Fosforns roll i kroppen. Är den viktig för hälsan? Var finns det mesta av den?

Som en riklig och oersättlig mineral är fosfor involverad i många fysiologiska processer i människokroppen. Vilken är dess huvudsakliga roll? Vilka livsmedel är rika på fosfor och varför är det viktigt att bibehålla normala nivåer?

Vad innehåller mest fosfor om det inte finns tillräckligt av det i kroppen?
Eller...
Hur minskar man det vid överskott?

Vad vet vi om fosfor?

Fosfor är ett icke-metalliskt grundämne som finns i ganska riklig mängd i miljön omkring oss. Det är ett viktigt mineral för människokroppen.

Vi känner till det genom den kemiska symbolen P. Detta kommer från det latinska ordet fosfor.

Namnet fosfor kommer från det grekiska ordet phosphoros. Det är en kombination av orden phos (ljus) och phoros (ljusbärare), vilket syftar på fosforns förmåga att lysa i mörkret.

Fosfor är ett grundämne i grupp 15 i det periodiska systemet över kemiska grundämnen och återfinns i period 3.

Det klassificeras i en grupp av grundämnen som kallas pentelerna, där förutom fosfor även kväve, arsenik, antimon och vismut finns.

Upptäckaren av fosfor är den tyske handlaren och alkemisten Hennig Brand, som först isolerade det 1669.

Själva upptäckten föregicks av Hennig Brands försök att skapa den legendariska De vises sten.

I sina experiment arbetade han med lera, lät den först stå i flera dagar och förmultna, kokade den sedan till en pasta, hettade upp den till hög temperatur och lät ångorna kondensera.

På så sätt fick han fram en vit vaxartad substans som lyste i mörkret - fosfor.

Fosfor finns i flera former. Vi talar om dess allotropiska modifieringar, som skiljer sig mycket åt i sina egenskaper.

De två vanligaste formerna är vit fosfor och röd fosfor. Men förutom dessa känner vi också till gul, svart eller violett fosfor.

Vit fosfor är ett vitt, mjukt, vaxartat fast ämne. I sin rena form är den genomskinlig. Den är olöslig i vatten. Av alla fosforformer är vit fosfor den minst stabila, den mest reaktiva, den minst täta och den mest giftiga.

Den har förmågan att lysa i mörker och kan självantända vid kontakt med luft. Den måste därför alltid vara nedsänkt i vatten.

Fosforns ljusemission beror på dess långsamma oxidation i luft. Denna process kallas kemiluminescens.

Eftersom fosfor som lämnas i luften har en tendens att självantända kallas det ibland för djävulens grundämne.

Gul fosfor är det så kallade mellantinget mellan vit och röd fosfor. Det är vit fosfor som innehåller små mängder röd fosfor.

Röd fosfor är ett amorft fast ämne. Den bildas av vit fosfor genom en uppvärmningsprocess eller genom exponering för solljus. Den är mindre giftig, mindre reaktiv och mer stabil.

Svart fosfor är den mest stabila och minst reaktiva formen av fosfor. Den erhålls också från vit fosfor genom upphettning, men i närvaro av kvicksilver.

En sammanfattning i tabellform av grundläggande kemisk och fysikalisk information om fosfor

Förekomst och användning av fosfor

Fosfor är det tolfte vanligaste grundämnet i jordskorpan. Det finns också i rymden (t.ex. som en del av meteoriter), i jord, stenar eller i växter och djur.

På grund av sin reaktiva natur förekommer fosfor inte i fri form i naturen. Det finns främst i mineraler, i form av fosfatjoner eller fosfatsalter.

De mest kända mineralerna som innehåller fosfor är apatit (dessa mineraler är också de viktigaste naturliga fosforkällorna), wavellit eller vivianit.

Organiska fosforkällor är t.ex. urin, benaska eller guano (ansamlad avföring från sjöfåglar eller fladdermöss).

Fosfor och dess föreningar används idag inom många områden och industrier, t.ex:

• Beredning och produktion av olika fosforföreningar
• Produktion av gödselmedel och bekämpningsmedel
• Tillverkning av tändstickor, porslin, fyrverkerier eller rökbomber
• Som beståndsdel i rengöringsmedel och korrosionsskyddsmedel
• Som mjukgörare för vatten
• Användning i drycker och bakpulver
• Som radiomärkning i biokemiska tester

Vilken är den biologiska funktionen hos fosfor?

