новини

Натрият, калият, калцият, бикарбонатът и водният баланс в кръвта са основата за поддържане на физиологичните функции в организма. Липсват изследвания върху нарушенията на магнезиевите йони. Още през 80-те години на миналия век магнезият е бил известен като „забравения електролит“. С откриването на специфични за магнезия канали и транспортери, както и с разбирането на физиологичната и хормонална регулация на магнезиевата хомеостаза, разбирането на хората за ролята на магнезия в клиничната медицина непрекъснато се задълбочава.

Магнезият е от решаващо значение за клетъчната функция и здраве. Магнезият обикновено съществува под формата на Mg2+ и присъства във всички клетки на всички организми, от растения до висши бозайници. Магнезият е съществен елемент за здравето и живота, тъй като е важен кофактор на клетъчния енергиен източник АТФ. Магнезият участва главно в основните физиологични процеси на клетките, като се свързва с нуклеотиди и регулира ензимната активност. Всички АТФазни реакции изискват Mg2+-АТФ, включително реакции, свързани с функциите на РНК и ДНК. Магнезият е кофактор на стотици ензимни реакции в клетките. Освен това, магнезият регулира и метаболизма на глюкозата, липидите и протеините. Магнезият участва в регулирането на невромускулната функция, регулирането на сърдечния ритъм, съдовия тонус, секрецията на хормони и освобождаването на N-метил-D-аспартат (NMDA) в централната нервна система. Магнезият е вторичният посредник, участващ във вътреклетъчната сигнализация, и регулатор на циркадните ритмични гени, които контролират циркадния ритъм на биологичните системи.

В човешкото тяло има приблизително 25 g магнезий, съхраняван главно в костите и меките тъкани. Магнезият е важен вътреклетъчен йон и вторият по големина вътреклетъчен катион след калия. В клетките 90% до 95% от магнезия се свързва с лиганди като АТФ, АДФ, цитрат, протеини и нуклеинови киселини, докато само 1% до 5% от вътреклетъчния магнезий съществува в свободна форма. Вътреклетъчната концентрация на свободен магнезий е 1,2-2,9 mg/dl (0,5-1,2 mmol/L), което е подобно на извънклетъчната концентрация. В плазмата 30% от циркулиращия магнезий се свързва с протеини главно чрез свободни мастни киселини. Пациентите с дългосрочно високи нива на свободни мастни киселини обикновено имат по-ниски концентрации на магнезий в кръвта, които са обратно пропорционални на риска от сърдечно-съдови и метаболитни заболявания. Промените в свободните мастни киселини, както и нивата на EGF, инсулин и алдостерон, могат да повлияят на нивата на магнезий в кръвта.

Има три основни регулаторни органа, регулиращи усвояването на магнезий от храната, костите (съхраняват магнезий под формата на хидроксиапатит) и бъбреците (регулират отделянето на магнезий с урината). Тези системи са интегрирани и силно координирани, като заедно образуват оста черва-бъбреци, отговорна за усвояването, обмяната и отделянето на магнезий. Дисбалансът в метаболизма на магнезия може да доведе до патологични и физиологични последици.

Храните, богати на магнезий, включват зърнени храни, боб, ядки и зелени зеленчуци (магнезият е основният компонент на хлорофила). Приблизително 30% до 40% от приема на магнезий с храната се абсорбира от червата. По-голямата част от абсорбцията се осъществява в тънките черва чрез междуклетъчен транспорт, пасивен процес, включващ плътни връзки между клетките. Дебелото черво може фино да регулира абсорбцията на магнезий чрез трансклетъчни TRPM6 и TRPM7. Инактивирането на чревния ген TRPM7 може да доведе до тежки дефицити на магнезий, цинк и калций, което е вредно за ранния растеж и оцеляване след раждането. Абсорбцията на магнезий се влияе от различни фактори, включително прием на магнезий, чревно pH, хормони (като естроген, инсулин, EGF, FGF23 и паратироиден хормон [PTH]) и чревна микробиота.
В бъбреците, бъбречните тубули реабсорбират магнезий както чрез извънклетъчни, така и чрез вътреклетъчни пътища. За разлика от повечето йони като натрий и калций, само малко количество (20%) магнезий се реабсорбира в проксималните тубули, докато по-голямата част (70%) от магнезия се реабсорбира в бримката на Хайнц. В проксималните тубули и едрите клонове на бримката на Хайнц, реабсорбцията на магнезий се обуславя главно от концентрационни градиенти и мембранен потенциал. Клаудин 16 и Клаудин 19 образуват магнезиеви канали в дебелите клонове на бримката на Хайнц, докато Клаудин 10b помага за формирането на положително интралуминално напрежение в епителните клетки, като по този начин задвижва реабсорбцията на магнезиеви йони. В дисталните тубули магнезият фино регулира вътреклетъчната реабсорбция (5%~10%) чрез TRPM6 и TRPM7 на върха на клетката, като по този начин определя крайната екскреция на магнезий в урината.
Магнезият е важен компонент на костите и 60% от магнезия в човешкото тяло се съхранява в костите. Обменният магнезий в костите осигурява динамични резерви за поддържане на физиологични плазмени концентрации. Магнезият насърчава образуването на кости, като повлиява активността на остеобластите и остеокластите. Увеличаването на приема на магнезий може да увеличи съдържанието на костни минерали, като по този начин намали риска от фрактури и остеопороза по време на стареене. Магнезият има двойна роля във възстановяването на костите. По време на острата фаза на възпалението, магнезият може да стимулира експресията на TRPM7 в макрофагите, производството на магнезиево-зависими цитокини и да стимулира имунната микросреда на образуването на кости. По време на късния етап на ремоделиране на костното заздравяване, магнезият може да повлияе на остеогенезата и да инхибира утаяването на хидроксиапатит. TRPM7 и магнезият също участват в процеса на съдова калцификация, като повлияват прехода на съдовите гладкомускулни клетки към остеогенен фенотип.

