Phosphore est un élément chimique avec le symbole de l'élément P. En tant que non-métal, il est dans le 5ème groupe principal du tableau périodique et porte le numéro atomique ou atomique 15. L'abondance de phosphore dans la croûte terrestre est donnée à 0.09%. Phosphore est un minéral essentiel pour l'homme et est le minéral le plus abondant dans le corps après calcium. Le phosphore étant très réactif, il se produit dans la nature exclusivement sous forme liée, principalement en combinaison avec oxygène (O) sous forme de sel de acide phosphorique (H3PO4) - phosphate (PO43-), Hydrogénation phosphate (HPO42-), dihydrogénophosphate (H2PO4-) - et sous forme d'apatite (nom court et collectif d'un groupe de minéraux avec la formule chimique générale Ca5 (PO4) 3 (F, Cl, OH)), comme la fluoro-, la chloro- et l'hydroxyapatite. Dans l'organisme humain, le phosphore est un élément essentiel des composés organiques, tels que glucides, protéines, lipides, acides nucléiques, nucléotides et vitamines, ainsi que de composés inorganiques, dont calcium phosphate ou l'hydroxyapatite (Ca10 (PO4) 6 (OH) 2), qui est localisée dans le squelette et les dents, est particulièrement importante. Dans ses composés, le phosphore est principalement présent dans les états de valence -3, +3 et +5. Le phosphore est présent dans pratiquement tous les aliments. Des quantités élevées de phosphate se trouvent en particulier dans les aliments riches en protéines, tels que les produits laitiers, la viande, le poisson et des œufs. En raison de l'utilisation de phosphates - certains orthophosphates (PO43-), di-, tri- et polyphosphates (produits de condensation de deux, trois et plusieurs orthophosphates, respectivement) - comme additifs alimentaires, par exemple comme régulateurs d'acidité (maintien du pH constant), émulsifiants (combinant deux liquides non miscibles, tels que l'huile et d'eau), antioxydants (empêchant l'oxydation indésirable), conservateurs (effet antimicrobien, conservation) et agents de démoulage, en outre, les aliments transformés industriellement, tels que les produits à base de viande et de saucisse, le fromage fondu, pain et les produits de boulangerie, les plats et sauces prêts à consommer, ainsi que les boissons et sodas contenant du cola, ont parfois une teneur élevée en phosphate [4, 7-9, 15, 16, 18, 25, 27].
Absorption
Le phosphate alimentaire se présente principalement sous forme de composés organiques, par exemple des phosphoprotéines, Phospholipides-et doit d'abord être absorbé par des phosphatases spécifiques (enzymes, acide phosphorique à partir d'esters d'acide phosphorique ou de polyphosphates) de la membrane en brosse des entérocytes (cellules du épithélium des intestin grêle) afin d'être absorbé sous forme de phosphate inorganique dans le duodénum et jéjunum. Les polyphosphates (produits de condensation de plusieurs orthophosphates), qui représentent environ 10% de l'apport quotidien en phosphate, subissent également une hydrolyse (clivage par réaction avec d'eau) par les phosphatases avant intestinale absorption (absorption via l'intestin), alors que les orthophosphates (PO43-) sont presque complètement absorbés sous leur forme d'origine. Plus le degré de condensation (degré de réticulation) d'un polyphosphate est élevé, plus son clivage enzymatique dans la lumière intestinale est bas et plus les polyphosphates sont excrétés non absorbés dans les selles (selles). Le phosphate dissous de son composé - phosphate inorganique exempt - est principalement transporté dans le muqueuse cellules (cellules muqueuses) du duodénum (duodénum) et jéjunum (jéjunum), respectivement, par un actif, sodium-mécanisme dépendant qui utilise préférentiellement Hydrogénation phosphate (HPO42-) comme substrat. De plus, il existe un