Магний в организме человека

Дата публикации: 28 февраля 2025.

Пекун Олег Олегович врач-интерн ОАиР №2

28.02.2025

Магний — это двухвалентный катион, который в изобилии содержится внутри клеток. Магний имеет решающее значение для поддержания нормальной клеточной физиологии и метаболизма, поскольку он действует как кофактор для множества ферментов, регулируя ионные каналы и выработку энергии. Магний играет жизненно важную роль в различных аспектах сосудистой функции, включая сосудистый тонус, развитие атеросклероза и образование тромбов, кальцификацию кровеносных сосудов, а также рост и движение клеток во внутренней оболочке и гладких мышцах кровеносных сосудов. Более того, магний играет жизненно важную роль в различных биологических процессах, включая передачу сигнала, окислительное фосфорилирование, гликолиз и производство белков и ДНК. Следует отметить, что в организме человека содержится 25 г или 1000 ммоль магния, 98% которого распределено в мягких тканях (38%) и костях (60%), а оставшиеся 2% - сывороточная фракция, которая биологически активна благодаря своей ионизации. К дефициту магния в организме могут привести многие факторы, однако чаще всего дефицит вызван недостаточным его поступлением или повышенным выведением.

Установлено, что недостаточное потребление магния в рационе увеличивает вероятность смертности и развития ряда заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет, инсульт, рак и переломы костей. Низкий уровень магния у пожилых пациентов может оказывать негативное влияние на здоровье костей, чувствительность к инсулину, гликозилирование, а также функцию сердца и кровеносных сосудов. Поэтому важно знать об этих потенциальных рисках. Кроме того, гипомагниемия может иметь пагубное влияние на когнитивные функции и настроение. Поэтому немедленные действия по предотвращению гипомагниемии имеют важное значение для поддержания здоровья.

Магний является четвертым по распространенности элементом в организме человека (Ca² ⁺ > K ⁺ > Na ⁺ > Mg² ⁺ ) и вторым по распространенности катионом в клетках организма после калия. Аналогично кальцию, содержание магния в организме физиологически регулируется тремя основными механизмами: кишечная абсорбция, почечная реабсорбция/выделение и обмен из пула магния в организме (т. е. костей). Запасы Mg ²⁺ действительно жестко регулируются посредством сбалансированного взаимодействия между кишечной абсорбцией и почечной экскрецией в нормальных условиях. Выведение магния почками, конечно, увеличивается, когда есть избыток магния, и может уменьшаться до всего лишь 1 мЭкв магния (~12 мг) в моче при дефиците. Несмотря на почечную консервацию, магний может выводиться из костей (а также мышц и внутренних органов) для сохранения нормального уровня магния в сыворотке, когда потребление низкое, как и в случае с кальцием.

Субклинический дефицит магния не является редкостью среди населения в целом. Хотя почки ограничивают выведение этого минерала с мочой, чтобы избежать гипомагниемии, привычное низкое потребление магния или чрезмерные потери из-за различных причин и состояний могут привести к субклиническому дефициту магния. Ранние признаки дефицита магния включают слабость, потерю аппетита, утомляемость, тошноту и рвоту. Впоследствии, когда дефицит магния ухудшается, могут возникнуть мышечные сокращения и судороги, онемение, покалывание, изменения личности, коронарные спазмы, аномальный сердечный ритм и судороги. Наконец, тяжелый дефицит магния может привести к гипокальциемии или гипокалиемии, поскольку нарушается минеральный гомеостаз.

Магний в основном всасывается через тонкий кишечник, хотя некоторое количество также всасывается через толстый кишечник. Существуют две известные транспортные системы для Mg ²⁺ , пассивный парацеллюлярный механизм и трансцеллюлярный транспорт с помощью специализированных каналов и транспортеров Mg ²⁺ . Гомеостаз Mg ²⁺ поддерживается кишечником, костями и почками под гормональным контролем. Функция почек в поддержании магния - сывороточный Mg ²⁺ фильтруется почечными клубочками, а затем реабсорбируется вдоль нефрона, где пути реабсорбции различаются в каждом сегменте. Уровень почечной экскреции Mg ²⁺ в основном зависит от концентрации Mg ²⁺ в сыворотке . Концентрация магния в крови строго регулируется для поддержания нормального диапазона, даже если потребление магния с пищей низкое или происходит избыточное выделение магния. В то время как концентрация магния в сыворотке/плазме остается в здоровом диапазоне, внутриклеточная концентрация магния в костях и мягких тканях может быть истощена.

