При недостатке фосфора в организме развиваются различные заболевания костей.

Избыточное поступление фосфора приводит к развитию повышенного содержания фосфора в крови, что провоцирует развитие мочекаменной болезни. Этот факт имеет большое значение у детей младшего возраста, у них органы еще не сформированы до конца и не могут обеспечить его полноценное выведение. При нарушениях обмена фосфора возникает размягчение костной ткани у взрослых и развивается рахит у детей.

Метаболизм фосфора

Метаболизм фосфора в организме представляет сложное взаимодействие между различными факторами, которые могут затрагивать пищеварение, абсорбцию, распределение и экскрецию его.

Нерастворимые минеральные соли фосфата образуются при повышенном pH. Кислая среда желудка (pH = 2) и большей части проксимального отдела тонкой кишки (pH = 5) может играть важную роль в поддержании растворимости и биодоступности неорганического фосфора. В этом отношении важны потенциальные эффекты гипохлоргидрии (у пожилых и получающих антисекреторную терапию пациентов) на растворимость и биодоступность фосфора.

Приблизительно 60–70% фосфора абсорбируется из обычной смешанной диеты. Показано, что всасывание фосфора находится в диапазоне от 4 до 30 мг/кг массы тела в сутки и связано с его потреблением. Эффективность всасывания фосфора во многом зависит от содержания в рационе кальция. Фосфор работает совместно с кальцием, и их соотношение необходимо держать равным 1:1 по эквиваленту (1:1,5 по массе).

Физиологические состояния, характеризующиеся увеличением потребности в фосфоре (рост, беременность и кормление грудью), сопровождаются соответствующим усилением его абсорбции. У людей старших возрастных групп происходят изменения в экскреции фосфора и адаптации к фосфору пищи. Показано, что, несмотря на потребление рекомендуемой нормы фосфора, отрицательный его баланс наблюдается в возрасте старше 65 лет, за счет потери фосфора с мочой.

Потребности организма человека в фосфоре

Установленная норма потребления фосфора для взрослых старше 24 лет – 800 мг.

Среднее ежедневное потребление фосфора составляет приблизительно 1500 мг для мужчин и 1000 мг для женщин. При напряженных физических тренировках потребность в фосфоре может быть существенно увеличена.

Пищевые источники фосфора

Фосфор широко распространен в пищевых продуктах.

Источники пищи, содержащие много белка (мясо, молоко, яйца и злаковые) имеют высокое содержание фосфора. Относительный вклад основных групп пищи к общему потреблению фосфора приблизительно составляет: 60% – из молока, мяса, домашней птицы, рыбы и яиц; 20% – из злаковых и бобовых; 10% – из фруктов и соков. Алкогольные напитки в среднем поставляют 4% потребляемого фосфора, а другие напитки (кофе, чай, безалкогольные напитки) обеспечивают 3%.

Значительным содержанием фосфора отличаются молочные продукты, в частности сыры (до 60 мг/100 г), а также яйца (в желтке - 470 мг/100 г). Много фосфора в бобовых (в фасоли - 504, горохе - 369 мг/100 г), в хлебе и крупах (200 - 300 мг на 100 г), однако усвояемость фосфора зерновых продуктов низка в связи с большим удельным весом фитиновых соединений. Важным источником фосфора являются мясо и рыба (120 - 140 мг/100 г).

Токсичность фосфора

Фосфор и фосфаты нетоксичны. Летальная доза для человека: 60 мг Р 4.

Некоторые соединения фосфора (фосфин) очень токсичны.

Составные компоненты пищи, влияющие на биодоступность фосфора.

Фосфор хорошо абсорбируется из мяса – более 70%, где он представлен, главным образом, в виде внутриклеточных органических соединений. Неорганические фосфаты составляют 1/3 фосфора в молоке; 20% приходится на соединения сложных эфиров с аминокислотами казеина; 40% – на казеиновые. Относительная биодоступность фосфора в молоке составляет 65–90% у младенцев.

В пшенице, рисе и кукурузе более 80% общего фосфора найдено в виде фитиновой кислоты и 35% обнаружено ее в зрелых картофельных клубнях. Люди не обладают ферментом фитазой, необходимой для расщепления фитатов и освобождения фосфора. Но прокариоты (дрожжи и бактерии) содержат фитазу. Это любопытное свойство природы важно для пищевого фосфора по двум причинам. Вначале традиционное использование дрожжей в производстве хлеба приводит к разложению фитата из-за гидролитического действия дрожжей до выпечки. Далее кишечные бактерии способны разложить некоторое количество пищевого фитата.

Железо — химический элемент VIII группы с атомным номером 26 в периодической системе, обозначается символом Fe (лат. Ferrum).

Железо это блестящий, серебристо-белый, мягкий металл. Растворяется в разбавленных кислотах; во влажном воздухе покрывается ржавчиной. Входит в состав сотен минералов, встречается и в виде самородного железа. В чистом виде пластичный переходный металл, с давних пор широко применяемый человеком. В промышленности железо широко применяется в виде множества различных сталей и сплавов.

