The
normal range in adults is 0.8 –1.5 mmol/l (1)
3.
Fysiologia ja aineenvaihdunta, Physiology and metabolism
Ymmärtämys
fosforin homeostaasista on radikaalisti lisääntynyt viimeisten 5-
10 vuoden sisällä, kun keksittiin kaksi uutta yhdistettä Klothon
tekijä ja fibroblastien kasvutekijä 23 (FGF23).
FGF23- Klotho järjestelmä ("Klotho-FGF Axis")säätelee kehon fosforin pitoisuutta
parathyreoidea hormonin (PTH) kanssa. Kun on syönyt
fosforipitoista ruokaa, alkaa vapautua sekä parathyreoidea
hormonia että FGF23 tekijää. PTH vapautuu paratyreoidearauhasista
ja FGF23 vapautuu luusta, todennäköisesti osteosyyteistä.
The
understanding of phosphorus homeostasis has increased radically
during the last 5-10 years due to the discovery of two new
compounds, Klotho and fibroblast growth factor 23 (FGF23).
The
FGF23- Klotho system regulates body phosphorus content together with
parathyroid hormone (PTH). After
ingestion of phosphorus both PTH and FGF23 are released, the former
from the parathyroid glands the latter from bone, probably from
osteocytes(1).
Ravinnon
fosfaatti imeytyy ohutsuolen epiteelistä pohjukaissuolessa ja
ohutsuolen jejunum-osassa sekä passiivisti diffuusiolla riippuen
suolessa olevan fosforin määrästä että aktiivisti
natriumista riippuvalla prosessilla, jota säätelee
D-vitamiinin aktiivimetaboliitti kalkitrioli.
Tällainen
aktiivi kuljettaja ohutsuolessa on NaPiIIb ja sitä siis
säätelee kalkitrioli.
Kalkitrioli
puolestaan säätyy seerumin fosfaatista siten, että alenema
fosfaatin pitoisuudessa johtaa kalkitriolin synteesin
lisääntymiseen.
Fosfaatin
imeytymisen ajatellaan riippuvan natriumista riippuvaisen
fosfaatinkuljettan toiminnasta.
Dietary
phosphate ingested is absorbed by the epithelium of the small
intestine, in the duodenum and jejunum, via both passive diffusion,
which depends on the amount of phosphorus in the intestine, and an
active sodium -dependent process which is regulated by the active
vitamin D metabolite,calcitriol.
Calcitriol
in turn is regulated by serumphosphate such that a decrease in
phosphate concentration leads to an increase in the synthesis of
calcitriol.
Phosphate absorption is thought to depend on the
function of sodium-dependent phosphate transporters. The transporter
primarily expressed in the small intestine is NaPiIIb and is
regulated by calcitriol (1).
Sekaravinnosta
tapahtuvan verkkoabsorption on raportoitu vaihtelevan 55% - 70%
välillä aikuisella ja vauvoilla sekä lapsilla 65 - 90 % välillä.
Annos-vastevaikutuksesta ei ole näyttöä.
Net
absorption from a mixed diet has been reported to vary between 55-70%
in adults and between 65 -90% in infants and children. There is no
evidence for a dose-response relationship (2).
Munuainen
on pääasiallinen elin, joka lyhyellä ajanjaksolla säätelee
fosfaatin homeostaasia. Kuljettajaproteiinin NaPiIIb pääsäätelijät
ovat PTH, FGF-23 ja ravinnon fosfaatti. Munuaisessa tämä
NaPiIIb suorittaa suuren osan natriumista riippuvasta
fosfaatinkuljetuksesta. NaPiIIb
ilmenemä kalvossa alenee minuuteissa vasteena PTH -
hormonieritykselle ja kahdessa tunnissa vasteena muuntuneelle
ravintofosfaattikuormitukselle.
The
kidney is the major organ involved in the regulation of short-term
phosphate homeostasis. PTH, FGF-23, and dietary phosphate are
considered to be the major regulators of NaPiIIa , which is the main
sodium-dependent phosphate transporter in the kidney. Brush border
membrane expression of NaPiIIa is reduced within minutes in response
to PTH and within 2 h in response to altered dietary phosphate load.
