новости

Баланс натрия, калия, кальция, бикарбоната и жидкости в крови является основой поддержания физиологических функций организма. Исследования нарушений обмена ионов магния проводились недостаточно. Ещё в 1980-х годах магний был известен как «забытый электролит». С открытием магниевых каналов и транспортеров, а также с пониманием физиологической и гормональной регуляции гомеостаза магния, понимание роли магния в клинической медицине постоянно углубляется.

Магний критически важен для клеточной функции и здоровья. Магний обычно существует в форме Mg₂₂ и присутствует во всех клетках всех организмов, от растений до высших млекопитающих. Магний является важнейшим элементом для здоровья и жизни, поскольку он является важным кофактором АТФ – источника клеточной энергии. Магний участвует в основных физиологических процессах клеток, связываясь с нуклеотидами и регулируя активность ферментов. Все реакции АТФазы требуют Mg� ...

В организме человека содержится около 25 г магния, который в основном хранится в костях и мягких тканях. Магний является важным внутриклеточным ионом и вторым по величине внутриклеточным катионом после калия. В клетках 90–95 % магния связывается с такими лигандами, как АТФ, АДФ, цитрат, белки и нуклеиновые кислоты, тогда как только 1–5 % внутриклеточного магния существует в свободной форме. Внутриклеточная концентрация свободного магния составляет 1,2–2,9 мг/дл (0,5–1,2 ммоль/л), что аналогично внеклеточной концентрации. В плазме 30 % циркулирующего магния связывается с белками, в основном через свободные жирные кислоты. У пациентов с длительно высоким уровнем свободных жирных кислот обычно наблюдается более низкая концентрация магния в крови, которая обратно пропорциональна риску сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний. Изменения свободных жирных кислот, а также уровней ЭФР, инсулина и альдостерона могут влиять на уровень магния в крови.

Существует три основных органа, регулирующих уровень магния: кишечник (регулирует усвоение магния из пищи), кости (депонируют магний в форме гидроксиапатита) и почки (регулируют выведение магния с мочой). Эти системы интегрированы и тесно скоординированы, образуя ось «кишечник – кости – почки», отвечающую за усвоение, обмен и выведение магния. Нарушение обмена магния может привести к патологическим и физиологическим последствиям.

Продукты, богатые магнием, включают зерновые, бобы, орехи и зеленые овощи (магний является основным компонентом хлорофилла). Примерно от 30% до 40% потребляемого с пищей магния всасывается в кишечнике. Большая часть всасывания происходит в тонком кишечнике посредством межклеточного транспорта, пассивного процесса, включающего плотные соединения между клетками. Толстый кишечник может тонко регулировать всасывание магния через трансклеточные TRPM6 и TRPM7. Инактивация кишечного гена TRPM7 может привести к серьезному дефициту магния, цинка и кальция, что пагубно сказывается на раннем росте и выживании после рождения. Всасывание магния зависит от различных факторов, включая потребление магния, значение pH кишечника, гормоны (такие как эстроген, инсулин, EGF, FGF23 и паратиреоидный гормон [PTH]) и микробиота кишечника.
В почках почечные канальцы реабсорбируют магний как внеклеточным, так и внутриклеточным путем. В отличие от большинства ионов, таких как натрий и кальций, лишь небольшое количество (20%) магния реабсорбируется в проксимальных канальцах, в то время как большая часть (70%) магния реабсорбируется в петле Гейнца. В проксимальных канальцах и грубых ветвях петли Гейнца реабсорбция магния в основном обусловлена ​​градиентами концентрации и мембранным потенциалом. Клаудин 16 и клаудин 19 образуют магниевые каналы в толстых ветвях петли Гейнца, в то время как клаудин 10b помогает формировать положительный внутрипросветный потенциал на эпителиальных клетках, управляя реабсорбцией ионов магния. В дистальных канальцах магний тонко регулирует внутриклеточную реабсорбцию (5%~10%) через TRPM6 и TRPM7 на верхушке клетки, тем самым определяя конечную экскрецию магния с мочой.
Магний является важным компонентом костей, и 60% магния в организме человека хранится в костях. Обменный магний в костях обеспечивает динамические резервы для поддержания физиологических концентраций в плазме. Магний способствует формированию костей, влияя на активность остеобластов и остеокластов. Увеличение потребления магния может увеличить содержание минералов в костях, тем самым снижая риск переломов и остеопороза при старении. Магний играет двойную роль в восстановлении костей. Во время острой фазы воспаления магний может способствовать экспрессии TRPM7 в макрофагах, продукции магний-зависимых цитокинов и способствовать иммунному микроокружению формирования костей. На поздней стадии ремоделирования заживления кости магний может влиять на остеогенез и ингибировать осаждение гидроксиапатита. TRPM7 и магний также участвуют в процессе сосудистой кальцификации, влияя на переход сосудистых гладкомышечных клеток в остеогенный фенотип.

Нормальная концентрация магния в сыворотке у взрослых составляет 1,7–2,4 мг/дл (0,7–1,0 ммоль/л). Гипомагниемия относится к концентрации магния в сыворотке ниже 1,7 мг/дл. У большинства пациентов с пограничной гипомагниемией нет очевидных симптомов. Из-за возможности долгосрочного потенциального дефицита магния у пациентов с уровнем магния в сыворотке более 1,5 мг/дл (0,6 ммоль/л) некоторые предлагают повысить нижний порог гипомагниемии. Тем не менее, этот уровень все еще остается спорным и требует дальнейшей клинической валидации. Гипомагниемия имеется у 3–10 % общей популяции, в то время как уровень заболеваемости среди пациентов с сахарным диабетом 2 типа (10–30 %) и госпитализированных пациентов (10–60 %) выше, особенно среди пациентов отделения интенсивной терапии (ОИТ), у которых уровень заболеваемости превышает 65 %. Многочисленные когортные исследования показали, что гипомагниемия связана с повышенным риском смертности от всех причин и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний.

Клинические проявления гипомагниемии включают неспецифические симптомы, такие как сонливость, мышечные спазмы или мышечная слабость, вызванные недостаточным потреблением пищи, повышенными потерями через желудочно-кишечный тракт, сниженной почечной реабсорбцией или перераспределением магния извне вовнутрь клеток (Рисунок 3B). Гипомагниемия обычно сосуществует с другими электролитными нарушениями, включая гипокальциемию, гипокалиемию и метаболический алкалоз. Поэтому гипомагниемию можно не заметить, особенно в большинстве клинических ситуаций, где уровень магния в крови обычно не измеряется. Только при тяжелой гипомагниемии (сывороточный магний <1,2 мг/дл [0,5 ммоль/л]) становятся очевидными такие симптомы, как аномальная нервно-мышечная возбудимость (спазмы в запястьях и лодыжках, эпилепсия и тремор), сердечно-сосудистые нарушения (аритмии и вазоконстрикция) и метаболические нарушения (инсулинорезистентность и кальцификация хряща). Гипомагниемия связана с увеличением частоты госпитализаций и смертности, особенно если она сопровождается гипокалиемией, что подчеркивает клиническую важность магния.
Содержание магния в крови составляет менее 1%, поэтому его содержание в крови не может достоверно отражать общее содержание магния в тканях. Исследования показали, что даже при нормальной концентрации магния в сыворотке крови внутриклеточное содержание магния может быть снижено. Следовательно, рассмотрение только содержания магния в крови без учёта поступления магния с пищей и выведения его с мочой может привести к недооценке клинического дефицита магния.

Пациенты с гипомагниемией часто испытывают гипокалиемию. Стойкая гипокалиемия обычно связана с дефицитом магния и может быть эффективно скорректирована только после того, как уровень магния вернется к норме. Дефицит магния может способствовать секреции калия из собирательных трубочек, что еще больше усугубляет потерю калия. Снижение внутриклеточного уровня магния ингибирует активность Na+-K+-АТФазы и увеличивает открытие внепочечных медуллярных калиевых каналов (ROMK), что приводит к большей потере калия почками. Взаимодействие между магнием и калием также включает активацию котранспортера хлорида натрия (NCC), тем самым способствуя реабсорбции натрия. Дефицит магния снижает относительное содержание NCC через E3 убиквитин протеинлигазу, называемую NEDD4-2, которая подавляет развитие нейрональных клеток-предшественников и предотвращает активацию NCC через гипокалиемию. Постоянное снижение NCC может усиливать дистальный транспорт Na+ при гипомагниемии, что приводит к повышенной экскреции калия с мочой и гипокалиемии.