Нормалната серумна концентрация на магнезий при възрастни е 1,7~2,4 mg/dl (0,7~1,0 mmol/L). Хипомагнезиемията се отнася до серумна концентрация на магнезий под 1,7 mg/dl. Повечето пациенти с гранична хипомагнезиемия нямат очевидни симптоми. Поради възможността за дългосрочен потенциален дефицит на магнезий при пациенти със серумни нива на магнезий по-високи от 1,5 mg/dl (0,6 mmol/L), някои предлагат повишаване на долния праг за хипомагнезиемия. Това ниво обаче все още е спорно и изисква допълнително клинично валидиране. 3%~10% от общата популация има хипомагнезиемия, докато честотата на пациенти с диабет тип 2 (10%~30%) и хоспитализирани пациенти (10%~60%) е по-висока, особено при пациенти в интензивно отделение (ИО), чиято честота надвишава 65%. Множество кохортни проучвания показват, че хипомагнезиемията е свързана с повишен риск от обща смъртност и смъртност, свързана със сърдечно-съдови заболявания.

Клиничните прояви на хипомагнезиемия включват неспецифични симптоми като сънливост, мускулни спазми или мускулна слабост, причинени от недостатъчен хранителен прием, повишена стомашно-чревна загуба, намалена бъбречна реабсорбция или преразпределение на магнезий отвън към вътрешността на клетките (Фигура 3B). Хипомагнезиемията обикновено съществува едновременно с други електролитни нарушения, включително хипокалцемия, хипокалиемия и метаболитна алкалоза. Следователно, хипомагнезиемията може да бъде пренебрегната, особено в повечето клинични условия, където нивата на магнезий в кръвта не се измерват рутинно. Само при тежка хипомагнезиемия (серумен магнезий <1,2 mg/dL [0,5 mmol/L]) се наблюдават симптоми като абнормна невромускулна възбудимост (спазми на китката и глезена, епилепсия и тремор), сърдечно-съдови аномалии (аритмии и вазоконстрикция) и метаболитни нарушения (инсулинова резистентност и калцификация на хрущяла). Хипомагнезиемията е свързана с повишена хоспитализация и смъртност, особено когато е съпроводена с хипокалиемия, което подчертава клиничното значение на магнезия.
Съдържанието на магнезий в кръвта е по-малко от 1%, така че съдържанието на магнезий в кръвта не може надеждно да отразява общото съдържание на магнезий в тъканите. Изследванията показват, че дори ако серумната концентрация на магнезий е нормална, вътреклетъчното съдържание на магнезий може да е намалено. Следователно, разглеждането само на съдържанието на магнезий в кръвта, без да се отчита приемът на магнезий с храната и загубата на урина, може да подцени клиничния дефицит на магнезий.

Пациентите с хипомагнезиемия често изпитват хипокалиемия. Упоритата хипокалиемия обикновено е свързана с магнезиев дефицит и може да бъде ефективно коригирана само след като нивата на магнезий се върнат към нормалното. Дефицитът на магнезий може да стимулира секрецията на калий от събирателните каналчета, което допълнително изостря загубата на калий. Намаляването на вътреклетъчните нива на магнезий инхибира активността на Na+-K+-АТФазата и увеличава отварянето на екстрареналните медуларни калиеви (ROMK) канали, което води до по-голяма загуба на калий от бъбреците. Взаимодействието между магнезий и калий включва и активиране на ко-транспортера на натриев хлорид (NCC), като по този начин насърчава реабсорбцията на натрий. Дефицитът на магнезий намалява количеството на NCC чрез E3 убиквитин протеин лигаза, наречена NEDD4-2, която понижава развитието на невронните прекурсорни клетки и предотвратява активирането на NCC чрез хипокалиемия. Непрекъснатото понижаване на NCC може да засили дисталния Na+ транспорт при хипомагнезиемия, което води до повишена екскреция на калий в урината и хипокалиемия.

