Кальций фосфор для чего полезные свойства
Минералы – это неорганические вещества, которые нужны организму в небольших количествах. Они выполняют различные функции, которые включают формирование костей и зубов, поддержание оптимального состава жидкостей организма, компонентов различных ферментов. Минералы не образуются в организме. По этой причине их нужно доставлять с едой.
Кальций и фосфор
Кальций и фосфор являются ключевыми минералами для поддержания гомеостаза. Почти все физиологические процессы зависят от кальция в организме. Отклонения от его оптимальных значений приводят к серьезным клиническим проявлениям. Гипокальциемия вызывает повышение нервно-мышечной возбудимости, мышечные спазмы, тетанию и сердечную дисфункцию. При более высоком, чем обычно, уровне кальция развивается гиперкальциемия, которая может привести к диффузному отложению фосфата кальция в тканях, что приводит к дисфункции и повреждению органов. Кальций и фосфор являются макроэлементами, необходимыми для минерализации скелета. Нарушения кальциево-фосфатного обмена являются одними из самых распространенных. К ним относятся отклонения в сывороточных концентрациях обоих минералов, в костях и в основных регуляторных системах (почки, пищеварительная система, околощитовидные железы).
Значение и метаболизм кальция и фосфатов в организме
Кальций является макроэлементом. 99% от общего количества кальция в организме содержится в костях и зубах. Нормальная концентрация этого минерала составляет 2,2-2,7 ммоль / л. Он представлен в трех формах – свободный ионизированный кальций, связанный с фосфатным, сульфатным, цитратным и лактатным анионами, связанный с белками плазмы. Кальций участвует в ряде биологических процессов, включая нервно-мышечную возбудимость, связь между возбуждением и сокращением, высвобождение гормонов из эндокринных клеток, высвобождение медиаторов в синапсах, участие в свертывании крови, роль внутриклеточного медиатора, формирование костей и зубов. Кальций принимается с пищей – при употреблении молока, сыра, круп. Затем он всасывается в тонкой кишке. Суточная потребность в кальции составляет около 1 грамма, а во время беременности и кормления грудью она увеличивается. Ненужный кальций выделяется с калом или мочой. Поддержание оптимального уровня кальция имеет решающее значение для здоровья костей и зубов, для профилактики остеопороза, сердечно-сосудистых и злокачественных заболеваний. Чрезмерное потребление кальция может привести к запорам и развитию камней в почках.
Фосфор также является макроэлементом. Около 86% общего количества фосфатов содержится в костях и зубах. В плазме фосфатов были обнаружены три формы – ионизированный фосфат, связанный с белками плазмы, связанными с ионами кальция и магния. Основная функция фосфатов связана с образованием макроэргических соединений (АТФ, АДФ и креатинфосфат), которые являются ключевым фактором во внутриклеточном энергетическом обмене. Требуемое суточное потребление фосфатов составляет около 1 грамма. Его получают путем употребления в пищу продуктов животного и растительного происхождения. После приема внутрь фосфаты абсорбируются в двенадцатиперстной кишке и других частях тонкой кишки за счет вторичного активного транспорта. Ненужные фосфаты выводятся с мочой.
Костная ткань
Кости являются основной частью опорно-двигательного аппарата. Они выполняют ряд важных функций, таких как защита тканей, хранение кальция и фосфатов, участие в осуществлении движений. Кости состоят из костной ткани, которая является минерализованной соединительной тканью. Это не инертные органы, а динамические структуры, в которых постоянно происходят процессы формирования и разложения кости. Эти процессы называют ремоделированием кости, которое происходит в три этапа – резорбция кости остеокластами, период обращения, образование кости остеобластами. Когда баланс между образованием кости и ее разрушением нарушается, наблюдаются патологические изменения в костях. Когда преобладает резорбция, развивается остеопороз, а в противном случае – остеопетроз.
Костная ткань состоит из трех типов клеток – остеобластов, остеокластов и остеоцитов. Остеобласты представляют собой кубоидные клетки, основная функция которых связана с образованием и минерализацией кости. Они синтезируют компоненты внеклеточного матрикса – коллаген типа I, глюкозаминогликаны, протеогликаны, остеокальцин, остеонектин и сиалопротеин. Остеокласты – это крупные многоядерные клетки, которые рассасывают кости. Остеоциты – это плоские клетки. У них много наростов, которые связывают их с остеобластами, поверхностью кости и соседними остеоцитами. Основной функцией остеоцитов является поддержание нормального состояния костного матрикса. Они также обладают остеолитическими свойствами, которые важны для краткосрочного ремоделирования кости.
