Fosfaat metabolisme

Fosfaten spelen een cruciale rol bij het in stand houden van veel levensprocessen. Fosfaat metabolisme en calciummetabolisme zijn nauw verwant. Zowel een fosfaattekort als een teveel aan fosfaat veroorzaken ernstige gezondheidsproblemen die ook tot de dood kunnen leiden.

Wat is het fosfaatmetabolisme?

Als anionen van fosforzuur zijn fosfaten betrokken bij alle stofwisselingsprocessen in het lichaam. Ze maken deel uit van het genetisch materiaal DNA en RNA, van energierijke tussenproducten zoals ATP en ADP en, in verband met calcium, van hydroxyapatiet, in botten en tanden. In de vorm van ATP spelen ze een belangrijke rol in het energiemetabolisme.

Het fosfaatmetabolisme is nauw verbonden met het calciummetabolisme. Als het fosfaatgehalte in het bloed stijgt, daalt ook het calciumgehalte en vice versa. De meeste fosfaat in het organisme wordt opgeslagen in de botten en tanden, ongeveer 85 procent. Met name de botten dienen als fosfaatopslag. Ongeveer 14 procent van de fosfaten bevindt zich in de cellen. Daar dienen ze als componenten van DNA, RNA, de energiedragers ATP en ADP en in de celmembranen als fosfolipiden.

Fosfaten worden constant via de voeding opgenomen en via de nieren uitgescheiden. Daarbij ontstaat een evenwicht. Schommelingen in het fosfaatniveau worden gecompenseerd door een complex samenspel van hormonen zoals bijschildklierhormoon, calcitonine en vitamine D, en de uitscheidingsfunctie van de nieren. Dagelijks wordt ongeveer 500 tot 1000 milligram fosfaat uit de voeding opgenomen. Het normale plasmaspiegel van fosfaten is ongeveer 1,4 tot 2,7 meq / l.

Functie en taak

Fosfaten hebben verschillende belangrijke functies in het lichaam. Ze zijn betrokken bij het bouwen van botten en tanden. Bovendien verbinden ze de individuele nucleotiden van DNA en RNA om een ​​polymeer genetisch molecuul te vormen. Als onderdeel van ATP dienen ze als energiereserves en energiedragers bij veel chemische reacties in het metabolisme. Ze zijn onmisbaar geworden in zowel energie als het opbouwen van metabolisme.

Veel biochemische omzettingen kunnen alleen plaatsvinden door overdracht van fosfaatgroepen. Het skeletstelsel dient als de grootste opslag van fosfaat en calcium in het organisme. De botten en tanden zijn gemaakt van hydroxyapatiet. Hydroxyapatiet is een gemodificeerd calciumfosfaat. Wanneer er een verhoogde behoefte aan calcium is, zet de werking van bijschildklierhormoon processen op gang die fosfaten en calcium uit de botten vrijkomen.

Omdat het bijschildklierhormoon het lichaam voornamelijk van calcium voorziet, bevordert het ook de uitscheiding van fosfaat via de nieren. Want als de concentratie van zowel calcium als fosfaat tegelijkertijd zou stijgen, zou calciumfosfaat neerslaan. Dat zou op zijn beurt de calciumconcentratie verlagen. In die zin kan de fosfaatstofwisseling niet los worden gezien van de calciumstofwisseling.

In de regel is het fosfaatgehalte in het bloedplasma voldoende om alle functies van de stofwisseling te kunnen vervullen. Bij een tekort aan fosfaat kan de energiestofwisseling niet meer goed functioneren. Omdat de voeding echter voldoende fosfaten bevat, wordt de fosfaatbehoefte meestal voldoende gedekt.

Ziekten en aandoeningen

Het organisme is afhankelijk van een functionerende fosfaatstofwisseling. Zowel te hoge als te lage fosfaatconcentraties kunnen tot ernstige gezondheidsproblemen leiden. Als het fosfaatgehalte in het bloed te hoog is, wordt dit hyperfosfatemie genoemd. Er zijn zowel acute als chronische vormen van hyperfosfatemie. Een acute enorme verhoging van de fosfaatconcentratie leidt tot ernstige verstoringen die zelfs fataal kunnen zijn. De fosfaten die in het bloed stromen, binden zich met calciumionen wanneer een bepaalde concentratie wordt overschreden en vormen zo calciumfosfaat. Op korte termijn treedt gevaarlijke hypocalciëmie (onvoldoende aanvoer van calcium) op. Dit kan leiden tot braken, diarree, spierkrampen, hartritmestoornissen, instorting van de bloedsomloop en plotselinge hartdood. In deze situatie is snelle hulp in de vorm van een infusie van een fysiologische zoutoplossing nodig om de uitscheiding van fosfaat door de nieren te versnellen.

Chronische hyperfosfatemie veroorzaakt aanvankelijk geen symptomen. Op de lange termijn leidt het neerslaan van calciumfosfaat echter tot verkalking van bloedvaten en nieren. De gevolgen zijn bijvoorbeeld hartaanvallen of beroertes. Hyperfosfatemie kan door verschillende oorzaken worden veroorzaakt. De acute vorm wordt voornamelijk gevormd door massale fosfaatopname of door uitgebreide necrose van weefselgebieden. Het vergane weefsel geeft zijn volledige fosfaatvoorraad vrij.

Chronische hyperfosfatemie wordt vaak veroorzaakt door verminderde fosfaatuitscheiding door de nieren bij nierinsufficiëntie. Bij een verhoogde activiteit van het bijschildklierhormoon kan een verhoogde reabsorptie van fosfaten uit de resterende urine optreden.

Hetzelfde geldt voor vergiftiging met vitamine D. Ook hier is de fosfaatconcentratie in het bloed te hoog. Op de lange termijn worden de bloedvaten verkalkt. Daarom worden onder meer dialysepatiënten op lange termijn bedreigd door hartaanvallen en beroertes. In deze gevallen moet worden gezorgd voor een fosfaatarm dieet en de binding van overtollige fosfaten met fosfaatbinders.

In tegenstelling tot hyperfosfatemie is hypofosfatemie zeldzaam. Dit ontwikkelt zich vooral bij een extreem eenzijdige voeding met een laag fosfaatgehalte. Dit treft vooral intensive care-patiënten met fosfaatarme kunstmatige voeding, maar ook alcoholisten. Ook het gebruik van fosfaatbindende middelen, zoals zuurremmers, kan leiden tot onvoldoende aanvoer van fosfaten. Omdat fosfaten verantwoordelijk zijn voor de energiestofwisseling, is de energietoevoer van de cellen verstoord. De afname van de ATP-concentratie remt ook de afgifte van zuurstof aan het bloed. In extreme gevallen kan dit leiden tot vernietiging van bloed en spiercellen.