nyheter

Natrium-, kalium-, kalsium-, bikarbonat- og væskebalansen i blodet er grunnlaget for å opprettholde fysiologiske funksjoner i kroppen. Det har vært mangel på forskning på magnesiumionforstyrrelser. Så tidlig som på 1980-tallet var magnesium kjent som den «glemte elektrolytten». Med oppdagelsen av magnesiumspesifikke kanaler og transportører, samt forståelsen av fysiologisk og hormonell regulering av magnesiumhomeostase, blir folks forståelse av magnesiums rolle i klinisk medisin stadig dypere.

Magnesium er avgjørende for cellefunksjon og helse. Magnesium finnes vanligvis i form av Mg2+, og er tilstede i alle celler i alle organismer, fra planter til høyere pattedyr. Magnesium er et essensielt element for helse og liv, da det er en viktig kofaktor for cellulær energikilde ATP. Magnesium deltar hovedsakelig i de viktigste fysiologiske prosessene i celler ved å binde seg til nukleotider og regulere enzymaktivitet. Alle ATPase-reaksjoner krever Mg2+-ATP, inkludert reaksjoner relatert til RNA- og DNA-funksjoner. Magnesium er en kofaktor for hundrevis av enzymatiske reaksjoner i celler. I tillegg regulerer magnesium også glukose-, lipid- og proteinmetabolisme. Magnesium er involvert i å regulere nevromuskulær funksjon, regulere hjerterytme, vaskulær tonus, hormonsekresjon og frigjøring av N-metyl-D-aspartat (NMDA) i sentralnervesystemet. Magnesium er den andre budbringeren involvert i intracellulær signalering og en regulator av døgnrytmegener som kontrollerer døgnrytmen i biologiske systemer.

Det finnes omtrent 25 g magnesium i menneskekroppen, hovedsakelig lagret i bein og bløtvev. Magnesium er et viktig intracellulært ion og det nest største intracellulære kationen etter kalium. I celler binder 90 % til 95 % av magnesium seg til ligander som ATP, ADP, sitrat, proteiner og nukleinsyrer, mens bare 1 % til 5 % av intracellulært magnesium finnes i fri form. Den intracellulære frie magnesiumkonsentrasjonen er 1,2–2,9 mg/dl (0,5–1,2 mmol/L), som tilsvarer den ekstracellulære konsentrasjonen. I plasma binder 30 % av sirkulerende magnesium seg til proteiner hovedsakelig gjennom frie fettsyrer. Pasienter med langvarige høye nivåer av frie fettsyrer har vanligvis lavere magnesiumkonsentrasjoner i blodet, som er omvendt proporsjonale med risikoen for hjerte- og karsykdommer og metabolske sykdommer. Endringer i frie fettsyrer, samt nivåer av EGF, insulin og aldosteron, kan påvirke magnesiumnivåene i blodet.

Det er tre hovedorganer som regulerer magnesium: tarmen (som regulerer magnesiumopptaket fra kosten), bein (som lagrer magnesium i form av hydroksyapatitt) og nyrer (som regulerer magnesiumutskillelse i urinen). Disse systemene er integrerte og svært koordinerte, og danner sammen tarmbenets nyreakse, som er ansvarlig for absorpsjon, utveksling og utskillelse av magnesium. Ubalanse i magnesiummetabolismen kan føre til patologiske og fysiologiske utfall.

Matvarer som er rike på magnesium inkluderer korn, bønner, nøtter og grønne grønnsaker (magnesium er kjernekomponenten i klorofyll). Omtrent 30 % til 40 % av magnesiuminntaket fra kosten absorberes av tarmen. Mesteparten av absorpsjonen skjer i tynntarmen gjennom intercellulær transport, en passiv prosess som involverer tette forbindelser mellom celler. Tykktarmen kan finregulere magnesiumabsorpsjonen gjennom transcellulær TRPM6 og TRPM7. Inaktivering av det intestinale TRPM7-genet kan føre til alvorlige mangler i magnesium, sink og kalsium, noe som er skadelig for tidlig vekst og overlevelse etter fødselen. Magnesiumabsorpsjonen påvirkes av ulike faktorer, inkludert magnesiuminntak, tarmens pH-verdi, hormoner (som østrogen, insulin, EGF, FGF23 og parathyroidhormon [PTH]) og tarmmikrobiota.
I nyrene reabsorberer nyretubuli magnesium gjennom både ekstracellulære og intracellulære veier. I motsetning til de fleste ioner som natrium og kalsium, reabsorberes bare en liten mengde (20 %) magnesium i de proksimale tubuli, mens mesteparten (70 %) av magnesium reabsorberes i Heinz-løkken. I de proksimale tubuli og de grove grenene av Heinz-løkken drives magnesiumreabsorpsjon hovedsakelig av konsentrasjonsgradienter og membranpotensial. Claudin 16 og Claudin 19 danner magnesiumkanaler i de tykke grenene av Heinz-løkken, mens Claudin 10b bidrar til å danne en positiv intraluminal spenning over epitelceller, noe som driver magnesiumionreabsorpsjon. I de distale tubuli regulerer magnesium fint intracellulær reabsorpsjon (5 % ~ 10 %) gjennom TRPM6 og TRPM7 ved cellespissen, og bestemmer dermed den endelige magnesiumutskillelsen i urinen.
Magnesium er en viktig komponent i bein, og 60 % av magnesiumet i menneskekroppen lagres i beinene. Det utskiftbare magnesiumet i bein gir dynamiske reserver for å opprettholde fysiologiske plasmakonsentrasjoner. Magnesium fremmer beindannelse ved å påvirke aktiviteten til osteoblaster og osteoklaster. Økt magnesiuminntak kan øke beinmineralinnholdet, og dermed redusere risikoen for brudd og osteoporose under aldring. Magnesium har en dobbel rolle i beinreparasjon. I den akutte fasen av betennelse kan magnesium fremme uttrykket av TRPM7 i makrofager, magnesiumavhengig cytokinproduksjon og fremme immunmikromiljøet for beindannelse. I den sene ombyggingsfasen av beinheling kan magnesium påvirke osteogenese og hemme hydroksyapatittutfelling. TRPM7 og magnesium deltar også i prosessen med vaskulær forkalkning ved å påvirke overgangen av vaskulære glatte muskelceller til osteogen fenotype.