Костная ткань обладает высокой функциональной активностью. В любой момент времени около 20% костного вещества находится в процессе восстановления. Часть костной ткани абсорбируется. Эти процессы формируют ремоделирование кости. Во время роста образовательные процессы преобладают над процессами резорбции. В возрасте 50 лет между ними существует баланс. Затем преобладает абсорбция и общая костная масса уменьшается. Поддержание костного гомеостаза регулируется местными (факторы роста, простагландины, цитокины) и системными факторами (кальцитонин, глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены, витамин D).
Помимо всех вышеперечисленных функций, костная ткань выполняет эндокринную функцию, которая определяется выработкой биологически активных веществ из ее клеточных компонентов. Недавние исследования показывают, что эти гормоны имеют широкий спектр функций, участвуя в регуляции углеводного и костного обмена, аппетита и секреции тестостерона. К ним относятся остеокальцин, фактор роста фибробластов 23, склеростин, липокалин 2.
Регуляция кальций-фосфатного обмена
Концентрации кальция в плазме в организме контролируются в очень узких пределах. Поддержание гомеостаза кальция включает три участка – кости, почки, пищеварительную систему, три гормона – гормон паращитовидной железы, кальцитонин и активную форму витамина D 3, три типа костных клеток – остеобласты, остеокласты, остеоциты. Основную роль в регуляции гомеостаза кальция играет гормон паращитовидной железы, функция которого заключается в удержании кальция в организме и выведении фосфатов. ПТГ работает в нескольких местах – в костях, почках и тонкой кишке. В костях ПТГ осуществляет быстрое движение кальция и стимулирует резорбцию кости. В почках ПТГ увеличивает реабсорбцию кальция в дистальных канальцахи уменьшает их экскрецию с мочой. В тонкой кишке ПТГ увеличивает усвоение кальция и фосфатов.
Кальцитонин – другой гормон, участвующий в регуляции метаболизма фосфата кальция. Он секретируется С-клетками щитовидной железы. Его основной функцией является предотвращение гиперкальциемии. Его действие имеет два аспекта: кратковременное, которое ограничено движением кальция через барьер остеоцитов и остеобластов, и долгосрочное, которое выражается в снижении резорбции кости путем ингибирования активности остеокластов.
Активная форма витамина D также участвует в регуляции кальций-фосфатного обмена. Его основными эффектами являются повышенная абсорбция кальция и неорганических фосфатов в тонкой кишке, повышенная чувствительность костей к действию ПТГ. Дефицит витамина D приводит к рахиту у детей и остеомаляции у взрослых. Регулирование кальция в организме очень точно. Напротив, регулирование фосфатов является более изменчивым. Оно управляется непосредственно витамином D 3 , который увеличивает поглощение фосфатов в тонкой кишке, и косвенно гормоном околощитовидной железы.
Кальций и фосфор эта такие минералы, которые имеют чрезвычайно важные физиологические функции. Поддержание их оптимальной концентрации в организме имеет решающее значение для здоровья костей, нервно-мышечной возбудимости и сокращения мышц. Добра Вам и крепкого здоровья!
Фосфат кальция содержится в больших количествах в костной ткани человека. Его много в молоке и других молочных продуктах. В то же время его можно найти в списке вредных пищевых добавок под номером Е341. Как такое возможно, действительно ли имеется в виду одно и то же вещество?
Проблему усложняет то, что под названием «фосфат кальция» подразумеваются как минимум три соединения. Существует много названий и терминов, принятых в их отношении. Одни названия чаще используют в химии, другие в медицине, третьи в пищевой промышленности. Как они связаны и чем отличаются, попытаемся разобраться в этой статье.
Общие сведения
Фосфат кальция – это соль, образованная кальцием и фосфорной кислотой. Представляет собой белый порошок, без запаха и вкуса, нерастворимый в воде. Он входит в состав костей и зубов человека в виде гидроксиапатита. Около 70% костей человека состоит из этого вещества. Зубная эмаль содержит 96% гидроксиапатита.
