Фосфаты играют решающую роль в поддержании многих жизненных процессов. Фосфатный метаболизм и метаболизм кальция тесно связаны. Как дефицит фосфата, так и его избыток вызывают серьезные проблемы со здоровьем, которые также могут привести к смерти.
Что такое фосфатный обмен?
Как анионы фосфорной кислоты, фосфаты участвуют во всех метаболических процессах в организме. Они являются частью генетического материала ДНК и РНК, богатых энергией промежуточных соединений, таких как АТФ и АДФ, и, в связи с кальцием, гидроксиапатита в костях и зубах. В форме АТФ они играют важную роль в энергетическом обмене.
Метаболизм фосфата тесно связан с метаболизмом кальция. Если уровень фосфата в крови повышается, уровень кальция одновременно падает, и наоборот. Основное количество фосфатов в организме хранится в костях и зубах, около 85 процентов. В частности, кости служат хранилищами фосфата. Примерно 14 процентов фосфатов находится внутри клеток. Там они служат компонентами ДНК, РНК, энергоносителями АТФ и АДФ, а в клеточных мембранах - фосфолипидами.
Фосфаты постоянно попадают в организм с пищей и выводятся через почки. При этом устанавливается равновесие. Колебания уровня фосфатов уравновешиваются сложным взаимодействием гормонов, таких как паратироидный гормон, кальцитонин и витамин D, и выделительной функцией почек. Ежедневно с пищей всасывается от 500 до 1000 миллиграммов фосфата. Нормальный уровень фосфатов в плазме составляет примерно 1,4–2,7 мэкв / л.
Функция и задача
Фосфаты выполняют в организме несколько важных функций. Они участвуют в строительстве костей и зубов. Кроме того, они связывают отдельные нуклеотиды ДНК и РНК, чтобы сформировать полимерную генетическую молекулу. Как часть АТФ, они служат запасами энергии и энергоносителями во многих химических реакциях обмена веществ. Они стали незаменимыми как в энергетическом, так и в строительном обмене веществ.
Многие биохимические превращения могут происходить только за счет переноса фосфатных групп. Скелетная система служит крупнейшим хранилищем фосфатов и кальция в организме. Кости и зубы сделаны из гидроксиапатита. Гидроксиапатит - это модифицированный фосфат кальция. Когда возникает повышенная потребность в кальции, действие паратироидного гормона запускает процессы, которые высвобождают фосфаты и кальций из костей.
Поскольку паратироидный гормон в основном обеспечивает организм кальцием, он также способствует выведению фосфата через почки. Потому что, если бы концентрация кальция и фосфатов увеличилась одновременно, фосфат кальция выпал бы в осадок. Это, в свою очередь, снизит концентрацию кальция. В этом смысле метаболизм фосфата нельзя отделить от метаболизма кальция.
Как правило, содержание фосфатов в плазме крови достаточно для выполнения всех функций обмена веществ. При недостатке фосфата энергетический обмен больше не может функционировать эффективно. Однако, поскольку пища содержит достаточно фосфатов, потребность в фосфатах обычно удовлетворяется.
Болезни и недуги
Организм зависит от функционирующего фосфатного обмена. И слишком высокая, и слишком низкая концентрация фосфатов может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Если уровень фосфатов в крови слишком высок, это называется гиперфосфатемией. Есть как острые, так и хронические формы гиперфосфатемии. Резкое массовое повышение концентрации фосфатов приводит к серьезным нарушениям, которые могут даже быть фатальными. Фосфаты, попадающие в кровь, связываются с ионами кальция при превышении определенной концентрации и, таким образом, образуют фосфат кальция. В краткосрочной перспективе возникает опасная гипокальциемия (недостаточное поступление кальция). Это может привести к рвоте, диарее, мышечным спазмам, сердечной аритмии, нарушению кровообращения и внезапной сердечной смерти. В этой ситуации необходима быстрая помощь в виде инфузии физиологического раствора, чтобы ускорить выведение фосфата почками.
Хроническая гиперфосфатемия изначально не вызывает никаких симптомов. Однако в долгосрочной перспективе осаждение фосфата кальция приводит к кальцификации кровеносных сосудов и почек. Последствиями являются, например, сердечные приступы или инсульты. Гиперфосфатемия может быть вызвана несколькими причинами. Острая форма в основном формируется из-за массивного потребления фосфатов или обширного некроза участков тканей. Разложившаяся ткань высвобождает весь запас фосфата.
Хроническая гиперфосфатемия часто вызывается снижением выведения фосфата почками при почечной недостаточности. При повышенной активности паратироидного гормона также может происходить повышенная реабсорбция фосфатов из остаточной мочи.
То же самое и при отравлении витамином D. В этом случае концентрация фосфата в крови слишком высока. Со временем кровеносные сосуды кальцинируются. Таким образом, диализным пациентам, среди прочего, в долгосрочной перспективе угрожают сердечные приступы и инсульты. В этих случаях необходимо обеспечить диету с низким содержанием фосфатов и связывание избытка фосфатов с помощью фосфатсвязывающих веществ.
В отличие от гиперфосфатемии гипофосфатемия встречается редко. В основном это происходит из-за чрезвычайно односторонней диеты с низким содержанием фосфатов. В основном это касается пациентов интенсивной терапии с искусственным питанием с низким содержанием фосфатов, а также алкоголиков. Прием фосфатсвязывающих препаратов, таких как блокаторы кислоты, также может привести к недостаточному поступлению фосфатов. Поскольку фосфаты несут ответственность за энергетический обмен, энергоснабжение клеток нарушается. Снижение концентрации АТФ также тормозит выброс кислорода в кровь. В крайних случаях это может привести к разрушению крови и мышечных клеток.