processus passif par lequel le phosphate inorganique pénètre dans la circulation sanguine paracellulaire (à travers les espaces interstitiels des cellules épithéliales intestinales) le long d'un gradient électrochimique. Paracellulaire absorption, qui se produit dans tout le tractus intestinal, y compris le côlon (gros intestin), devient particulièrement important lorsque des quantités plus élevées de phosphate sont ingérées. Comparé à l'actif absorption mécanisme, cependant, l'absorption intestinale passive n'est pas aussi efficace, c'est pourquoi la quantité totale absorbée augmente en termes absolus avec l'augmentation du phosphate dose, mais diminue en termes relatifs.masse transport à travers les cellules épithéliales de l'intestin) la résorption du phosphate est régulée par hormone parathyroïdienne (PTH, une hormone peptidique synthétisée dans le glande parathyroïde), calcitriol (forme physiologiquement active de vitamine D) et calcitonine (une hormone peptidique synthétisée dans les cellules C du glande thyroïde), le processus de transport paracellulaire passif n'est pas affecté par la hormones listé. La régulation de la réabsorption transcellulaire des phosphates par la PTH, calcitriolet calcitonine est discuté plus en détail ci-dessous. Le taux d'absorption des phosphates est plus élevé en phase de croissance qu'à l'âge adulte. Par exemple, l'absorption de phosphate chez le nourrisson, le tout-petit et l'enfant, qui ont un phosphate positif équilibre (l'apport en phosphate dépasse l'excrétion de phosphate), se situe entre 65 et 90%, tandis que les adultes absorbent le phosphate inorganique d'un mélange régime à 55-70%. En plus de l'âge biologique, le phosphate biodisponibilité dépend également du niveau de l'apport alimentaire en phosphate - corrélation inverse (plus l'apport en phosphate est élevé, plus la biodisponibilité est faible) - le type de composé phosphaté et l'interaction avec les ingrédients alimentaires. Les facteurs suivants inhibent l'absorption du phosphate:
- Augmentation de la consommation de certains minéraux ainsi que oligo-éléments tels que calcium, aluminiumet fonte - Précipitation de phosphate libre par formation d'un complexe insoluble.
- Le rapport calcium / phosphate (Ca: P) alimentaire doit être de 0.9 à 1.7: 1 chez les enfants; les adultes ne devraient pas être tenus de maintenir un rapport alimentaire spécifique Ca: P
- Acide phytique (ester hexaphosphate de myo-inositol) - dans les céréales et les légumineuses, le phosphate est principalement présent sous forme liée sous forme d'acide phytique et n'est donc pas utilisable par l'organisme humain en raison de l'absence de phytase (enzyme qui clive l'acide phytique par rétention d'eau et libère du phosphate lié) dans le tube digestif; uniquement par des phytases microbiennes ou par l'activation de phytases propres à la plante, par exemple, dans la production de pain par levain ou une gestion spéciale de la pâte, pendant la fermentation et la germination, le phosphate peut être libéré de son complexe et résorbé
En raison de la teneur parfois élevée en acide phytique des aliments végétaux, tels que les céréales, les légumes, les légumineuses et des noisettes, le phosphore des aliments d'origine animale est généralement plus disponible. Les aliments riches en phytates d'origine végétale peuvent avoir jusqu'à 50% de moins biodisponibilité. Par exemple, le phosphore de la viande est absorbé en moyenne ~ 69%, à partir de lait ~ 64%, et du fromage ~ 62%, tandis que du seigle à grains entiers pain seulement environ 29% du phosphore est absorbé dans l'intestin en moyenne. Les facteurs suivants favorisent l'absorption des phosphates:
- 1,25-dihydroxylcholécalciférol (1,25- (OH) 2-D3, calcitriol - métaboliquement actif vitamine D).
