Fosfáty hrajú kľúčovú úlohu pri udržiavaní mnohých životných procesov. Metabolizmus fosfátov a metabolizmus vápnika spolu úzko súvisia. Deficit fosfátov aj prebytok fosfátov spôsobujú vážne zdravotné problémy, ktoré môžu tiež viesť k smrti.
Čo je metabolizmus fosfátov?
Ako anióny kyseliny fosforečnej sa fosfáty podieľajú na všetkých metabolických procesoch v tele. Sú súčasťou genetického materiálu DNA a RNA, energeticky bohatých medziproduktov, ako sú ATP a ADP a v spojení s vápnikom, hydroxyapatitu, v kostiach a zuboch. Vo forme ATP hrajú dôležitú úlohu v energetickom metabolizme.
Fosfátový metabolizmus je úzko spojený s metabolizmom vápnika. Ak hladina fosfátov v krvi stúpa, hladina vápnika klesá súčasne a naopak. Hlavné množstvo fosfátu v organizme je uložené v kostiach a zuboch, okolo 85 percent. Kosti slúžia najmä ako zásoby fosfátov. Približne 14 percent fosfátov sa nachádza v bunkách. Tam slúžia ako zložky DNA, RNA, energetických nosičov ATP a ADP a v bunkových membránach ako fosfolipidy.
Fosforečnany sa prijímajú potravou a vylučujú sa obličkami. Pritom sa vyvíja rovnováha. Kolísanie hladiny fosfátov je vyvážené komplexnou súhru hormónov, ako je paratyroidný hormón, kalcitonín a vitamín D, a vylučovacej funkcie obličiek. Každý deň sa z potravy absorbuje asi 500 až 1 000 miligramov fosfátu. Normálna hladina fosfátov v plazme je približne 1,4 až 2,7 meq / l.
Funkcia a úloha
Fosfáty majú v tele niekoľko dôležitých funkcií. Podieľajú sa na stavbe kostí a zubov. Ďalej spájajú jednotlivé nukleotidy DNA a RNA za vzniku polymérnej genetickej molekuly. Ako súčasť ATP slúžia ako zásobníky energie a nosiče energie pri mnohých chemických reakciách v metabolizme. Stali sa nevyhnutnými v energetickom aj stavebnom metabolizme.
Mnoho biochemických konverzií sa môže uskutočniť iba prevodom fosfátových skupín. Kostrový systém slúži ako najväčšie ukladanie fosfátov a vápnika v organizme. Kosti a zuby sú vyrobené z hydroxyapatitu. Hydroxyapatit je modifikovaný fosforečnan vápenatý. Ak existuje zvýšená potreba vápnika, pôsobenie paratyroidného hormónu zapadá do pohybových procesov, ktoré uvoľňujú fosfáty a vápnik z kostí.
Pretože paratyroidný hormón poskytuje telu hlavne vápnik, podporuje vylučovanie fosfátov obličkami. Pretože ak by sa mala súčasne zvýšiť koncentrácia vápnika aj fosforečnanov, fosforečnan vápenatý by sa vyzrážal. To by zase znížilo koncentráciu vápnika. V tomto zmysle sa metabolizmus fosfátov nemôže oddeliť od metabolizmu vápnika.
Obsah fosfátov v krvnej plazme spravidla postačuje na to, aby mohol plniť všetky funkcie metabolizmu. Ak je nedostatok fosfátov, energetický metabolizmus by už nemohol fungovať efektívne. Keďže však jedlo obsahuje dostatočné množstvo fosfátov, požiadavka na fosfáty je zvyčajne primerane pokrytá.
Choroby a choroby
Organizmus je závislý od fungujúceho metabolizmu fosfátov. Príliš vysoká a príliš nízka koncentrácia fosfátov môže viesť k vážnym zdravotným problémom. Ak je hladina fosfátov v krvi príliš vysoká, nazýva sa to hyperfosfatémia. Existujú akútne aj chronické formy hyperfosfatémie. Akútne masívne zvýšenie koncentrácie fosfátov vedie k vážnym poruchám, ktoré môžu byť dokonca smrteľné. Fosfáty, ktoré tečú do krvi, sa pri prekročení určitej koncentrácie viažu s iónmi vápnika a vytvárajú tak fosforečnan vápenatý. Z krátkodobého hľadiska sa vyskytuje nebezpečná hypokalciémia (nedostatočné zásobovanie vápnikom). To môže viesť k zvracaniu, hnačke, svalovým kŕčom, srdcovým arytmiam, obehovému kolapsu a náhlej srdcovej smrti. V tejto situácii je potrebná rýchla pomoc vo forme infúzie fyziologického roztoku, aby sa urýchlilo vylučovanie fosfátov obličkami.
Chronická hyperfosfatémia nespôsobuje spočiatku žiadne príznaky. Z dlhodobého hľadiska však zrážanie fosforečnanu vápenatého vedie k kalcifikácii krvných ciev a obličiek. Dôsledky sú napríklad srdcové infarkty alebo mozgové príhody. Hyperfosfatémia môže byť spôsobená niekoľkými príčinami. Akútna forma je tvorená hlavne masívnym príjmom fosfátov alebo rozsiahlou nekrózou tkanivových oblastí. Rozpadnuté tkanivo uvoľňuje všetku zásobu fosfátov.
Chronická hyperfosfatémia je často spôsobená zníženým vylučovaním fosfátov obličkami pri obličkovej nedostatočnosti. So zvýšenou aktivitou paratyroidného hormónu môže tiež dôjsť k zvýšenej reabsorpcii fosfátov z reziduálneho moču.
To isté platí pre otravu vitamínom D. Aj v tomto prípade je koncentrácia fosfátov v krvi príliš vysoká. Z dlhodobého hľadiska sa cievy kalcifikujú. Preto sú dialyzovaní pacienti, okrem iného, dlhodobo ohrození infarktom a mozgovou príhodou. V týchto prípadoch musí byť zabezpečená strava s nízkym obsahom fosfátov a väzba nadbytku fosfátov s fosfátovými spojivami.
Na rozdiel od hyperfosfatémie je hypofosfatémia zriedkavá. Vyvíja sa to hlavne pri jednostrannej strave s nízkym obsahom fosfátov. Toto postihuje hlavne pacientov s intenzívnou starostlivosťou s umelou výživou s nízkym obsahom fosfátov, ale aj alkoholikov. Užívanie liekov viažucich fosfáty, ako sú napríklad blokátory kyselín, môže tiež viesť k nedostatočnej dodávke fosfátov. Pretože fosfáty sú zodpovedné za energetický metabolizmus, je narušená dodávka energie do buniek. Zníženie koncentrácie ATP tiež inhibuje uvoľňovanie kyslíka do krvi. V extrémnych prípadoch to môže viesť k deštrukcii krvi a svalových buniek.
