اخبار

تعادل سدیم، پتاسیم، کلسیم، بی‌کربنات و مایعات در خون، اساس حفظ عملکردهای فیزیولوژیکی بدن هستند. تحقیقات کمی در مورد اختلال یون منیزیم وجود داشته است. در اوایل دهه 1980، منیزیم به عنوان "الکترولیت فراموش شده" شناخته می‌شد. با کشف کانال‌ها و ناقل‌های خاص منیزیم و همچنین درک تنظیم فیزیولوژیکی و هورمونی هموستاز منیزیم، درک مردم از نقش منیزیم در پزشکی بالینی دائماً در حال افزایش است.

منیزیم برای عملکرد سلولی و سلامت بسیار مهم است. منیزیم معمولاً به شکل Mg2+ وجود دارد و در تمام سلول‌های همه موجودات زنده، از گیاهان گرفته تا پستانداران عالی، وجود دارد. منیزیم یک عنصر ضروری برای سلامت و زندگی است، زیرا یک کوفاکتور مهم منبع انرژی سلولی ATP است. منیزیم عمدتاً با اتصال به نوکلئوتیدها و تنظیم فعالیت آنزیم در فرآیندهای فیزیولوژیکی اصلی سلول‌ها شرکت می‌کند. همه واکنش‌های ATPase به Mg2+- ATP نیاز دارند، از جمله واکنش‌های مربوط به عملکرد RNA و DNA. منیزیم کوفاکتور صدها واکنش آنزیمی در سلول‌ها است. علاوه بر این، منیزیم متابولیسم گلوکز، چربی و پروتئین را نیز تنظیم می‌کند. منیزیم در تنظیم عملکرد عصبی-عضلانی، تنظیم ریتم قلب، تون عروقی، ترشح هورمون و آزادسازی N-متیل-D-آسپارتات (NMDA) در سیستم عصبی مرکزی نقش دارد. منیزیم دومین پیام‌رسان دخیل در سیگنالینگ درون سلولی و تنظیم‌کننده ژن‌های ریتم شبانه‌روزی است که ریتم شبانه‌روزی سیستم‌های بیولوژیکی را کنترل می‌کنند.

تقریباً 25 گرم منیزیم در بدن انسان وجود دارد که عمدتاً در استخوان‌ها و بافت‌های نرم ذخیره می‌شود. منیزیم یک یون مهم درون سلولی و دومین کاتیون بزرگ درون سلولی پس از پتاسیم است. در سلول‌ها، 90 تا 95 درصد منیزیم به لیگاندهایی مانند ATP، ADP، سیترات، پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک متصل می‌شود، در حالی که تنها 1 تا 5 درصد منیزیم درون سلولی به شکل آزاد وجود دارد. غلظت منیزیم آزاد درون سلولی 1.2-2.9 میلی‌گرم در دسی‌لیتر (0.5-1.2 میلی‌مول در لیتر) است که مشابه غلظت خارج سلولی است. در پلاسما، 30 درصد از منیزیم در گردش خون عمدتاً از طریق اسیدهای چرب آزاد به پروتئین‌ها متصل می‌شود. بیمارانی که سطوح بالای اسیدهای چرب آزاد در درازمدت دارند، معمولاً غلظت منیزیم خون پایین‌تری دارند که با خطر بیماری‌های قلبی عروقی و متابولیک نسبت معکوس دارد. تغییرات در اسیدهای چرب آزاد و همچنین سطح EGF، انسولین و آلدوسترون می‌تواند بر سطح منیزیم خون تأثیر بگذارد.

سه اندام اصلی تنظیم‌کننده منیزیم وجود دارد: روده (تنظیم‌کننده جذب منیزیم از طریق رژیم غذایی)، استخوان‌ها (ذخیره‌کننده منیزیم به شکل هیدروکسی آپاتیت) و کلیه‌ها (تنظیم‌کننده دفع منیزیم از طریق ادرار). این سیستم‌ها یکپارچه و بسیار هماهنگ هستند و با هم محور روده، استخوان و کلیه را تشکیل می‌دهند که مسئول جذب، تبادل و دفع منیزیم است. عدم تعادل متابولیسم منیزیم ممکن است منجر به پیامدهای پاتولوژیک و فیزیولوژیکی شود.

غذاهای غنی از منیزیم شامل غلات، لوبیا، آجیل و سبزیجات سبز هستند (منیزیم جزء اصلی کلروفیل است). تقریباً 30 تا 40 درصد از مصرف منیزیم در رژیم غذایی توسط روده جذب می‌شود. بیشتر جذب در روده کوچک از طریق انتقال بین سلولی، یک فرآیند غیرفعال شامل اتصالات محکم بین سلول‌ها، رخ می‌دهد. روده بزرگ می‌تواند جذب منیزیم را از طریق TRPM6 و TRPM7 درون سلولی به طور دقیق تنظیم کند. غیرفعال شدن ژن TRPM7 روده‌ای می‌تواند منجر به کمبود شدید منیزیم، روی و کلسیم شود که برای رشد اولیه و بقای پس از تولد مضر است. جذب منیزیم تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله مصرف منیزیم، مقدار pH روده، هورمون‌ها (مانند استروژن، انسولین، EGF، FGF23 و هورمون پاراتیروئید [PTH]) و میکروبیوتای روده قرار دارد.
در کلیه‌ها، لوله‌های کلیوی منیزیم را از طریق مسیرهای خارج سلولی و داخل سلولی بازجذب می‌کنند. برخلاف اکثر یون‌ها مانند سدیم و کلسیم، تنها مقدار کمی (20%) منیزیم در لوله‌های پروگزیمال بازجذب می‌شود، در حالی که اکثر (70%) منیزیم در حلقه هاینز بازجذب می‌شود. در لوله‌های پروگزیمال و شاخه‌های درشت حلقه هاینز، بازجذب منیزیم عمدتاً توسط گرادیان‌های غلظت و پتانسیل غشاء هدایت می‌شود. کلودین 16 و کلودین 19 کانال‌های منیزیم را در شاخه‌های ضخیم حلقه هاینز تشکیل می‌دهند، در حالی که کلودین 10b به تشکیل یک ولتاژ مثبت داخل لومنی در سلول‌های اپیتلیال کمک می‌کند و بازجذب یون منیزیم را هدایت می‌کند. در لوله‌های دیستال، منیزیم بازجذب داخل سلولی (5% تا 10%) را از طریق TRPM6 و TRPM7 در نوک سلول به طور دقیق تنظیم می‌کند و در نتیجه دفع نهایی منیزیم ادراری را تعیین می‌کند.
منیزیم یکی از اجزای مهم استخوان‌ها است و 60٪ منیزیم بدن انسان در استخوان‌ها ذخیره می‌شود. منیزیم قابل تبادل در استخوان‌ها، ذخایر پویایی را برای حفظ غلظت‌های فیزیولوژیکی پلاسما فراهم می‌کند. منیزیم با تأثیر بر فعالیت استئوبلاست‌ها و استئوکلاست‌ها، تشکیل استخوان را تقویت می‌کند. افزایش مصرف منیزیم می‌تواند محتوای معدنی استخوان را افزایش دهد و در نتیجه خطر شکستگی و پوکی استخوان را در دوران پیری کاهش دهد. منیزیم نقش دوگانه‌ای در ترمیم استخوان دارد. در طول فاز حاد التهاب، منیزیم می‌تواند بیان TRPM7 را در ماکروفاژها، تولید سیتوکین وابسته به منیزیم و بهبود ریزمحیط ایمنی تشکیل استخوان را افزایش دهد. در طول مرحله بازسازی نهایی ترمیم استخوان، منیزیم می‌تواند بر استخوان‌سازی تأثیر بگذارد و رسوب هیدروکسی آپاتیت را مهار کند. TRPM7 و منیزیم همچنین با تأثیر بر گذار سلول‌های عضله صاف عروقی به فنوتیپ استخوان‌ساز، در فرآیند کلسیفیکاسیون عروقی شرکت می‌کنند.

غلظت طبیعی منیزیم سرم در بزرگسالان 1.7 تا 2.4 میلی‌گرم در دسی‌لیتر (0.7 تا 1.0 میلی‌مول در لیتر) است. هیپومنیزیمی به غلظت منیزیم سرم زیر 1.7 میلی‌گرم در دسی‌لیتر اشاره دارد. اکثر بیماران مبتلا به هیپومنیزیمی مرزی هیچ علامت واضحی ندارند. با توجه به احتمال کمبود بالقوه منیزیم در درازمدت در بیمارانی که سطح منیزیم سرم آنها بیش از 1.5 میلی‌گرم در دسی‌لیتر (0.6 میلی‌مول در لیتر) است، برخی پیشنهاد می‌کنند که آستانه پایین هیپومنیزیمی افزایش یابد. با این حال، این سطح هنوز بحث‌برانگیز است و نیاز به اعتبارسنجی بالینی بیشتری دارد. 3 تا 10 درصد از جمعیت عمومی هیپومنیزیمی دارند، در حالی که میزان بروز بیماران دیابت نوع 2 (10 تا 30 درصد) و بیماران بستری (10 تا 60 درصد) بیشتر است، به خصوص در بیماران بخش مراقبت‌های ویژه (ICU) که ​​میزان بروز آنها بیش از 65 درصد است. مطالعات کوهورت متعدد نشان داده‌اند که هیپومنیزیمی با افزایش خطر مرگ و میر به هر علتی و مرگ و میر مرتبط با بیماری‌های قلبی عروقی مرتبط است.

تظاهرات بالینی هیپومنیزیمی شامل علائم غیر اختصاصی مانند خواب آلودگی، اسپاسم عضلانی یا ضعف عضلانی ناشی از مصرف ناکافی غذا، افزایش دفع گوارشی، کاهش بازجذب کلیوی یا توزیع مجدد منیزیم از خارج به داخل سلول‌ها است (شکل 3B). هیپومنیزیمی معمولاً با سایر اختلالات الکترولیتی، از جمله هیپوکلسمی، هیپوکالمی و آلکالوز متابولیک همراه است. بنابراین، هیپومنیزیمی ممکن است نادیده گرفته شود، به خصوص در اکثر محیط‌های بالینی که سطح منیزیم خون به طور معمول اندازه‌گیری نمی‌شود. فقط در هیپومنیزیمی شدید (منیزیم سرم کمتر از 1.2 میلی‌گرم در دسی‌لیتر [0.5 میلی‌مول در لیتر])، علائمی مانند تحریک‌پذیری غیرطبیعی عصبی-عضلانی (اسپاسم مچ دست و پا، صرع و لرزش)، ناهنجاری‌های قلبی عروقی (آریتمی و انقباض عروق) و اختلالات متابولیک (مقاومت به انسولین و کلسیفیکاسیون غضروف) آشکار می‌شوند. هیپومنیزیمی با افزایش میزان بستری شدن در بیمارستان و مرگ و میر، به ویژه هنگامی که با هیپوکالمی همراه باشد، همراه است که اهمیت بالینی منیزیم را برجسته می‌کند.
میزان منیزیم در خون کمتر از ۱٪ است، بنابراین میزان منیزیم خون نمی‌تواند به طور قابل اعتمادی منعکس کننده کل میزان منیزیم در بافت باشد. تحقیقات نشان داده است که حتی اگر غلظت منیزیم سرم طبیعی باشد، ممکن است میزان منیزیم درون سلولی کاهش یابد. بنابراین، در نظر گرفتن تنها میزان منیزیم در خون بدون در نظر گرفتن میزان مصرف منیزیم از طریق رژیم غذایی و دفع ادراری آن، ممکن است کمبود بالینی منیزیم را کمتر از حد واقعی تخمین بزند.

بیماران مبتلا به هیپومنیزیمی اغلب دچار هیپوکالمی می‌شوند. هیپوکالمی مقاوم معمولاً با کمبود منیزیم همراه است و تنها پس از بازگشت سطح منیزیم به حالت عادی می‌توان آن را به طور موثر اصلاح کرد. کمبود منیزیم می‌تواند ترشح پتاسیم از مجاری جمع‌آوری‌کننده را افزایش دهد و باعث تشدید بیشتر از دست دادن پتاسیم شود. کاهش سطح منیزیم درون سلولی، فعالیت Na+-K+-ATPase را مهار می‌کند و باز شدن کانال‌های پتاسیم مدولاری خارج کلیوی (ROMK) را افزایش می‌دهد و منجر به از دست دادن بیشتر پتاسیم از کلیه‌ها می‌شود. تعامل بین منیزیم و پتاسیم همچنین شامل فعال کردن کوترانسپورتر کلرید سدیم (NCC) می‌شود و در نتیجه بازجذب سدیم را افزایش می‌دهد. کمبود منیزیم، فراوانی NCC را از طریق یک لیگاز پروتئینی یوبیکوئیتین E3 به نام NEDD4-2 کاهش می‌دهد که رشد سلول‌های پیش‌ساز عصبی را کاهش می‌دهد و از فعال شدن NCC از طریق هیپوکالمی جلوگیری می‌کند. کاهش مداوم NCC می‌تواند انتقال Na+ دیستال را در هیپومنیزیمی افزایش دهد و منجر به افزایش دفع پتاسیم ادراری و هیپوکالمی شود.

هیپوکلسمی نیز در بیماران مبتلا به هیپومنیزیمی شایع است. کمبود منیزیم می‌تواند ترشح هورمون پاراتیروئید (PTH) را مهار کرده و حساسیت کلیه‌ها به PTH را کاهش دهد. کاهش سطح PTH می‌تواند بازجذب کلسیم کلیوی را کاهش دهد، دفع کلسیم ادراری را افزایش دهد و در نهایت منجر به هیپوکلسمی شود. به دلیل هیپوکلسمی ناشی از هیپومنیزیمی، اصلاح هیپوپاراتیروئیدیسم اغلب دشوار است مگر اینکه سطح منیزیم خون به حالت عادی برگردد.

اندازه‌گیری منیزیم کل سرم، روش استاندارد برای تعیین محتوای منیزیم در عمل بالینی است. این روش می‌تواند به سرعت تغییرات کوتاه‌مدت در محتوای منیزیم را ارزیابی کند، اما ممکن است محتوای کل منیزیم در بدن را کمتر از مقدار واقعی تخمین بزند. عوامل درون‌زا (مانند هیپوآلبومینمی) و عوامل برون‌زا (مانند همولیز نمونه و ضد انعقادها، مانند EDTA) ممکن است بر مقدار اندازه‌گیری منیزیم تأثیر بگذارند و این عوامل باید هنگام تفسیر نتایج آزمایش خون در نظر گرفته شوند. منیزیم یونیزه سرم نیز قابل اندازه‌گیری است، اما کاربرد بالینی آن هنوز مشخص نیست.
هنگام تشخیص هیپومنیزیمی، معمولاً می‌توان علت آن را بر اساس سابقه پزشکی بیمار تعیین کرد. با این حال، اگر علت زمینه‌ای مشخصی وجود نداشته باشد، باید از روش‌های تشخیصی خاصی برای تشخیص اینکه آیا از دست دادن منیزیم ناشی از کلیه یا دستگاه گوارش است، مانند دفع منیزیم ۲۴ ساعته، کسر دفع منیزیم و آزمایش بار منیزیم استفاده شود.

مکمل‌های منیزیم اساس درمان هیپومنیزیمی هستند. با این حال، در حال حاضر هیچ دستورالعمل درمانی مشخصی برای هیپومنیزیمی وجود ندارد. بنابراین، روش درمان عمدتاً به شدت علائم بالینی بستگی دارد. هیپومنیزیمی خفیف را می‌توان با مکمل‌های خوراکی درمان کرد. فرآورده‌های منیزیم زیادی در بازار وجود دارد که هر کدام میزان جذب متفاوتی دارند. نمک‌های آلی (مانند سیترات منیزیم، آسپارتات منیزیم، گلیسین منیزیم، گلوکونات منیزیم و لاکتات منیزیم) نسبت به نمک‌های معدنی (مانند کلرید منیزیم، کربنات منیزیم و اکسید منیزیم) راحت‌تر توسط بدن انسان جذب می‌شوند. عارضه جانبی رایج مکمل‌های منیزیم خوراکی، اسهال است که مصرف مکمل‌های منیزیم خوراکی را با چالش مواجه می‌کند.
برای موارد مقاوم به درمان، درمان دارویی کمکی ممکن است ضروری باشد. برای بیمارانی که عملکرد کلیه طبیعی دارند، مهار کانال‌های سدیم اپیتلیال با آمینوفنیدات یا تریامینوفنیدات می‌تواند سطح منیزیم سرم را افزایش دهد. سایر استراتژی‌های بالقوه شامل استفاده از مهارکننده‌های SGLT2 برای افزایش سطح منیزیم سرم، به ویژه در بیماران دیابتی است. مکانیسم‌های پشت این اثرات هنوز مشخص نیست، اما ممکن است مربوط به کاهش میزان فیلتراسیون گلومرولی و افزایش بازجذب توبولی کلیوی باشد. برای بیماران مبتلا به هیپومنیزیمی که درمان مکمل خوراکی منیزیم برایشان مؤثر نیست، مانند مبتلایان به سندرم روده کوتاه، تشنج دست و پا یا صرع، و همچنین افرادی که بی‌ثباتی همودینامیکی ناشی از آریتمی، هیپوکالمی و هیپوکلسمی دارند، باید از درمان داخل وریدی استفاده شود. هیپومنیزیمی ناشی از PPI را می‌توان با تجویز خوراکی اینولین بهبود بخشید و مکانیسم آن ممکن است مربوط به تغییرات در میکروبیوتای روده باشد.

منیزیم یک الکترولیت مهم اما اغلب نادیده گرفته شده در تشخیص و درمان بالینی است. به ندرت به عنوان یک الکترولیت معمولی آزمایش می‌شود. هیپومنیزیمی معمولاً هیچ علامتی ندارد. اگرچه مکانیسم دقیق تنظیم تعادل منیزیم در بدن هنوز مشخص نیست، اما پیشرفت‌هایی در مطالعه مکانیسمی که کلیه‌ها منیزیم را پردازش می‌کنند، حاصل شده است. بسیاری از داروها می‌توانند باعث هیپومنیزیمی شوند. هیپومنیزیمی در بین بیماران بستری شایع است و یک عامل خطر برای اقامت طولانی مدت در بخش مراقبت‌های ویژه (ICU) است. هیپومنیزیمی باید به شکل فرآورده‌های نمک آلی اصلاح شود. اگرچه هنوز اسرار زیادی در مورد نقش منیزیم در سلامت و بیماری وجود دارد که باید حل شوند، اما پیشرفت‌های زیادی در این زمینه حاصل شده است و پزشکان بالینی باید توجه بیشتری به اهمیت منیزیم در پزشکی بالینی داشته باشند.