Proksimaalisessa
suorassa munuaistiehyeen osassa tapahtuu vain vähän fosfaatin
takaisinimeytymistä PTH:n läsnäollessa. Jos PTH lisääntyy,
niin fosforin eritys virtsaan kasvaa siirtämällä pois
natriumfosfaattikotransportteri proksimaalisen munuaistiehyeen
apikaalikalvosta, sitävastoin taas FGF23 ja sen kofaktori Klotho
sulkevat natriumfosfaattikotransportterin synteesin.
Nämä
jälkimmäiset vähentävät myös kalsitriolin synteesiä ja siitä
seuraten suoliperäinen fosfaatin imeytyminen vähenee. Näistä
tapahtumista johtuen fosfaatin erittyminen virtsaan lisääntyy ja
vähemmän fosforia imeytyy suolesta ja niin seerumin fosforitaso
alenee.
There
is little phosphate reabsorption in the proximal straight tubule in
the presence of PTH. An increase in PTH enhances the urinary
excretion of phosphorus by removing the sodium phosphate
cotransporter from the apical membrane of the proximal tubule,
whereas FGF23 and its cofactor, Klotho, shut down the synthesis of
the sodium phosphate cotransporter. They latters also decrease
the synthesis of calcitriol and consequently intestinal phosphate
absorption is decreased. As a result of these events more phosphorus
is excreted in urine and less phosphorus is absorbed from the
intestine, and as a consequence the serum phosphorus level is reduced
(1,3).
Lisäksi
muitakin tekijöitä on vaikuttamassa munuaisen fosfaattikäsitelyyn
kuten trikarbonaattien pitoisuudet, natriumin takaisin imeytyminen
ja toiset hormonit kuten kasvuhormoni ja insuliini.
In
addition some other factors may affect the renal handling of
phosphate such as bicarbonate concentrations, sodium reabsorption and
other hormones such as growth hormone and insulin (4).
Krooniseti
vajeinen fosfori johtaa luun huonompaan mineralisoitumiseen,
riisitautiin ja osteomalasiaan. Kliinisiä seuraamuksia mainittujen
luustovaikutusten ohella on keskushermostojärjestelmän,
lihaskudoksen ja munuaisen vaikuttuminen
Fosforin
matala ravintoperäinen saanti on harvinaista ja suolisto suorittaa
normaalisti hyvin tehokasta fosforin imeyttämistä.
Chronic
phosphorus insufficiency results in impaired bone mineralization,
rickets and osteomalacia. The clinical consequences besides
the skeletal ones affect for example the nervous system, muscle
tissue and the kidney.
Low
dietary phosphorus intake is rare and intestinal absorption of
phosphorus is very effective.
D-vitamiinin
puute tai D-vitamiiniresistenssi alentavat fosforin imeytymistä.
Fosforin homeostaasissa on kaikkein tärkein vaihe munuaisten
säätelemä fosforin erittäminen ja tämä voi normaalisti olla
hyvinkin tehokasta. Täten hypofosfatemia matalasta fosforin
imeytymisestä johtuvana on harvinaista ja sellaista ilmenee vain,
jos fosforideprivaatio on jatkunut pitkän aikaa kuten esim
ripulissa ja silloin on riskiä Hypofosfatemiasta.
Vitamin
D deficiency or resistance decreases phosphorus absorption. Renal
regulation of phosphorus excretion is the most important step in
phosphorus homeostasis and is very efficient. Thus hypophosphatemia
due to low intestinal absorption is rare and it is only apparent when
of phosphorus deprivation has continued for a long time e.g.
diarrhoea, that there is a risk for hypophosphatemia(5).
4.
Tarve ja suositeltu saanti,
Requirement and recommended intake
Fosforin
tarkkaa tarvetta ei tunneta, .mutta aikuisille on katsottu 400
milligramman riittävän pitämään yllä plasmapitoisuutta 0,8
mmol litrassa.
The
exact requirement for phosphorus is not known, but 400 mg daily is
considered adequate for adults to maintain a plasma concentration of
0.8 mmol/L.
Euroopan
Unionin tieteellinen elintarvikekomitea (EU SCF)ehdottaa fosforin ja
kalsiumin saannin keskeistä molaarisuuteen perustuvaa suhdetta ja
sen mukaan ehdottaa keskimääräiseksi fosforin tarpeeksi (AR) 400
mg päivässä sekä väestön fosforin saannin suositukseksi 550
mg päivässä.
