новини

Натрій, калій, кальцій, бікарбонат та баланс рідини в крові є основою для підтримки фізіологічних функцій організму. Бракувало досліджень щодо порушення балансу іонів магнію. Ще в 1980-х роках магній був відомий як «забутий електроліт». З відкриттям специфічних для магнію каналів та транспортерів, а також розумінням фізіологічної та гормональної регуляції гомеостазу магнію, розуміння людьми ролі магнію в клінічній медицині постійно поглиблюється.

Магній має вирішальне значення для функціонування та здоров'я клітин. Магній зазвичай існує у формі Mg2+ та присутній у всіх клітинах усіх організмів, від рослин до вищих ссавців. Магній є важливим елементом для здоров'я та життя, оскільки він є важливим кофактором клітинного джерела енергії АТФ. Магній бере участь в основних фізіологічних процесах клітин, зв'язуючись з нуклеотидами та регулюючи активність ферментів. Усі АТФазні реакції потребують Mg2+-АТФ, включаючи реакції, пов'язані з функціями РНК та ДНК. Магній є кофактором сотень ферментативних реакцій у клітинах. Крім того, магній також регулює обмін глюкози, ліпідів та білків. Магній бере участь у регуляції нервово-м'язової функції, регулюванні серцевого ритму, тонусу судин, секреції гормонів та вивільненні N-метил-D-аспартату (NMDA) у центральній нервовій системі. Магній є вторинним месенджером, що бере участь у внутрішньоклітинній сигналізації, та регулятором генів циркадного ритму, які контролюють циркадний ритм біологічних систем.

В організмі людини міститься приблизно 25 г магнію, який переважно зберігається в кістках і м'яких тканинах. Магній є важливим внутрішньоклітинним іоном і другим за величиною внутрішньоклітинним катіоном після калію. У клітинах від 90% до 95% магнію зв'язується з лігандами, такими як АТФ, АДФ, цитрат, білки та нуклеїнові кислоти, тоді як лише від 1% до 5% внутрішньоклітинного магнію існує у вільній формі. Внутрішньоклітинна концентрація вільного магнію становить 1,2-2,9 мг/дл (0,5-1,2 ммоль/л), що подібно до позаклітинної концентрації. У плазмі 30% циркулюючого магнію зв'язується з білками переважно через вільні жирні кислоти. Пацієнти з тривало високим рівнем вільних жирних кислот зазвичай мають нижчу концентрацію магнію в крові, яка обернено пропорційна ризику серцево-судинних та метаболічних захворювань. Зміни вільних жирних кислот, а також рівнів EGF, інсуліну та альдостерону можуть впливати на рівень магнію в крові.

Існує три основні регуляторні органи магнію: кишечник (регулює засвоєння магнію з їжі), кістки (зберігають магній у формі гідроксиапатиту) та нирки (регулюють виділення магнію з сечею). Ці системи інтегровані та високо координовані, разом утворюючи вісь кишечник-нирка, що відповідає за засвоєння, обмін та виділення магнію. Дисбаланс метаболізму магнію може призвести до патологічних та фізіологічних наслідків.

Продукти, багаті на магній, включають зернові, бобові, горіхи та зелені овочі (магній є основним компонентом хлорофілу). Приблизно від 30% до 40% магнію, що надходить з їжею, засвоюється кишечником. Більшість всмоктування відбувається в тонкому кишечнику через міжклітинний транспорт, пасивний процес, що включає щільні контакти між клітинами. Товстий кишечник може точно регулювати всмоктування магнію через трансклітинний TRPM6 та TRPM7. Інактивація кишкового гена TRPM7 може призвести до серйозного дефіциту магнію, цинку та кальцію, що негативно впливає на ранній ріст та виживання після народження. На всмоктування магнію впливають різні фактори, включаючи споживання магнію, значення pH кишечника, гормони (такі як естроген, інсулін, EGF, FGF23 та паратиреоїдний гормон [PTH]) та кишкову мікробіоту.
У нирках ниркові канальці реабсорбують магній як позаклітинним, так і внутрішньоклітинним шляхом. На відміну від більшості іонів, таких як натрій та кальцій, лише невелика кількість (20%) магнію реабсорбується в проксимальних канальцях, тоді як більша частина (70%) магнію реабсорбується в петлі Гейнца. У проксимальних канальцях та грубих гілках петлі Гейнца реабсорбція магнію в основному зумовлена ​​градієнтами концентрації та мембранним потенціалом. Клаудин 16 та Клаудин 19 утворюють магнієві канали в товстих гілках петлі Гейнца, тоді як Клаудин 10b допомагає формувати позитивну внутрішньоклітинну напругу на епітеліальних клітинах, стимулюючи реабсорбцію іонів магнію. У дистальних канальцях магній тонко регулює внутрішньоклітинну реабсорбцію (5%~10%) через TRPM6 та TRPM7 на кінчику клітини, тим самим визначаючи кінцеву екскрецію магнію з сечею.
Магній є важливим компонентом кісток, і 60% магнію в організмі людини зберігається в кістках. Обмінний магній у кістках забезпечує динамічні резерви для підтримки фізіологічних концентрацій у плазмі. Магній сприяє утворенню кісток, впливаючи на активність остеобластів та остеокластів. Збільшення споживання магнію може збільшити вміст мінералів у кістках, тим самим знижуючи ризик переломів та остеопорозу під час старіння. Магній відіграє подвійну роль у відновленні кісток. Під час гострої фази запалення магній може сприяти експресії TRPM7 у макрофагах, виробленню магнійзалежних цитокінів та сприяти імунному мікросередовищу формування кісток. Під час пізньої стадії ремоделювання кісток магній може впливати на остеогенез та пригнічувати осадження гідроксиапатиту. TRPM7 та магній також беруть участь у процесі судинної кальцифікації, впливаючи на перехід гладком'язових клітин судин до остеогенного фенотипу.

