nieuws

Natrium, kalium, calcium, bicarbonaat en de vochtbalans in het bloed vormen de basis voor het behoud van fysiologische functies in het lichaam. Er is een gebrek aan onderzoek naar magnesiumionstoornissen. Al in de jaren 80 stond magnesium bekend als de "vergeten elektrolyt". Met de ontdekking van magnesiumspecifieke kanalen en transporters, en het inzicht in de fysiologische en hormonale regulatie van de magnesiumhomeostase, wordt het begrip van de rol van magnesium in de klinische geneeskunde voortdurend verdiept.

Magnesium is cruciaal voor cellulaire functies en gezondheid. Magnesium komt doorgaans voor in de vorm van Mg2+ en is aanwezig in alle cellen van alle organismen, van planten tot hogere zoogdieren. Magnesium is een essentieel element voor gezondheid en leven, omdat het een belangrijke cofactor is van de cellulaire energiebron ATP. Magnesium neemt voornamelijk deel aan de belangrijkste fysiologische processen van cellen door zich te binden aan nucleotiden en de enzymactiviteit te reguleren. Alle ATPase-reacties vereisen Mg2+- ATP, inclusief reacties gerelateerd aan RNA- en DNA-functies. Magnesium is een cofactor van honderden enzymatische reacties in cellen. Daarnaast reguleert magnesium ook het glucose-, lipiden- en eiwitmetabolisme. Magnesium is betrokken bij de regulering van de neuromusculaire functie, het hartritme, de vaattonus, de hormoonsecretie en de afgifte van N-methyl-D-aspartaat (NMDA) in het centrale zenuwstelsel. Magnesium is de tweede boodschapper die betrokken is bij intracellulaire signalering en een regulator van circadiane ritmegenen die het circadiane ritme van biologische systemen regelen.

Er is ongeveer 25 gram magnesium in het menselijk lichaam, voornamelijk opgeslagen in botten en zachte weefsels. Magnesium is een belangrijk intracellulair ion en na kalium het grootste intracellulaire kation. In cellen bindt 90% tot 95% van magnesium aan liganden zoals ATP, ADP, citraat, eiwitten en nucleïnezuren, terwijl slechts 1% tot 5% van het intracellulaire magnesium in vrije vorm voorkomt. De intracellulaire concentratie van vrij magnesium is 1,2-2,9 mg/dl (0,5-1,2 mmol/l), wat vergelijkbaar is met de extracellulaire concentratie. In plasma bindt 30% van het circulerende magnesium aan eiwitten, voornamelijk via vrije vetzuren. Patiënten met langdurig hoge concentraties vrije vetzuren hebben doorgaans lagere magnesiumconcentraties in het bloed, die omgekeerd evenredig zijn met het risico op cardiovasculaire en metabole aandoeningen. Veranderingen in vrije vetzuren, evenals de concentraties EGF, insuline en aldosteron, kunnen de magnesiumconcentratie in het bloed beïnvloeden.

Er zijn drie belangrijke regulerende organen voor magnesium: de darm (die de opname van magnesium uit de voeding reguleert), botten (die magnesium opslaan in de vorm van hydroxyapatiet) en nieren (die de uitscheiding van magnesium via de urine reguleren). Deze systemen zijn geïntegreerd en zeer goed gecoördineerd en vormen samen de darm-bot-nier-as, die verantwoordelijk is voor de opname, uitwisseling en uitscheiding van magnesium. Een onevenwichtigheid in het magnesiummetabolisme kan leiden tot pathologische en fysiologische gevolgen.