Normal serummagnesiumkonsentrasjon hos voksne er 1,7–2,4 mg/dl (0,7–1,0 mmol/L). Hypomagnesemi refererer til en serummagnesiumkonsentrasjon under 1,7 mg/dl. De fleste pasienter med borderline hypomagnesemi har ingen åpenbare symptomer. På grunn av muligheten for potensiell magnesiummangel på lang sikt hos pasienter med serummagnesiumnivåer høyere enn 1,5 mg/dl (0,6 mmol/L), foreslår noen å heve den nedre terskelen for hypomagnesemi. Dette nivået er imidlertid fortsatt kontroversielt og krever ytterligere klinisk validering. 3–10 % av den generelle befolkningen har hypomagnesemi, mens forekomsten av pasienter med type 2-diabetes (10–30 %) og innlagte pasienter (10–60 %) er høyere, spesielt hos pasienter på intensivavdelingen, der forekomsten overstiger 65 %. Flere kohortstudier har vist at hypomagnesemi er assosiert med økt risiko for total dødelighet og dødelighet relatert til hjerte- og karsykdommer.

De kliniske manifestasjonene av hypomagnesemi inkluderer uspesifikke symptomer som døsighet, muskelspasmer eller muskelsvakhet forårsaket av utilstrekkelig kostholdsinntak, økt gastrointestinalt tap, redusert nyreabsorpsjon eller omfordeling av magnesium fra utsiden til innsiden av cellene (figur 3B). Hypomagnesemi opptrer vanligvis samtidig med andre elektrolyttforstyrrelser, inkludert hypokalsemi, hypokalemi og metabolsk alkalose. Derfor kan hypomagnesemi overses, spesielt i de fleste kliniske settinger der magnesiumnivåer i blodet ikke måles rutinemessig. Bare ved alvorlig hypomagnesemi (serummagnesium <1,2 mg/dl [0,5 mmol/l]) blir symptomer som unormal nevromuskulær eksitabilitet (håndledds-ankelspasmer, epilepsi og tremor), kardiovaskulære abnormaliteter (arytmier og vasokonstriksjon) og metabolske forstyrrelser (insulinresistens og bruskforkalkning) tydelige. Hypomagnesemi er assosiert med økt sykehusinnleggelse og dødelighet, spesielt når det er ledsaget av hypokalemi, noe som fremhever den kliniske betydningen av magnesium.
Magnesiuminnholdet i blodet utgjør mindre enn 1 %, så magnesiuminnholdet i blodet kan ikke pålitelig gjenspeile det totale magnesiuminnholdet i vevet. Forskning har vist at selv om serummagnesiumkonsentrasjonen er normal, kan det intracellulære magnesiuminnholdet være redusert. Derfor kan det å kun vurdere magnesiuminnholdet i blodet uten å ta hensyn til magnesiuminntak fra kosten og urintap undervurdere den kliniske magnesiummangelen.

Pasienter med hypomagnesemi opplever ofte hypokalemi. Sta hypokalemi er vanligvis assosiert med magnesiummangel, og det kan bare korrigeres effektivt etter at magnesiumnivåene er tilbake til det normale. Magnesiummangel kan fremme kaliumsekresjon fra samlekanalene, noe som ytterligere forverrer kaliumtapet. En reduksjon i intracellulære magnesiumnivåer hemmer Na+-K+-ATPase-aktivitet og øker åpningen av ekstrarenale medullære kaliumkanaler (ROMK), noe som fører til mer kaliumtap fra nyrene. Samspillet mellom magnesium og kalium innebærer også å aktivere natriumklorid-kotransportøren (NCC), og fremmer dermed natriumreabsorpsjon. Magnesiummangel reduserer NCC-forekomsten gjennom en E3 ubiquitinproteinligase kalt NEDD4-2, som nedregulerer utviklingen av nevrale forløperceller og forhindrer NCC-aktivering gjennom hypokalemi. Kontinuerlig nedregulering av NCC kan forbedre distal Na+-transport ved hypomagnesemi, noe som fører til økt kaliumutskillelse i urinen og hypokalemi.

