ziņas

Nātrijs, kālijs, kalcijs, bikarbonāts un šķidruma līdzsvars asinīs ir pamats fizioloģisko funkciju uzturēšanai organismā. Līdz šim trūcis pētījumu par magnija jonu līdzsvara traucējumiem. Jau 20. gs. astoņdesmitajos gados magnijs bija pazīstams kā “aizmirstais elektrolīts”. Atklājot magnijam specifiskus kanālus un transportētājus, kā arī izprotot magnija homeostāzes fizioloģisko un hormonālo regulāciju, cilvēku izpratne par magnija lomu klīniskajā medicīnā nepārtraukti padziļinās.

Magnijs ir ļoti svarīgs šūnu funkcijai un veselībai. Magnijs parasti pastāv Mg2+ formā un ir atrodams visu organismu šūnās, sākot no augiem līdz augstākajiem zīdītājiem. Magnijs ir būtisks elements veselībai un dzīvībai, jo tas ir svarīgs šūnu enerģijas avota ATP kofaktors. Magnijs galvenokārt piedalās šūnu galvenajos fizioloģiskajos procesos, saistoties ar nukleotīdiem un regulējot enzīmu aktivitāti. Visām ATPāzes reakcijām ir nepieciešams Mg2+- ATP, tostarp reakcijām, kas saistītas ar RNS un DNS funkcijām. Magnijs ir simtiem fermentatīvu reakciju kofaktors šūnās. Turklāt magnijs regulē arī glikozes, lipīdu un olbaltumvielu metabolismu. Magnijs ir iesaistīts neiromuskulārās funkcijas regulēšanā, sirds ritma, asinsvadu tonusa, hormonu sekrēcijas un N-metil-D-aspartāta (NMDA) izdalīšanās regulēšanā centrālajā nervu sistēmā. Magnijs ir otrais kurjers, kas iesaistīts intracelulārajā signalizācijā, un diennakts ritma gēnu regulators, kas kontrolē bioloģisko sistēmu diennakts ritmu.

Cilvēka organismā ir aptuveni 25 g magnija, kas galvenokārt uzkrājas kaulos un mīkstajos audos. Magnijs ir svarīgs intracelulārs jons un otrais lielākais intracelulārais katjons pēc kālija. Šūnās 90–95% magnija saistās ar ligandiem, piemēram, ATP, ADP, citrātu, olbaltumvielām un nukleīnskābēm, savukārt tikai 1–5% intracelulārā magnija pastāv brīvā formā. Intracelulārā brīvā magnija koncentrācija ir 1,2–2,9 mg/dl (0,5–1,2 mmol/l), kas ir līdzīga ekstracelulārajai koncentrācijai. Plazmā 30% cirkulējošā magnija saistās ar olbaltumvielām galvenokārt caur brīvajām taukskābēm. Pacientiem ar ilgstoši augstu brīvo taukskābju līmeni parasti ir zemāka magnija koncentrācija asinīs, kas ir apgriezti proporcionāla sirds un asinsvadu un vielmaiņas slimību riskam. Brīvo taukskābju, kā arī EGF, insulīna un aldosterona līmeņa izmaiņas var ietekmēt magnija līmeni asinīs.

Ir trīs galvenie magnija regulatori: zarnas (regulē magnija uzsūkšanos ar uzturu), kauli (uzglabā magniju hidroksiapatīta veidā) un nieres (regulē magnija izdalīšanos ar urīnu). Šīs sistēmas ir integrētas un ļoti koordinētas, kopā veidojot zarnu-kaulu-nieres asi, kas ir atbildīga par magnija uzsūkšanos, apmaiņu un izdalīšanos. Magnija metabolisma nelīdzsvarotība var izraisīt patoloģiskus un fizioloģiskus iznākumus.

