nyheter

Natrium-, kalium-, kalcium-, bikarbonat- och vätskebalansen i blodet är grunden för att upprätthålla fysiologiska funktioner i kroppen. Det har saknats forskning om magnesiumjonrubbningar. Redan på 1980-talet var magnesium känt som den "glömda elektrolyten". Med upptäckten av magnesiumspecifika kanaler och transportörer, samt förståelsen av fysiologisk och hormonell reglering av magnesiumhomeostas, fördjupas människors förståelse för magnesiums roll inom klinisk medicin ständigt.

Magnesium är avgörande för cellfunktion och hälsa. Magnesium förekommer vanligtvis i form av Mg2+ och finns i alla celler i alla organismer, från växter till högre däggdjur. Magnesium är ett viktigt element för hälsa och liv, eftersom det är en viktig kofaktor för cellulär energikälla ATP. Magnesium deltar huvudsakligen i cellernas huvudsakliga fysiologiska processer genom att binda till nukleotider och reglera enzymaktivitet. Alla ATPas-reaktioner kräver Mg2+-ATP, inklusive reaktioner relaterade till RNA- och DNA-funktioner. Magnesium är en kofaktor för hundratals enzymatiska reaktioner i celler. Dessutom reglerar magnesium även glukos-, lipid- och proteinmetabolism. Magnesium är involverat i att reglera neuromuskulär funktion, reglera hjärtrytm, kärltonus, hormonsekretion och frisättningen av N-metyl-D-aspartat (NMDA) i centrala nervsystemet. Magnesium är den andra budbäraren som är involverad i intracellulär signalering och en regulator av dygnsrytmgener som styr dygnsrytmen i biologiska system.

Det finns ungefär 25 g magnesium i människokroppen, huvudsakligen lagrat i ben och mjukvävnader. Magnesium är en viktig intracellulär jon och den näst största intracellulära katjonen efter kalium. I celler binder 90 % till 95 % av magnesiumet till ligander som ATP, ADP, citrat, proteiner och nukleinsyror, medan endast 1 % till 5 % av intracellulärt magnesium finns i fri form. Den intracellulära fria magnesiumkoncentrationen är 1,2–2,9 mg/dl (0,5–1,2 mmol/L), vilket liknar den extracellulära koncentrationen. I plasma binder 30 % av cirkulerande magnesium till proteiner huvudsakligen genom fria fettsyror. Patienter med långvarigt höga nivåer av fria fettsyror har vanligtvis lägre magnesiumkoncentrationer i blodet, vilka är omvänt proportionella mot risken för hjärt-kärlsjukdomar och metabola sjukdomar. Förändringar i fria fettsyror, såväl som nivåerna av EGF, insulin och aldosteron, kan påverka magnesiumnivåerna i blodet.

Det finns tre huvudsakliga regleringsorgan för magnesium: tarmen (som reglerar magnesiumupptaget från kosten), benen (som lagrar magnesium i form av hydroxiapatit) och njurarna (som reglerar magnesiumutsöndringen i urinen). Dessa system är integrerade och starkt samordnade och bildar tillsammans tarmbenets njuraxel, som ansvarar för absorption, utbyte och utsöndring av magnesium. Obalans i magnesiummetabolismen kan leda till patologiska och fysiologiska utfall.

Livsmedel rika på magnesium inkluderar spannmål, bönor, nötter och gröna grönsaker (magnesium är kärnkomponenten i klorofyll). Ungefär 30 % till 40 % av magnesiumintaget absorberas av tarmen. Det mesta absorptionen sker i tunntarmen genom intercellulär transport, en passiv process som involverar täta förbindelser mellan celler. Tjocktarmen kan noggrant reglera magnesiumabsorptionen genom transcellulär TRPM6 och TRPM7. Inaktivering av den intestinala TRPM7-genen kan leda till allvarliga brister i magnesium, zink och kalcium, vilket är skadligt för tidig tillväxt och överlevnad efter födseln. Magnesiumabsorptionen påverkas av olika faktorer, inklusive magnesiumintag, tarmens pH-värde, hormoner (såsom östrogen, insulin, EGF, FGF23 och bisköldkörtelhormon [PTH]) och tarmfloran.
I njurarna reabsorberar njurtubuli magnesium genom både extracellulära och intracellulära vägar. Till skillnad från de flesta joner som natrium och kalcium reabsorberas endast en liten mängd (20 %) magnesium i de proximala tubuli, medan majoriteten (70 %) av magnesium reabsorberas i Heinz-loopen. I de proximala tubuli och de grova grenarna av Heinz-loopen drivs magnesiumreabsorptionen huvudsakligen av koncentrationsgradienter och membranpotential. Claudin 16 och Claudin 19 bildar magnesiumkanaler i de tjocka grenarna av Heinz-loopen, medan Claudin 10b hjälper till att bilda en positiv intraluminal spänning över epitelcellerna, vilket driver magnesiumjonreabsorptionen. I de distala tubuli reglerar magnesium fint intracellulär reabsorption (5 %~10 %) genom TRPM6 och TRPM7 vid cellspetsen, vilket bestämmer den slutliga magnesiumutsöndringen i urinen.
Magnesium är en viktig del av benen, och 60 % av magnesiumet i människokroppen lagras i benen. Det utbytbara magnesiumet i benen ger dynamiska reserver för att upprätthålla fysiologiska plasmakoncentrationer. Magnesium främjar benbildning genom att påverka aktiviteten hos osteoblaster och osteoklaster. Ökat magnesiumintag kan öka benmineralinnehållet, vilket minskar risken för frakturer och osteoporos under åldrandet. Magnesium har en dubbel roll i benreparation. Under den akuta fasen av inflammation kan magnesium främja uttrycket av TRPM7 i makrofager, produktion av magnesiumberoende cytokiner och främja immunmikromiljön för benbildning. Under det sena ombyggnadsstadiet av benläkning kan magnesium påverka osteogenesen och hämma hydroxiapatitutfällning. TRPM7 och magnesium deltar också i processen för vaskulär förkalkning genom att påverka övergången av vaskulära glatta muskelceller till osteogen fenotyp.