Нормальна концентрація магнію в сироватці крові у дорослих становить 1,7~2,4 мг/дл (0,7~1,0 ммоль/л). Гіпомагніємія означає концентрацію магнію в сироватці крові нижче 1,7 мг/дл. У більшості пацієнтів з прикордонною гіпомагніємією немає очевидних симптомів. Через можливість довгострокового потенційного дефіциту магнію у пацієнтів з рівнем магнію в сироватці крові понад 1,5 мг/дл (0,6 ммоль/л), деякі пропонують підвищити нижній поріг гіпомагніємії. Однак цей рівень все ще є суперечливим і потребує подальшого клінічного підтвердження. Гіпомагніємію мають 3%~10% населення, тоді як рівень захворюваності на діабет 2 типу (10%~30%) та госпіталізованих пацієнтів (10%~60%) вищий, особливо у пацієнтів відділення інтенсивної терапії (ВІТ), рівень захворюваності яких перевищує 65%. Численні когортні дослідження показали, що гіпомагніємія пов'язана з підвищеним ризиком смертності від усіх причин та смертності, пов'язаної з серцево-судинними захворюваннями.

Клінічні прояви гіпомагніємії включають неспецифічні симптоми, такі як сонливість, м'язові спазми або м'язова слабкість, спричинені недостатнім споживанням їжі, збільшенням втрат у шлунково-кишковому тракті, зниженням реабсорбції нирками або перерозподілом магнію ззовні всередину клітин (Рисунок 3B). Гіпомагніємія зазвичай співіснує з іншими електролітними порушеннями, включаючи гіпокальціємію, гіпокаліємію та метаболічний алкалоз. Тому гіпомагніємію можна пропустити, особливо в більшості клінічних умов, де рівень магнію в крові не вимірюється регулярно. Лише при тяжкій гіпомагніємії (рівень магнію в сироватці крові <1,2 мг/дл [0,5 ммоль/л]) стають очевидними такі симптоми, як аномальна нервово-м'язова збудливість (спазми зап'ястя та гомілковостопного суглоба, епілепсія та тремор), серцево-судинні порушення (аритмії та вазоконстрикція) та метаболічні порушення (інсулінорезистентність та кальцифікація хряща). Гіпомагніємія пов'язана зі збільшенням рівня госпіталізації та смертності, особливо коли вона супроводжується гіпокаліємією, що підкреслює клінічне значення магнію.
Вміст магнію в крові становить менше 1%, тому вміст магнію в крові не може достовірно відображати загальний вміст магнію в тканинах. Дослідження показали, що навіть якщо концентрація магнію в сироватці крові нормальна, внутрішньоклітинний вміст магнію може бути зниженим. Тому, враховуючи лише вміст магнію в крові без урахування споживання магнію з їжею та втрати сечі, можна недооцінити клінічний дефіцит магнію.

Пацієнти з гіпомагніємією часто страждають на гіпокаліємію. Стійка гіпокаліємія зазвичай пов'язана з дефіцитом магнію, і її можна ефективно виправити лише після повернення рівня магнію до норми. Дефіцит магнію може сприяти секреції калію зі збірних протоків, що ще більше посилює втрату калію. Зниження внутрішньоклітинного рівня магнію пригнічує активність Na+-K+-АТФази та збільшує відкриття екстраренальних медулярних калієвих каналів (ROMK), що призводить до більшої втрати калію з нирок. Взаємодія між магнієм і калієм також включає активацію ко-транспортера хлориду натрію (NCC), тим самим сприяючи реабсорбції натрію. Дефіцит магнію зменшує кількість NCC через убіквітин-протеїнлігазу E3, яка називається NEDD4-2, яка пригнічує розвиток клітин-попередників нейронів та запобігає активації NCC через гіпокаліємію. Постійне зниження регуляції NCC може посилювати дистальний транспорт Na+ при гіпомагніємії, що призводить до збільшення екскреції калію з сечею та гіпокаліємії.