The
EU Scientific Committee for Food suggested that phosphorus intakes
should
correspond
on a molar basis with those of calcium and accordingly proposed the
average requirement to be 400 mg/day and the population reference
intake to be 550 mg/day (6).
US
FNB ( Food and Nutrition Board ) on asettanut arvioidun
keskimääräisen fosforin tarpeen (EAR) 19 - 70 vuotiaille miehille
ja naisille tasoon 580 mg päivässä ja kriteerinä on käyttty
seerumin epäorgaanisen fosfaatin (Se-Pi) tasoa. USA:sssa on
suositeltu päivittäinen saanti ( Recommended Daily Allowance, RDA)
sekä miehille että naisille on asetettu tasoon 700 mg päivässä (
variaatiovakio 10 % huomioiden).
The
US Food and Nutrition Board has set the Estimated Average Requirement
(EAR) for phosphorous at 580 mg/day for both men and women aged
19-70 years, using serum inorganic phosphorus level as the criterion
(7). The RDA (Recommended Dietary Allowance) is 700 mg/day for both
genders, applying a coefficient of variation of 10 %.
Nuorille
( 9-18 vuotiaille) RDA on 1250 mg fosforia päivässä, jolloin on
otettu huomioon sekä kulutustutkimusten antamat tiedot, että
kasvuajan arvioitu lisätarve.
For
adolescents (9-18 years) the RDA is 1250 mg phosphorus per day using
both dietary data and estimated additional needs during growth as
criteria (7).
Ravintosuositukset
vuodelta 1996 ( NNR 1996 ) suositteli sekä naisten että miesten
fosforin käytöksi 600 mg päivässä. Ei ole saatu tarpeeksi
painavaa uutta tietoa, jotta olisi syytä vaihtaa näitä
suosituksia. Tällainen fosforinsaantitaso edellyttää kalkin ja
fosforin keskeistä ekvimolaarista suhdetta suosituksen perustana
(
1 mmol kalsiumia on 40 mg ja 1 mmol fosforia on 30.9 mg).
In
NNR 1996 and 2005, the RI for phosphorus was 600 mg per day for both
men and women. There are no substantial new data since then to
indicate that these values should be changed. This intake level
adheres to the view that an equimolar relationship between
calcium
and phosphorus is used as a basic principle for recommendations (1
mmol calcium = 40 mg, 1 mmol phosphorus = 30.9 mg).
Suositukset
lapsille pidetään myös samoina uudessakin NNR2005 laitoksessa ja
asia perustuu samanlaisiin harkintoihin kuin aiemmin.
The
RI values for children are also maintained and are based on the same
considerations.
5.
Suurin hyväksyttävä saanti ja myrkyllisyys,
Upper intake level and toxicity
Liika
fosfori on keholle myrkyllistä ja aiheuttaa munuais- ja
luustovaurioita, verisuoniston kalkkeutumista ja ennenaikaista
vanhenemista. Fosforin haitalliset vaikutukset on hyvin dokumentoitu
kroonisessa munuaistaudissa , jossa ne ilmenevät verisuonitautina
ja luukatona. .
Excessive
phosphorus is toxic to the body by causing kidney and bone damage,
vascular calcification, and premature ageing(8). The harmful effects
of phosphorus are well documented in patients with chronic kidney
disease (CKD), resulting in vascular disease and bone loss.
Viime
5 - 10 vuoden aikana on lisääntyvästi saatu uutta näkökulmaa
seerumin fosforipitoisuuden nousun ja runsaan fosforin käytön
vaikutuksesta terveyteen terveellä väestöllä, jolla ei ole
munuaissairautta, ja kyse on pääasiassa verisuonijärjestelmä-
ja luustovaikutuksista. Henkilöillä, joilla on suhteellisen
normaali munuaistoiminta, saattaa ravintofosforin liikakäyttö
olla syynä lievästi kohonneisiin seerumin fosforipitoisuuksiin.