- PH élevé
Distribution dans le corps
La quantité totale de phosphore dans le corps est d'environ 17 g (0.5%) chez le nouveau-né et entre 600 et 700 g (0.65-1.1%) chez l'adulte. Plus de 85% de celui-ci se trouve dans des composés inorganiques contenant du calcium sous forme de phosphate de calcium et d'hydroxyapatite (Ca10 (PO4) 6 (OH) 2), respectivement, dans le squelette et les dents. 65 à 80 g (10 à 15%) du phosphore du corps est principalement localisé en tant que composant de composés organiques - composés de phosphate riches en énergie, tels que adénosine triphosphate (ATP, vecteur d'énergie universel) et créatine phosphate (PKr, fournisseur d'énergie dans le tissu musculaire), Phospholipides, etc. - dans les tissus restants, tels que cerveau, foie et les muscles. L'espace extracellulaire ne contient qu'environ 0.1% du phosphore corporel [2, 5, 7-9, 11, 15, 18, 25, 27]. Environ 1.2 g (0.2 à 5%) du stock de phosphore total est facilement échangé et est métabolisé jusqu'à dix fois par jour, avec le métabolisme le plus lent du phosphate dans le cerveau et le plus rapide sang cellules - érythrocytes (des globules rouges), leucocytes (blanc sang cellules), Plaquettes (thrombocytes). Dans fluides corporels, le phosphore est présent sous forme inorganique à environ 30%, principalement sous forme bivalente (bivalente) Hydrogénation phosphate (HPO42-) et dihydrogénophosphate monovalent (monovalent) (H2PO4-). De plus, il existe des composés de phosphate organique, tels que les esters de phosphate, le phosphate lié aux lipides et aux protéines. À un pH physiologique de 7.4, le rapport de HPO42- à H2PO4- est de 4: 1.Si le pH augmente, les protons (ions H +) liés au phosphate sont de plus en plus libérés dans l'environnement, de sorte que dans des conditions fortement alcalines (pH = 13), PO43- et HPO42- sont principalement trouvés. En revanche, dans des conditions fortement acides (pH = 1), H3PO4 et H2PO4- dominent, car le phosphore retire de plus en plus les ions H + de l'environnement et les lie. Ainsi, le phosphore agit comme un système dihydrogénophosphate-hydrogénophosphate (H2PO4- ↔ H + + HPO42-) au sein de l'acide-base équilibre comme tampon dans la cellule, en sang plasma ainsi que dans l'urine (→ maintien du pH). Le phosphore total dans le sang est d'environ 13 mmol / l (400 mg / l). Le phosphate inorganique dans le plasma sanguin (adultes 0.8-1.4 mmol / l [2, 7, 25-27]; enfants 1.29-2.26 mmol / l) est complexé à 45%, 43% ionisé et 12% lié à protéines. Les composés de phosphate organique sanguin comprennent les lipoprotéines (agrégats de lipides et de protéines) du plasma et Phospholipides of érythrocytes (des globules rouges). La concentration sérique de phosphate est influencée par les facteurs suivants:
- Rythme circadien (propre périodique du corps) - les taux sériques de phosphate sont les plus bas le matin / matin et les plus élevés l'après-midi / le soir
- Âge biologique
- Les nourrissons, les jeunes enfants et les écoliers ont des taux de phosphate sanguin significativement plus élevés que les adultes (→ minéralisation des os).
- Avec l'âge, une diminution de la concentration de phosphate sérique est observée - contrairement à la concentration de calcium, qui est maintenue dans des limites relativement étroites et la même tout au long de la vie
- Genre
- Qualité et quantité de l'apport alimentaire
- Type et quantité de composés phosphatés
- Rapport entre les facteurs inhibant la résorption et les facteurs favorisant la résorption.
- Apport excessif en glucides - peut, en particulier en cas d'acidocétose diabétique (déraillement métabolique sévère (suracidification) en l'absence d'insuline en raison d'une concentration excessive de corps cétoniques (acides organiques) dans le sang) ou de réalimentation (reprise de la prise alimentaire) après une malnutrition sévère (malnutrition) ), entraînent une baisse de la concentration de phosphate extracellulaire (à l'extérieur des cellules) - hypophosphatémie (déficit en phosphate) - car pour l'augmentation de la glycolyse intracellulaire (à l'intérieur des cellules) (dégradation des glucides), l'augmentation des esters de phosphate, tels que l'ATP pour les réactions de phosphorylation (fixation de un groupe phosphate à une molécule) et l'ADP (adénosine diphosphate) pour la synthèse de l'ATP, doivent être fournis, qui sont retirés du sang
- Quantité de phosphate absorbée et excrétée par le corps, respectivement.
- Hormonal interactions - hormone parathyroïdienne, calcitriol, calcitonine qualité hormones (voir ci-dessous).
