Vaskuläre Verkalkung tritt häufig bei fortgeschrittenen atherosklerotischen Läsionen auf und ist eine häufige Folge des Alterns. Die Verkalkung der Koronararterien wurde positiv mit der koronaren atherosklerotischen Plaque-Belastung, dem erhöhten Risiko eines Myokardinfarkts und der Plaque-Instabilität korreliert. Patienten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD) haben zwei- bis fünfmal mehr Koronararterienverkalkung als gesunde altersgleiche Personen. Vaskuläre Verkalkung ist ein starker prognostischer Marker für die Sterblichkeit an kardiovaskulären Erkrankungen bei CKD-Patienten. Vaskuläre Verkalkung wurde lange Zeit als passiver, degenerativer Prozess im Endstadium von Atherosklerose und Entzündung angesehen. Neuere Erkenntnisse weisen jedoch darauf hin, dass Knochenmatrixproteine wie Osteopontin, Matrix-Gla-Protein (MGP) und Osteocalcin in verkalkten atherosklerotischen Läsionen exprimiert werden und dass kalziumregulierende Hormone wie Vitamin D3 und Parathormon-verwandtes Protein die vaskuläre Verkalkung in In-vitro-Gefäßverkalkungsmodellen auf der Basis von kultivierten glatten Aortenmuskelzellen regulieren. Diese Befunde deuten darauf hin, dass die Gefäßverkalkung ein aktiv regulierter Prozess ist, ähnlich der Osteogenese, und dass knochenassoziierte Proteine an der Entwicklung der Gefäßverkalkung beteiligt sein könnten. Die Pathogenese der vaskulären Verkalkung bei CKD ist nicht gut verstanden und vermutlich multifaktoriell bedingt. Bei CKD-Patienten wurden in mehreren Studien Assoziationen zwischen traditionellen Risikofaktoren, wie Hypertonie, Hyperlipidämie und Diabetes, und urämie-spezifischen Risikofaktoren mit vaskulärer Verkalkung gefunden. Die meisten Patienten mit fortschreitender CKD entwickeln eine Hyperphosphatämie. Ein erhöhter Phosphatspiegel ist ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung von Verkalkung und kardiovaskulärer Mortalität bei CKD-Patienten. Daher wird die Hypothese aufgestellt, dass ein wichtiger Regulator der vaskulären Verkalkung der Gehalt an anorganischem Phosphat ist. Um diese Hypothese zu testen, haben wir die Reaktion von Kulturen humaner glatter Muskelzellen (HSMC) auf den Gehalt an anorganischem Phosphat charakterisiert. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass anorganisches Phosphat die HSMC-Kalzifikation direkt über einen Natrium-abhängigen Phosphat-Transporter-Mechanismus reguliert. Nach der Behandlung mit erhöhtem Phosphat kommt es zu einem Verlust von Markern der glatten Muskellinie, wie z.B. alpha-Actin und SM-22alpha, und zu einer gleichzeitigen Zunahme von osteogenen Markern wie cbfa-1 und Osteocalcin. Erhöhtes Phosphat könnte HSMC direkt dazu stimulieren, phänotypische Veränderungen zu durchlaufen, die zur Kalzifizierung prädisponieren, und eine neue Erklärung für das Phänomen der vaskulären Kalzifizierung unter hyperphosphatämischen Bedingungen bieten. Darüber hinaus wurden mit Hilfe von Mutationsanalysen bei Mäusen mutmaßlich kalzifizierungshemmende Moleküle identifiziert, darunter MGP, beta-Glucosidase, Fetuin-A und Osteoprotegerin. Mutierte Mäuse, denen diese Moleküle fehlen, weisen eine verstärkte kardiovaskuläre Verkalkung auf, was zeigt, dass spezifische Moleküle normalerweise wichtig für die Unterdrückung der Gefäßverkalkung sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gleichgewicht von Induktoren, wie Phosphat, und Inhibitoren, wie MGP, Fetuin-A und anderen, wahrscheinlich kontrolliert, ob unter pathologischen Bedingungen Verkalkung auftritt oder nicht.