text

🎁 УЛЁТНЫЕ СКИДКИ 30%! Поймать »

Здравоохранение

Магний: роль в организме человека и лабораторные методы изучения баланса магния

  • 15 июля 2013
  • 37

Магний (magnesium, Mg) - химический элемент главной подгруппы II группы периодической системы, один из важнейших биоэлементов, необходимый для нормального функционирования организма. В организме человека содержится около 20 г магния, из них половина находится в костях, треть - в мышцах, а остальное количество - в биологических жидкостях. Содержание магния в клетках в 3-10 раз превышает его содержание во внеклеточных жидкостях.

В крови этот элемент находится в ионизированной форме (примерно 60,0%), остальные 40,0% образуют комплексы с белками (около 30,0%), липидами, АТФ, АДФ и другими нуклеотидами. Распределение содержания магния в организме человека представлено в табл. 1.

Внимание! Для скачивания доступна новая книга:  «Молекулярно-биологические исследования» ,

Суточная потребность человека в магнии составляет около 300 мг и полностью удовлетворяется за счет пищевых продуктов. Всасывание магния осуществляется на протяжении всего кишечника, но основная его часть абсорбируется в двенадцатиперстной кишке.

Распределение содержания магния в организме человека

Таблица 1

Органы/Ткани

Содержание магния, ммоль

% от общего содержания магния

Сыворотка крови

2,6

0,3

Эритроциты

5,0

0,5

Мышцы

270,0

27,0

Кости

530,0

53,0

Выводится магний из организма в основном с мочой (50-120 мг) и потом (5-15 мг). Почки фильтруют около 2 г магния в сутки, из которых 95,0% реабсорбируется, а 5,0% - экскретируется с мочой. Потери магния с мочой возрастают под влиянием катехоламинов и кортикостероидных гормонов, что объясняет механизм возникновения дефицита данного микроэлемента при стрессах, при действии минералокортико- идов и алкоголя; аналогично действует глюкоза при внутривенном введении.

При пониженном поступлении магния с пищей экскреция его почками снижается, а при избыточном - повышается.

В реабсорбции магния основную роль играет восходящее колено петли Генле, где реабсорбции подвергается более 60,0% от количества профильтровавшегося магния. Механизм пассивной реабсорбции магния сопряжен с реабсорбцией хлора, активный транспорт ионов магния является общим с таковым ионов кальция.

Магний необходим для нормального функционирования более 300 различных ферментов. Он обеспечивает активность АТФ-зависимых процессов и поэтому необходим практически для всех энергопотребляющих реакций углеводного, белкового и липидного обмена. В роли кофактора пируватдегидрогеназного комплекса ионы Mg2+ обеспечивают поступление продуктов гликолиза в цикл трикарбоновых кислот, тем самым препятствуя накоплению лактата. Некоторые реакции самого цикла (например, превращения цитрата и а-глутарата) также находятся под контролем ионов магния. Также магний увеличивает синтез АТФ и уменьшает потребность клетки в кислороде.

Особое значение ионы Mg2+ имеют для поддержания трансмембранного потенциала. Активируя Mg^-зависимую К7№+-АТФ-азу, они определяют работу К7Ыа+-насоса, поддерживающего баланс калия внутри клетки и в межклеточном пространстве, обеспечивая таким образом стабильность целлюлярной мембраны.

Магний конкурирует с ионами Са2+ не только в структуре мембранных каналов, но и на всех уровнях клеточной системы, подавляя самые разные инициированные Са2+ реакции. Этот механизм и обусловливает антиангинозные, антиаритмические и гипотензивные свойства магния. С антагонизмом по отношению к ионам кальция связано также ингибирование магнием АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов и подавление других кальцийзависимых реакций в каскадах коагуляции крови.

Магний воздействует на сократительную функцию миокардиоцитов через Ca2+, Mg^-зависимую АТФ-азу. Он обеспечивает клетки необходимой для мышечного сокращения энергией, а также осуществляет транспорт кальция в цистерны, вызывая расслабление миоцита.

Действие магния на нервную систему осуществляется путем уменьшения Сa2+-зависимой передачи импульса в нервных окончаниях и активации обратного захвата катехоламинов. Магний вызывает торможение высвобождения гистамина из тучных клеток, чем обусловлено его влияние на сокращение гладкомышечных клеток.

