Статьи Биохимия
|
|
|
|
Обмен фосфатов
Функция фосфата. Фактически все функции организма осуществляются за счет макроэргических фосфатных связей аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Кроме того, фосфат - важный анион и буфер внутриклеточной жидкости. Важно и его значение в почечной экскреции иона водорода.
Распределение фосфата. Примерно 85% запаса фосфатов содержится в костях. Фосфат также обнаруживается во внеклеточной и внутриклеточной жидкости. Фосфат плазмы в основном существует в виде неорганического фосфата, большая часть которого находится в свободном состоянии (не связанном с белком). Содержание неорганического фосфата во внеклеточной жидкости является главной определяющей внутриклеточного неорганического фосфата, источника фосфата для АТФ. Дефицит внутриклеточного фосфата может приводить к снижению образования энергии клетками и к генерализованной дисфункции клеток.
Гомеостаз фосфата заключается в равновесии между поступлением и выведением фосфата (внешний баланс), а также в поддержании нормального распределения фосфата в организме (внутренний баланс).
Внешний баланс фосфата. В норме поступление фосфата с пищей составляет 1200 мг/сутки, что обеспечивается за счет продуктов питания. Нормальный уровень экскреции фосфата составляет 1200 мг/сутки (800 мг с мочой и 400 мг с калом). Желудочно-кишечный тракт является пассивным компонентом внешнего баланса фосфата, в то время как регулирование экскреции фосфата в почках тщательно контролируется.
•В норме 90% фильтрирующегося фосфата реабсорбируется в проксимальном канальце и очень малая часть реабсорбируется дистальнее. основным регулятором фосфата в почках является паратиреоидный гормон (ПТГ) высокий уровень ПТГ ингибирует реабсрорбцию фосфата, а низкий уровень ПТГ стимулирует ее.
•На ПТГ-независимую регуляцию реабсорбции фосфата почками влияют также содержание фосфата в пище и другие гормоны, такие как кальцитонин, тиреоидный гормон и гормон роста.
Внутренний баланс фосфата также регулируется, уровни внутриклеточного фосфата равны 200-300 мг%, а уровень внеклеточного фосфата составляет 3-4 мг%. Повышение уровня инсулина, дисбаланс ионов водорода и внутриклеточные метаболические нарушения изменяют распределение фосфата в организме.
Этиология
Гипофосфатемия может развиться в результате внепочечных или почечных потерь фосфата.
Внепочечные причины
1. Дефицит фосфата в пище и потери через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ):
•Недостаточное поступление с пищей. В большинстве продуктов питания содержится некоторое количество фосфата. Неадекватное потребление фосфата с пищей не типично и возникает только при специфических обстоятельствах.
•Злоупотребление антацидами. Большое количество алюминий- или магнийсодержащих антацидов связывают фосфат, увеличивая его потери через ЖКТ, и могут служить причиной гипофосфатемии.
•Голодание. При длительном голодании распад клеток приводит к поступлению фосфата во внеклеточную жидкость. Однако количество фосфата в оставшихся интактных клетках сохраняется на уровне нормы. Так как потеря свободного внеклеточного фосфата с мочой и калом превышает поступление с пищей, развивается отрицательный баланс фосфата. Хотя гипофосфатемия возникает не сразу, при возобновлении питания может развиться выраженный дефицит фосфата, так происходит стимуляция потребления фосфата за счет пролиферации клеток и синтеза макромолекул.
2. Перераспределение фосфата в организме:
•Гликолиз. Любое состояние, сочетающееся с усилением гликолиза в клетках, вызывает накопление органических фосфатных соединений в виде фосфорилированных углеводных групп при одновременном снижении уровня внутриклеточного органического фосфата. По мере диффузии фосфата в клетки падает уровень фосфата сыворотки, что приводит к гипофосфатемии. Обусловленное этим механизмом снижение уровня внутриклточного неорганического фосфата может оказаться решающим и приводит к истощению запасов АТФ. В неосложненных случаях фосфорилированные соединения метаболизируются в цикле трикарбоновых кислот, приводя к восполнению АТФ. При более тяжелом истощении фосфата дефицит АТФ может стать причиной дисфункции клеток.