Фосфат кальция содержится в молоке и некоторых молочных продуктах. Поскольку он нерастворим, то находится в молоке в виде микроскопических взвешенных частиц. Он связан с молочным белком казеином и частично входит в его состав.
В пищевой промышленности используется как добавка Е341. Его применяют в качестве разрыхлителя, уплотнителя, регулятора кислотности. Впрочем, это применение основано не на полезных свойствах вещества, а на технологических. Нерастворимый в воде порошок хорошо структурирует продукты.
Получают это вещество синтетически, из фосфоритной муки и фосфорной кислоты. Другой способ получения – обработка фосфорной кислотой гашеной извести.
Разновидности и их названия
Фосфат кальция имеет три разновидности, у которых разные химические формулы и обозначения:
| Химическая формула | Химическое название | Технические названия | Обозначение в качестве пищевой добавки | Где применяется чаще всего |
| Са(H2PO4)2 | Дигидро-фосфат | Однозамещенный фосфат | Е341 i | Как удобрение. В составе биологически-активных добавок (БАД) |
| CaHPO4 | гидрофосфат | Двухзамещенный, дикальцийфосфат | Е341 ii | В медицине – зубные пасты, БАД. Как удобрение в сельском хозяйстве |
| Ca3(PO4)2 | фосфат | Трехзамещенный, трикальцийфосфат | Е341 iii | В животноводстве как подкормка |
Все эти три вещества применяются в качестве пищевых добавок. Все они выглядят примерно одинаково, представляют собой белые порошки, нерастворимые в воде. В кислой среде они, наоборот, хорошо растворяются, благодаря чему могут усваиваться человеком. Ведь в желудке содержится соляная кислота, которая создает высокую кислотность.
Польза
Фосфат кальция:
- Является хорошим источником кальция, требующегося для костей. В большом количестве содержится в молоке и молочных продуктах, вместе с белком казеином, с которым хорошо усваивается.
- Является источником фосфора, который нужен для нормальной работы мышц, требуется для синтеза белков и выполняет много важных функций в организме.
- Входит в состав зубной эмали и поэтому используется в зубных пастах. В основном в виде дикальцийфосфата CaHPO4. Это вещество также является мягким абразивом, то есть позволяет бережно очищать зубной налет, не повреждая эмали. Также в пастах используются его близкие аналоги глицерофосфат и гидроксиапатит.
- Препятствует слипанию и комкованию веществ в виде порошков, то есть является разрыхлителем. Поэтому его используют как пищевую добавку в производстве сухого молока, сухих сливок, хлебобулочных изделий.
- Применяется в производстве плавленых сыров как эмульгатор.
- Применяется в качестве минеральных удобрений в сельском хозяйстве как источник фосфора. В частности, дигидрофосфат с формулой Са(H2PO4)2 – основной компонент такого удобрения, как суперфосфат. А удобрение преципитат состоит из гидрофосфата с формулой CaHPO4.
- Входит в состав комбинированных кормов для животных. Чаще всего в виде трикальцийфосфата Ca3(PO4)2.
Вред
Фосфат кальция содержится в организме в больших количествах, поэтому не представляет большой опасности. В то же время распространена таблица вредных пищевых добавок, в которой добавка Е341 описана как вызывающая расстройства желудка. С чем это связано?
В природных продуктах, таких как молоко, фосфат кальция находится вместе с другими компонентами, с которыми легче усваивается. Если же потреблять много продуктов, куда его добавляют искусственно, он начинает не усваиваться, а накапливаться и зашлаковывать организм. В этом виде он способен:
- Ухудшать работу желудочно-кишечного тракта.
- Вызывать почечную недостаточность и почечно-каменную болезнь.
- Способствовать образованию излишков холестерина.
Избыток фосфора может образовываться в организме при употреблении большого количества мясных продуктов, особенно колбас. Фосфат кальция используют как антиоксидант при производстве колбасы, зачастую с нарушением технологий и в слишком большом количестве – для увеличения объема и веса товара.
Добавка Е341 присутствует в плавленых сырах, маргарине, сухих смесях на основе муки, сухом молоке и сливках.
Кроме того, избыток фосфатов возникает при увлечении фастфудом и полуфабрикатами.
