УДК 616-008.82

МАГНИЙ: ФУНКЦИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА, ПРИЧИНЫ И ПРОЯВЛЕНИЯ ДЕФИЦИТА

Шунин Егор Михайлович1, Трубицын Роман Владимирович1, Рудаков Олег Сергеевич1, Овсянников Никита Игоревич.1
1Курский государственный медицинский университет, студент 6 курса

Аннотация
Магний занимает четвертое место из содержащихся в организме человека минералов. Он выступает в качестве кофактора в более чем 300 ферментативных реакций, в том числе и неоспорима его решающая роль в метаболизме аденозинтрифосфата (АТФ). Данная статья посвящена роли магния в организме человека, его жизненно-важным функциям и заболеваниям, к которым может привести дефицит данного микроэлемента.

Ключевые слова: , , ,


Рубрика: 14.00.00 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Шунин Е.М., Трубицын Р.В., Рудаков О.С., Овсянников Н.И. Магний: функции в организме человека, причины и проявления дефицита // Современные научные исследования и инновации. 2018. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2018/10/87832 (дата обращения: 03.02.2020).

Прежде всего, магний необходим для синтеза и репродукции ДНК и РНК, участвует в процессах синтеза белка. Он играет ведущую роль в регуляции мышечных сокращений, кровяного давления, метаболизма инсулина, сердечной возбудимости, вазомоторного тонуса, нервной передачи и нервно-мышечной проводимости [1]. Дисбаланс в обмене магния – главным образом гипомагниемия, значительно чаще встречающаяся, чем гипермагниемия – может привести к нежелательным нервно-мышечным, сердечным и нервным расстройствам. Принимая во внимание множество магний-зависимых процессов в человеческом организме несложно представить главенствующую роль этого минерала в лечении и профилактике разных болезней. Низкий уровень магния ассоциируется с такими хроническими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, инсулинорезистентность и сахарный диабет 2 типа, гипертония, сердечно-сосудистые заболевания (например, инсульт), мигрени, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и остеопороз [1, 6].

Магний ­– 8 из числа основных элементов земной коры и главным образом содержится в полезных ископаемых, таких как магнезит (карбонат магния) и доломит. Доломит CaMg(SO3)2, как следует из названия, в изобилии встречается в доломитовой горной цепи в Альпах [2-4]. Однако наиболее изобилующим источником биологически доступного магния является гидросфера (т. е. океаны и реки). В море концентрация магния составляет около 55 ммоль/л, а в Мертвом море, для наглядного примера, концентрация магния составляет 198 ммоль/л и, со временем, неуклонно увеличивается [5].

В организме магний в основном содержится внутри клетки, где он действует как противоион для богатых энергией АТФ и нуклеиновых кислот. Магний является кофактором в более чем 300 ферментных системах, которые регулируют различные биохимические реакции, включая синтез белка, мышечную и нервную передачу, нервно-мышечную проводимость, передачу сигнала, участвуют в контроле уровней глюкозы крови и артериального давления. К магний-зависимым ферментам относятся Na+/K+-АТФаза, гексокиназа, фосфофруктокиназа, креатинкиназа, протеинкиназа, аденилатциклаза, а также тирозинкиназная активность инсулиновых рецепторов [1]. Магний необходим для структурной функции белков, нуклеиновых кислот и митохондрий. Он востребован для синтеза ДНК и РНК, а также для аэробного и анаэробного производства синтеза – окислительного фосфорилирования и гликолиза ­– либо косвенно в составе комплекса магний-АТФ, либо напрямую в качестве активатора ферментов.

Магний также играет ключевую роль в активном транспорте ионов кальция и калия через клеточные мембраны, что имеет важное значение для проведения нервных импульсов, сокращения мышц, поддержания вазомоторного тонуса и нормального сердечного ритма. Большая физиологическая важность его, как естественного антагониста кальция, заключается в блокаде внеклеточыми ионами Mg2+ NMDA-(N-метил-D-аспартат)-каналов. Кроме того, он способствует структурному развитию костей и необходим для АТФ-зависимого синтеза главного внутриклеточного антиоксиданта – глутатиона [7-9].