Den normala serummagnesiumkoncentrationen hos vuxna är 1,7–2,4 mg/dl (0,7–1,0 mmol/L). Hypomagnesemi avser en serummagnesiumkoncentration under 1,7 mg/dl. De flesta patienter med gränsfall till hypomagnesemi har inga uppenbara symtom. På grund av risken för långvarig potentiell magnesiumbrist hos patienter med serummagnesiumnivåer högre än 1,5 mg/dl (0,6 mmol/L), föreslår vissa att den nedre tröskeln för hypomagnesemi höjs. Denna nivå är dock fortfarande kontroversiell och kräver ytterligare klinisk validering. 3–10 % av den allmänna befolkningen har hypomagnesemi, medan incidensen för patienter med typ 2-diabetes (10–30 %) och patienter inlagda på sjukhus (10–60 %) är högre, särskilt hos patienter på intensivvårdsavdelningen (IVA), vars incidens överstiger 65 %. Flera kohortstudier har visat att hypomagnesemi är förknippat med en ökad risk för total mortalitet och dödlighet relaterad till hjärt-kärlsjukdomar.

De kliniska manifestationerna av hypomagnesemi inkluderar ospecifika symtom som dåsighet, muskelspasmer eller muskelsvaghet orsakad av otillräckligt kostintag, ökad gastrointestinal förlust, minskad renal reabsorption eller omfördelning av magnesium från utsidan till insidan av cellerna (Figur 3B). Hypomagnesemi förekommer vanligtvis samtidigt med andra elektrolytrubbningar, inklusive hypokalcemi, hypokalemi och metabolisk alkalos. Därför kan hypomagnesemi förbises, särskilt i de flesta kliniska miljöer där magnesiumnivåer i blodet inte rutinmässigt mäts. Endast vid svår hypomagnesemi (serummagnesium <1,2 mg/dl [0,5 mmol/l]) blir symtom som onormal neuromuskulär excitabilitet (spasmer i handleden och fotleden, epilepsi och tremor), kardiovaskulära avvikelser (arytmier och vasokonstriktion) och metabola störningar (insulinresistens och broskförkalkning) uppenbara. Hypomagnesemi är förknippad med ökad sjukhusinläggning och dödlighet, särskilt när det åtföljs av hypokalemi, vilket belyser den kliniska betydelsen av magnesium.
Magnesiumhalten i blodet är mindre än 1 %, så magnesiumhalten i blodet kan inte på ett tillförlitligt sätt återspegla den totala magnesiumhalten i vävnaden. Forskning har visat att även om serummagnesiumkoncentrationen är normal, kan den intracellulära magnesiumhalten vara låg. Därför kan det vara en underskattning av den kliniska magnesiumbristen att endast beakta magnesiumhalten i blodet utan att ta hänsyn till magnesiumintag via kosten och urinförlust.

Patienter med hypomagnesemi upplever ofta hypokalemi. Envis hypokalemi är vanligtvis förknippad med magnesiumbrist och kan endast korrigeras effektivt efter att magnesiumnivåerna återgått till det normala. Magnesiumbrist kan främja kaliumsekretion från samlingskanalerna, vilket ytterligare förvärrar kaliumförlusten. En minskning av intracellulära magnesiumnivåer hämmar Na+-K+-ATPas-aktivitet och ökar öppningen av extrarenala medullära kaliumkanaler (ROMK), vilket leder till mer kaliumförlust från njurarna. Samspelet mellan magnesium och kalium involverar också aktivering av natriumklorid-kotransportören (NCC), vilket främjar natriumreabsorption. Magnesiumbrist minskar NCC-förekomsten genom ett E3 ubiquitinproteinligas som kallas NEDD4-2, vilket nedreglerar utvecklingen av neuronala prekursorceller och förhindrar NCC-aktivering genom hypokalemi. Kontinuerlig nedreglering av NCC kan förbättra distal Na+-transport vid hypomagnesemi, vilket leder till ökad kaliumutsöndring i urinen och hypokalemi.