•Респираторный алкалоз. Гипервентиляция сочетается со снижением уровня фосфата в сыворотке из-за повышенного потребления фосфата клетками. Острое повышение рН клеток стимулирует внутриклеточный гликолиз.
•Сепсис. Гипофосфатемия является признанным спутником грам-отрицательного сепсиса и может сосуществовать (хотя и независимо) с гипофосфатемией, обусловленной респираторным алкалозом.
•Адреналин также стимулирует потребление фосфата клетками. Этот эффект не зависит от потребления фосфата клетками, обусловленного инсулинрегулируемым гликолизом или другими изменениями метаболизма глюкозы.
Почечные причины
1. Избыток ПТГ. Любое состояние, сочетающееся с нормальной функцией почек, но повышенным уровнем ПТГ, может вызвать потерю фосфата почками. Это нарушение может наблюдаться при первичном гиперпаратиреозе, а также при различных состояниях со вторичным гиперпаратиреозом.
2. Первичные дефекты почечных канальцев. Такие состояния, как цистиноз, отравление тяжелыми металлами, множественная миелома, СКВ и болезнь Уилсона могут сочетаться с генерализованными дефектами проксимальных почечных канальцев и почечной потерей фосфата.
3. Специфические дефекты транспорта фосфата обозначены как гипофосфатемический витамин D-резистентный рахит, который может быть семейным или спорадическим в виде как детского, так и взрослого варианта. При каждом из таких состояний снижение транспорта фосфата в проксимальном канальце вызывает чрезмерную почечную потерю фосфата.
4. Глюкозурия. Фосфат и глюкоза конкурируют за транспорт в проксимальном канальце. все глюкозурические состояния сопровождаются избыточным выведением фосфата почками.
Клиника
1. Расстройства центральной нервной системы. Дефицит АТФ в клетках может вызвать заторможенность, кому и припадки. Известны также периферическая невропатия и синдром Гийена-Барре.
2. Гематологические нарушения. Известна гемолитическая анемия, обусловленная истощением клеточной АТФ и нарушением целостности мембраны, но она встречается редко. Сообщалось о тромбоцитопении, снижении функции тромбоцитов и фагоцитарной активности лейкоцитов, но они не имеют определенного клинического значения.
3. Мышечные нарушения. Известна дисфункция скелетной мускулатуры, обусловленная дефицитом АТФ. Острый некроз скелетных мышц может наблюдаться, в частности, у алкоголиков с острой гипофосфатемией. Иногда наблюдают параличи дыхательной мускулатуры и дыхательную недостаточность.
4. Изменения костей. При хронической гипофосфатиемии наблюдается повышенная резорбция костей с нарушением ее минерализации.
5. Сердечные нарушения. У больных с тяжелой гипофосфатемией происходит угнетение функции сердца.
Диагноз
Уровень фосфата мочи, превышающий 100 мг/л, с большой вероятностью предполагает почечную потерю фосфата. При низком уровне фосфата мочи предполагается индуцированное антацидами снижение фосфата или повышенное потребление фосфата клетками. Инфузия глюкозы является причиной гипофосфатемии у большинства госпитализированных больных.
Лечение
Все больные с гипофосфатемией должны получать лечение. В целом терапия заключается в коррекции основного заболевания, например прекращение вливаний глюкозы. У лиц с тяжелой гипофосфатемией и предшествующим падением фосфата (например, у алкоголиков) при симптоматической гипофосфатемии следует проводит лечение добавками фосфата. Предпочтительно введение фосфата перорально, можно назначать 1500-200 мг/сутки дробно. Если больной находится в коматозном состоянии или не способен принимать фосфаты внутрь, можно вводить фосфаты внутривенно по 250 мг 2 раза/день с определением уровня фосфата в сыворотке каждые 12 часов. Инфузию фосфата необходимо прекратить, если уровень фосфата сыворотки повысился до 1,5 мг%.