- Modification de la distribution des phosphates entre les espaces intracellulaire et extracellulaire, par exemple, en cas d'abus d'alcool (abus d'alcool) et après un apport excessif (excessif) de glucides, qui peut entraîner une augmentation de la teneur intracellulaire et une diminution de la teneur en phosphate extracellulaire en raison d'une glycolyse accrue - en fonction sur la cause, des fluctuations (fluctuations) peuvent se produire jusqu'à 2 mg / dl, qui ne reflètent pas nécessairement une sous- ou une surproduction, respectivement
En raison de l'influence parfois forte des mécanismes énumérés ci-dessus, le taux de phosphate sérique n'est pas une mesure appropriée pour déterminer le stock corporel total de phosphore.
Excrétion
L'excrétion du phosphate se produit à 60 à 80% par les reins et 20 à 40% par les matières fécales (selles). Le phosphate éliminé par les matières fécales varie de 0.9 à 4 mg / kg de poids corporel. La majeure partie (~ 70-80%) est du phosphore non absorbé par voie intestinale et un plus petit pourcentage est du phosphore sécrété (excrété) dans le tractus digestif. Dans le un rein, le phosphate est filtré (140-250 mmol / jour) dans les glomérules (capillaire enchevêtrements vasculaires du un rein) et - en co-transport avec sodium ions (Na +) - est réabsorbé dans le tubule proximal (partie principale des tubules rénaux) de 80 à 85%. La quantité d'élimination rénale (excrétée via le un rein) le phosphate dépend du phosphate sérique concentration - corrélation positive avec l'absorption de phosphate (plus l'absorption est élevée, plus la concentration de phosphate dans le sang est élevée) - et sur la quantité de phosphate réabsorbée par voie tubulaire. Si la quantité de phosphate filtrée dépasse le maximum de transport du tubule proximal, du phosphate apparaît dans les urines, c'est le cas avec une teneur en phosphate dans le plasma sanguin> 1 mmol / l, déjà dépassée chez les individus sains. Chez les nourrissons, la capacité d'excrétion rénale du phosphate en particulier est faible en raison de la fonction rénale pas encore complètement développée. Par conséquent, lait maternel a une faible teneur en phosphore. Pour quantifier l'excrétion rénale de phosphate, la collecte d'urine de 24 heures est nécessaire car l'excrétion rénale de phosphate est soumise à un rythme jour-nuit distinct - phosphate urinaire matin / matin concentration est le plus bas, après-midi / soir le plus élevé. Dans des conditions physiologiques (normales pour le métabolisme), 310-1,240 10 mg (40-24 mmol) de phosphate sont excrétés dans l'urine dans les XNUMX heures. Il y a plusieurs indications qu'unfructose régime-20% de l'énergie totale sous forme de fructose (fruit sucre) -augmente la perte de phosphate urinaire et conduit à un phosphate négatif équilibre (l'excrétion de phosphate dépasse l'apport en phosphate). UNE régime faible en magnésium renforce en même temps cet effet. On pense que la cause est un mécanisme de rétroaction manquant dans fructose métabolisme, de sorte qu'une quantité supérieure à la moyenne de fructose-1-phosphate est synthétisée (formée) à partir du fructose dans le foie avec la consommation de phosphate et s'accumule dans la cellule - «piégeage de phosphate». La consommation de fructose en Allemagne ayant fortement augmenté depuis l'introduction du sirop de fructose ou glucose-sirop de fructose (maïs sirop) - avec une baisse simultanée de magnésium apport - cette interaction nutritive devient de plus en plus importante. Le processus d'excrétion rénale du phosphate ou d'absorption tubulaire du phosphate est contrôlé hormonalement. Pendant que hormone parathyroïdienne (une hormone peptidique synthétisée dans le glande parathyroïde), la calcitonine (une hormone peptidique synthétisée dans les cellules C du glande thyroïde), œstrogène (hormone stéroïde, hormone sexuelle féminine) et thyroxine (T4, hormone thyroïdienne) augmente l'excrétion de phosphate par les reins, elle est diminuée par l'hormone de croissance, insuline (du sang sucre-hormone peptidique de la diminution), et cortisol (glucocorticoïde qui active les processus métaboliques cataboliques (dégradants)). Un effet stimulant sur l'excrétion rénale de phosphate est également produit par une augmentation de l'apport en calcium et acidose (hyperacidité du corps, pH sanguin <7.35).