During
the last 5 -10 years new aspects of increased serum phosphorus
concentrations and high phosphorus intake on health outcomes in
healthy populations with no kidney disease, mainly the vascular
system and the skeleton have emerged. The excessive dietary
phosphorus intake may be one cause of mildly elevated serum
phosphorus concentrations in persons with relatively normal kidney
functions (3)
Suurten
fosforimäärien jokapäiväisen käytön mahdolliset haitalliset
vaikutukset luun aineenvaihduntaan ovat viime vuosikymmeninä olleet
tutkimuskohteena. Runsasfosforinen dieetti tuottaa lievää
hyperparathyreoidismia (PTH hormonin nousua) ja alentaa
kalsitriolin pitoisuuksia.
The
potential adverse effects of high phosphorus intakes in the range of
habitual intake on bone metabolism have been investigated in the
recent decades. High-phosphorus diet produces mild
hyperparathyroidism and reduces calcitriol concentrations.
Lisäksi
on osoitettu eläin- ja ihmiskoejärjestelyin, että
runsasfosforinen dieetti lisää luun resorboitumista ja vähentää
luun muodostusta ainakin silloin kun dieetin kalsium on myös
matala.
Moreover,
it has been demonstrated, in experimental settings in animals and
humans that high-phosphorus diets increase bone resorption and
decreases bone formation –at least in
combination with low calcium diets.
Joissain
poikkileikkauksellisissa tutkimuksissa on ollut viitettä siitä,
että fosforinsaanti ja erityisesti ravintolisäfosforin saanti
assosioituu korkeampiin PTH - hormonipitoisuuksiin ja sellainen voisi
olla luulle haitallista.
Some
cross-sectional studies have indicated that phosphorus intake, and
especially as food additive phosphorus is associated with higher PTH
concentrations and could be deleterious to bone (5, 9).
Hyperfosfatemia
ja epänormaali mineraaliaineenvaihdunta ovat tunnistettuja
riskitekijöitä verisuonten kalkkeutumiselle kroonista munuaisvikaa
potevilla ja ne assosioituvat kohonneeseen mortaliteettiin sekä
predialyysi- että dialyysipotilailla
Väestössä
yleensäkin fosforipitoisuuksien normaalialueen ylin neljännes
liittyy lisääntyneeseen kardiovaskulaariseen ja
kokonaiskuolleisuuteen.
Eräät
tutkimukset ovat osoittaneet, että munuaistaudin loppuvaiheen ja
mortaliteetin riski lisääntyy kun seerumin fosfori kohoaa
normaalien viiterajan sisällä.
Hyperphosphatemia
and abnormal mineral metabolism has been recognized as a risk factor
in the development of vascular calcification in chronic kidney
disease patients and is associated with increased mortality in both
predialysis and dialysis patients(10,11).
In
the general population, phosphorus concentrations in the upper
quartile of the normal range are also associated with
increased cardiovascular and all-cause mortality (12,13.
Some
studies have shown that the risk of end-stage renal disease and
mortality increases with increasing serum phosphorus, within the
normal range (14).
Sydänverisuoniston
kalkkeutuminen ei ole vain kalkin ja fosfaatin sakkautumisen
seurausta . Tuoreet tutkimukset ovat osoittaneet, että korkea
fosfaatti on yksi tekijä, joka triggeröi verisuonten sileitä
lihassoluja differentioitumaan osteoblastin kaltaisiksi soluiksi.
Jopa hetkelliset ohimenevät seerumin fosfaattipitoisuuden
kohoamiset, kuten syömisen jälkeisessä hyperfosfatemiassa,
voivat edistää endoteelin dysfunktiota ( suoniston sisäpinnan
toiminnan huononemista).
Cardiovascular
calcification is not only the result of precipitation of calcium and
phosphate.
Recent
studies have documented that high phosphate is one factor that
triggers the differentiation of vascular smooth muscle cells into
osteoblast-like(12). Even transient increases of serum phosphate
concentrations, e.g.post-prandial hyperphosphataemia, may promote
endothelial dysfunction(15,16).
US FNB on
asettanut fosforin siedettävän ylärajan (Tolerable Upper
Intake, TOI), joka on 4000 mg
päivässä (siis neljä grammaa).