Рекомендации к применению
Фосфат кальция применяется как биологическая добавка при нехватке кальция и фосфора. Рекомендуется при переломах костей, ломкости ногтей. Используют при таком заболевании как остеопороз. Добавки, содержащие это вещество и его аналоги, советуют принимать в период беременности и лактации.
Входит в состав таких препаратов, как фтизион, остеогенон и множества БАДов (например, Camosten, Arthromil). Чаще всего при этом используется дикальцийфосфат. Для полноценного усвоения этих добавок стоит придерживаться рекомендаций:
- Употреблять лучше натощак, до приема пищи.
- Кальций полноценно усваивается организмом в сочетании с витамином D, поэтому лучше употреблять препараты, которые содержат этот витамин. Если же используются другие, то витамин D стоит принять отдельно, за 1–2 часа до приема кальциевых препаратов.
- Противопоказания для приема – заболевания паращитовидных желез, мочекаменная болезнь, индивидуальная непереносимость.
Аналогами фосфата кальция являются гидроксиапатит и глицерофосфат (правда, они стоят несколько дороже). Также в качестве кальциевых добавок употребляют цитрат и карбонат этого металла, которые хорошо усваиваются, но не содержат фосфора. Глюконат кальция, популярный в качестве источника этого элемента, относится к плохо усваиваемым препаратам.
Вывод
Фосфат кальция не представляет вреда при поступлении с обычной пищей. Но продукты, содержащие его как пищевую добавку Е341, должны вызывать настороженность. При частом употреблении таких продуктов могут накопиться излишки этого вещества в организме, которые способны стать причиной расстройств желудка и привести к почечно-каменной болезни. В большом количестве фосфат зашлаковывает организм.
С другой стороны, это вещество полезно принимать в виде БАДов, особенно если есть проблемы с костями. Его также рекомендуют беременным и кормящим женщинам.
Фосфор входит в состав земной коры, морской воды, животных тканей. Его относят к жизненно важным элементам из-за участия в формировании скелетной системы, поддержки сердца, мозга, печени, почек.
В организме взрослого – около 1% фосфора от массы тела, у детей – 0,5%. До 85% элемента находится в костях. В меньшем количестве фосфор присутствует в мышечной ткани и крови.
Элемент обеспечивает обмен веществ, помогая плавно повышать уровень энергии за счет производства аденозинтрифосфата. Этот тип соли состоит из фосфорной кислоты. Он необходим для синтеза базовых макроэлементов, поступающих с пищей.
Также фосфор участвует в работе мышечной системы, способствуя сокращению мышц. Поддерживает клеточную активность, сердечный ритм. Благодаря свойствам электролита, регулирует уровень жидкости в организме.
Преимущества для здоровья
1) Крепость костей
Вместе с кальцием фосфор участвует в поддержке минеральной плотности костей, предотвращая переломы и развитие остеопороза.
При этом важно соблюдать баланс – избыток кальция блокирует поглощение фосфора.
2) Детоксикация
Поддерживая почки, фосфор способствует детоксикации организма, устраняя токсины и отходы с уриной.
Наравне с другими электролитами (калием и магнием) фосфор стабилизирует концентрацию мочевой кислоты, воды и натрия в организме.
3) Лучшее усвоение питательных веществ
Фосфор активизирует синтез и поглощение витаминов группы В (рибофлавина и ниацина), аминокислот, белков.
Поддерживает углеводный и жировой обмен, участвует в производстве пищеварительных ферментов, преобразующих питательные вещества в энергию.
Стимулирует железы, вырабатывающие гормоны, необходимые для работы мозга и мышечной системы.
4) Нормализация пищеварения, баланс рН
В организме фосфор частично находится в виде фосфолипидов – основного компонента биологических мембран (нуклеотидов, нуклеиновых кислот). Фосфолипиды помогают сбалансировать уровень рН, устраняя избыток кислоты или щелочи.
Сложные липиды поддерживают полезные бактерии кишечной микрофлоры, нормализуя пищеварение.
Свойства электролита наделяют фосфор способностью устранять вздутие живота, диарею, отеки, запоры, кислотный рефлюкс.
5) Высокая работоспособность
Фосфор, как уже отмечалось, способствует усвоению витаминов группы В. Элементы этой группы задействованы в получении клетками энергии. Влияют они и на настроение, концентрацию, мотивацию.