Hypokalsemi er også vanlig hos pasienter med hypomagnesemi. Magnesiummangel kan hemme frigjøringen av paratyreoideahormon (PTH) og redusere nyrenes følsomhet for PTH. En reduksjon i PTH-nivåer kan redusere renal kalsiumreabsorpsjon, øke kalsiumutskillelse i urinen og til slutt føre til hypokalsemi. På grunn av hypokalsemi forårsaket av hypomagnesemi, er hypoparatyreoidisme ofte vanskelig å korrigere med mindre magnesiumnivåene i blodet går tilbake til det normale.

Måling av totalt magnesium i serum er standardmetoden for å bestemme magnesiuminnhold i klinisk praksis. Den kan raskt vurdere kortsiktige endringer i magnesiuminnhold, men kan undervurdere det totale magnesiuminnholdet i kroppen. Endogene faktorer (som hypoalbuminemi) og eksogene faktorer (som hemolyse i prøven og antikoagulantia, som EDTA) kan påvirke måleverdien av magnesium, og disse faktorene må tas i betraktning når man tolker blodprøveresultater. Serumionisert magnesium kan også måles, men den kliniske anvendeligheten er ennå ikke klar.
Ved diagnostisering av hypomagnesemi kan årsaken vanligvis bestemmes basert på pasientens sykehistorie. Hvis det imidlertid ikke finnes noen klar underliggende årsak, må spesifikke diagnostiske metoder brukes for å skille mellom om magnesiumtapet er forårsaket av nyrene eller mage-tarmkanalen, for eksempel 24-timers magnesiumutskillelse, magnesiumutskillelsesfraksjon og magnesiumbelastningstest.

Magnesiumtilskudd er grunnlaget for behandling av hypomagnesemi. Det finnes imidlertid for øyeblikket ingen klare behandlingsretningslinjer for hypomagnesemi. Derfor avhenger behandlingsmetoden hovedsakelig av alvorlighetsgraden av kliniske symptomer. Mild hypomagnesemi kan behandles med orale tilskudd. Det finnes mange magnesiumpreparater på markedet, alle med forskjellige absorpsjonshastigheter. Organiske salter (som magnesiumsitrat, magnesiumaspartat, magnesiumglycin, magnesiumglukonat og magnesiumlaktat) absorberes lettere av menneskekroppen enn uorganiske salter (som magnesiumklorid, magnesiumkarbonat og magnesiumoksid). Den vanlige bivirkningen av orale magnesiumtilskudd er diaré, noe som er en utfordring for oralt magnesiumtilskudd.
Ved refraktære tilfeller kan adjuvant medikamentell behandling være nødvendig. For pasienter med normal nyrefunksjon kan hemming av epiteliale natriumkanaler med aminofenidat eller triaminofenidat øke serummagnesiumnivåene. Andre potensielle strategier inkluderer bruk av SGLT2-hemmere for å øke serummagnesiumnivåene, spesielt hos pasienter med diabetes. Mekanismene bak disse effektene er ennå ikke klare, men de kan være relatert til en reduksjon i glomerulær filtrasjonshastighet og en økning i renal tubulær reabsorpsjon. For pasienter med hypomagnesemi som er ineffektive i oral magnesiumtilskuddsbehandling, slik som de med korttarmssyndrom, hånd- og fotanfall eller epilepsi, samt de med hemodynamisk ustabilitet forårsaket av arytmi, hypokalemi og hypokalsemi, bør intravenøs behandling brukes. Hypomagnesemi forårsaket av PPI kan forbedres ved oral administrering av inulin, og mekanismen kan være relatert til endringer i tarmmikrobiota.

Magnesium er en viktig, men ofte oversett elektrolytt i klinisk diagnose og behandling. Den testes sjelden som en konvensjonell elektrolytt. Hypomagnesemi har vanligvis ingen symptomer. Selv om den nøyaktige mekanismen for å regulere magnesiumbalansen i kroppen ennå ikke er klar, har det blitt gjort fremskritt i studiet av mekanismen som nyrene behandler magnesium gjennom. Mange legemidler kan forårsake hypomagnesemi. Hypomagnesemi er vanlig blant innlagte pasienter og en risikofaktor for langvarig intensivbehandling. Hypomagnesemi bør korrigeres i form av organiske saltpreparater. Selv om det fortsatt er mange mysterier som må løses om magnesiums rolle i helse og sykdom, har det vært mange fremskritt på dette feltet, og kliniske leger bør være mer oppmerksomme på viktigheten av magnesium i klinisk medisin.