Rola magnezu w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu człowieka.

Występowanie i rola magnezu w organizmie człowieka

Magnez (łac. magnesium) jest zaliczany do makroelementów i sklasyfikowany na jedenastym miejscu pod względem występowania w organizmie człowieka w stosunku do masy ciała. Jeśli przyjmiemy wagę człowieka jako 70 kilogramów, zawartość magnezu wynosi od 20 do nawet 35 gramów. Pierwiastek ten znajduje się głównie w układzie kostnym (ok. 60%, w postaci związanej), ale również w mięśniach (magnez wewnątrzkomórkowy, ok. 39%) oraz w pozostałych tkankach (ok. 1%, w tym około 100 mg magnezu we krwi) [1].

Magnez stanowi aktywator wielu enzymów obecnych w ludzkim organizmie, przez co uczestniczy w przebiegu wielu szlaków metabolicznych związanych z przemianą białek, kwasów nukleinowych, lipidów i węglowodanów. Jest też istotny w procesach transportu elektrolitów przez błony komórkowe. Jednym z głównych działań magnezu jest udział w gospodarce energetycznej organizmu człowieka poprzez aktywację enzymów odpowiedzialnych za tworzenie, magazynowanie i zużytkowywanie związków wysokoenergetycznych (na przykład ATP). Inną rolą magnezu jest stabilizacja błon komórkowych i aktywacja pomp: sodowo-potasowej i wapniowej, które regulują skład płynu zewnątrz- i wewnątrzkomórkowego. Magnez, uczestnicząc w przemianach białek i kwasów nukleinowych, odgrywa istotną rolę w procesach podziału, wzrostu i dojrzewania komórek, a także w przebiegu reakcji immunologicznych, łagodząc przebieg zapaleń i infekcji. Jako antagonista wapnia podwyższa próg pobudliwości nerwowo-mięśniowej, działa przeciwdrgawkowo i przeciwspastycznie, zmniejszając kurczliwość mięśni [2]. Magnez jest również zaangażowany w cykl przemian kwasów trikarboksylowych [3], bierze udział w homeostazie wapnia oraz procesie hydroksylacji witaminy D [3, 4]. Jest ponadto regulatorem stężenia glukozy we krwi, a jego zmniejszony poziom w komórkach może przyczyniać się do zaburzeń wydzielania insuliny. Ma zdolność tworzenia związków chelatowych z fosfolipidami, dzięki czemu stanowi integralną część błon komórkowych [3].

Magnez wchłania się w około 30% z przewodu pokarmowego, głównie w dystalnym odcinku jelita czczego. Na absorpcję tego pierwiastka wpływ ma między innymi ilość spożywanego białka, błonnika oraz fosforanów. Prawidłowe stężenie magnezu we krwi zdrowego człowieka wynosi 0,75 – 0,95 mmol/l (1,8 – 2,3 mg/dl), a jego homeostaza jest utrzymywana przez nerki [1]. Wykazano, że w utrzymaniu poziomu magnezu uczestniczą również hormony (np. parathormon, hormony nadnerczy czy tarczycy, a także insulina i witamina D) [2]. Wśród czynników zwiększających wchłanianie magnezu wymienia się zakwaszone środowisko, dietę bogatą w białka zwierzęce, tłuszcze nienasycone, witaminę B₆, sód, laktozę, witaminę D oraz wydzielanie insuliny i parathormonu [5].

Najlepszym źródłem magnezu są produkty spożywcze zawierające ten pierwiastek w dużych ilościach, jak razowe produkty zbożowe, zielone warzywa liściaste (np. szpinak) [1], warzywa strączkowe (fasola, groszek), jak również orzechy, kakao, gorzka czekolada [1, 2], banany, figi, rodzynki, ziemniaki, ogórki, pomidory czy cebula [1]. Źródłem magnezu może być też woda [1, 2], która dostarcza około 10% dobowego zapotrzebowania organizmu na magnez [3], natomiast jaja i mięso zawierają niewiele magnezu, jeszcze mniej mają go produkty mleczne, a cukry i tłuszcze nie zawierają wcale tego pierwiastka [1].