Ar magniju bagāti pārtikas produkti ir graudaugi, pupiņas, rieksti un zaļie dārzeņi (magnijs ir hlorofila galvenā sastāvdaļa). Aptuveni 30% līdz 40% no ar uzturu uzņemtā magnija absorbē zarnas. Lielākā daļa absorbcijas notiek tievajās zarnās, izmantojot starpšūnu transportu – pasīvu procesu, kurā iesaistīti cieši savienojumi starp šūnām. Resnā zarna var smalki regulēt magnija uzsūkšanos, izmantojot transcelulāros TRPM6 un TRPM7. Zarnu TRPM7 gēna inaktivācija var izraisīt nopietnu magnija, cinka un kalcija deficītu, kas kaitē agrīnai augšanai un izdzīvošanai pēc dzimšanas. Magnija uzsūkšanos ietekmē dažādi faktori, tostarp magnija uzņemšana, zarnu pH vērtība, hormoni (piemēram, estrogēns, insulīns, EGF, FGF23 un parathormons [PTH]) un zarnu mikrobiota.
Nierēs nieru kanāliņi reabsorbē magniju gan pa ekstracelulāriem, gan intracelulāriem ceļiem. Atšķirībā no vairuma jonu, piemēram, nātrija un kalcija, tikai neliels daudzums (20%) magnija tiek reabsorbēts proksimālajos kanāliņos, savukārt lielākā daļa (70%) magnija tiek reabsorbēta Heinca cilpā. Proksimālajos kanāliņos un Heinca cilpas rupjajos zaros magnija reabsorbciju galvenokārt nosaka koncentrācijas gradienti un membrānas potenciāls. Klaudīns 16 un klaudīns 19 veido magnija kanālus Heinca cilpas resnajos zaros, savukārt klaudīns 10b palīdz veidot pozitīvu intraluminālo spriegumu epitēlija šūnās, veicinot magnija jonu reabsorbciju. Distālajos kanāliņos magnijs smalki regulē intracelulāro reabsorbciju (5%~10%) caur TRPM6 un TRPM7 šūnas galā, tādējādi nosakot galīgo magnija izdalīšanos ar urīnu.
Magnijs ir svarīga kaulu sastāvdaļa, un 60% no cilvēka organismā esošā magnija tiek uzkrāti kaulos. Kaulos esošais apmaināmais magnijs nodrošina dinamiskas rezerves plazmas fizioloģiskās koncentrācijas uzturēšanai. Magnijs veicina kaulu veidošanos, ietekmējot osteoblastu un osteoklastu aktivitāti. Palielināta magnija uzņemšana var palielināt kaulu minerālvielu saturu, tādējādi samazinot lūzumu un osteoporozes risku novecošanās laikā. Magnijam ir divējāda loma kaulu atjaunošanā. Iekaisuma akūtās fāzes laikā magnijs var veicināt TRPM7 ekspresiju makrofāgos, magnija atkarīgo citokīnu veidošanos un veicināt kaulu veidošanās imūno mikrovidi. Kaulu dzīšanas vēlīnā remodelācijas stadijā magnijs var ietekmēt osteoģenēzi un kavēt hidroksiapatītu nogulsnēšanos. TRPM7 un magnijs piedalās arī asinsvadu kalcifikācijas procesā, ietekmējot asinsvadu gludo muskuļu šūnu pāreju uz osteogēnu fenotipu.

Normāla magnija koncentrācija serumā pieaugušajiem ir 1,7–2,4 mg/dl (0,7–1,0 mmol/l). Hipomagniēmija attiecas uz magnija koncentrāciju serumā zem 1,7 mg/dl. Lielākajai daļai pacientu ar robežlīniju hipomagniēmiju nav acīmredzamu simptomu. Sakarā ar iespējamu ilgstošu magnija deficītu pacientiem ar magnija līmeni serumā, kas pārsniedz 1,5 mg/dl (0,6 mmol/l), daži iesaka paaugstināt hipomagniēmijas apakšējo slieksni. Tomēr šis līmenis joprojām ir pretrunīgs un prasa turpmāku klīnisku validāciju. Hipomagniēmija ir 3–10 % no kopējās populācijas, savukārt 2. tipa diabēta pacientu (10–30 %) un hospitalizētu pacientu (10–60 %) sastopamības biežums ir augstāks, īpaši intensīvās terapijas nodaļas (ITN) pacientiem, kuru sastopamības biežums pārsniedz 65 %. Vairāki kohortas pētījumi ir parādījuši, ka hipomagniēmija ir saistīta ar paaugstinātu visu iemeslu mirstības un ar sirds un asinsvadu slimībām saistītas mirstības risku.