Дефицит фосфора ухудшает когнитивные функции, ускоряет развитие возрастных нейродегенеративных расстройств, включая болезнь Альцгеймера и деменцию. Нарушается передача импульсов, контролирующих движение мышц. Падает работоспособность, появляется слабость, мышечные боли, немеют конечности.
6) Здоровые зубы
Для здоровья зубов и десен необходимы три главных элемента: фосфор, кальций и витамин D. Они защищают зубную эмаль, поддерживают плотность челюстных костей, препятствуют развитию пародонтита и выпадению зубов, предотвращают кариес.
Детям фосфорсодержащие продукты необходимы для формирования правильного прикуса.
7) Нормальный рост и развитие
В детском и подростковом возрасте нехватка фосфора провоцирует замедление роста и задержку развития.
Элемент улучшает обучаемость, способность фокусироваться, решать поставленные задачи и запоминать информацию.
Дефицит фосфора
Благодаря присутствию во многих продуктах питания (в том числе, прошедших промышленную обработку), дефицит элемента – явление редкое.
Фосфор в виде фосфатов хорошо усваивается тонким кишечником, особенно в сравнении с другими минералами (кальцием, магнием, железом). Организмом поглощается 50-90% фосфора, поступающего с пищей, поэтому вероятность его дефицита невелика. Возрастает она лишь у людей, потребляющих недостаточно белка.
Риск дефицита фосфора выше в пожилом возрасте. Связано это с приемом добавок, содержащих кальций. В их составе есть карбонатные и цитратные соли, вступающие во взаимодействие с фосфором и препятствующие его абсорбции.
Среди признаков дефицита фосфора:
– отсутствие аппетита;
– мышечные, суставные боли;
– развитие остеопороза, частые переломы;
Подробнее об остеопорозе: https://systavi.com/bolezni/osteoporoz.html
– разрушение зубов;
– покалывание, онемение конечностей;
– нервозность, раздражительность;
– колебания веса;
– проблемы с концентрацией;
– у детей – торможение роста и развития.
Риск передозировки фосфора при его получении из натуральных источников невысок, он легко выводится почками.
Опасно бесконтрольное применение фосфорсодержащих добавок – препараты нарушают синтез витамина D и усвоение кальция.
Чрезмерно высокий уровень фосфора провоцирует нарушения в работе сердца из-за дисбаланса минералов, регулирующих артериальное давление, процесс кровообращения и функционирование почек. Поэтому элемент предпочтительнее получать из качественной белковой пищи.
Источники фосфора
Фосфор часто включают в пищевые продукты для улучшения их внешнего вида, вкуса, срока хранения. Фосфаты входят в состав разрыхлителей, колбасных изделий, мороженого, хлеба, сыров, газированных напитков и многих других продуктов.
Среди пищевых источников много фосфора в:
– яйцах, молоке (в том числе, сгущенном);
– плавленом сыре, брынзе, твороге, пармезане;
– говядине, индейке;
– семенах подсолнечника, дыни, тыквы, мака;
– миндале, кунжуте, кешью;
– горчичном порошке;
– белой фасоли;
– какао-порошке;
– желтопером тунце, камбале, сардинах, осетре, скумбрии, корюшке, минтае, мойве;
– крабах, креветках, кальмарах;
– коричневом рисе, амаранте, киноа;
– картофеле, брокколи.
Меры предосторожности
Фосфор взаимодействует с лекарствами и другими минералами, поэтому прием добавок с этим элементом надо согласовывать с врачом. Большинству людей достаточно фосфора поступающего с пищей, поэтому в дополнительном приеме потребности нет.
Избыток фосфатов токсичен и может вызвать понос, уплотнение мягких тканей, ухудшить усвоение железа, магния, цинка, кальция, витамина D.
Опасно взаимодействие фосфорсодержащих добавок с:
– алкоголем (фосфор выщелачивается из костей, возникает риск дефицита элемента);
– антацидами, содержащими алюминий, магний или кальций (ухудшается поглощение минералов кишечником);
– ингибиторами АПФ (препаратами, использующимися при лечении гипертонии, почечной и сердечной недостаточности);
– секвестрантами желчных кислот, некоторыми кортикостероидами, инсулином в высоких дозах (препараты ухудшают усвоение фосфатов).
Найти необходимое организму количество фосфора можно в натуральных продуктах. Это лучший источник элемента, исключающий опасность передозировки.
Источник: Все о суставах от А до Я