Régulation hormonale de l'homéostasie des phosphates
La régulation de l'homéostasie des phosphates est sous contrôle hormonal et se produit principalement par le rein. De plus, l'os est également impliqué dans la régulation de l'équilibre des phosphates en raison de sa fonction physiologique de réserve minérale et de la intestin grêle. Le métabolisme des phosphates est régulé par diverses hormones, dont les plus importantes sont:
- Hormone parathyroïdienne (PTH)
- Calcitriol (1,25-dihydroxylcholécalciférol, 1,25- (OH) 2-D3)
- Calcitonine
Le répertorié hormones influent respectivement sur la libération ou l'absorption du phosphate dans les os, l'absorption intestinale du phosphate et l'excrétion rénale du phosphate. Le métabolisme du phosphate inorganique est étroitement lié à celui du calcium. Hormone parathyroïdienne et calcitriol
Lorsque les taux de calcium sérique chutent - en raison d'un apport insuffisant, d'une augmentation des pertes ou d'une diminution de l'absorption intestinale due à un apport excessif en phosphate (→ formation d'un complexe de phosphate de calcium insoluble) ou à des taux excessifs de phosphate dans le plasma sanguin (→ blocage du rein 1,25, 2- (OH) 3-D1 synthèse) - l'hormone parathyroïdienne (PTH) est de plus en plus synthétisée dans les cellules parathyroïdes et sécrétée (sécrétée) dans la circulation sanguine. La PTH atteint le rein et stimule l'expression de la 25-alpha-hydroxylase (enzyme qui insère un groupe hydroxyle (OH) dans une molécule) dans le tubule proximal (partie principale des tubules rénaux), convertissant ainsi 3-OH-D25 (1,25 -hydroxycholécalciférol, calcidiol) en 2- (OH) 3-DXNUMX, la forme biologiquement active de vitamine D [1-4, 14, 15, 18, 25, 27]. Au niveau de l'os, la PTH et la 1,25- (OH) 2-D3 stimulent l'activité des ostéoclastes, qui conduire à la dégradation de la substance osseuse. Le calcium étant stocké dans le système squelettique sous forme d'hydroxyapatite (Ca10 (PO4) 6 (OH) 2), les ions calcium et phosphate sont simultanément libérés de l'os et libérés dans l'espace extracellulaire [1-3, 15, 16, 18 ] .Au niveau de la membrane de bordure en brosse du duodénum et le jéjunum, 1,25- (OH) 2-D3 favorise la réabsorption transcellulaire active du calcium et du phosphate et donc le transport des deux minéraux dans l'espace extracellulaire [1-4, 15, 16, 18, 25, 27]. Dans le rein, la PTH inhibe la réabsorption tubulaire du phosphate tout en favorisant la réabsorption tubulaire du calcium. Enfin, il existe une augmentation de l'excrétion rénale du phosphate, qui s'est accumulé dans le sang par mobilisation osseuse et réabsorption depuis l'intestin. La diminution des taux de phosphate sérique, d'une part, empêche la précipitation du phosphate de calcium dans les tissus et, d'autre part, stimule la libération de calcium par les os - en faveur de la calcémie concentration [1-3, 15, 16, 18, 27]. Le résultat des effets de la PTH et du calcitriol sur les mouvements du calcium et du phosphate entre les compartiments individuels (parties du corps délimitées par des biomembranes) est une augmentation de la concentration de calcium extracellulaire et une diminution du taux de phosphate sérique. Chez les patients avec insuffisance rénale chronique (chronique insuffisance rénale), le taux de filtration glomérulaire est diminué, ce qui entraîne une excrétion insuffisante de phosphate et une réabsorption insuffisante du calcium. Il en résulte une diminution de la concentration sérique de calcium (hypocalcémie) et une augmentation de la teneur en phosphate dans le plasma sanguin (hyperphosphatémie (excès de phosphate)). Enfin, il y a augmentation de la sécrétion de PTH - secondaire hyperparathyroïdie (hyperfonction parathyroïdienne) - qui provoque les effets énumérés ci-dessus sur les reins, l'intestin et os (→ une mobilisation accrue du phosphate de