Voedingsmiddelen rijk aan magnesium zijn onder andere granen, bonen, noten en groene groenten (magnesium is het belangrijkste bestanddeel van chlorofyl). Ongeveer 30% tot 40% van de magnesiuminname via de voeding wordt opgenomen door de darm. De meeste absorptie vindt plaats in de dunne darm via intercellulair transport, een passief proces waarbij tight junctions tussen cellen betrokken zijn. De dikke darm kan de magnesiumopname nauwkeurig reguleren via transcellulair TRPM6 en TRPM7. De inactivering van het intestinale TRPM7-gen kan leiden tot ernstige tekorten aan magnesium, zink en calcium, wat schadelijk is voor de vroege groei en overleving na de geboorte. De magnesiumopname wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder magnesiuminname, de pH-waarde van de darm, hormonen (zoals oestrogeen, insuline, EGF, FGF23 en parathyroïdhormoon [PTH]) en de darmflora.
In de nieren nemen de niertubuli magnesium op via zowel extracellulaire als intracellulaire routes. In tegenstelling tot de meeste ionen, zoals natrium en calcium, wordt slechts een kleine hoeveelheid (20%) magnesium geresorbeerd in de proximale tubuli, terwijl het grootste deel (70%) van het magnesium wordt gereabsorbeerd in de Heinz-lus. In de proximale tubuli en de grove takken van de Heinz-lus wordt de reabsorptie van magnesium voornamelijk aangestuurd door concentratiegradiënten en membraanpotentiaal. Claudine 16 en Claudine 19 vormen magnesiumkanalen in de dikke takken van de Heinz-lus, terwijl Claudine 10b helpt bij het vormen van een positieve intraluminale spanning over epitheelcellen, wat de reabsorptie van magnesiumionen stimuleert. In de distale tubuli reguleert magnesium de intracellulaire reabsorptie nauwkeurig (5%~10%) via TRPM6 en TRPM7 aan de celtip, en bepaalt zo de uiteindelijke magnesiumuitscheiding via de urine.
Magnesium is een belangrijk bestanddeel van botten en 60% van het magnesium in het menselijk lichaam wordt opgeslagen in de botten. Het uitwisselbare magnesium in botten biedt dynamische reserves voor het handhaven van de fysiologische plasmaconcentraties. Magnesium bevordert de botvorming door de activiteit van osteoblasten en osteoclasten te beïnvloeden. Een verhoogde magnesiuminname kan het mineraalgehalte in de botten verhogen, waardoor het risico op fracturen en osteoporose tijdens het ouder worden afneemt. Magnesium speelt een dubbele rol bij botherstel. Tijdens de acute fase van ontsteking kan magnesium de expressie van TRPM7 in macrofagen, de magnesiumafhankelijke cytokineproductie en de immuunmicro-omgeving van botvorming bevorderen. Tijdens de late remodelleringsfase van botgenezing kan magnesium de osteogenese beïnvloeden en de neerslag van hydroxyapatiet remmen. TRPM7 en magnesium nemen ook deel aan het proces van vasculaire verkalking door de overgang van gladde spiercellen naar een osteogeen fenotype te beïnvloeden.

De normale serummagnesiumconcentratie bij volwassenen is 1,7~2,4 mg/dl (0,7~1,0 mmol/l). Hypomagnesiëmie verwijst naar een serummagnesiumconcentratie lager dan 1,7 mg/dl. De meeste patiënten met borderline hypomagnesiëmie hebben geen duidelijke symptomen. Vanwege de mogelijkheid van een langdurig magnesiumtekort bij patiënten met serummagnesiumspiegels hoger dan 1,5 mg/dl (0,6 mmol/l), suggereren sommigen om de onderste drempel voor hypomagnesiëmie te verhogen. Dit niveau is echter nog steeds controversieel en vereist verdere klinische validatie. 3%~10% van de algemene bevolking heeft hypomagnesiëmie, terwijl de incidentie van patiënten met diabetes type 2 (10%~30%) en gehospitaliseerde patiënten (10%~60%) hoger is, vooral bij patiënten op de intensive care (ICU), waarvan de incidentie hoger is dan 65%. Meerdere cohortstudies hebben aangetoond dat hypomagnesiëmie geassocieerd is met een verhoogd risico op totale mortaliteit en aan cardiovasculaire aandoeningen gerelateerde mortaliteit.