Гипомагниемия

По этиологии выделяют первичный и вторичный дефицит магния.

Первичный (конституционный, латентный) дефицит магния может быть обусловлен генетическими дефектами в системах, ответственных за трансмембранный обмен магния в организме. Основными белками, обеспечивающими внутриклеточную биодоступность магния в организме, являются TRPM-6 и TRPМ-7. Белок TRPM-6 служит ионным каналом, регулирующим транспорт двухвалентных катионов, специфически взаимодействуя с другим Mg2+-зависимым каналом - TRPM-7. При дефиците магния происходит дестабилизация транспортных - некодирующих РНК (увеличивается число дисфункциональных молекул РНК), что сопровождается снижением и замедлением скорости синтеза белковых структур клеток с относительным преобладанием процессов апоптоза. Клинически проявляется судорожным синдромом (спазмофилия), конституционной тетанией или нормокальциевой тетанией на фоне нормального содержания магния в сыворотке крови.

Вторичный дефицит магния встречается значительно чаще и связан с социальными условиями и образом жизни, экологической обстановкой и особенностями питания, различными стрессорными ситуациями и заболеваниями. По данным отечественной литературы, вторичный магниевый дефицит имеется у 16,0-43,0% жителей РФ.

Зачастую употребления в пищу продуктов, содержащих магний, бывает недостаточно для поддержания нормального уровня магния. Недостаток магния возникает при таких заболеваниях и/или состояниях, как:

  • нарушение поступления магния с пищей (диеты, голодание);
  • нарушение усвоения магния (рвота, диарея, глисты, опухоли кишечника);
  • острый и хронический панкреатиты;
  • снижение функции паращитовидных желез;
  • гипертиреоз;
  • хронический алкоголизм;
  • диабетический ацидоз;
  • рахит;
  • наследственные заболевания;
  • почечная недостаточность (при полиурии);
  • избыточная лактация.

Особенно важно выявление гипомагниемии при беременности, т. к. дефицит магния может привести к развитию гестоза, выкидышу и преждевременным родам.

Также снижение содержания магния в организме может быть следствием приема ряда лекарственных средств (диуретики, сердечные гли- козиды, инсулин, кофеин, аминогликозиды, тикарцилин, амфотерицин В и др.).

Основными симптомами гипомагниемиии являются:

  • повышение сухожильных рефлексов и тремор конечностей (в особенности верхних);
  • состояние эмоционального беспокойства, страха, тревоги;
  • слуховые галлюцинации;
  • артериальная гипертензия, тахикардия.

Лабораторными признаками гипомагниемии являются:

  • содержание магния в эритроцитах менее 15 ммоль/л и в сыворотке крови - менее 0,7 ммоль/л;
  • гипокалиемия и гипокальциемия;
  • метаболический алкалоз.

Гипермагниемия

Избыток магния встречается реже, чем его дефицит. По данным литературы, среди всех госпитализированных пациентов гипермагниемия регистрируется у 10,0-15,0%. У больных в критическом состоянии, находящихся в отделениях реанимации и интенсивной терапии, гипер- магниемия определяется в 7,0% случаев.

Основной причиной развития избытка магния в организме является почечная недостаточность, обычно сочетающаяся со значительным поступлением магния в организм при приеме магнийсодержащих анта- цидов или использовании слабительных средств. Реже гипермагниемия может быть следствием:

  • декомпенсации сахарного диабета или диабетической комы;
  • повышенного всасывания магния в тонком кишечнике в связи с гиперпродукцией паратгормона или избыточного потребления витамина D;
  • феохромоцитомы;
  • миеломной болезни;
  • системной красной волчанки;
  • избыточного поступления магния с внутривенными растворами или пероральными препаратами.

Клинически такое состояние проявляется:

  • снижением сухожильных рефлексов, сонливостью;
  • артериальной гипотонией;
  • брадикардией, нарушением ритма и проводимости сердца, вплоть до асистолии;
  • угнетением дыхания;
  • поносом, тошнотой, болями в животе.

При лабораторном исследовании выявляется повышение содержания магния в сыворотке крови более 2 ммоль/л.