Mg ²⁺ участвует практически во всех основных метаболических и биохимических процессах в клетке и отвечает за многочисленные функции в организме, включая развитие костей, нервно-мышечную функцию, сигнальные пути, хранение и передачу энергии, метаболизм глюкозы, липидов и белков, стабильность ДНК и РНК, а также пролиферацию клеток. В настоящее время в ферментативных базах данных перечислено более 600 ферментов с Mg ²⁺ в качестве кофактора, а еще 200 перечислены, в которых Mg ²⁺ может действовать как активатор. Точнее, он в основном напрямую взаимодействует с субстратом, а не действует как настоящий кофактор. В частности: магний необходим костной системе, синтезу витамина Д, нормальной работе паратиреоидного гормона (ПТГ). Магний играет важную роль в сердечно-сосудистой системе, влияя на метаболизм миокарда, гомеостаз Ca ²⁺ и эндотелий-зависимую вазодилатацию. Он также действует как антигипертензивное, антиаритмическое, противовоспалительное и антикоагулянтное средство. Магний и мозг: одна из основных неврологических функций магния обусловлена взаимодействием магния с возбуждающимися рецепторами NMDA. Когда концентрация Mg ²⁺ снижается, блокируется меньше каналов NMDA, и этот повышенный возбуждающий постсинаптический потенциал вызывает гипервозбудимость нейронов, что может привести к окислительному стрессу и гибели нейрональных клеток. Другим механизмом, вовлекающим Mg ²⁺ в гипервозбудимость нейронов, является его способность регулировать функцию ингибирующих рецепторов ГАМК. При низкой концентрации Mg2 ⁺ мембранный потенциал будет выше, что ослабит блокаду Mg2 ⁺ рецепторов NMDA и будет способствовать повышенной возбудимости нейронов.

Факторы влияющие на содержания магния в организме

Магний является необходимым питательным веществом для живых организмов, поэтому он должен регулярно поступать из нашего рациона, чтобы достичь рекомендуемого уровня потребления, предотвращая дефицит. Следовательно, важно не только определить возможные источники магния, но и учитывать биодоступность и факторы, которые могут влиять на его усвоение и выведение.

Рекомендации по потреблению магния и других питательных веществ были разработаны Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ)

От дефицита магния чаще всего страдают следующие группы людей:

Пожилые люди усваивают меньше магния из кишечника и теряют больше магния из-за повышенной почечной экскреции.
Люди, страдающие желудочно-кишечными заболеваниями с последующей общей мальабсорбцией, такими как болезнь Крона, воспалительными заболеваниями кишечника и целиакией. В частности, помимо неэффективности всасывания из-за целиакии, было обнаружено, что безглютеновая диета бедна клетчаткой и микроэлементами, такими как магний.
Люди, страдающие диабетом 2 типа, хотя до сих пор остается неясным, является ли дефицит магния причиной или следствием этой патологии
Люди, которые употребляли алкоголь/алкоголики или страдают длительным алкоголизмом и, следовательно, страдают от кишечной мальабсорбции. Крепкие напитки (такие как бренди, коньяк, джин, ром, водка и виски) не содержат значительных следов магния. Умеренное употребление алкоголя, такого как вино и пиво во время еды, приемлемо и также включено в средиземноморскую пищевую пирамиду (2–4 единицы/день), однако, несмотря на то, что пиво и вино имеют уровни магния в диапазоне от 30 до 250 мг/л, а ферментированный яблочный сидр — от 10 до 50 мг/л, такие напитки нельзя считать надежным источником магния, поскольку они вызывают магнезиурез и могут оказывать слабительное действие, что приводит к проблемам с биодоступностью и всасыванием. Этанол действительно является магнийуретиком, вызывая дисфункцию проксимальных канальцев и увеличивая потерю магния с мочой, и его эффект проявляется быстро и часто у людей с уже отрицательным балансом магния
Люди, проходящие лечение лекарственными препаратами (например, диуретиками, ингибиторами протонной помпы, такролимусом, иммунодепрессантами, химиотерапевтическими средствами и некоторыми препаратами на основе фосфата).

Магний в пище

Магний считается широко распространенным в продуктах питания, хотя количество магния, содержащегося в пище, зависит от различных факторов, включая почву и воду, используемые для орошения, удобрения, консервацию, а также методы очистки, обработки и приготовления пищи. В целом, семена, бобовые, орехи (миндаль, кешью, бразильские орехи и арахис), цельнозерновой хлеб и злаки (коричневый рис, просо), некоторые фрукты и какао считаются хорошими источниками магния.