De klinische manifestaties van hypomagnesiëmie omvatten niet-specifieke symptomen zoals slaperigheid, spierspasmen of spierzwakte veroorzaakt door onvoldoende voedselinname, toegenomen gastro-intestinaal verlies, verminderde renale reabsorptie of herverdeling van magnesium van buiten naar binnen in de cellen (Figuur 3B). Hypomagnesiëmie gaat meestal gepaard met andere elektrolytstoornissen, waaronder hypocalciëmie, hypokaliëmie en metabole alkalose. Daarom kan hypomagnesiëmie over het hoofd worden gezien, vooral in de meeste klinische settings waar de magnesiumspiegel in het bloed niet routinematig wordt gemeten. Alleen bij ernstige hypomagnesiëmie (serummagnesium <1,2 mg/dl [0,5 mmol/l]) worden symptomen zoals abnormale neuromusculaire prikkelbaarheid (pols-enkelspasmen, epilepsie en tremoren), cardiovasculaire afwijkingen (aritmieën en vasoconstrictie) en metabole stoornissen (insulineresistentie en kraakbeenverkalking) zichtbaar. Hypomagnesiëmie wordt in verband gebracht met een verhoogd aantal ziekenhuisopnames en een verhoogd sterftecijfer, vooral wanneer dit gepaard gaat met hypokaliëmie. Dit onderstreept het klinische belang van magnesium.
Het magnesiumgehalte in het bloed bedraagt ​​minder dan 1%, waardoor het bloedmagnesiumgehalte geen betrouwbare afspiegeling is van het totale magnesiumgehalte in het weefsel. Onderzoek heeft aangetoond dat zelfs bij een normale serummagnesiumconcentratie het intracellulaire magnesiumgehalte verlaagd kan zijn. Het is daarom mogelijk dat klinische magnesiumtekorten worden onderschat als alleen het magnesiumgehalte in het bloed wordt beschouwd, zonder rekening te houden met de magnesiuminname via de voeding en het urineverlies.

Patiënten met hypomagnesiëmie ervaren vaak hypokaliëmie. Hardnekkige hypokaliëmie gaat meestal gepaard met magnesiumtekort en kan pas effectief worden gecorrigeerd nadat de magnesiumspiegels weer normaal zijn. Magnesiumtekort kan de kaliumsecretie uit de verzamelbuizen bevorderen, wat het kaliumverlies verder verergert. Een verlaging van de intracellulaire magnesiumspiegel remt de activiteit van Na+-K+-ATPase en vergroot de opening van extrarenale medullaire kaliumkanalen (ROMK), wat leidt tot meer kaliumverlies uit de nieren. De interactie tussen magnesium en kalium omvat ook de activering van de natriumchloride-cotransporter (NCC), waardoor de natriumreabsorptie wordt bevorderd. Magnesiumtekort vermindert de hoeveelheid NCC via een E3-ubiquitine-eiwitligase genaamd NEDD4-2, die de ontwikkeling van neuronale precursorcellen onderdrukt en NCC-activering door hypokaliëmie voorkomt. Continue downregulatie van NCC kan het distale Na+-transport bij hypomagnesiëmie versterken, wat leidt tot een verhoogde kaliumuitscheiding via de urine en hypokaliëmie.

Hypocalciëmie komt ook vaak voor bij patiënten met hypomagnesiëmie. Magnesiumtekort kan de afgifte van bijschildklierhormoon (PTH) remmen en de gevoeligheid van de nieren voor PTH verminderen. Een verlaging van de PTH-spiegel kan de reabsorptie van calcium in de nieren verminderen, de calciumuitscheiding via de urine verhogen en uiteindelijk leiden tot hypocalciëmie. Vanwege hypocalciëmie veroorzaakt door hypomagnesiëmie is hypoparathyreoïdie vaak moeilijk te corrigeren, tenzij de magnesiumspiegel in het bloed weer normaal wordt.