Основными показаниями для определения содержания магния в крови являются:

  • симптомы истощения, астении (слабость, раздражительность);
  • неврологическая патология (судорожные состояния, тремор, гипервозбудимость, тетания), длительно существующие, необъяснимые нарушения ритма и проводимости сердца;
  • нарушение функции почек, программный гемодиализ;
  • тромбофилия или геморрагический синдром.

Порядок проведения исследований

Перед проведением исследования необходимо исключить употребление солей магния в виде антацидов или слабительных средств в течение по меньшей мере 3 дней, без каких-либо других ограничений в диете и режиме питания.

Кровь для исследования на содержание ионов магния забирается из локтевой вены, желательно в 8:00 - 10:00 утра, т. к. в это время концентрация магния в крови соответствует среднему суточному уровню и исключается изменение уровня магния, связанное с приемом пищи.

Необходимо как можно скорее отделить плазму/сыворотку крови от форменных элементов, т. к. выход магния из клеток в плазму имитирует ложнонормальный и даже повышенный уровень магния.

Концентрацию магния определяют не только в плазме, но и в клетках крови, содержание иона в которых различно (лимфоциты > фагоциты > тромбоциты > эритроциты). Снижение концентрации магния в лимфоцитах патогномонично для гиперальдостероновых состояний, снижения иммунитета. Низкий уровень магния в фагоцитах обнаруживается на фоне инфекционных заболеваний, при иммунодефицитных состояниях, опухолях. Эритроцитарный магний снижается при застойной сердечно-сосудистой недостаточности, ишемической болезни сердца, остром инфаркте миокарда, анемии, сахарном диабете. Уменьшение концентрации магния в тромбоцитах свидетельствует о склонности к повышенному тромбообразованию. Следующие факторы могут стать причиной искажения результата определения уровня магния в крови:

  • венозный стаз, обусловленный использованием жгута;
  • взятие крови на фоне введения растворов, содержащих магний.

Также на результаты анализа может влиять использование различных лекарственных средств (табл. 2).

Таблица 2

Лекарственные средства, влияющие на результат определения уровня

магния в крови

Повышают результат анализа

Понижают результат анализа

Прогестерон, медроксипрогестерон

Сальбутамол

Длительное применение аспирина

Альдостерон

Препараты лития

Этанол

Триамтерен

Цисплатин

Витамин D

Амфотерицин В

Циклоспорин

Дигоксин

Мочегонные (этакриновая кислота, фуросемид, тиазидовые диуретики)

Глюкагон, инсулин

Пероральные контрацептивы

Методы определения магния

В клинической практике лабораторная оценка магниевого гомеостаза обычно начинается с определения концентрации магния в сыворотке крови. У взрослых пациентов концентрация магния в сыворотке не зависит от пола и возраста, за исключением очень пожилых людей, у которых уровень магния может быть несколько повышенным за счет нарушения функции почек. Межиндивидуальные различия содержания магния в сыворотке крови колеблются в пределах 3,4-4,7%.

Метод определения магния с титановым желтым не очень чувствителен, однако достаточно специфичен, его применение требует предварительной депротеинизации. Поэтому данный метод больше показан для определения магния в эритроцитах. При анализе сыворотки или эритроцитов белки осаждают вольфраматом натрия, моча предварительно разводится до нужной концентрации. В данном методе магний в щелочной среде образует комплекс красного цвета с титановым желтым, концентрация которого прямо пропорциональна содержанию магния в растворе. Присутствие гидроксиламина стабилизирует окраску.

Значительно чувствительнее метод определения магния с магоном (ксилидиновым синим II) или его сульфопроизводным (ксилидиновым синим I). В кислой среде это вещество существует в виде окрашенного в красный цвет недиссоциированного соединения, в слабощелочной - в виде однозарядного иона синего цвета, а в сильнощелочной - в виде двухзарядного иона красного цвета. С ионом магния магон образует устойчивый, окрашенный в красный цвет комплекс двух однозарядных ионов.

Преимуществом данного метода является то, что белки сыворотки не препятствуют развитию цветной реакции. В связи с тем, что на интенсивность окраски влияет присутствие других катионов, используют комплексный калибровочный раствор.

Референтные значения для данного метода составляют:

  • в сыворотке (плазме) крови - 0,8-1,0 ммоль/л (1,9-2,5 мг/100 мл);
  • моче - 0,4-4,1 ммоль/л (1,0-10,0 мг/100 мл);
  • суточной моче - 2,0-6,3 ммоль/сут (50,0-150,0 мг/сут).