Warto zwrócić uwagę, że zalecana dzienna podaż magnezu (ang. recommended daily allowance, RDA) jest różna zarówno dla kobiet i mężczyzn, jak i dla poszczególnych grup wiekowych. Zapotrzebowanie na magnez rośnie wraz z wiekiem – podczas kiedy dla małych dzieci w wieku od roku do 3 lat wynosi 80 mg/dobę, to dla grupy wiekowej 9–13 lat wynosi już 240 mg/dobę [1, 3]. Dla nastolatków w wieku 14–18 lat zapotrzebowanie na magnez jest największe i wynosi 420 i 360 mg/dobę, odpowiednio dla chłopców i dziewcząt. RDA dla magnezu dla dorosłego mężczyzny w wieku od 31–70 lat wynosi 400 mg/dobę, a dla kobiety w tym samym przedziale wiekowym 320 mg/dobę [1], podczas kiedy przeciętny człowiek spożywa dziennie około 220–320 mg/dobę [4]. Warto podkreślić, że takie same dawki zalecane są dla osób w wieku powyżej 70 lat, czyli nie ma konieczności zwiększania podaży magnezu u osób starszych [1]. Należy też pamiętać, że zapotrzebowanie na magnez wzrasta w okresie ciąży i laktacji, w czasie szybkiego wzrostu u dzieci, u sportowców i ludzi wykonujących pracę fizyczną, a także w warunkach przewlekłego stresu [2].

Niedobór magnezu – jego objawy i konsekwencje

Paradoksalnie, rozwój technologii rolniczej i przetwórczej, jak również uprzemysłowienie naszej cywilizacji zmniejszają zawartość magnezu w spożywanych przez nas produktach. Żywność wysoko przetworzona (chipsy, fast-food) jest uboga w magnez, popularne napoje typu „cola” z uwagi na wysoką zawartość fosforanów nie sprzyjają wchłanianiu tego pierwiastka. Niedobory magnezu powoduje również alkohol, kofeina [2, 3], a ponadto narkotyki [2]. Poziom magnezu w organizmie mogą też obniżać niektóre leki, jak na przykład antybiotyki, a także substancje o działaniu moczopędnym czy przeczyszczającym [2, 3]. Objawy niedoboru magnezu w organizmie obserwuje się w przebiegu chorób układu pokarmowego, wątroby, nerek, w cukrzycy czy w nadczynności tarczycy [2].

Hipomagnezemia jest diagnozowana, kiedy stężenie tego pierwiastka we krwi wynosi poniżej 0,7 mmol/l [6]. Najszerzej opisane i najczęściej spotykane objawy kliniczne niedoboru magnezu dotyczą układu nerwowego. Ze strony ośrodkowego układu nerwowego występuje nadpobudliwość, zmienność nastroju, zaburzenia snu [2], uczucie zmęczenia [1, 2], zaburzenia koncentracji czy uwagi lub bóle głowy (niekiedy migrenowe). Ze strony obwodowego układu nerwowego symptomem jest zwiększona pobudliwość nerwowo-mięśniowa, drżenia i bolesne kurcze mięśni [1, 2], osłabienie mięśniowe, mrowienia i parestezje [2]. Mogą też występować inne objawy, takie jak zwiększone wypadanie włosów czy łamliwość paznokci [1]. Pogłębiający się niedobór magnezu może prowadzić do wystąpienia tężyczki [2].

Różni autorzy wykazali, że niedobór magnezu wpływa między innymi na pracę serca (zwiększona częstość występowania zaburzeń rytmu serca, takich jak skurcze dodatkowe, migotanie przedsionków, częstoskurcz komorowy czy migotanie komór) [1-3], może też powodować zmiany w budowie ścian naczyniowych [1]. Istnieją doniesienia na temat zwiększonego ryzyka występowania nadciśnienia tętniczego w populacji osób z niską podażą magnezu [1, 2], jednak wpływ zawartości tego pierwiastka w diecie u osób cierpiących na nadciśnienie jest dyskusyjny – niektórzy autorzy udowadniają, że zwiększona zawartość magnezu w pożywieniu nie ma wpływu na wartości ciśnienia [1], a inni wykazują znaczące obniżenie wartości ciśnienia przy zwiększonej podaży magnezu [1, 3, 7, 8].

