak, ezért elsősorban nem a foszforhiány kezelésére szolgálnak.

A foszfortartalmú étrend-kiegészítők adása gyakran hasmenés kialakulásával jár.

Súlyos foszforhiányban vagy olyan betegeknél, akik nem képesek a foszfort szájon át bevenni, parenterális (intravénás) adagoláshoz folyamodnak.

A foszfor parenterális adagolását figyelemmel kell kísérni a kalcium-foszfátkristályok lehetséges kialakulása és a kalciumhiány veszélye miatt. A kálium-foszfát vagy még jobb esetben a foszfor szerves sóinak használata előnyösebb, és kiküszöböli a kristályképződés problémáját.

Túlzott mennyiségű foszfor

A hiperfoszfatémia olyan állapot, amikor a vér foszforszintje 1,6 mmol/l fölé emelkedik.

Egészséges egyéneknél viszonylag ritkán fordul elő magas foszforszint a szervezetben. Ha a táplálékkal túlzott mennyiségű foszfort viszünk be, a szabályozó mechanizmusok a vesén keresztül kiválasztják a túlzott mennyiséget.

A magas foszforszintek jelenléte a foszforkiválasztás károsodásával jár együtt. Ez azt jelenti, hogy a hiperfoszfatémia leggyakrabban károsodott veseműködéssel vagy vesebetegséggel jár együtt.

A hiperfoszfatémia fő okai közé tartoznak:

• Fokozott foszforbevitel (pl. intravénásan).
• Túlzott D-vitamin-bevitel, amely növeli a foszfor felszívódását a belekben.
• A foszfor gyors felszabadulása a sejtekből és szövetekből a vérbe.
• A foszfor károsodott vese-kiválasztása (veseelégtelenségben vagy krónikus vesebetegségben).
• A hasnyálmirigy gyulladása
• A mellékpajzsmirigyek betegsége
• Rhabdomiolízis, tumorlebontási szindróma (a tumorsejtek hirtelen lebomlása okozta anyagcserezavar a tumor kezelése során).

Az emelkedett vérfoszforszint legfontosabb következményei közé tartozik a mellékpajzsmirigyek működésének fokozódása és az ezzel járó fokozott mellékpajzsmirigyhormon-termelés.

A homeosztázis fenntartása érdekében a szervezet a vér túlzott foszforszintjét a vesén keresztül történő foszforkiválasztással próbálja csökkenteni. Ha azonban a veseműködés károsodott, ez az erőfeszítés hiábavaló. Ez a parathormon szükségtelenül nagy mennyiségű termeléséhez vezet.

A vér magas foszforszintje a kalciummal való reakciójához is vezet, amely kalcium-foszfát kristályokat képez, amelyek lerakódnak a test lágy szöveteiben.

Ez a lágyszövetek, köztük a bőr alatti és idegszövetek vagy az érszövetek meszesedését okozza. Ennek következménye az ér- és szívbetegségek kialakulása.

A hiperfoszfatémia a vér alacsony kalciumszintjének kialakulását is okozza.

A foszforfelesleg önmagában általában nem jár tünetekkel. A tünetek akkor jelentkeznek, amikor a kalciumszint a megemelkedett foszforszint miatt jelentősen csökken.

Ilyenkor hipokalcémiáról beszélünk. A hipokalcémia tünetei tehát a hipofoszfatémiához is kapcsolódhatnak.

A túlzott foszfor a magnéziumszint csökkenését is okozza, tovább rontja a veseműködést, és veseelégtelenséget okozhat.

Hogyan kezelhető a hiperfoszfatémia?

A szervezetben lévő foszfortöbblet kezelésére számos eljárást alkalmaznak.

A bevitel és a felszívódás szabályozható csökkentett étrendi foszforbevitellel járó csökkentő diétával vagy az emésztőrendszer környezetében fel nem szívódó komplexeket képező foszformegkötő anyagok (pl. alumínium-hidroxid, alumínium-karbonát) alkalmazásával.

A foszfor vizeletbe történő vesekiválasztása diuretikumok alkalmazásával is fokozható (csak akkor, ha a betegnek normálisan működő veséi vannak).

Azok a hyperfoszfatémiás betegek, akiknek vesekárosodásuk is van, általában dialízisre szorulnak.