Хотя существуют ионселективные электроды для определения концентрации ионизированного магния, они используются редко, поскольку измерение только ионизированной фракции не имеет большой клинической ценности.

Содержание магния в мононуклеарных клетках крови значительно точнее отражает концентрацию этого иона в скелетных мышцах и миокарде. Тем не менее способ определения технически является более сложным, а межиндивидуальные вариации показателя колеблются в более широком диапазоне - 12,0-22,0%. Учитывая, что скелетные мышцы содержат значительное количество магния, было показано, что у пациентов, перенесших операции на сердце, уровень ионов магния в скелетных мышцах более тесно коррелировал с таковым в миокарде. Однако этот метод требует проведения инвазивных вмешательств и наличия определенных специальных знаний.

Определение 24-часовой экскреции магния с мочой отражает кишечную абсорбцию и выведение этого иона почками. При гипомагние- мии суточная экскреция магния более 1 ммоль/сут является указанием на почечную причину дефицита магния. Выведение магния менее 0,5 ммоль/сут свидетельствует о недостаточности поступления магния с пищей.

Тест толерантности к магнию позволяет точно оценить баланс магния в организме. В этом тесте определяют процент магния в крови после парентеральной нагрузки магнием. Результаты данного теста увеличиваются при дефиците магния и обратнопропорциональны концентрации

магния в организме. У здоровых лиц процент изменения магния после нагрузки составил 14,0 ± 4,0%, при гипомагниемии - 85,0 ± 3,0%, а при скрытом дефиците магния и высоком риске его развития - 51,0 ± 5,0%. Ограничением теста является функция почек, и он малоприемлем у пациентов со снижением скорости клубочковой фильтрации.

Внутриклеточная концентрация свободного магния может быть определена с использованием флуоресцентных зондов или методом ядерно-магнитного резонанса. Эти методы в основном применяются в научных исследованиях. Также было предложено для оценки баланса магния в организме проводить определение его содержания в волосах или зубах или измерять активацию магний-зависимых ферментов (например креатинкиназы, щелочной фосфатазы). Однако не было получено удовлетворительных результатов корреляции этих методов с измерением концентрации магния в сыворотке крови или эритроцитах.

Таким образом, магний играет важную роль в сохранности функционирования организма человека. Магний выступает в качестве кофактора во многих процессах, требующих энергии. Недостаток магния может приводить к различным нарушениям здоровья, повышать частоту развития заболеваний сердца, а в случаях крайне выраженного дефицита магния возможен даже летальный исход. Снижение поступления магния в организм отмечается в пожилом и старческом возрасте, у лиц, страдающих сердечной недостаточностью, принимающих мочегонные препараты, у больных сахарным диабетом, с болезнями сердца и дыхательных путей, во время беременности, после трансплантации органов, при проведении химиотерапии, при синдроме хронического утомления, метаболическом синдроме.

Дефицит магния трудно компенсировать только лишь богатой магнием пищей, поэтому рекомендуется принимать препараты магния, которые помогают увеличить количество магния в организме за относительно короткий период времени.

Рекомендации по теме

Мероприятия

Мероприятия

Повышаем квалификацию

Посмотреть

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Мы в соцсетях
А еще:
Сайт предназначен для медицинских работников!


Материалы для zdrav.ru готовят лучшие эксперты в сфере здравоохранения. Чтобы защитить их авторские права, многие статьи на нашем сайте закрыты

Подтвердите ваш статус медработника - регистрация займет одну минуту.

Пакет готовых инструкций, чтобы пройти проверку Росздравнадзора в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Сайт предназначен для медицинских работников!


Материалы для zdrav.ru готовят лучшие эксперты в сфере здравоохранения. Чтобы защитить их авторские права, многие статьи на нашем сайте закрыты

Подтвердите ваш статус медработника - регистрация займет одну минуту.

Пакет готовых инструкций, чтобы пройти проверку Росздравнадзора в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
×
Гость, Вы выиграли доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ»!

Гость, вам предоставлен VIP-доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ»:
возможность скачивать шаблоны • доступ к видеотренингам • книги для КДЛ
Активировать доступ  
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.