Hypokalcemi är också vanligt hos patienter med hypomagnesemi. Magnesiumbrist kan hämma frisättningen av bisköldkörtelhormon (PTH) och minska njurarnas känslighet för PTH. En minskning av PTH-nivåerna kan minska renal kalciumåterabsorption, öka kalciumutsöndringen i urinen och slutligen leda till hypokalcemi. På grund av hypokalcemi orsakad av hypomagnesemi är hypoparatyreoidism ofta svår att korrigera om inte magnesiumnivåerna i blodet återgår till det normala.

Mätning av totalt magnesium i serum är standardmetoden för att bestämma magnesiumhalten i klinisk praxis. Den kan snabbt bedöma kortsiktiga förändringar i magnesiumhalten, men kan underskatta den totala magnesiumhalten i kroppen. Endogena faktorer (såsom hypoalbuminemi) och exogena faktorer (såsom hemolys i prover och antikoagulantia, såsom EDTA) kan påverka mätvärdet för magnesium, och dessa faktorer måste beaktas vid tolkning av blodprovresultat. Serumjoniserat magnesium kan också mätas, men dess kliniska användbarhet är ännu inte klarlagd.
Vid diagnostisering av hypomagnesemi kan orsaken vanligtvis fastställas baserat på patientens sjukdomshistoria. Om det dock inte finns någon tydlig bakomliggande orsak behöver specifika diagnostiska metoder användas för att skilja på om magnesiumförlusten orsakas av njurarna eller mag-tarmkanalen, såsom 24-timmars magnesiumutsöndring, magnesiumutsöndringsfraktion och magnesiumbelastningstest.

Magnesiumtillskott är grunden för behandling av hypomagnesemi. Det finns dock för närvarande ingen tydlig behandlingsriktlinje för hypomagnesemi; därför beror behandlingsmetoden huvudsakligen på svårighetsgraden av kliniska symtom. Mild hypomagnesemi kan behandlas med orala tillskott. Det finns många magnesiumpreparat på marknaden, alla med olika absorptionshastigheter. Organiska salter (såsom magnesiumcitrat, magnesiumaspartat, magnesiumglycin, magnesiumglukonat och magnesiumlaktat) absorberas lättare av människokroppen än oorganiska salter (såsom magnesiumklorid, magnesiumkarbonat och magnesiumoxid). Den vanliga biverkningen av orala magnesiumtillskott är diarré, vilket utgör en utmaning för oralt magnesiumtillskott.
Vid refraktära fall kan adjuvant läkemedelsbehandling vara nödvändig. För patienter med normal njurfunktion kan hämning av epiteliala natriumkanaler med aminofenidat eller triaminofenidat öka serummagnesiumnivåerna. Andra potentiella strategier inkluderar användning av SGLT2-hämmare för att öka serummagnesiumnivåerna, särskilt hos patienter med diabetes. Mekanismerna bakom dessa effekter är ännu inte klarlagda, men de kan vara relaterade till en minskning av glomerulär filtrationshastighet och en ökning av renal tubulär reabsorption. För patienter med hypomagnesemi som är ineffektiva vid oral magnesiumtillskottsbehandling, såsom de med korttarmssyndrom, hand- och fotkramper eller epilepsi, samt de med hemodynamisk instabilitet orsakad av arytmi, hypokalemi och hypokalcemi, bör intravenös behandling användas. Hypomagnesemi orsakad av PPI kan förbättras genom oral administrering av inulin, och dess mekanism kan vara relaterad till förändringar i tarmmikrobiotan.

Magnesium är en viktig men ofta förbisedd elektrolyt vid klinisk diagnos och behandling. Den testas sällan som en konventionell elektrolyt. Hypomagnesemi har vanligtvis inga symtom. Även om den exakta mekanismen för att reglera magnesiumbalansen i kroppen ännu inte är klarlagd, har framsteg gjorts i studien av mekanismen genom vilken njurarna bearbetar magnesium. Många läkemedel kan orsaka hypomagnesemi. Hypomagnesemi är vanligt bland sjukhuspatienter och en riskfaktor för långvarig intensivvårdsvistelse. Hypomagnesemi bör korrigeras i form av organiska saltpreparat. Även om det fortfarande finns många mysterier att lösa om magnesiums roll för hälsa och sjukdom, har det skett många framsteg inom detta område, och kliniska läkare bör ägna mer uppmärksamhet åt magnesiums betydelse inom klinisk medicin.