Fosfor (P) je jeden ze základních biogenních prvků a podílí se na stavbě i funkci lidského organizmu. V lidském těle se vyskytuje zejména v podobě tzv. fosfátů (fosforečnanů), což je iont PO43-.
Tohle je zdůraznění takové maličkosti, která může zmást začátečníka v učebnicích. Písmenko "P" označuje chemickou značku fosforu, ale písmenko P v kroužku se používá pro fosfát (tj. PO43-).
Příjem a výdej fosforu
Fosfor je přijímán v potravě a vstřebáván v tenkém střevě. Nachází se v krvi i ve všech tkáních, největší množství fosforu ale najdeme v kostech. Z organizmu je fosfor vylučován ledvinami. Dodávám, že v ledvinách je fosfor nejen vylučován do tvořené moči, ale jeho část je zpětně resorbována.
Sérový fosfor
Sérový fosfor je částečně součástí organických struktur (např. fosfolipidy) a částečně anorganický. Běžné vyšetření krve nám dává informace o anorganickém fosforu, jehož sérová koncentrace je 1,1-1,45 mmol/l.
Koncentrace fosfátů v krvi obvykle velmi úzce souvisí s koncentrací vápníku. Tato závislost je nepřímo úměrná, takže vzrůst sérové hladiny vápníku znamená pokles koncentrace fosfátů a naopak.
I proto je logické, že sérová koncentrace fosfátů závisí na některých faktorech ovlivňující metabolismus vápníku, jako je parathormon a vitamin D. Parathormon snižuje reabsorpci fosfátů v ledvině, takže zvyšuje jejich ztráty z organismu. Vitamin D zvyšuje reabsorpci fosfátů (i vápníku) v ledvině a tím zvyšuje hladinu fosfátů v krvi. Metabolismus fosfátu je nicméně ovlivněn ještě jednou sloučeninou známou jako FGF 23 (fibroblast growth factor 23). FGF 23 snižuje reabsorpci fosfátů v ledvině.
Význam
Dalo by se říci, že fosfor (lépe řečeno fosfát) je tak trochu upozaděn ostatními biogenními chemickými prvky (uhlík, vodík, kyslík, dusík), ale ve skutečnosti je velice důležitý. Je totiž součástí řady organických i anorganických sloučenin a dává jim různé specifické vlastnosti.
-
Fosfáty pomáhají tvořit cytoplazmatickou membránu buněk, membrány buněčných organel a povrch lipoproteinů. Jde o tzv. fosfolipidovou dvojvrstvu, v níž fosfáty pomáhají tvořit její smáčivou část.
-
Fosfáty jsou součástí makroergních sloučenin, které jsou bohaté na energii. Nejznámějším příkladem jsou ATP a GTP.
-
Fosfáty jsou nezbytné pro fosforylaci. Fosforylace je pro buňky důležitý proces, který spočívá v navázání fosfátu na nějakou sloučeninu, čímž se změní její vlastnosti. Enzymy umožňující fosforylaci označujeme jako kinázy. Příkladů je bezpočet. Velice důležitá je například fosforylace glukózy, protože glukóza s navázaným fosfátem nemůže opustit danou buňku. Fosforylace enzymů mění jejich aktivitu a tak podobně
-
Fosfáty se podílí na buněčné signalizaci. Toto je velice složitá problematika. Za prvé je fosfát součástí signálních sloučenin známých jako cAMP a cGMP. Za druhé jde o využití zmíněné fosforylace některých sloučenin k přenosu určitého signálu. Jedním z mnoha příkladů jsou buněčné receptory s tyrosinkinázovou aktivitou, na kterých dojde po přijetí signálu k navázání fosfátů na molekuly tyrosinu a to pak způsobí další šíření signálu v buňce.
-
Fosfát je součástí hydroxyapatitu, který je hlavní anorganickou složkou kostí a zubní skloviny.
-
Fosfát je součástí nukleotidů a pomáhá tvořit strukturu DNA a RNA.
Schéma - příklad fosforylace glukózy, enzym se v tomto případě jmenuje hexokináza
Proč je to důležité?
-
Pokles koncentrace fosfátů v krvi (hypofosfatemie) se může objevit u těžké podvýživy, která bývá v našich končinách často spojená s alkoholizmem.
-
Prudký pokles hladiny fosfátů se může objevit v rámci realimentačního syndromu, kdy dlouhodobě hladovějícímu náhle podáme větší množství potravy. Fosfát začne být spotřebováván v nastartovaném buněčném energetickém metabolismu.
-
Zvýšení koncentrace fosfátů v krvi (hyperfosfatemie) je typické pro chronické selhávání ledvin, kdy dochází k narušení vylučování fosfátů do moči. Vzniká onemocnění známé jako renální osteodystrofie. Hromadění fosfátů vede ke zvýšenému vzniku ve vodě nerozpustného kalciumfosfátu (kalficikace tkání), tím dochází k poklesu hladiny vápníku a k odvápňování kostí. Více informací najdete v příslušném textu.
