Phosphate

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Bei Phosphaten handelt es sich um eine Reihe von chemischen Verbindungen, die Phosphor enthalten. Sie sind beispielsweise im Adenosintriphosphat (ATP) enthalten – dem primären Energieträger im Organismus. Eine erhöhte Phosphatkonzentration im Blut steht u. a. mit Nierenstörungen im Zusammenhang.

Inhaltsverzeichnis

Was sind Phosphate?

Phosphate entstehen aus Orthophosphorsäure. Als Salze der Orthophosphorsäure bestehen sie sowohl aus positiv als auch aus negativ geladenen Ionen (Kationen und Anionen). Die Ester der Orthophosphorsäure entstehen im Gegensatz dazu aus einer chemischen Reaktion der Säure mit einem Alkohol.

Dabei spaltet sich Wasser ab. Sowohl Salze als auch Ester der Orthophosphorsäure kommen im Organismus nur in oxidierter Form vor. Die Verbindungen sind nur schwer wasserlöslich. Phosphate lassen sich in drei Gruppen unterteilen. Die primären oder Dihydrogenphosphate verfügen über zwei Wasserstoffatome. Hingegen besitzen die sekundären Phosphate oder Hydrogenphosphate nur jeweils ein Wasserstoffatom pro Phosphatverbindung. Die tertiären Phosphate kommen ganz ohne Wasserstoffatom aus.

Diese drei Varianten bilden jedoch nicht die einzigen Unterteilungsmöglichkeiten. Darüber hinaus können Phosphate als Kondensate vorliegen. Diese entstehen unter Abspaltung von Wasser. Am Ende der biochemischen Reaktion bildet sich Diphosphorsäure, die ihren Namen den zwei Phosphorteilchen verdankt.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Phosphate sind für den menschlichen Körper lebenswichtig – doch auch alle anderen Lebewesen sind auf die chemische Verbindung angewiesen. Als Ester der Phosphorsäure bildet sie einen Bestandteil der Nukleinsäuren. Aus den Nukleinsäuren besteht die Desoxyribonukleinsäure, kurz DNA; sie speichert alle erblichen Informationen und steuert den Stoffwechsel der Zellen.

Die menschliche DNA besteht aus den vier Nukleinsäuren Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin, wobei jeweils Adenin und Thymin sowie Guanin und Cytosin ein sogenanntes Basenpaar bilden können. Eine lange Kette aus den verschiedenen Nukleinsäuren bildet einen spezifischen Code, den die Zellen in Proteinketten übersetzen und auf diese Weise auslesen können. Diese Proteinketten können Botenstoffe oder Bausteine für mikroskopische Zellstrukturen darstellen. Darüber hinaus sind Phosphate maßgeblich am Energiestoffwechsel beteiligt.

Als Adenosintriphosphat (ATP) bilden sie den primären Energieträger innerhalb des Organismus. ATP besteht aus drei Phosphaten, einem Zuckermolekül (Ribose) und einem Adeninrest. Die Abspaltung eines Phosphats setzt chemisch gebundene Energie frei. Übrig bleibt eine Verbindung, die aus zwei Phosphaten besteht: Adenosindiphosphat. Zellen nutzen die freigesetzte Energie für nahezu alle Prozesse. Die Muskeln sind ebenfalls auf ATP angewiesen. Ihre Fasern bestehen aus feinen Filamenten, die sich bei der Kontraktion ineinander schieben und dadurch den Muskel verkürzen.

ATP besitzt in diesem Prozess eine weichmachende Wirkung: Es löst die feinen Fasern voneinander und erlaubt ihnen dadurch, sich wieder zu bewegen. Die Leichenstarre ist ein Resultat des fehlenden ATPs.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Der optimale Wert für das Phosphat im Blut liegt bei 0,84–1,45 mmol/l. Dieser Bereich stellt den allgemeinen Referenzrahmen dar. Unter Umständen sind diese Vergleichswerte nicht anwendbar: Je nach verwendetem Test gibt das untersuchende Labor eventuell andere Referenzwerte aus, die dann gültig sind. Ein Mensch nimmt im Durchschnitt ca. 1000–1200 mg Phosphat zu sich.

Das Verdauungssystem absorbiert davon jedoch nicht die volle Menge, sondern lediglich rund 800 mg. Der Intrazellularraum speichert den Großteil der Phosphate, die aus der Nahrung stammen. Als Intrazellularraum fasst die Biologie alle Räume in Zellen zusammen. Die Zellen verstoffwechseln die Phosphate jedoch nicht unmittelbar, sondern nehmen sie zunächst nur auf. Der Intrazellularraum hält 70 % der Phosphate. Weitere 29 % befinden sich im Knochen. Die Phosphate lagern dort in der sogenannten Mineralisationsfront, wo sie dem Körper zur weiteren Verwendung zur Verfügung stehen und somit nicht zu einem permanenten Bestandteil des Knochens werden.

Im Blut zirkulieren die restlichen 1 % der Phosphate. Die Medizin fasst die Phosphat-Speicher im Intrazellularraum, im Knochen und im Blut als Phosphat-Pool zusammen. Der Phosphat-Pool bildet die Gesamtheit der Phosphate im Körper, die austauschbar sind. Die Knochen können Calciumphosphat darüber hinaus dauerhaft binden; sie geben es nur bei schweren Mangelzuständen wieder ab, was zu Osteoporose (Knochenschwund) führen kann.

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Krankheiten & Störungen

Ein ungewöhnlich erhöhter Phosphatspiegel manifestiert sich klinisch als Hyperphosphatämie. Eine Blutuntersuchung kann den Befund bestätigen. Die Hyperphosphatämie kann auf verschiedene Ursachen zurückgehen. Neben einer ungewöhnlich hohen Aufnahme von Phosphaten durch die Nahrung kommen Nierenversagen, Nierenstörungen sowie die Zerstörung von Gewebe als Auslöser infrage.

Die Nieren spielen bei der Regulation der Phosphatmenge im Körper eine wichtige Rolle. Sie filtern die harnpflichtigen Substanzen, zu denen auch die Phosphate gehören, aus dem Blut und scheiden sie über den Urin aus. Auf diese Weise können sie eine Aufnahme von bis zu 4000 mg/d regulieren. Höhere Mengen können die Hyperphosphatämie auslösen. Bei einer akuten Hyperphosphatämie steigt der Phosphatspiegel sprunghaft an. Die Krankheit äußert sich in diesem Fall in Beschwerden wie Durchfall, Übelkeit, Erbrechen, Appetitlosigkeit, Muskelkrämpfe, Herzrhythmusstörungen, Krampfanfällen und Kreislaufzusammenbrüchen. Es besteht darüber hinaus das Risiko eines plötzlichen Herztods.

Sekundär entwickelt sich unter Umständen eine Hypokalzämie, bei der der Calciumspiegel im Blut unter 2,2 mmol/l sinkt. Mögliche Symptome sind Parästhesien und Pfötchenstellung der Arme. Die Hypokalzämie basiert auf dem Umstand, dass während der akuten Hyperphosphatämie Calcium im Gewebe ausfällt und deshalb nicht mehr im Blut gebunden ist.

Die chronische Hyperphosphatämie kann ihren Ursprung in Nierenversagen haben. In diesem Fall sind die Organe nicht mehr in der Lage, die Phosphatmenge im Blut zu regulieren. Häufig treten andere Folgen des Nierenversagens neben der chronischen Hyperphosphatämie auf. Sie erhöht das Risiko für Herzinfarkt, Schlaganfall und Gefäßverschlüsse. Zur Therapie kommt eine Dialysebehandlung infrage.

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