Khí máu và các Xét nghiệm trong Hồi sức Cấp cứu, Ấn bản thứ 3
(Blood Gases and Critical Care Testing, Third Edition)
Tác giả: Toffaletti, John G., PhD – Nhà xuất bản Elsevier – Biên dịch: Ths.Bs Lê Đình Sáng

Chương 7: Sinh lý và đánh giá lâm sàng về Phốt phát

Phosphate physiology and clinical evaluation
John G. Toffaletti, PhD; Craig R. Rackley, MD
Blood Gases and Critical Care Testing, Chapter 7, 141-157

Giới thiệu

Các triệu chứng của sự suy giảm phốt phát đã được mô tả qua nhiều năm, từ thời La Mã cổ đại đến những quan sát của các bác sĩ thú y trên gia súc. Các hợp chất phốt phát có trong tất cả các tế bào và tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa. Phốt phát là một thành phần của DNA và RNA, phospholipid, các hợp chất năng lượng cao như ATP và creatine phosphate, và nhiều coenzyme.

Khi cả sự suy giảm phốt phát và hạ phốt phát máu cùng tồn tại, thường dẫn đến các bất thường sinh hóa nghiêm trọng: suy giảm chức năng cơ tim, liệt cơ hô hấp, rối loạn hệ thần kinh trung ương và thoái hóa cơ xương. Điều này có thể là do hạ phốt phát máu ức chế hô hấp ty thể và tổng hợp ATP, những quá trình quan trọng đối với sự sống của tế bào. Hơn nữa, kháng insulin có thể là một hậu quả của hạ phốt phát máu.

Gần đây, một số protein vận chuyển PO₄ kết hợp với Na, được gọi là đồng vận chuyển, đã được mô tả là những yếu tố chính trong việc điều hòa PO₄.

Phân bố trong tế bào và máu

Khoảng 80% phốt phát nằm trong xương, chủ yếu ở dạng hydroxyapatite [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]. Phốt phát trong máu được hấp thu từ các nguồn thực phẩm hoặc được tái hấp thu từ xương. Hầu hết phốt phát trong cơ thể ngoài xương đều nằm trong tế bào, nơi nồng độ PO₄ nội bào khoảng 100 mmol/L, phần lớn trong số đó được liên kết hoặc tạo phức với protein hoặc lipid.

Tổng nồng độ phốt phát trong máu là ~3,9 mmol/L (~12 mg/dL), với hầu hết là các phốt phát hữu cơ. Nồng độ PO₄ vô cơ khoảng 1,0–1,3 mmol/L (3–4 mg/dL), tất cả đều được ion hóa hoàn toàn, lưu thông chủ yếu dưới dạng hydro phốt phát (HPO₄²⁻) hoặc dihydrogen phốt phát (H₂PO₄⁻) theo tỷ lệ 4:1 ở pH huyết tương là 7,40.

Sinh lý và điều hòa

Vận chuyển tế bào

Mặc dù sự dịch chuyển phốt phát của tế bào có thể ảnh hưởng đến nồng độ phốt phát trong máu và dịch ngoại bào, nhưng sự hấp thu từ ruột và bài tiết qua thận là các cơ chế cân bằng nội môi chiếm ưu thế. Bởi vì sự hấp thu ở ruột dao động rộng, thận chịu trách nhiệm điều hòa chính xác nồng độ phốt phát trong máu.

Các đồng vận chuyển là các protein mang thiết yếu trong việc điều hòa PO₄. Các đồng vận chuyển đồng thời vận chuyển hai phân tử hoặc ion khác nhau từ một phía của màng sang phía bên kia với tốc độ đáng kinh ngạc, hàng nghìn phân tử mỗi giây.

Các protein vận chuyển kết hợp với Na cho phép hấp thu PO₄ vào tế bào bằng cách tận dụng gradient Na dốc từ ngoại bào vào nội bào. Hoạt động của các đồng vận chuyển này trong nephron được thể hiện trong Hình 7.1.

Hình 7.1 Quá trình xử lý các ion PO₄ ở các đoạn khác nhau của nephron. Hình này cho thấy 100% ion PO₄ được lọc qua cầu thận và được tái hấp thu ở ống lượn gần (PCT), nhánh lên dày (TAL) của quai Henle, ống lượn xa (DCT), và ống góp (Coll Duct). Viết tắt: FGF23, yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi 23; HyperPO4, tăng phốt phát máu; HypoPO4, hạ phốt phát máu; Met Alk, nhiễm kiềm chuyển hóa; Npt2a, đồng vận chuyển Na/PO₄ loại 2a; Npt2c, đồng vận chuyển Na/PO₄ loại 2c; PiT-2, đồng vận chuyển Na/PO₄ loại 3; PTH, hormone tuyến cận giáp; T3, tri-iodothyronine; Vit D, vitamin D.

Các đồng vận chuyển Na/PO₄ loại 1 được biểu hiện chủ yếu ở các tế bào ống lượn gần của thận, mặc dù vai trò của chúng trong cân bằng nội môi phốt phát chưa rõ ràng.

Các đồng vận chuyển loại 2a (Npt2a) ở ống lượn gần của thận chịu trách nhiệm hấp thụ hầu hết phốt phát được lọc.

Các đồng vận chuyển loại 2b (Npt2b) tương tự như các chất vận chuyển loại 2a, được biểu hiện ở ruột non.

Các đồng vận chuyển Na/PO₄ loại 2c (Npt2c), cùng với các chất vận chuyển loại 2a, rất cần thiết cho cân bằng nội môi phốt phát bình thường.

Các đồng vận chuyển Na/PO₄ loại 3 (PiT1 và PiT2) có ở hầu hết các tế bào và có lẽ đóng vai trò duy trì để đảm bảo đủ phốt phát cho tất cả các tế bào.

Nồng độ phốt phát huyết thanh bị ảnh hưởng bởi sự hấp thu PO₄ ở ruột qua trung gian của đồng vận chuyển Npt2b. Việc duy trì nồng độ phốt pho huyết thanh bình thường được điều hòa chặt chẽ bởi sự tái hấp thu PO₄ trong nephron, nơi khoảng 85% phốt phát được tái hấp thu trong ống lượn gần.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu PO₄ ở thận

Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu PO₄ ở thận được liệt kê trong Bảng 7.1.

Bảng 7.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu PO₄ ở thận

Hormone tuyến cận giáp (PTH). PTH làm giảm tái hấp thu phốt phát ở thận bằng cách giảm số lượng các đồng vận chuyển Na/PO₄ Npt2a, Npt2c và PiT-2 trong màng vi nhung mao của ống lượn gần.