Некоторые методы обработки пищевых продуктов, такие как варка овощей и очистка зерна с последующим удалением зародыша и отрубей, приводят к существенному снижению содержания магния. Потеря магния во время очистки пищевых продуктов значительна: белая мука (-82%), шлифованный рис (-83%), крахмал (-97%) и белый сахар (-99%).

Суточная норма магния для взрослого человека составляет 300–400 мг магния. И считается, что человек в сутки получает 300 мг магния из разных продуктов, однако усваивается приблизительно от 30% до 40% потребляемого с пищей магния. Ввиду влияния других соединений:

Фитаты и оксалаты, присутствующие в продуктах, богатых клетчаткой, могут снижать усвоение магния из-за хелатирования металлов.
Фосфор: высокие концентрации фосфатов в просвете кишечника могут снижать усвоение магния, в основном из-за образования солей. Основным источником фосфора являются безалкогольные напитки. Молочные продукты и, в частности, сыр имеют очень высокое соотношение фосфора и магния.
Очень высокое потребление кальция может снизить усвоение магния, в частности, биодоступность магния снижается, когда потребление кальция превышает 10 мг/кг/день.
Алюминий может способствовать дефициту магния посредством примерно 5-кратного снижения его абсорбции, 41% его удержания и вызывая снижение магния в костях. Поскольку алюминий широко распространен в современном обществе (например, в кухонной посуде, дезодорантах, безрецептурных и рецептурных препаратах, порошке, выпечке)
Витамин D, по-видимому, играет благоприятную роль в усвоении Mg ²⁺, а Mg ²⁺важен для активации и инактивации витамина D
Витамин B6 взаимодействует с магнием во многих ферментных системах и увеличивает накопление внутриклеточного магния; диета с дефицитом витамина B6 может привести к отрицательному балансу магния за счет увеличения выведения магния
Высокие дозы цинка могут мешать магнию.

Пищевые добавки магния

Добавки магния доступны в различных формулах, включая неорганическую соль (например, оксид магния, хлорид, сульфат) и органические соединения (например, цитрат, малат, пидолат, таурат). Усвоение магния из разных видов добавок не одинаково. Установлено, что магний в аспартатной, хлоридной, цитратной и лактатной соли усваивается почти полностью и более биодоступен, чем оксид магния и сульфат магния. В целом, усвоение органических солей магния лучше, чем усвоение неорганических соединений. Неабсорбированные соли магния в целом вызывают диарею и слабительное действие из-за осмотической активности в кишечнике и толстой кишке и стимуляции моторики желудка.

Ежедневная добавка 200 мг хелатированного магния (цитрат, лактат) является безопасной, адекватной и достаточной для значительного повышения концентрации магния в сыворотке крови в негемолизированном образце сыворотки натощак до уровней >0,85 ммоль/л, но <1,1 ммоль/л. Устойчивое состояние обычно достигается через 20–40 недель приема добавки. При этом следует периодически контролировать уровень магния, поскольку отрицательные явления есть как у гипомагниемии, так и у гипермагниемии.

Заболевания, связанные с дефицитом и токсичностью магния.

Дефицит магния	Токсичность магния
Гипокальциемия, гипокалиемия	Диарея, тошнота и рвота
Остеопороз	Мышечная слабость
Сердечно-сосудистые заболевания	Низкое кровяное давление
Неврологические расстройства	Потеря глубоких сухожильных рефлексов
Диабет	Блокады синоатриального или атриовентрикулярного узла
Опухоли	Паралич дыхания
COVID-19	Остановка сердца

Если потребление немного превышает суточную потребность, всасывание магния из кишечника снижается, и его активная почечная секреция в моче может превышать 100% отфильтрованной нагрузки.

Токсическая гипермагниемия наблюдается только при пероральных дозах магния, превышающих 2500 мг.

Дефицит магния и заболевания, имеющие высокое социальное значение

Хронический дефицит магния связан со многими серьезными заболеваниями и/или усиливает их. Большинство из них — это хорошо известные «социальные патологии», такие как диабет, остеопороз и сердечно-сосудистые заболевания, которые оказывают значительное влияние на жизнь людей, страдающих этими заболеваниями, и их семей, а также на экономику и социальную жизнь общества.

Сахарный диабет.