Хипокалцемията също е често срещана при пациенти с хипомагнезиемия. Дефицитът на магнезий може да потисне освобождаването на паратироиден хормон (ПТХ) и да намали чувствителността на бъбреците към ПТХ. Намаляването на нивата на ПТХ може да намали реабсорбцията на калций в бъбреците, да увеличи екскрецията на калций с урината и в крайна сметка да доведе до хипокалцемия. Поради хипокалцемия, причинена от хипомагнезиемия, хипопаратиреоидизмът често е труден за коригиране, освен ако нивата на магнезий в кръвта не се върнат към нормалното.

Измерването на общия магнезий в серума е стандартният метод за определяне на съдържанието на магнезий в клиничната практика. Той може бързо да оцени краткосрочните промени в съдържанието на магнезий, но може да подцени общото съдържание на магнезий в организма. Ендогенни фактори (като хипоалбуминемия) и екзогенни фактори (като хемолиза на пробата и антикоагуланти, като EDTA) могат да повлияят на стойността на измерването на магнезий и тези фактори трябва да се вземат предвид при интерпретиране на резултатите от кръвните изследвания. Може да се измери и серумният йонизиран магнезий, но клиничната му практичност все още не е ясна.
При диагностициране на хипомагнезиемия, причината обикновено може да се определи въз основа на медицинската история на пациента. Ако обаче няма ясна основна причина, е необходимо да се използват специфични диагностични методи, за да се разграничи дали загубата на магнезий е причинена от бъбреците или стомашно-чревния тракт, като например 24-часова екскреция на магнезий, фракция на екскреция на магнезий и тест за магнезиево натоварване.

Магнезиевите добавки са основата за лечение на хипомагнезиемия. Въпреки това, понастоящем няма ясни насоки за лечение на хипомагнезиемия; следователно, методът на лечение зависи главно от тежестта на клиничните симптоми. Леката хипомагнезиемия може да се лекува с перорални добавки. На пазара се предлагат много магнезиеви препарати, всеки с различна скорост на абсорбция. Органичните соли (като магнезиев цитрат, магнезиев аспартат, магнезиев глицин, магнезиев глюконат и магнезиев лактат) се абсорбират по-лесно от човешкото тяло, отколкото неорганичните соли (като магнезиев хлорид, магнезиев карбонат и магнезиев оксид). Честият страничен ефект на пероралните магнезиеви добавки е диарията, което представлява предизвикателство за пероралния прием на магнезий.
При рефрактерни случаи може да се наложи адювантно лекарствено лечение. При пациенти с нормална бъбречна функция, инхибирането на епителните натриеви канали с аминофенидат или триаминофенидат може да повиши серумните нива на магнезий. Други потенциални стратегии включват използването на SGLT2 инхибитори за повишаване на серумните нива на магнезий, особено при пациенти с диабет. Механизмите зад тези ефекти все още не са ясни, но те могат да бъдат свързани с намаляване на скоростта на гломерулна филтрация и увеличаване на бъбречната тубулна реабсорбция. При пациенти с хипомагнезиемия, при които пероралната терапия с магнезий е неефективна, като например тези със синдром на късото черво, гърчове тип „ръка-крака“ или епилепсия, както и тези с хемодинамична нестабилност, причинена от аритмия, хипокалиемия и хипокалцемия, трябва да се използва интравенозна терапия. Хипомагнезиемията, причинена от инхибитори на протонната помпа (ИПП), може да се подобри чрез перорално приложение на инулин и механизмът ѝ може да е свързан с промени в чревната микробиота.

Магнезият е важен, но често пренебрегван електролит в клиничната диагностика и лечение. Рядко се тества като конвенционален електролит. Хипомагнезиемията обикновено протича без симптоми. Въпреки че точният механизъм за регулиране на магнезиевия баланс в организма все още не е ясен, е постигнат напредък в изучаването на механизма, чрез който бъбреците преработват магнезия. Много лекарства могат да причинят хипомагнезиемия. Хипомагнезиемията е често срещана сред хоспитализираните пациенти и рисков фактор за продължителен престой в интензивно отделение. Хипомагнезиемията трябва да се коригира под формата на препарати с органични соли. Въпреки че все още има много загадки за разрешаване относно ролята на магнезия за здравето и болестите, в тази област е постигнат много напредък и клиничните лекари трябва да обърнат повече внимание на значението на магнезия в клиничната медицина.