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Gesundheitslexikon: Phosphat

Phosphat – ein essenzieller Bestandteil biologischer Systeme

Phosphate sind in der Natur als Bestandteil vieler Mineralien und aller lebenden Zellen weit verbreitet. Sämtliche biochemischen Reaktionen laufen nur unter Beteiligung von Phosphaten ab. Außerdem sind Phosphate in wichtigen strukturbildenden Stoffen im Organismus enthalten.

Was sind Phosphate?

Phosphate stellen die Salze der Orthophosphorsäure (H3PO4) dar. Es gibt primäre, sekundäre und tertiäre Phosphate. Primäre Phosphate sind die Salze des Dihydrogenphosphats (z. B. NaH2PO4). Bei sekundären Phosphaten sind zwei Wasserstoffatome durch Metallatome ausgetauscht. Das tertiäre Phosphat enthält gar kein Wasserstoffatom mehr im Anion. In wässriger Lösung besteht immer ein chemisches Gleichgewicht zwischen diesen drei Formen. Dieses Gleichgewicht ist von dem pH-Wert der Lösung abhängig. Aufgrund dieser Eigenschaft sind Phosphatlösungen gute Pufferlösungen. Dabei ist zu bedenken, dass nur die Alkali- oder Ammoniumphosphate gut wasserlöslich sind, während sich die Erdalkaliphosphate (z. B. Kalziumphosphat) nicht in Wasser lösen. Eine Eigenschaft der Phosphate ist ihre Fähigkeit zur Kondensation, wobei unter Wasserabspaltung Diphosphate, Polyphosphate oder Cyclophosphate entstehen. In lebenden Zellen bilden die Phosphate Phosphorsäureester, welche Bestandteil der Phospholipide, der Nukleinsäuren oder einiger Energie übertragender Nukleotide wie ATP sind. In der Natur kommen Phosphate hauptsächlich in Apatitmineralien vor. Die Apatitlagerstätten sind entweder magmatischen oder biologischen Ursprungs. Ausgedehnte Phosphatlagerstätten sind unter anderem aus großen Guanoablagerungen urzeitlicher Vögel entstanden.

Wofür werden Phosphate verwendet?

Phosphate finden in der Lebensmittelindustrie, als Dünger, in Waschmitteln, als Futtermittel, Flammschutzmittel oder Korrosionsschutzmittel breite Anwendung. Des Weiteren dienen sie als Puffermittel im neutralen pH-Wert-Bereich. Als Düngemittel regen sie das Pflanzenwachstum an, weil sie zu den Grundbestandteilen einer jeden lebenden Zelle gehören. In Lebensmitteln werden Phosphate als Konservierungsmittel, Säuerungsmittel, Puffer oder Emulgator eingesetzt. So sind sie unter anderem als Säuerungsmittel in Colagetränken oder als Schmelzsalze im Schmelzkäse enthalten. Früher wurden in Europa Phosphate in Waschmitteln zur Wasserenthärtung eingesetzt. Heute werden sie jedoch durch Zeolithe ersetzt, weil der hohe Phosphateintrag in die Natur zu einer Überdüngung geführt hat, die viele Gewässer umkippen ließ. Zurzeit findet noch der Einsatz von Phosphaten in Geschirrspülmitteln zur Wasserenthärtung statt. Allerdings soll auch dieser Einsatz künftig begrenzt werden.

Welchen Einfluss haben Phosphate auf den menschlichen Körper?

Phosphate sind am Aufbau der Knochen, der Zähne sowie aller Körperzellen beteiligt. In den Körperzellen sind sie in den Phospholipiden der Zellmembran, in der DNA, der RNA oder in den Energieüberträgern ATP und ADP enthalten. Für alle biochemischen Prozesse sind die Phosphorsäureester unverzichtbar. Unsere Knochen und Zähne bestehen zu etwa 85 Prozent aus Kalziumapatit. Kalziumapatit ist ein Kalziumhydroxyphosphat, welches zur festen Knochenstruktur beiträgt. Die Knochen besitzen einen intensiven Knochenstoffwechsel mit einem Gleichgewicht von Knochenaufbau und Knochenabbau. Beim Knochenabbau gelangen Kalzium und Phosphat unter hormoneller Wirkung und dem Einfluss von Vitamin D ins Blut. Überschüssiges Phosphat wird über die Nieren ausgeschieden. Sowohl erhöhte als auch erniedrigte Phosphatkonzentrationen führen zu gesundheitlichen Beschwerden. Erhöhte Werte können durch eine Nierenschwäche oder verstärkten Knochenabbau infolge einer Vitamin-D-Überdosierung entstehen. Erniedrigte Phosphatkonzentrationen sind die Folge von Resorptionsstörungen im Darm, Vitamin-D-Mangel oder Phosphat bindender Medikamente.

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