Niedobór magnezu może być również czynnikiem ryzyka postmenopauzalnej osteoporozy [1, 2], zmniejsza też wrażliwość komórek na insulinę (osoby z cukrzycą mają obniżony poziom magnezu we krwi z uwagi na zwiększoną utratę magnezu przez nerki przy glukozurii). Zmniejszone stężenie magnezu we krwi obserwuje się u dzieci z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej (ang. attention deficit hyperactivity disorder, ADHD). Istnieją doniesienia na temat wpływu stężenia magnezu na powstawanie wapiennych kamieni nerkowych, jak również roli tego pierwiastka w bólach migrenowych głowy. Wykazano, że niedobór magnezu może powodować występowanie zmian skórnych, dlatego można spodziewać się korzyści po wprowadzeniu suplementacji magnezu u pacjentów z atopowym zapaleniem skóry (AZS, ang. atopic dermatitis, AD) [1]. Autorzy publikacji naukowych zwracają też uwagę na potencjalny wpływ niedoboru magnezu na występowanie poronień czy przedwczesnych porodów, jak również na zespół napięcia przedmiesiączkowego. Udowodniono, że magnez jest niezbędny dla prawidłowego rozwoju płodu [2]. Niektórzy autorzy wskazują ponadto na korzystne działanie magnezu podczas terapii depresji, zalecając suplementację tego pierwiastka na poziomie 600–800 mg [3].

Warto też zwrócić uwagę, że niedobór magnezu może wywołać zwiększoną podatność na stres i związane z nim objawy, takie jak zmęczenie, bezsenność, zawroty i bóle głowy, uczucie dławienia w gardle czy zaciskania się żołądka, bóle w okolicy serca, kołatanie serca, omdlenia czy zwiększona wrażliwość na infekcje [1].

Osoby najbardziej podatne na niedobory magnezu to kobiety przyjmujące doustne środki antykoncepcyjne, kobiety poddawane hormonalnej terapii zastępczej (HTZ), osoby podatne na stres, z tendencjami depresyjnymi lub hipochondrycznymi, a także chorzy na cukrzycę, osoby z nadczynnością tarczycy czy z chorobą alkoholową. Ważna jest również suplementacja magnezu u osób aktywnych fizycznie i sportowców [1].

Nadmiar magnezu w organizmie

Hipermagnezemia, czyli nadmiar magnezu w organizmie (stężenie magnezu we krwi powyżej 1,5 mmol/l), występuje znacznie rzadziej niż hipomagnezemia. Jej przyczyny mogą wynikać z podania zbyt dużych ilości magnezu (najczęściej drogą dożylną, ale również doustną), jak również ze współistniejących chorób – niewydolność nerek, zaawansowana niedoczynność tarczycy, nowotwory, niektóre choroby autoimmunologiczne czy zakaźne. Najczęstszym objawem hipermagnezemii jest spadek ciśnienia krwi, bradykardia, hipotermia, zaburzenia świadomości oraz znacznie osłabienie mięśniowe. W ciężkich przypadkach może dojść do zatrzymania akcji serca i oddechu, śpiączki, a nawet zgonu pacjenta [2]. Z uwagi na fakt, że organizm może szybko i efektywnie usunąć nadmiar magnezu przez nerki, jego działanie toksyczne po podaniu doustnym jest mało prawdopodobne przy braku upośledzenia funkcji nerek. Nadmierne spożycie preparatów magnezu może spowodować biegunkę i związane z tym odwodnienie organizmu. Po podaniu dożylnym magnezu obserwowano skutki uboczne w postaci nudności, osłabienia, podwójnego widzenia, niewyraźnej mowy czy paraliżu [3].

Preparaty magnezu

Każdy farmaceuta pracujący w aptece otwartej doskonale zdaje sobie sprawę z mnogości i różnorodności produktów przeznaczonych do suplementacji magnezu, dostępnych dla pacjentów. Różnią się one przede wszystkim rodzajem związku magnezu, jaki wchodzi w ich skład. Magnez może występować w postaci nieorganicznej, jako węglan, wodorotlenek, tlenek, chlorek lub siarczan magnezu. Uważa się, że wchłanianie magnezu ze związków nieorganicznych jest zależne od anionu i wynosi 10-16%, przy czym związki węglanowe, tlenek i wodorotlenek są trudniej wchłaniane z uwagi na słabą rozpuszczalność. Siarczan magnezu stosowany jest najczęściej domięśniowo i dożylnie w podejrzeniu hipomagnezemii, ale również, z powodu niewielkiej rozpuszczalności, wykorzystywany jest jako środek przeczyszczający [3]. Najlepszą rozpuszczalność, a co za tym idzie wchłanialność wykazuje z preparatów nieorganicznych chlorek magnezu [3, 5]. Organiczne związki magnezu charakteryzują się większą rozpuszczalnością, a ich wchłanianie w jelicie może sięgać nawet 90%. Rolę ligandu w tej kategorii produktu spełnia kwas organiczny lub aminokwas – stosowany jest cytrynian, mleczan, glukonian, pikolinian, taurynian, glicynian, diglicynian, asparaginian czy wodoroasparaginian magnezu. Dobrą wchłanialność organicznych połączeń magnezu tłumaczy się również obecnością w nich kationów kwasów organicznych, które organizm wykorzystuje w przemianach metabolicznych białek, węglowodanów czy lipidów. Badania wykazują, że związki magnezu w postaci chlorku, mleczanu i asparaginianu mają porównywalne wchłanianie (9-11%), podczas kiedy wchłanianie magnezu z tlenku magnezu wynosi jedynie 4%. Największą dostępność biologiczną obserwowano dla połączeń magnezu z cytrynianem [3]. Tlenek magnezu zalecany jest jednak w suplementacji magnezu u osób cierpiących na nadkwaśność i stany zapalne żołądka, podczas gdy w niedokwaśności zaleca się chlorek magnezu, dostarczający organizmowi również jonów chlorkowych.