Euroopan
elintarviketurvallisuusvirasto on julkaisut tieteellisesti
perustellut mielipiteet vitamiinien ja mineraalien ylimmistä
tasoista vuonna 2006. Heidän johtopäätöksensä oli, ettei
fosforin suhteen ole tarpeeksi tieteellistä näyttöä ( vuonna
2005), jotta voitaisiin asettaa siinä vaiheessa fosforin saantiin
siedettävää ylärajaa (TOI), mutta samalla he totesivat, että
normaali terve ihminen voi sietää fosforin saanteja ainakin 3000
milligrammaan asti päivässä.
Ottaen
huomioon haittavaikutuksista tehdyt observaatiot niin siedettävä
yläraja (TOI) on arvioitava uudestaan tulevina vuosina.
The
US Food and Nutrition Board has set a Tolerable Upper Intake level of
4000 mg/day
in
1997(7).
The
European Food Safety Agency has published a scientific opinion on
upper
levels
on vitamins and minerals in 2006. They conclude that there is
not enough scientific
evidence
(in 2005) to establish a Tolerable Upper Intake Level, but they state
that normal, healthy persons can tolerate
intakes to at least 3000 mg/day Given the
recent observations on adverse effects, the Tolerable Upper Level has
to be re-evaluated during the coming
years.
6. Ravintolähteet
ja saanti, Dietary sources and intake
Liha,
maito, jyvätuotteet ja palkohedelmät sisältävät runsaasti
fosforia ja niistä tulee suurimmat määrät keskimääräisen
ravinnon kokonaisfosforinsaannista.
Meat,
milk,grain products and legumes are high in phosphorus and contribute
the largest
amounts
to the total dietary phosphorus intake in an average diet
The
bioavailability of phosphorus differs among food sources.
Some
forms of dietary phosphorus are less bioavailable, especially
phosphorus in phytic acid, mainly found in the outer layer of cereal
grains.
Varsinainen
biologinen saatavuus riippuu siitä, miten näitä jyviä
prosessoidaan ja mikä on jäljellä olevan fytiinin (IP6) määrä.
Itse asiassa tiedetään aika vähän eri elintarvikelähteiden
fosforin biologisesta saatavuudesta. Elintarvikelisien inorgaaniset
fosfaattisuolat ruoan prosessoinnissa hydrolysoituvat heti
mahasuolikanavasssa ja imeytyvät.
The
actual bioavailability depends on the way these grain products are
processed
and
the amount of residual phytate. Little is actually known about
phosphorus bioavailability from different food sources. Inorganic
phosphate salts such as food additives in food processing are readily
hydrolyzed in the gastrointestinal tract and
absorbed.
Elintarviketeollisuudessa
on fosforia sisältävien elintarvikelisien käyttö hyvin
laaja-alaista. USA:ssa ja läntisissä kulttuureissa fosfori, jota
lisätään elintarvikkeeseen prosessoinnissa, voi edustaa
päivittäistä 500 mg fosforinsaantia. Riippuen siitä, mitä
ruokia suosii, näiden yhdisteiden osuus yksilölle voi olla 300
mg- 1000 mg fosforia päivässä, Huomata voi, että alempi
sosioekonominen status korreloi korkeampiin seerumin
fosforipitoisuuksiin, mikä todennäköisesti johtuu enemmästä
kiinteän ravinnon ja alkoholittomien juomien käytöstä.
The
use of food additives containing phosphorus in the food industry is
widespread
.In
the US and other Western cultures, phosphorus that is added during
processing can represent an average daily intake of 500 mg⁄day.
Depending on food preferences, these compounds can contribute from
300 mg to 1000 mg of phosphorus to individual daily.
It
is notable is that low socioeconomic status is linked to higher serum
phosphorus concentrations, probably due to the
high intake of fast foods and soft drinks
Pohjoismainen
ravinto sisältää 1500- 1800 mg fosforia 10 megajoulessa
ravintoenergiaa Osuus mikä tulee elintarvikelisistä on
pääasiallisesti tuntematonta, mutta todennäkösesesti
merkitsevän tärkeä osa.
Diets
in the Nordic countries contain 1500-1800 mg/10MJ. The intake from
food additives is largely unknown, but is likely to be of significant
importance
Suomennos
2.5. 2013 ( Tämä sama teksti on esitetty myös siten että koko suomalainen teksti on erikseen ja englantilainen erikseen. )E- lisäaineet, joissa on fosfaattia on myös merkattu siihen. "NNR 2012"
Päivitys 7.2. 2015)