Гіпокальціємія також часто зустрічається у пацієнтів з гіпомагніємією. Дефіцит магнію може пригнічувати вивільнення паратиреоїдного гормону (ПТГ) та знижувати чутливість нирок до ПТГ. Зниження рівня ПТГ може зменшити реабсорбцію кальцію в нирках, збільшити екскрецію кальцію з сечею та зрештою призвести до гіпокальціємії. Через гіпокальціємію, спричинену гіпомагніємією, гіпопаратиреоз часто важко виправити, якщо рівень магнію в крові не повернеться до норми.

Вимірювання загального магнію в сироватці крові є стандартним методом визначення вмісту магнію в клінічній практиці. Він дозволяє швидко оцінити короткострокові зміни вмісту магнію, але може недооцінити загальний вміст магнію в організмі. Ендогенні фактори (такі як гіпоальбумінемія) та екзогенні фактори (такі як гемоліз зразка та антикоагулянти, такі як ЕДТА) можуть впливати на значення вимірювання магнію, і ці фактори необхідно враховувати при інтерпретації результатів аналізу крові. Також можна вимірювати іонізований магній у сироватці крові, але його клінічна практичність ще не зрозуміла.
При діагностиці гіпомагніємії причину зазвичай можна визначити на основі анамнезу пацієнта. Однак, якщо чіткої основної причини немає, необхідно використовувати специфічні діагностичні методи, щоб визначити, чи спричинена втрата магнію нирками чи шлунково-кишковим трактом, такі як 24-годинне виведення магнію, фракція виведення магнію та навантажувальний тест з магнієм.

Добавки магнію є основою лікування гіпомагніємії. Однак наразі немає чітких рекомендацій щодо лікування гіпомагніємії; тому метод лікування головним чином залежить від тяжкості клінічних симптомів. Легку гіпомагніємію можна лікувати пероральними добавками. На ринку є багато препаратів магнію, кожен з яких має різну швидкість абсорбції. Органічні солі (такі як цитрат магнію, аспартат магнію, гліцин магнію, глюконат магнію та лактат магнію) легше засвоюються організмом людини, ніж неорганічні солі (такі як хлорид магнію, карбонат магнію та оксид магнію). Поширеним побічним ефектом пероральних добавок магнію є діарея, що створює труднощі для перорального прийому добавок магнію.
У рефрактерних випадках може знадобитися ад'ювантна медикаментозна терапія. Для пацієнтів з нормальною функцією нирок пригнічення епітеліальних натрієвих каналів амінофенідатом або триамінофенідатом може підвищити рівень магнію в сироватці крові. Інші потенційні стратегії включають використання інгібіторів SGLT2 для підвищення рівня магнію в сироватці крові, особливо у пацієнтів з діабетом. Механізми цих ефектів ще не з'ясовані, але вони можуть бути пов'язані зі зниженням швидкості клубочкової фільтрації та збільшенням реабсорбції в ниркових канальцях. Для пацієнтів з гіпомагніємією, яким неефективна пероральна терапія добавками магнію, таких як пацієнти з синдромом короткої кишки, судомами рук та ніг або епілепсією, а також пацієнти з гемодинамічною нестабільністю, спричиненою аритмією, гіпокаліємією та гіпокальціємією, слід використовувати внутрішньовенну терапію. Гіпомагніємію, спричинену ІПП, можна покращити пероральним прийомом інуліну, і її механізм може бути пов'язаний зі змінами кишкової мікробіоти.

Магній є важливим, але часто недооціненим електролітом у клінічній діагностиці та лікуванні. Його рідко тестують як звичайний електроліт. Гіпомагніємія зазвичай не має симптомів. Хоча точний механізм регуляції балансу магнію в організмі ще не з'ясований, досягнуто прогресу у вивченні механізму, за допомогою якого нирки переробляють магній. Багато препаратів можуть викликати гіпомагніємію. Гіпомагніємія є поширеним явищем серед госпіталізованих пацієнтів і є фактором ризику тривалого перебування у відділенні інтенсивної терапії. Гіпомагніємію слід коригувати за допомогою препаратів органічних солей. Хоча ще залишається багато загадок щодо ролі магнію у здоров'ї та хворобах, у цій галузі досягнуто значних досягнень, і лікарям-клініцистам слід приділяти більше уваги важливості магнію в клінічній медицині.