Hipomagniēmijas klīniskās izpausmes ietver nespecifiskus simptomus, piemēram, miegainību, muskuļu spazmas vai muskuļu vājumu, ko izraisa nepietiekama uztura uzņemšana, palielināts kuņģa-zarnu trakta zudums, samazināta nieru reabsorbcija vai magnija pārdale no ārpuses uz šūnu iekšpusi (3.B attēls). Hipomagniēmija parasti pastāv līdzās citiem elektrolītu līdzsvara traucējumiem, tostarp hipokalcēmiju, hipokaliēmiju un metabolisko alkalozi. Tādēļ hipomagniēmiju var nepamanīt, īpaši lielākajā daļā klīnisko apstākļu, kur magnija līmenis asinīs netiek regulāri mērīts. Tikai smagas hipomagniēmijas gadījumā (magnija līmenis serumā <1,2 mg/dl [0,5 mmol/l]) kļūst redzami tādi simptomi kā patoloģiska neiromuskulāra uzbudināmība (plaukstas locītavas un potītes spazmas, epilepsija un trīce), sirds un asinsvadu sistēmas traucējumi (aritmijas un vazokonstrikcija) un vielmaiņas traucējumi (insulīna rezistence un skrimšļu kalcifikācija). Hipomagniēmija ir saistīta ar paaugstinātu hospitalizācijas un mirstības līmeni, īpaši, ja to pavada hipokaliēmija, kas uzsver magnija klīnisko nozīmi.
Magnija saturs asinīs ir mazāks par 1%, tāpēc magnija saturs asinīs nevar droši atspoguļot kopējo magnija saturu audos. Pētījumi liecina, ka pat ja magnija koncentrācija serumā ir normāla, intracelulārais magnija saturs var būt samazināts. Tādēļ, ņemot vērā tikai magnija saturu asinīs, neņemot vērā magnija uzņemšanu ar uzturu un urīna zudumu, var tikt nepietiekami novērtēts klīniskais magnija deficīts.

Pacientiem ar hipomagnēmiju bieži rodas hipokaliēmija. Spēcīga hipokaliēmija parasti ir saistīta ar magnija deficītu, un to var efektīvi koriģēt tikai pēc tam, kad magnija līmenis atgriežas normālā stāvoklī. Magnija deficīts var veicināt kālija sekrēciju no savākšanas kanāliem, vēl vairāk saasinot kālija zudumu. Intracelulārā magnija līmeņa samazināšanās kavē Na+-K+- ATPāzes aktivitāti un palielina ekstrarenālo medulāro kālija (ROMK) kanālu atvēršanos, izraisot lielāku kālija zudumu no nierēm. Magnija un kālija mijiedarbība ietver arī nātrija hlorīda kotransportiera (NCC) aktivizēšanu, tādējādi veicinot nātrija reabsorbciju. Magnija deficīts samazina NCC daudzumu caur E3 ubikvitīna proteīna ligāzi, ko sauc par NEDD4-2, kas pazemina neironu prekursoru šūnu attīstību un novērš NCC aktivāciju, izraisot hipokaliēmiju. Nepārtraukta NCC regulācijas samazināšana var pastiprināt distālo Na+ transportu hipomagnēmijas gadījumā, izraisot palielinātu kālija izdalīšanos ar urīnu un hipokaliēmiju.

Hipokalciēmija bieži rodas arī pacientiem ar hipomagnēmiju. Magnija deficīts var kavēt parathormona (PTH) izdalīšanos un samazināt nieru jutību pret PTH. PTH līmeņa pazemināšanās var samazināt kalcija reabsorbciju nierēs, palielināt kalcija izdalīšanos ar urīnu un galu galā izraisīt hipokalcēmiju. Hipomagnēmijas izraisītas hipokalciēmijas dēļ hipoparatireoīdismu bieži vien ir grūti koriģēt, ja vien magnija līmenis asinīs neatgriežas normālā stāvoklī.