Хорошо известно, что магний действует как сенсибилизатор инсулина, вызывая аутофосфорилирование рецепторов инсулина и регулируя активность тирозинкиназы на этих рецепторах. Кроме того, магний может напрямую влиять на активность транспортера глюкозы 4 (GLUT4) и помогать регулировать поглощение глюкозы клеткой. Следовательно, диеты с более высоким содержанием магния связаны со значительно более низким риском развития диабета. Установлено, что сниженный внутриклеточный уровень магния может привести к повышенной резистентности к инсулину. Частота гипомагниемии у пациентов с диабетом 2 типа широка и колеблется от 13,5 до 47,7%. Увеличение общего потребления магния на 100 мг/день снижает риск развития диабета.

Сердечно-сосудистые заболевания

Высокое потребление магния связано с более низкой вероятностью основных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний (таких как гипертония, диабет), инсульта и общих сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, снижение риска ишемической и коронарной болезни сердца связано с более высокими уровнями циркулирующего магния. Хорошо известно, что гипертония является важным фактором риска сердечных заболеваний и инсульта. Как утверждает. Состояние магния оказывает прямое влияние на способность к релаксации гладкомышечных клеток сосудов и регуляцию клеточного размещения других катионов, важных для кровяного давления — клеточного соотношения натрия и калия и внутриклеточного кальция. В результате пищевой магний оказывает как прямое, так и косвенное влияние на регуляцию кровяного давления и, следовательно, на возникновение гипертонии». Пероральный прием магния может оказывать умеренный антигипертензивный эффект. Дефицит магния снижает сердечную Na-K-АТФазу, определяя более высокие уровни натрия и кальция и более низкие уровни магния и калия в сердце. Следовательно, вазоконстрикция в коронарных артериях увеличивается, вызывая спазмы коронарных артерий, сердечный приступ и сердечную аритмию. Кроме того, магний играет хорошо известную роль в лечении torsade de pointes, повторяющейся полиморфной желудочковой тахикардии с удлинением интервала QT электрокардиограммы. Низкий уровень магния также может усиливать дисфункцию эндотелиальных клеток, потенциально увеличивая риск атеросклероза и тромбоза, стимулируя проатерогенный фенотип в эндотелиальных клетках.

Неврологические заболевания

Депрессия — частое и изнурительное расстройство, которое поражает почти 11% взрослых старше 60 лет и 18,8% людей моложе 60 лет. Депрессия связана с неадекватным качеством жизни с серьезными нарушениями и часто связана с другими сопутствующими расстройствами, такими как тревожность и хроническая боль. Интересно, что магний играет роль во многих путях, вовлеченных в патофизиологию депрессии, и он важен для активности нескольких ферментов, гормонов и нейротрансмиттеров. Низкий уровень магния был связан с усилением симптомов депрессии.

Эпилепсия — это заболевание, которым страдают 50 миллионов человек во всем мире, характеризующееся возникновением припадков. Припадочная активность тесно связана с чрезмерной глутаматергической нейротрансмиссией, поэтому магний также может модулировать эксайтотоксичность, связанную с эпилепсией. На самом деле, хорошо известно, что тяжелая гипомагниемия сама по себе может вызывать припадочную активность.

Болезни Альцгеймера и Паркинсона (БА и ПД) представляют собой два старческих заболевания нейродегенеративного характера с более высоким социальным воздействием. Болезнь Альцгеймера характеризуется глубокой потерей синапсов и нарушениями обучения и памяти. Эксайтотоксичность, нейровоспаление и митохондриальная дисфункция были вовлечены в болезнь Альцгеймера, таким образом, гипомагниемия может еще больше препятствовать нейронной активности. Уровень магния в рационе имеет решающее значение для поддержки синаптической пластичности, а снижение синаптических связей гиппокампа было связано с нарушением памяти. Лечение магнием, по сути, на ранней стадии может снизить риск снижения когнитивных функций при болезни Альцгеймера.

Выводы

Магний следует рассматривать как настоящий метаболит, а не как простой электролит, и его дефицит оказывает большое влияние на различные физиологические функции. Обобщая вышесказанное - развитие многих патологических процессов можно предотвратить или замедлить, поддерживая нормальный уровень магния в организме. Нельзя не подчеркнуть, что профилактика важнее и экономически эффективнее, чем лечение уже существующих заболеваний. В соответствии с обсуждаемыми диетическими требованиями рекомендуется соблюдать среднесуточное потребление 500 мг магния (усвоится только 30-40%). Эта рекомендация учитывает особые потребности в питании, необходимые для оптимального здоровья и благополучия человека.

Врач-интерн ОАиР №2 Пекун Олег Олегович