Основным резервуаром магния в организме является кость (около 60% от общего количества Mg2+ в организме), остальные 40% могут содержаться внеклеточно и внутриклеточно. Выведение магния в основном регулируется почками – ежедневно ими фильтруется около 100 ммоль/л магния [2-6]. Общее содержание магния в организме человека составляет ~20 ммоль/кг обезжиренной ткани. В перерасчете на средний вес взрослого человека (70 кг) с 20%  жира это в общем составит ~1000-1120 ммоль или ~24 г [4, 9, 10].

По важности для метаболизма в человеческом организме магний стоит наряду с калием, натрием и кальцием. Около 99% его общего количества находится в костной, мышечной и немышечных мягких тканях [13,14]. Приблизительно 50%-60% микроэлемента пребывает в качестве поверхностного заместителя минерального компонента гидроксиапатита кости. Большая часть остального магния содержится в скелетной мышце и мягкой ткани. Магний, запасенный в виде костного пула, не полностью биодоступен в случае дефицитных состояний. Содержание его в костях с возрастом уменьшается.

Внутриклеточная концентрация магния колеблется в пределах 5-20 ммоль/л; 1%-5% в ионизированном состоянии, остаток связывается с белками, отрицательно заряженными молекулами и с аденозинтрифосфатом (АТФ) [3, 4]. Внеклеточный магний составляет около 1%-3% от общего магния в организме [4, 5] и главным образом обнаруживается в сыворотке крови и красных кровяных тельцах. Нормальная концентрация магния в сыворотке составляет около 0,76-1,15 ммоль/л [3,5-7].  Здесь он подразделяется на три фракции. Он либо находится в ионизированном состоянии (55%-70%), либо связан с белком (20%-30%) либо в комплексе с анионами (5%-15%), такими как фосфат, гидрокарбонат, цитрат или сульфат. Соотношение эритроцитарного/сывороточного магния составляет около 2,8 [6-8].

Тяжелая гипермагниемия, или магниевая интоксикация, характерна для таких ситуаций, как тяжелая почечная недостаточность, ятрогения и встречается довольно редко [5,10,12]. В медицине внутренних болезней преобладают явления его дефицита или недостаточности. Дефицит магния – не редкость для общей популяции: его потребление заметно снизилось, особенно в западном мире. Гипомагниемия определяется как уровень концентрации магния сыворотки крови <0,75 ммоль/л. Ранние признаки дефицита магния неспецифичны и включают потерю аппетита, вялость, тошноту, рвоту, усталость и слабость. Более резкая нехватка магния проявляется симптомами повышенной нервно-мышечной возбудимости, такими как тремор, карпопедальный спазм, мышечные крампи, судороги и генерализованные судорожные припадки.  Гипомагниемия может вызывать сердечные аритмии, включая предсердную и желудочковую тахикардию, удлинение интервала QT и аритмия torsades de pointes [7, 9-11, 13].

Гипомагниемия часто идет в совокупности с другими электролитными аномалиями, такими как гипокалиемия и гипокальциемия. Состояния, которые могут привести к недостаточности магния, включают алкоголизм, плохо контролируемый диабет, нарушения всасывания (например, болезнь Крона, язвенный колит, целиакия, синдром укороченной тонкой кишки, болезнь Уиппла), эндокринные причины (например, альдостеронизм, гиперпаратиреоз, гипертиреоз), заболевания почек (например, хроническая почечная недостаточность, гемодиализ, синдром Гительмана) и прием лекарственных препаратов. Различные лекарственные средства, включая антибиотики (аминогликозиды – гентамицин, тобрамицин, амикацин), химиотерапевтические средства (цисплатин, амсакрин), диуретики (фуросемид, гидрохлоротиазид), ингибиторы протонной помпы, моноклональные антитела (цетуксимаб, панитумумаб) также могут стать причиной гипомагниемии. Кроме того, дефицит магния усугубляет калий-опосредованную аритмию, в частности при дигоксиновой интоксикации [12-15].