Zalecenia dla pacjentów podczas suplementacji magnezu

Dzienne dawki magnezu wynoszą od 200 do nawet 1000 mg dziennie, a korzystne efekty suplementacji są widoczne z reguły dopiero po długotrwałym podawaniu. Warto uprzedzić pacjenta, że leczenie niedoborów magnezu należy prowadzić przez kilka miesięcy, a nawet przez rok. Wybierając preparat z magnezem, należy też zwrócić uwagę, oprócz rodzaju związku zawartego w preparacie, na ilość jonów magnezu, zawartość witaminy B₆ (substancja ta ułatwia wchłanianie magnezu, jego transport do komórek organizmu i utrzymywanie jego wewnątrzkomórkowego zapasu), rodzaj tabletki (preparaty dojelitowe uwalniają magnez w jelicie cienkim, gdzie jego wchłanianie jest największe, są też wskazane dla osób cierpiących na chorobę wrzodową żołądka) czy zawartość potasu (zalecane dla osób starszych, a także cierpiących na nadciśnienie tętnicze czy inne choroby układu sercowo-naczyniowego) [5]. Warto poinformować pacjenta, że leki z grupy inhibitorów pompy protonowej (ang. proton-pump inhibitors, IPP) upośledzają wchłanianie magnezu. Wykazano, że duże spożycie kawy (powyżej czterech filiżanek dziennie) oraz napojów zawierających kofeinę wiąże się ze zwiększonym wydalaniem magnezu i wapnia [6].

dr n. farm. Maria Żebrowska

mgr farm. Weronika Krzynówek

Piśmiennictwo:

Bancerz B., Duś-Żuchowska M., Cichy W., Matusiewicz H.: „Wpływ magnezu na zdrowie człowieka” Przegląd Gastroenterologiczny 2012, 7, 359–366
Papierkowski A.: „Znaczenie magnezu w praktyce lekarskiej. Część I. Przyczyny i objawy zaburzeń gospodarki magnezowej” Medycyna Rodzinna 2002, 1, 31–34
Iskra M., Krasińska B., Tykarski A.: „Magnez — rola fizjologiczna, znaczenie kliniczne niedoboru w nadciśnieniu tętniczym i jego powikłaniach oraz możliwości uzupełniania w organizmie człowieka” Nadciśnienie Tętnicze, 2013, 17, 447–459
Mieczkowski M., Matuszkiewicz-Rowińska J., Kościelska M.: „Homeostaza magnezu” Wiadomości Lekarskie 2013, 66, 311–313
Jabłecka A., Korzeniowska K., Skołuda A., Cieślewicz A.: „Preparaty magnezu” Farmacja Współczesna, 2011, 4, 29–32
Mieczkowski M., Kościelska M.: “Zaburzenia homeostazy magnezu: hypomagnezemia” Wiadomości Lekarskie 2013, 66, 314–316
Jee S. H., Miller III E. R., Guallar E., Singh V. K., Appel L. J., Klag M. J.: „The Effect of magnesium supplementation on blood pressure: a meta-analysis of randomized clinical trials” American Journal of Hypertension, 2002, 15, 691–696
Kass L., Weekes J., Carpenter L.: “Effect of magnesium supplementation on blood pressure: a meta-analysis” European Journal of Clinical Nutrition, 2012, 66, 411–418