Fosfor är ett viktigt näringsämne för människors hälsa och har många fysiologiska funktioner i kroppen.

Människokroppen innehåller i genomsnitt 0,7 kg fosfor.

Den allra största delen av fosforn (upp till 85 %) ingår i hydroxiapatitmolekylen Ca10(PO4)6(OH)2, som är det mineral som utgör den viktigaste beståndsdelen i benens och tändernas hårdvävnader.

Resterande fosfor finns i mjukvävnadsceller (ca 15 %) och i extracellulär vätska, främst blod (ca 1 %).

När det gäller kemisk struktur finns fosfor oftast i kroppen som en oorganisk jon, ^HPO42- eller H2PO4-. Dessa är salter av fosforsyra, även kallade fosfater.

Fosfor kan emellertid också vara bundet i föreningar som membranfosfolipider, DNA- och RNA-nukleinsyror, ATP, kreatinfosfat eller olika andra organiska molekyler.

De grundläggande biologiska funktionerna för fosfor i människokroppen inkluderar:

• Det är en viktig beståndsdel i ben och tänder. Det är involverat i deras mineralisering, vilket säkerställer deras styrka och hårdhet.
• Det är en komponent i ATP-molekylen, adenosintrifosfat, en kemisk förening som är den primära reservoaren och energikällan för kroppens celler.
• Det är en komponent i nukleinsyrorna DNA och RNA. I dem lagras den genetiska informationen hos en individ.
• Som en del av fosfolipidmolekylen är den en viktig byggsten i cellmembranen och säkerställer deras strukturella integritet.
• Som en extracellulär jon är den involverad i att upprätthålla normalt pH och syra-basbalans.
• Den är en komponent i kolhydrater och är involverad i den metaboliska omvandlingen av proteiner och fetter.
• Den aktiverar olika enzymer.

Fosforns väg - från absorption till utsöndring

Absorption

Den primära fosforkällan för kroppen är mat. Både oorganiska och organiska former av fosfor absorberas från maten i matsmältningskanalen. Den oorganiska formen dominerar.

Fosforns tillgänglighet för kroppen beror på livsmedlets art. Den lägsta tillgängligheten är från vegetabiliska livsmedel, följt av animaliska livsmedel, och den högsta tillgängligheten är från livsmedelstillsatser som innehåller oorganisk fosfor.

Fosfor absorberas i tunntarmen och, i mindre utsträckning, i tjocktarmen via två vägar - diffusion utan energi (upp till 70 % av fraktionen) eller via natriumberoende transportörer.

Den intestinala absorptionen av fosfor är relativt hög, 50-70% av den totala fosfor som finns i kosten.

Den cervikala absorptionen av fosfor är betydligt högre under spädbarnsåldern (upp till 90 %). Absorptionshastigheten minskar långsamt med åldern.

Den återstående fosfor som inte absorberas i matsmältningskanalen utsöndras i avföringen.

Totalt absorberas cirka 13 mg fosfor/kg kroppsvikt per dag från födan till blodet via matsmältningskanalen. Denna mängd utnyttjas därefter av vävnaderna.

En mindre mängd, cirka 3 mg fosfor/kg kroppsvikt och dag, utsöndras från kroppen i galla, bukspottkörtelns sekret och tarmens sekret.

Fosforabsorptionen kan minskas av olika störningar och sjukdomar som njursvikt, njurstensbildning, absorptionsstörningar i tunntarmen, sköldkörtelsjukdom eller osteomalaci (bensjukdom).

Fördelning och reglering av fosfornivåer

Absorberad fosfor cirkulerar i blodet och når användningsområdena - främst ben, skelettmuskulatur, mjukvävnad och njurar.

Fosfor transporteras till vävnaderna som en oorganisk jon. Omfattningen av denna transport beror på koncentrationen av fosfor i blodet, blodcirkulationshastigheten och aktiviteten hos cellulära transportörer.

Benen är den största reservoaren för fosfor. Från dem kan fosfor frigöras tillbaka till blodet när det behövs.

Normala fosfornivåer i blodet hos en vuxen person ligger mellan 0,7 och 1,45 mmol/l.

Avvikelser uppåt eller nedåt från denna nivå är orsaken till störningar i kroppen. Av denna anledning måste den totala mängden fosfor i kroppen regleras.

Vävnader och organ, men även biologiskt aktiva substanser - hormoner - är involverade i att upprätthålla fosforhomeostas.