Осложнения
Наибольшую опасность при гипофосфатемии представляет неосторожное введение фосфата внутривенно. острая гипокальциемия, обусловленная образованием фосфата кальция, может привести к шоку, ОПН и смерти больного. По этой причине внутривенное введение фосфата должно осуществляться только тогда, когда специфические клинические нарушения явно обусловлены гипофосфатемией.
Этиология
1. Почечная недостаточность. Так как почка является основным регулятором уровня фосфата сыворотки, почечная недостаточность часто сочетается с гиперфосфатемией. Это нарушение не проявляется, пока СКФ не снизится до 25% от нормальной. Уровень фосфата сыворотки при почечной недостаточности обычно не превышает 10 мг%. Величины, превышающие 10 мг%, предполагают наличие дополнительного этиологического фактора.
2. Синдромы лизиса клеток:
•Острый некроз скелетной мускулатуры. Острый распад мышц любой этиологии сопровождается высвобождением клеточного фосфата и гиперфосфатемией. Тяжелая гиперфосфатемия (более 25 мг%) может наблюдаться в случаях, сочетающихся с ОПН.
•Синдром распада опухоли. Злокачественные новообразования, сочетающиеся с высокой чувствительностью к химиотерапии или лучевой терапии, сопровождаются быстрой гибелью клеток при таком лечении. Этот синдром может приводить к массивному поступлению фосфата и других внутриклеточных веществ о внеклеточную жидкость. Пи этом состоянии сообщалось о тяжелой гипокальциемии, сердечно-сосудистом коллапсе и почечной недостаточности, обусловленной отложением в почках кальция, урата и фосфата.
3. Экзогенный фосфат при любом способе введения (внутривенно, перорально или с помощью клизм) может приводить к тяжелой и непредсказуемой гиперфосфатемии.
4. Гипопаратиреоз. Так как уровень ПТГ определяет скорость регулирования фосфата почками, любое состояние, сочетающееся с недостаточностью пращтитовидных желез или с недостаточным ответом на ПТГ, может характеризоваться гиперфосфатемией.
5. Опухолевый кальциноз – редкое нарушение, характеризующееся гиперфосфатемией, кальцификатами мягких тканей и нормокальциемией. Это состояние обусловлено скорее специфическим повышением почечной реабсорбции фосфата, чем нарушением метаболизма кальция. Опухолевый кльциноз может быть наследственным.
6. Смешанные причины. Избыток гормона роста, гипертиреоз и серповидно-клеточная анемия сопровождаются гиперфосфатемией вследствие избыточной реабсорбции фосфата почками. Однако при указанных состояниях это не имеет клинического значения.
Клиника
При тяжелой гиперфосфатемии могут наблюдаться гипокальциемия, гипотония и почечная недостаточность. Более легкие случаи, обычно наблюдающиеся при ХПН, могут сочетаться со вторичным гиперпаратиреозом. Лечение гиперкальциемии фосфатом может привести к кальцификации сердца и почек.
Диагноз
При отсутствии почечной недостаточности гиперфосфатемия обусловлена или лизисом клеток, или опухолевым кальцинозом. Этиологический диагноз гиперфосфатемии ставят на основании анамнеза, объективного обследования и лабораторных данных.
Лечение
Острая гиперфосфатемия может быть неотложным состоянием, требующим немедленной терапии. При синдроме распада опухоли может возникнуть необходимость т в неотложном проведении гемодиализа. Применение большого количества фосфатсвязывавющих гелей может быть весьма полезным при длительном лечении гиперфосфатемических состояний.