Гипокальциемия также часто встречается у пациентов с гипомагниемией. Дефицит магния может подавлять высвобождение паратиреоидного гормона (ПТГ) и снижать чувствительность почек к нему. Снижение уровня ПТГ может привести к снижению реабсорбции кальция почками, увеличению экскреции кальция с мочой и, в конечном итоге, к гипокальциемии. Из-за гипокальциемии, вызванной гипомагниемией, гипопаратиреоз часто трудно поддается коррекции, если уровень магния в крови не нормализуется.

Измерение общего магния в сыворотке крови является стандартным методом определения его содержания в клинической практике. Этот метод позволяет быстро оценить краткосрочные изменения содержания магния, но может давать заниженную оценку общего содержания магния в организме. Эндогенные факторы (например, гипоальбуминемия) и экзогенные факторы (например, гемолиз образца и антикоагулянты, такие как ЭДТА) могут влиять на значение содержания магния, и эти факторы необходимо учитывать при интерпретации результатов анализа крови. Также возможно измерение ионизированного магния в сыворотке крови, но клиническая целесообразность этого метода пока неясна.
При диагностике гипомагниемии причину обычно можно определить на основании анамнеза заболевания пациента. Однако, если чёткой причины не выявлено, необходимо использовать специальные методы диагностики, чтобы определить, вызвана ли потеря магния почками или желудочно-кишечным трактом, например, 24-часовую экскрецию магния, фракцию экскреции магния и нагрузочный тест с магнием.

Добавки магния являются основой лечения гипомагниемии. Однако в настоящее время нет четких рекомендаций по лечению гипомагниемии; поэтому метод лечения в основном зависит от выраженности клинических симптомов. Легкую гипомагниемию можно лечить пероральными добавками. На рынке представлено множество препаратов магния, каждый из которых отличается по скорости всасывания. Органические соли (такие как цитрат магния, аспартат магния, глицин магния, глюконат магния и лактат магния) усваиваются организмом человека легче, чем неорганические соли (такие как хлорид магния, карбонат магния и оксид магния). Распространенным побочным эффектом пероральных добавок магния является диарея, что затрудняет пероральный прием добавок магния.
В рефрактерных случаях может потребоваться адъювантная медикаментозная терапия. У пациентов с нормальной функцией почек ингибирование эпителиальных натриевых каналов аминофенидатом или триаминофенидатом может повысить уровень магния в сыворотке. Другие потенциальные стратегии включают использование ингибиторов SGLT2 для повышения уровня магния в сыворотке, особенно у пациентов с сахарным диабетом. Механизмы этих эффектов пока неясны, но они могут быть связаны со снижением скорости клубочковой фильтрации и увеличением реабсорбции в почечных канальцах. Пациентам с гипомагниемией, которым неэффективна пероральная терапия препаратами магния, например, с синдромом короткой кишки, судорогами рук и ног или эпилепсией, а также пациентам с гемодинамической нестабильностью, вызванной аритмией, гипокалиемией и гипокальциемией, следует использовать внутривенную терапию. Гипомагниемию, вызванную ИПП, можно уменьшить пероральным приемом инулина, а ее механизм может быть связан с изменениями в микробиоте кишечника.

Магний является важным, но часто упускаемым из виду электролитом в клинической диагностике и лечении. Его редко проверяют как обычный электролит. Гипомагниемия обычно протекает бессимптомно. Хотя точный механизм регуляции баланса магния в организме пока неясен, был достигнут прогресс в изучении механизма, посредством которого почки перерабатывают магний. Многие лекарственные препараты могут вызывать гипомагниемию. Гипомагниемия распространена среди госпитализированных пациентов и является фактором риска длительного пребывания в отделении интенсивной терапии. Гипомагниемию следует корригировать с помощью препаратов на основе органических солей. Хотя все еще остается много неразгаданных тайн о роли магния в здоровье и патологии, в этой области достигнуты значительные успехи, и врачам-клиницистам следует уделять больше внимания важности магния в клинической медицине.