Het meten van totaal magnesium in serum is de standaardmethode voor het bepalen van het magnesiumgehalte in de klinische praktijk. Het kan snel veranderingen op korte termijn in het magnesiumgehalte vaststellen, maar kan het totale magnesiumgehalte in het lichaam onderschatten. Endogene factoren (zoals hypoalbuminemie) en exogene factoren (zoals hemolyse in het monster en anticoagulantia, zoals EDTA) kunnen de meetwaarde van magnesium beïnvloeden. Met deze factoren moet rekening worden gehouden bij de interpretatie van bloedtestresultaten. Geïoniseerd magnesium in serum kan ook worden gemeten, maar de klinische bruikbaarheid ervan is nog niet duidelijk.
Bij het diagnosticeren van hypomagnesiëmie kan de oorzaak meestal worden vastgesteld op basis van de medische voorgeschiedenis van de patiënt. Als er echter geen duidelijke onderliggende oorzaak is, moeten specifieke diagnostische methoden worden gebruikt om te bepalen of het magnesiumverlies wordt veroorzaakt door de nieren of het maag-darmkanaal, zoals 24-uurs magnesiumuitscheiding, magnesiumuitscheidingsfractie en magnesiumbelastingstest.

Magnesiumsupplementen vormen de basis voor de behandeling van hypomagnesiëmie. Er is momenteel echter geen duidelijke behandelrichtlijn voor hypomagnesiëmie; de ​​behandelmethode hangt daarom voornamelijk af van de ernst van de klinische symptomen. Milde hypomagnesiëmie kan worden behandeld met orale supplementen. Er zijn veel magnesiumpreparaten op de markt, elk met een verschillende absorptiesnelheid. Organische zouten (zoals magnesiumcitraat, magnesiumaspartaat, magnesiumglycine, magnesiumgluconaat en magnesiumlactaat) worden gemakkelijker door het menselijk lichaam opgenomen dan anorganische zouten (zoals magnesiumchloride, magnesiumcarbonaat en magnesiumoxide). De veelvoorkomende bijwerking van orale magnesiumsupplementen is diarree, wat een uitdaging vormt voor orale magnesiumsuppletie.
Bij refractaire gevallen kan adjuvante medicamenteuze behandeling noodzakelijk zijn. Bij patiënten met een normale nierfunctie kan remming van epitheliale natriumkanalen met aminofenidaat of triaminofenidaat de serummagnesiumspiegel verhogen. Andere mogelijke strategieën zijn het gebruik van SGLT2-remmers om de serummagnesiumspiegel te verhogen, met name bij diabetespatiënten. De mechanismen achter deze effecten zijn nog niet duidelijk, maar ze kunnen verband houden met een afname van de glomerulaire filtratiesnelheid en een toename van de reabsorptie in de niertubuli. Bij patiënten met hypomagnesiëmie die niet effectief zijn met orale magnesiumsuppletie, zoals patiënten met het kortedarmsyndroom, hand- en voetaanvallen of epilepsie, evenals patiënten met hemodynamische instabiliteit veroorzaakt door aritmie, hypokaliëmie en hypocalciëmie, dient intraveneuze therapie te worden gebruikt. De door PPI veroorzaakte hypomagnesiëmie kan worden verbeterd door orale toediening van inuline, en het mechanisme hiervan kan verband houden met veranderingen in de darmflora.

Magnesium is een belangrijke, maar vaak over het hoofd geziene elektrolyt bij klinische diagnose en behandeling. Het wordt zelden getest als conventionele elektrolyt. Hypomagnesiëmie heeft meestal geen symptomen. Hoewel het exacte mechanisme van de regulering van de magnesiumbalans in het lichaam nog niet duidelijk is, is er vooruitgang geboekt in het onderzoek naar het mechanisme waarmee de nieren magnesium verwerken. Veel medicijnen kunnen hypomagnesiëmie veroorzaken. Hypomagnesiëmie komt vaak voor bij opgenomen patiënten en is een risicofactor voor een langdurig verblijf op de intensive care. Hypomagnesiëmie dient te worden behandeld met organische zoutpreparaten. Hoewel er nog veel mysteries onopgelost moeten worden over de rol van magnesium bij gezondheid en ziekte, is er op dit gebied veel vooruitgang geboekt en zouden artsen meer aandacht moeten besteden aan het belang van magnesium in de klinische geneeskunde.