Магний является важным электролитом для живых организмов. Интоксикация магнием встречается редко. Дефицит магния связан с сердечнососудистыми заболеваниями, например, гипертонией, преэклампсией, нарушениями ритма и сердечной недостаточностью. Атеросклероз, сахарный диабет и метаболический синдром чаще встречаются у людей с нехваткой данного микроэлемента в организме. Более того, у таких пациентов усугубляются и неврологические симптомы. Восполнение недостатка магния может приносить пользу в большинстве случаев.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Gröber, U., Schmidt, J., Kisters, K.  Magnesium in Prevention and Therapy. Nutrients 2015, 7, 8199–8226.
  2. Bodaker, I., Sharon, I., Suzuki, M., Feingersch, R., Shmoish, M.; Andreishcheva, E., Sogin, M.L., Rosenberg, M., Maguiere, M.E., Belkin, S., et al. Comparative community genomics in the Dead Sea: An increasingly extreme environment. ISME J. 2010, 4, 399–407.
  3. Gröber, U. Magnesium. In Micronutrients: Metabolic Tuning-Prevention-Therapy, 1st ed.; Gröber, U., Ed.; MedPharm Scientific Publishers: Stuttgart, Germany, 2009; pp. 159–166.
  4. Rude, R.K. Magnesium. In Encyclopedia of Dietary Supplements, 2nd ed.; Coates, P.M., Betz, J.M., Eds.; Informa Healthcare: New York, NY, USA, 2010; pp. 527–537.
  5. Rude, R.K. Magnesium. In Modern Nutrition in Health and Disease, 11th ed.; Ross, A.C., Caballero, B., Cousins, R.J., Tucker, K.L., Ziegler, T.R., Eds.; Lippincott Williams & Wilkins: Baltimore, MA, USA, 2012; pp. 159–175.
  6. Swaminathan, R. Magnesium metabolism and its disorders. Clin. Biochem. Rev. 2003, 24, 47–66.
  7. Castiglioni, S., Cazzaniga, A., Albisetti, W., Maier, J.A. Magnesium and osteoporosis: Current state of knowledge and future research directions. Nutrients 2013, 5, 3022–3033.
  8. Jahnen-Dechent, J., Ketteler, M. Magnesium basics. Clin. Kidney J. 2012, 5, i3–i14.
  9. Ismail, Y., Ismail, A.A. The underestimated problem of using serum magnesium measurements to exclude magnesium deficiency in adults; a health warning is needed for “normal” results. Clin. Chem. Lab. Med. 2010, 48, 323–327.
  10. Von Ehrlich, E., Barbagallo, M., Classen, H.G., Guerrero-Romero, F., Morren, F.C., Rodriguez-Moran, M., Vierling, W., Vormann, J, Kisters, K. The significance of magnesium in insulin resistance, metabolic syndrome, and diabetes—Recommendations of the Association of Magnesium Research e.V. Diabetol. Stoffwechs. 2014, 9, 96–100.
  11. Vormann, J. Update: Magnesium und Diabetes. OM—Z. Orthomol. Med. 2014, 1, 6–8.
  12. Saris, N.E., Mervaala, E., Karppanen, H., Khawaja, J.A., Lewenstam, A. Magnesium: An update on physiological, clinical and analytical aspects. Clin. Chim. Acta 2000, 294, 1–26.
  13. Tokmak, F., Kisters, K., Hausberg, M., Rump, L.C. Buffer function of the cell membrane for magnesium in chronic kidney disease. Trace Elem. Electrol. 2008, 25, 234–235.
  14. Vierling, W., Liebscher, D.H., Micke, O., von Ehrlich, B., Kisters, K. Magnesium deficiency and therapy in cardiac arrhythmias: Recommendations of the German Society for Magnesium Research. Dtsch. Med. Wochenschr. 2013, 138, 1165–1171.
  15. Classen, H.G., Gröber, U., Kisters, K. Drug-induced magnesium deficiency. Med. Monatsschr. Pharm. 2012, 35, 274–280.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Шунин Егор Михайлович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация