Зміни магнію та судин при гіпертонії
1 кафедра клінічної медицини, Університетська лікарня Педро Ернесто, Державний університет Ріо-де-Жанейро, Avenida 28 de Setembro, 77 Sala 329, 20551-030, Ріо-де-Жанейро, RJ, Бразилія
Анотація
У патогенезі гіпертонії брало участь багато факторів, включаючи зміну внутрішньоклітинних концентрацій кальцію, натрію, калію та магнію. Існує значна зворотна кореляція між вмістом магнію в сироватці крові та частотою серцево-судинних захворювань. Магній - це мінерал з важливими функціями в організмі, такими як антиаритмічний ефект, дії на судинний тонус, скоротливість, метаболізм глюкози та гомеостаз інсуліну. Крім того, нижчі концентрації магнію пов'язані з окислювальним стресом, прозапальним станом, дисфункцією ендотелію, агрегацією тромбоцитів, резистентністю до інсуліну та гіперглікемією. Суперечливі результати досліджень, що оцінюють вплив добавок магнію на артеріальний тиск та інші результати серцево-судинної системи, вказують на те, що дія магнію на судинну систему присутня, але ще не встановлена. Тому ці мінеральні добавки не вказані як частина антигіпертензивного лікування, і необхідні подальші дослідження для кращого з'ясування ролі магнію в профілактиці та лікуванні серцево-судинних захворювань.
1. Вступ
Первинна гіпертензія - найпоширеніша форма підвищення артеріального тиску, причина якої залишається невідомою. Однак у його патогенез залучено багато факторів, таких як ренін-ангіотензин-альдостеронова система та гіперактивація симпатичної нервової системи. Крім того, зміни внутрішньоклітинних іонів, таких як кальцій, натрій, калій та магній, також були пов’язані з високим кров’яним тиском.
В останні роки поширеність артеріальної гіпертензії становить близько 25–30% у розвинених країнах [1], і було запропоновано кілька методів лікування АТ та профілактики її початку. Серед різних досліджень, що стосуються нефармакологічних методів лікування, існує потреба у зміні способу життя із включенням регулярних фізичних навантажень та здорових харчових звичок.
Спостережні дослідження показали, що дієта, багата калієм, магнієм та кальцієм, присутніми переважно у фруктах та овочах, пов’язана з меншою частотою та смертністю від серцево-судинних захворювань [2]. Зокрема, магній був метою багатьох досліджень [3], враховуючи, що існує значна зворотна кореляція між рівнями магнію в сироватці крові та частотою серцево-судинних захворювань [4]. Крім того, у пацієнтів з гіпертонічною хворобою зазвичай спостерігається знижена внутрішньоклітинна концентрація магнію, тоді як вміст натрію та кальцію часто збільшується порівняно з нормальними пацієнтами [5, 6].
Дієтична рекомендація (Рекомендовані дієтичні норми/RDA) для магнію становить від 400 до 420 мг на день для дорослих чоловіків та від 310 до 320 мг на день для дорослих жінок. Однак споживання набагато нижче цієї рекомендації, і висока поширеність цього дефіциту пов'язана з кількома хронічними захворюваннями. Магній міститься в більшості продуктів харчування, але в різних концентраціях. Листяні овочі, горіхи, цільнозернові, фрукти та бобові вважаються продуктами з високим вмістом магнію [7].
Для того, щоб зібрати більше інформації про зв'язок магнію з серцево-судинними захворюваннями, ми провели огляд літератури через базу даних PubMed з таким дескриптором: магній, внутрішньоклітинний магній, гіпертонія, жорсткість артерій та функція ендотелію. Ми включили оглядові огляди, експериментальні протоколи та контрольовані дослідження за останні 15 років (1996–2011), а повідомлення про випадки були виключені.
2. Фізіологічні функції та патофізіологічна дія магнію
Мінерал магній є другим за поширеністю внутрішньоклітинним катіоном і бере участь у кількох важливих біохімічних реакціях [8]. Відомо, що магній має антиаритмічну дію і може впливати на рівень артеріального тиску, модулюючи судинний тонус. Зміни позаклітинного вмісту магнію здатні змінити вироблення та вивільнення оксиду азоту (NO), що призводить до зміни тонусу гладких м’язів артерій, впливаючи на концентрацію кальцію. Магній також бере участь у метаболізмі глюкози та гомеостазі інсуліну. З цих причин висловлюється припущення, що дефіцит магнію або зміни його метаболізму пов’язані з патофізіологією гіпертонії, атеросклерозу, інсулінорезистентності та діабету (рис. 1) [9].
Підвищений рівень позаклітинного магнію пригнічує приплив кальцію. І навпаки, знижений позаклітинний магній активує приплив кальцію через кальцієві канали. Низькі внутрішньоклітинні концентрації магнію стимулюють опосередковану інозитол-трисфосфатом- (IP3-) мобілізацію внутрішньоклітинного кальцію та знижують активність Са 2+ -АТФази. Таким чином, зменшується відтік кальцію та зворотне захоплення кальцію саркоплазматичною сіткою, що призводить до цитозольного накопичення кальцію та збільшення внутрішньоклітинної концентрації кальцію, що є вирішальним фактором для звуження судин. Підвищений внутрішньоклітинний рівень магнію призводить до зниження внутрішньоклітинної концентрації вільного кальцію, що сприяє розширенню судин [10]. Дія магнію як блокатора кальцієвих каналів може також допомогти зменшити викид кальцію і, таким чином, зменшити судинний опір. Крім того, магній також активує Na-K АТФазний насос, який контролює баланс цих мінералів, сприяючи гомеостазу електролітів у клітинах [11].
Менші концентрації магнію, схоже, пов'язані зі зниженням рівня холестерину ЛПВЩ у сироватці крові разом із підвищенням рівня холестерину ЛПНЩ та тригліцеридів [9]. Крім того, дефіцит цього мінералу раніше був пов’язаний з окислювальним стресом, прозапальним станом, дисфункцією ендотелію, агрегацією тромбоцитів, резистентністю до інсуліну та гіперглікемією [12].
Високий рівень магнію може збільшити вироблення аденозинтрифосфату (АТФ) та споживання внутрішньоклітинної глюкози, оскільки магній діє як кофактор усіх реакцій, пов’язаних з перенесенням АТФ [13]. Здається, інсулін є одним з найважливіших факторів, що регулює концентрацію магнію в плазмі та внутрішньоклітинному. Вважається, що АТФазозалежний насос бере участь у механізмі, за допомогою якого інсулін регулює вміст магнію в еритроцитах [14]. З іншого боку, внутрішньоклітинний магній може відігравати певну роль у модуляції опосередкованого інсуліном засвоєння глюкози та судинного тонусу. Зниження втрат магнію в сечі впливає на кращий метаболічний контроль [15]. Низький рівень магнію в плазмі та внутрішньоклітинному може сприяти зменшенню чутливості до інсуліну. Насправді, як відомо, придушення внутрішньоклітинних концентрацій вільного магнію зменшує споживання клітинної глюкози і, отже, сприяє периферичній резистентності до інсуліну як пострецепторний дефект [16].
Що стосується гомеостазу інсуліну, існує гіпотеза, що при гіпомагніємії збільшується секреція інсуліну та адреналіну з метою підтримання концентрації магнію та клітинного цАМФ (3 ′, 5′-циклічного аденозинмонофосфату) [17]. Крім того, внутрішньоклітинна концентрація магнію, як видається, залежить від позаклітинного рівня, а його надходження через кальцієвий канал залежить від напруги. Позаклітинний магній може конкурентно інгібувати кальцієві канали та визначати знижену секрецію інсуліну. Це гальмування не відбувається, коли у позаклітинному просторі немає магнію, що призводить до вищої секреції інсуліну [18].