Av organen är det främst njurarna, bisköldkörtlarna, blodkropparna och benen. Hormonerna är bisköldkörtelhormon, fibroblasttillväxtfaktor-23 och D-vitamin.

Dessa reglerar fosfornivåerna genom att påverka dess absorption i matsmältningskanalen, utsöndring via njurarna och frisättning från kroppens förråd (ben eller celler).

Processen för att upprätthålla homeostas går till på följande sätt. När fosfornivåerna i blodet sjunker något upptäcks denna förändring av bisköldkörtlarna. Bisköldkörtlarna reagerar genom att producera paratyreoideahormon.

Detta stimulerar frisättningen av fosfor från skelettet till blodet och även produktionen av den aktiva formen av vitamin D. Vitamin D ökar sedan absorptionen av fosfor i matsmältningskanalen.

Samtidigt minskar produktionen av fibroblasttillväxtfaktor-23 (som produceras i skelettet), vilket minskar utsöndringen av fosfor via njurarna.

Omvänt kommer en ökning av fosfornivåerna i blodet att öka produktionen av fibroblasttillväxtfaktor-23. Detta kommer att stimulera njurarnas utsöndring av fosfor. Samtidigt kommer dock produktionen av D-vitamin att minska och därmed kommer fosforabsorptionen i mag-tarmkanalen att minska.

Fosforhalten i blodet eller andra kroppsvätskor bestäms av dess reaktion med ammoniummolybdat, varvid ammoniumfosfomolybdat bildas.

Utsöndring

Njurarna ansvarar för utsöndringen av fosfor från kroppen. Detta innebär att den primära utsöndringsvägen för fosfor är urinen.

Mer än 5 000 mg oorganiska fosforjoner filtreras genom njurarna varje dag. Mer än 80 % av dessa återgår till blodet.

Njurarna är också det viktigaste organet som reglerar koncentrationen av fosfor i blodet.

Små mängder fosfor och dess föreningar som inte absorberas i matsmältningskanalen utsöndras i avföringen.

Vilka är källorna till fosfor i kosten?

Fosfor kommer in i kroppen huvudsakligen via maten och i mindre utsträckning via kosttillskott eller läkemedel.

Fosfor finns i livsmedel antingen som en naturlig del av livsmedlet eller tillsätts avsiktligt under produktion och bearbetning i form av oorganiska fosfater.

Livsmedel som naturligt innehåller mycket fosfor är animaliskt kött, fisk, mejeriprodukter, ägg, spannmål, nötter, frön, baljväxter och grönsaker. Intaget av dessa livsmedel kan täcka det mesta av det dagliga fosforbehovet.

Vissa, och ibland inte obetydliga, mängder fosfor kommer också in i kroppen via livsmedel eller drycker som avsiktligt tillsatts fosfater.

De mest kända exemplen är smaksatta läskedrycker, köttprodukter, fisk, mjölk och mejeriprodukter, vegetabiliska oljor, mjöl, bakverk, glass, bearbetade grönsaker och nötter, sötsaker, dietmat, frysta livsmedel, mineralvatten, vin och spritdrycker etc.

Fosfater fungerar som stabilisatorer, emulgeringsmedel, höjnings- och fuktighetsbevarande medel samt förtjockningsmedel.

Tabellförteckning över tillåtna tillsatser som innehåller fosfor i livsmedel

Vissa livsmedel, livsmedelsingredienser och även läkemedel kan avsevärt minska fosforns tillgänglighet för kroppen. Detta sker till exempel genom att hämma dess absorption, påverka pH-värdet i matsmältningskanalen etc.

Fytinsyra eller fytat är den viktigaste fosforkällan i frön eller växter. Fytat binds med andra föreningar i matsmältningskanalen och bildar salter som är osmältbara för kroppen.

Dessutom har människokroppen inte enzymet fytas för att bryta ner fosforbindningen i fytatmolekylen.

Det höga intaget av kalcium i kosten gör också att det binder till vissa av fosforföreningarna. Detta minskar dess absorption.

Av läkemedlen binder vissa antacida (läkemedel som används för att minska surhetsgraden i magsaften) som sukralfat, magnesiumhydroxider eller aluminiumhydroxider till fosfor i kosten. De bildar oabsorberbara salter med den.

Vad är det rekommenderade dagliga intaget av fosfor?

Rekommendationer för det genomsnittliga dagliga intaget av fosfor har inte fastställts på grund av brist på data.

Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet publicerar dock värden för tillräckligt fosforintag. Tillräckligt intag är ett medelvärde som baseras på observationer. Det antas motsvara befolkningens behov.

Tabell över adekvat dagligt intag av fosfor per ålder

Den nuvarande trenden inom nutrition är att dessa fosfornivåer överskrids flera gånger om.

Vad är konsekvensen av störda fosfornivåer?

Fosfornivåerna är och måste vara strikt reglerade i kroppen. Under vissa omständigheter förekommer dock avvikelser från normala fosfatnivåer i blodet.

Betydande och långvariga avvikelser betraktas som ett icke-fysiologiskt tillstånd. De kan vara orsaken till olika hälsokomplikationer.

Två situationer kan uppstå: förekomst av alltför stora mängder fosfat i blodet (hyperfosfatemi) eller, omvänt, brist på fosfat (hypofosfatemi).

Otillräckliga fosfornivåer

Förekomsten av fosforbrist i kroppen är ett relativt sällsynt tillstånd. Det kan finnas flera orsaker till hypofosfatemi, men det orsakas nästan aldrig av otillräckligt intag av fosfor via kosten.

Det beror främst på att kosten innehåller tillräckligt med naturlig eller avsiktligt tillsatt fosfor. Det kan också bero på en välfungerande reglering av homeostas, där en minskning av fosforintaget via kosten som en kompensationsmekanism minskar utsöndringen via njurarna.

Hypofosfatemi sägs uppstå när fosfornivåerna i blodet sjunker under 0,7 mmol/l.

En mild minskning av fosfornivåerna ger inga synliga eller märkbara symtom hos människor. Symtom uppträder först när det sker en betydande minskning, dvs. under 0,15 mmol/l.

De vanligaste allmänna symtomen på hypofosfatemi är svaghet, sjukdomskänsla, nedsatt känsel i armar och ben, tremor och aptitlöshet.

Muskelsymtom inkluderar inkoordination, slapphet till fullständig muskelförlamning och rabdomyolys (en sjukdom som kännetecknas av nedbrytning av skelettmuskelfibrer).

Det förekommer också bensmärta, benmineraliseringsstörningar som leder till rakitis hos barn och osteomalaci hos vuxna (bensjukdom som kännetecknas av att benen mjuknar och deformeras), anemi, störningar i vita blodkroppar och blodplättar, ökad mottaglighet för infektioner, andningsproblem eller syrebrist och hjärtsjukdomar.

Allvarliga former av fosforbrist kan vara livshotande.

De främsta orsakerna till hypofosfatemi är bl.a:

• Otillräckligt fosforintag via kosten - detta kan leda till svälttillstånd
• Störningar i fosforabsorptionen - malabsorption, Crohns sjukdom, inflammatorisk tarmsjukdom
• Otillräckligt intag av D-vitamin, vilket minskar fosforabsorptionen i blodet
• Ökad renal utsöndring av fosfor
• Sjukdomar i bisköldkörtlarna
• Hormonella förändringar
• Tungmetallförgiftning
• Minskad kalium- och magnesiumhalt i blodet, höga blodsockernivåer
• Överdriven alkoholkonsumtion
• Vissa mediciner (t.ex. antacida, diuretika, steroidhormoner, bisköldkörtelhormon)

Användningen av hormonersättningsterapi hos postmenopausala kvinnor är förknippad med ökad utsöndring av fosfor via njurarna, vilket sänker fosfornivåerna i kroppen.

Det finns också flera befolkningsgrupper som anses vara i riskzonen när det gäller att utveckla minskade eller otillräckliga nivåer av fosfor i kroppen. Till exempel:

• För tidigt födda barn (som har låga fosforlager i skelettet)
• Personer med medfödda fel i fosformetabolismen (störningar i hormoner som ansvarar för att reglera fosforhomeostas, störningar i fosfortransportörer)
• Personer med allvarlig undernäring (låg födelse- eller kroppsvikt, anorexi, alkoholism, tugg- och sväljproblem, cancer, cirros, etc.)
• Personer som äter en diet med högt kaloriinnehåll och lågt fosforinnehåll

Hur behandlar man hypofosfatemi?

Fosforbrist behandlas främst genom att öka fosforintaget via kosten eller genom att ta lämpliga läkemedel och kosttillskott som innehåller fosfor.

Den specifika metoden för fosfortillskott beror alltid på hur allvarlig bristen är och patientens hälsotillstånd.