Железо издревле использовалось в качестве лекарства. В папирусах Египта ржавчина предписывалась в качестве мази от облысения. В XVII веке стали применять железо для лечения хлороза, который является следствием его дефицита.

Биологическая роль железа

Железо – один из наиболее широкораспространенных в природе металлов.

Важная роль железа для организма человека установлена еще в XVIII в. Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Этот элемент входит в состав гемоглобина крови, отвечающего за транспорт кислорода и выполнение окислительных реакций. Железо, являясь составной частью миоглобина и гемоглобина, входит в состав цитохромов и ферментов, принимающих участие в окислительно-восстановительных реакциях.

Из 4 г железа, содержащегося в организме взрослого человека, большая часть (около 2,5 г - примерно 55-60% запасов железа в организме) приходится на гемоглобин, около 0,4 г (10 до 24%) - активное железо, входящее в состав различных гемопротеидов, участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина). Остальная часть железа (примерно 21%) находится в депонированном состоянии, то есть откладывается "про запас" в печени и селезенке.

Железо играет важную роль в процессах выделения энергии, в ферментативных реакциях, в обеспечении иммунных функций, в метаболизме холестерина.

Железистые соединения вовлечены в многочисленные окислительно-восстановительные реакции, начинающиеся с восстановления водорода и его объединения в углеводы в процессе фотосинтеза. Аэробный метаболизм зависим от железа из-за его роли в функциональных группах большинства ферментов цикла Кребса, как электронного транспортера в цитохромах и как способ транспорта O 2 и CO 2 в гемоглобине.

Насыщение клеток и тканей железом происходит с помощью белка трансферрина, который способен переносить ионы трехвалентного железа.

Лигандные комплексы железа стабилизируют геном, однако в ионизированном состоянии могут являться индукторами ПОЛ, вызывать повреждение ДНК и провоцировать гибель клетки.

Дефицит, так же как и избыток железа, отрицательно влияют на здоровье человека.

Недостаток железа вызывает развитие железодефицитной анемии, в основе которой лежит причина, связанная с нехваткой ионов железа для синтеза гемоглобина.

Увеличение количества запасов железа может наблюдаться при перемещении железа из эритроцитов в депо. Эти изменения происходят при анемиях, кроме тех, которые являются железодефицитными. Истинное увеличение количества общего железа в организме наблюдается у пациентов с гемохроматозом, трансфузионным гемосидерозом или, редко, после чрезмерного длительного приема препаратов железа.

Метаболизм железа

В организм человека железо поступает с пищей. Пищевые продукты животного происхождения содержат железо в наиболее легко усваиваемой форме. Некоторые растительные продукты также богаты железом, однако его усвоение организмом происходит тяжелее. Считается, что организм усваивает до 35% "животного" железа. В то же время другие источники сообщают, что этот показатель составляет менее 3%.

Среднее ежедневное потребление железа в Европе – 10–30 мг (5–7 мг на 1000 калорий). При этих оценках не учитывается содержание железа в напитках и его добавка или потеря в процессе приготовления пищи. Железная посуда вносит значительный вклад в содержание железа в приготавливаемых блюдах. Замена стали алюминием и пластмассой имела неблагоприятный эффект на поступление железа с пищей.

Количество железа в организме изменяется в зависимости от веса, концентрации гемоглобина, пола и размера депо. Самое большое депо – гемоглобин, в частности в циркулирующих эритроцитах. Запасы железа здесь варьируют в соответствии с массой тела, полом и концентрацией гемоглобина крови и составляют примерно 57% от всего железа, содержащегося в организме человека. Например, человек, весящий 50 кг, чья концентрация гемоглобина крови – 120 г/л имеет содержание гемового железа 1,1 г. Количества негемового запаса железа, содержащегося в форме ферритина и гемосидерина также зависит от возраста, пола, размера тела, а кроме того, от его потери (от кровотечения), беременности или перегрузки железом (при гемохроматозе). Тканевой пул железа включает миоглобин и крошечную, но эссенциальную фракцию железа в ферментах. Примерно 9% железа содержится в в миоглобине. Существует "лабильный пул" – быстрый компонент рециркуляции, который не имеет определенного анатомического или клеточного местоположения.

В костном мозге комплекс железо-трансферрин проникает в цитоплазму предшественников эритроцитов, в которых железо высвобождается из комплекса и встраивается в порфириновое кольцо гема. Гем включается в гемоглобин и в составе нового эритроцита железо покидает костный мозг.

Процесс транспортировки железа трансферрином в костный мозг осуществляется 10-20 раз в сутки. Ежедневно в организме взрослого человека обновляется 0,8% циркулирующих эритроцитов. В каждом 1 мл крови содержится 1 мг элементарного железа. Не утилизированное предшественниками эритроцитов железо запасается в селезенке, печени и костном мозге в виде ферритина.

При избытке пищевого или медикаментозного железа, несмотря на уменьшение его всасывания в процентном отношении, развивается перегрузка железом, последствия которой клинически манифестируют при гемолитических состояниях, частых гемотрансфузиях и у больных с гемохроматозом.