Klīniskajā praksē magnija satura noteikšanai standarta metode ir kopējā magnija līmeņa noteikšana serumā. Tā var ātri novērtēt īslaicīgas magnija satura izmaiņas, taču var nepietiekami novērtēt kopējo magnija saturu organismā. Endogēnie faktori (piemēram, hipoalbuminēmija) un eksogēnie faktori (piemēram, parauga hemolīze un antikoagulanti, piemēram, EDTA) var ietekmēt magnija mērījumu vērtību, un šie faktori jāņem vērā, interpretējot asins analīžu rezultātus. Var izmērīt arī jonizēto magniju serumā, taču tā klīniskā praktiskā izmantošana vēl nav skaidra.
Diagnozējot hipomagnēmiju, cēloni parasti var noteikt, pamatojoties uz pacienta slimības vēsturi. Tomēr, ja nav skaidra pamatcēloņa, jāizmanto specifiskas diagnostikas metodes, lai atšķirtu, vai magnija zudumu izraisa nieres vai kuņģa-zarnu trakts, piemēram, 24 stundu magnija ekskrēcijas noteikšana, magnija ekskrēcijas frakcijas noteikšana un magnija slodzes tests.

Magnija piedevas ir hipomagniēmijas ārstēšanas pamatā. Tomēr pašlaik nav skaidru hipomagniēmijas ārstēšanas vadlīniju; Tāpēc ārstēšanas metode galvenokārt ir atkarīga no klīnisko simptomu smaguma pakāpes. Vieglu hipomagnēmiju var ārstēt ar iekšķīgi lietojamiem piedevām. Tirgū ir pieejami daudzi magnija preparāti, katram no tiem ir atšķirīgs absorbcijas ātrums. Organiskos sāļus (piemēram, magnija citrātu, magnija aspartātu, magnija glicīnu, magnija glikonātu un magnija laktātu) cilvēka organisms absorbē vieglāk nekā neorganiskos sāļus (piemēram, magnija hlorīdu, magnija karbonātu un magnija oksīdu). Perorālo magnija piedevu bieža blakusparādība ir caureja, kas apgrūtina iekšķīgi lietojamu magnija piedevu lietošanu.
Refraktāru gadījumu gadījumā var būt nepieciešama adjuvanta medikamentoza ārstēšana. Pacientiem ar normālu nieru darbību epitēlija nātrija kanālu inhibēšana ar aminofenidātu vai triaminofenidātu var paaugstināt magnija līmeni serumā. Citas iespējamās stratēģijas ietver SGLT2 inhibitoru lietošanu, lai paaugstinātu magnija līmeni serumā, īpaši pacientiem ar cukura diabētu. Šo efektu mehānismi vēl nav skaidri, taču tie var būt saistīti ar glomerulārās filtrācijas ātruma samazināšanos un nieru kanāliņu reabsorbcijas palielināšanos. Pacientiem ar hipomagnēmiju, kuriem perorāla magnija piedevu terapija ir neefektīva, piemēram, pacientiem ar īsās zarnas sindromu, roku un kāju krampjiem vai epilepsiju, kā arī pacientiem ar hemodinamisku nestabilitāti, ko izraisa aritmija, hipokaliēmija un hipokalcēmija, jālieto intravenoza terapija. PPI izraisīto hipomagnēmiju var uzlabot, perorāli lietojot inulīnu, un tās mehānisms var būt saistīts ar izmaiņām zarnu mikrobiotā.

Magnijs ir svarīgs, bet klīniskajā diagnostikā un ārstēšanā bieži vien aizmirsts elektrolīts. To reti testē kā parasto elektrolītu. Hipomagniēmijai parasti nav simptomu. Lai gan precīzs magnija līdzsvara regulēšanas mehānisms organismā vēl nav skaidrs, ir panākts progress nieru darbības mehānisma izpētē, kā nieres pārstrādā magniju. Daudzas zāles var izraisīt hipomagniēmiju. Hipomagniēmija ir izplatīta hospitalizētu pacientu vidū un ir riska faktors ilgstošai uzturēšanās intensīvās terapijas nodaļā. Hipomagniēmija jākoriģē organisko sāls preparātu veidā. Lai gan joprojām ir daudz neatrisinātu noslēpumu par magnija lomu veselībā un slimībās, šajā jomā ir panākts daudz progresa, un klīniskajiem ārstiem vajadzētu pievērst lielāku uzmanību magnija nozīmei klīniskajā medicīnā.