Vid mild till måttlig fosforbrist räcker det med intag av livsmedel med högt fosforinnehåll (skummjölk är lämpligt) eller användning av läkemedel och kosttillskott (t.ex. för patienter med mjölkintolerans).

Farmaceutiska preparat som innehåller fosfor finns i monokomponentform (vanligtvis beredda separat på apotek) eller i kombinationsform (i form av multivitamin- eller mineraltillskott).

Fosfor finns oftast i form av natrium-, kalium- eller kalciumsalter av fosforsyra.

Multivitamin- eller mineraltillskott innehåller vanligtvis små mängder fosfor och används därför inte i första hand för att behandla fosforbrist.

Administrering av fosforinnehållande kosttillskott är ofta förknippat med förekomst av diarré.

Vid svår fosforbrist eller hos patienter som inte kan ta fosfor via munnen används parenteral (intravenös) administrering.

Parenteral tillförsel av fosfor måste övervakas på grund av risken för bildning av kalciumfosfatkristaller och risken för kalciumbrist. Användning av kaliumfosfat eller, ännu bättre, organiska fosforsalter är att föredra och eliminerar problemet med kristallbildning.

Överdrivna mängder fosfor

Hyperfosfatemi är ett tillstånd där fosfornivån i blodet stiger över 1,6 mmol/l.

Förekomsten av höga fosfornivåer i kroppen är relativt sällsynt hos friska individer. När överdrivna mängder fosfor intas via kosten utsöndras de överdrivna mängderna via njurarna.

Förekomsten av höga fosfornivåer är förknippad med nedsatt fosforutsöndring. Detta innebär att hyperfosfatemi oftast är förknippad med nedsatt njurfunktion eller njursjukdom.

De främsta orsakerna till hyperfosfatemi är bl.a:

• Ökat fosforintag (t.ex. intravenöst).
• Överdrivet intag av vitamin D, vilket ökar fosforabsorptionen i tarmarna
• Snabb frisättning av fosfor från celler och vävnader till blodet
• Nedsatt renal utsöndring av fosfor (vid njursvikt eller kronisk njursjukdom)
• Inflammation i bukspottkörteln
• Sjukdom i bisköldkörtlarna
• Rabdomyolys, tumörnedbrytningssyndrom (metabolisk störning orsakad av den plötsliga nedbrytningen av tumörceller under tumörbehandling)

Bland de viktigaste konsekvenserna av förhöjda fosfornivåer i blodet är en ökning av paratyreoideafunktionen och den därmed förknippade ökningen av paratyreoideahormonproduktionen.

För att upprätthålla homeostas försöker kroppen minska för höga fosfornivåer i blodet genom att utsöndra fosfor via njurarna. Men när njurfunktionen är nedsatt är denna ansträngning meningslös. Det leder till produktion av onödigt stora mängder paratyreoideahormon.

En hög fosforhalt i blodet leder också till att fosfor reagerar med kalcium och bildar kristaller av kalciumfosfat, som avlagras i kroppens mjuka vävnader.

Detta orsakar förkalkning av mjuka vävnader, inklusive subkutan och nervös vävnad eller blodkärlsvävnad. Konsekvensen är utveckling av kärl- och hjärtsjukdomar.

Hyperfosfatemi orsakar också utveckling av låga kalciumnivåer i blodet.

Överskott av fosfor i sig ger vanligtvis inga symtom. Symtom uppträder när kalciumnivåerna minskar avsevärt på grund av förhöjda fosfornivåer.

Vi talar om hypokalcemi. Symtom på hypokalcemi kan således också vara relaterade till hyperfosfatemi.

Överskott av fosfor orsakar också en minskning av magnesiumnivåerna, försämrar njurfunktionen ytterligare och kan orsaka njursvikt.

Hur behandlar man hyperfosfatemi?

Flera förfaranden används vid behandling av överskott av fosfor i kroppen.

Dess intag och absorption kan regleras genom en reducerad diet med minskat fosforintag eller genom användning av fosforbindande ämnen i miljön i matsmältningskanalen som bildar oabsorberbara komplex (t.ex. aluminiumhydroxid, aluminiumkarbonat).

Renal utsöndring av fosfor i urinen kan också ökas genom användning av diuretika (endast om patienten har normalt fungerande njurar).

Patienter med hyperfosfatemi som också har njurskador genomgår vanligtvis dialys.