calcium augmente le risque de l'ostéoporose (perte osseuse)). Cependant, en raison d'une insuffisance rénale, l'augmentation de la concentration sérique de phosphate ne peut pas être normalisée par la PTH. Si le taux de phosphate sérique dépasse 7 mmol / l, le phosphate s'associe au calcium pour former un complexe de phosphate de calcium peu soluble et non résorbable, ce qui aggrave la baisse du taux de calcium sérique et est associé à une calcification (dépôts de calcium) en extra-osseux (extérieur) l'os), comme le sang bateaux, reins (→ néphrocalcinose), les articulations, et les muscles, et peut éventuellement s'accompagner d'une inflammation réactive et nécrose du tissu affecté (→ mort cellulaire pathologique). Ainsi, en cas d'insuffisance rénale existante, l'apport alimentaire en phosphate doit être limité à 800-1,000 XNUMX mg / jour et, en fonction de la gravité de la maladie, l'utilisation supplémentaire de liants phosphatés (médicaments qui éliminent le phosphate de l'absorption par complexation), comme le calcium sels, est indiqué (indiqué). Dans le passé, aluminium les composés étaient souvent utilisés pour inhiber l'absorption du phosphate chez les patients insuffisants rénaux. De nos jours, ces composés sont principalement remplacés par carbonate de calcium, Depuis aluminium a un effet toxique (toxique) en quantités plus élevées. Niveaux sériques élevés et prolongés de calcitriol conduire à l'inhibition de la synthèse de la PTH et de la prolifération (croissance et multiplication) des cellules parathyroïdes - rétroaction négative. Ce mécanisme se déroule via les récepteurs de la vitamine D3 des cellules parathyroïdes. Si le calcitriol occupe ces récepteurs spécifiques à lui-même, la vitamine peut influencer le métabolisme de l'organe cible. Calcitonine
Une augmentation de la concentration de calcium sérique amène les cellules thyroïdiennes C à synthétiser et à sécréter (sécréter) des quantités accrues de calcitonine. Au niveau de l'os, la calcitonine inhibe l'activité des ostéoclastes et donc la dégradation du tissu osseux, favorisant le dépôt de calcium et de phosphate dans le squelette. Dans le duodénum (intestin grêle) et le jéjunum (intestin vide), l'hormone peptidique diminue l'absorption active du calcium et du phosphate dans les entérocytes (cellules du petit intestin épithélium). Dans le même temps, la calcitonine stimule l'excrétion de calcium et de phosphate dans le rein en inhibant la réabsorption tubulaire. Grâce à ces mécanismes, la calcitonine entraîne une diminution des concentrations sériques de calcium et de phosphate. La calcitonine représente un antagoniste direct (adversaire) de la PTH. Ainsi, lorsque le calcium libre extracellulaire est augmenté, la synthèse et la sécrétion de PTH à partir du glande parathyroïde et la production rénale de 1,25- (OH) 2-D3 induite par la PTH est diminuée. Il en résulte une diminution de la mobilisation du phosphate de calcium dans les os, une réduction de la réabsorption intestinale du calcium et du phosphate et une diminution de la réabsorption tubulaire du calcium, entraînant une augmentation de l'excrétion rénale du calcium. Mécanisme d'action de calcitonine - est une diminution de la concentration de calcium libre extracellulaire et du taux de phosphate sérique. La régulation hormonale du métabolisme des phosphates permet de s'adapter à l'évolution des niveaux d'apport en phosphate ou à la tolérance à des niveaux relativement élevés de phosphate, ce qui est essentiel du fait que l'apport quotidien en phosphate des hommes et des femmes allemands - en moyenne 1,240-1,350 700 mg / jour - dépasse les recommandations de 6 mg / jour. Contrairement au calcium, dont la concentration sérique est maintenue constante dans des limites relativement étroites, l'homéostasie du phosphate est moins étroitement régulée [8-15, 18, 27, XNUMX].
