CC BY
70doi: 10.17116/terarkh20148612104-106 © О.М. Драпкина, Б.Б. Гегенава, 2014
Дефицит магния в кардиологии
О.М. ДРАПКИНА, Б.Б. ГЕГЕНАВА
ГБОУ ВПО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Москва, Россия
Magnesium deficiency in cardiology
0.M. DRAPKINA, B.B. GEGENAVA
1.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia, Moscow, Russia
Аннотация
Рассматриваются последствия и причины дефицита магния при сердечно-сосудистых заболеваниях. Описаны особенности метаболизма магния при атеросклерозе, артериальной гипертонии, сердечной недостаточности. Обсуждаются перспективы терапии препаратами магния в кардиологической практике.
Ключевые слова: дефицит магния, артериальное давление, атеросклероз, эндотелиальные клетки, сердечная недостаточность, ренин-ангиотензивная система, диуретики.
The paper considers the consequences and causes of magnesium deficiency in patients with cardiovascular diseases. The features of magnesium metabolism in atherosclerosis, hypertension, and heart failure are described. Prospects of magnesium therapy in cardiology practice are discussed.
Key words: magnesium deficiency, blood pressure, atherosclerosis, endothelial cells, heart failure, renin-angiotensin system, diuretics.
АГ — артериальная гипертония РАС — ренин-ангиотензиновая система
АД — артериальное давление СН — сердечная недостаточность
АПФ — ангиотензинпревращающий фермент ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания
АРП — активность ренина плазмы ХСН — хроническая сердечная недостаточность
Значение магния в организме. Человеческий организм при рождении содержит около 760 мг магния, приблизительно 5 г в возрасте 4—5 мес и почти 25 г во взрослом возрасте. При этом 30—40% магния, содержащегося в организме, находится в мышцах и мягких тканях, 1% обнаруживается во внеклеточной жидкости, а остальная часть содержится в костной ткани. Значение магния сложно переоценить. Так, практически все химические процессы в организме требуют участия ферментов. Ферментная система в основном состоит из 3 составных частей: специфической белковой молекулы (непосредственно фермента), молекулы меньших размеров (чаще всего витамина, например пиридокси-на, или витамина В6) и положительно заряженного иона металла, такого как цинк, медь, марганец или магний. Магний является вторым по распространенности внутриклеточным катионом после калия и служит кофактором для более 300 ферментных реакций, в том числе реакций энергетического обмена, синтеза белка и нуклеиновых кислот. Из всего изложенного можно сделать вывод, что магний служит жизненно необходимым элементом, недостаток которого может вызывать серьезные нарушения жизнедеятельности организма. В данной статье мы попытаемся описать нозологические формы сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), которые связаны с дефицитом магния.
Магний и атеросклероз. Существуют убедительные доказательства того, что концентрация внеклеточного магния играет важную роль в регуляции активности эндотелиальных клеток [1]. Действительно, уровень магния влияет на синтез оксида азота [2], высвобождение внутриклеточного кальция [1], поглощение и
Сведения об авторах:
Гегенава Бадри Борисович — врач-терапевт ЛДО №4 УКБ №2 ПМГМУ им. И.М. Сеченова, аспирант каф. пропедевтики внутренних болезней лечебного факультета ПМГМУ им. И.М. Сеченова; e-mail: gegenava.badri@gmail.com
метаболизм липопротеинов низкой плотности [3], степень проницаемости мембран для воды и альбумина [4] и пролиферацию эндотелиальных клеток [5]. Кроме того, нехватка магния усиливает цитотоксическое действие свободных радикалов в эндотелиальных клетках [6]. Так как эндотелиальные клетки играют важную роль в атерогенезе [7], можно выдвинуть предположение о влиянии магния на механизмы развития атеросклероза. I. Ма1ег и соавт. [8] в своем исследовании в 2004 г. доказали, что ингибиро-вание роста эндотелиальных клеток, возникающее при нехватке магния, прекращается после восстановления его нормального уровня, таким образом указывая на то, что никаких необратимых изменений при дефиците магния не возникает. Вероятнее всего, стимуляция роста клеток возникает вследствие воздействия внутриклеточного магния, катализирующего реакции, необходимые для процесса пролиферации эндотелиальных клеток. Так как магний играет роль естественного антагониста кальция, можно также предположить, что баланс между этими двумя ионами также влияет на процессы роста клеток.
Данные других исследований также свидетельствуют о прямом участии магния в патогенезе ССЗ в целом и атерогенеза в частности. К примеру, употребление мышами со сниженным уровнем аполипопротеина (оказывающим сильный антиатеро-склеротический эффект) воды, обогащенной ионами магния, одновременно с высокохолестериновой диетой приводило к ин-гибированию атерогенеза [9].
Контактная информация:
Драпкина Оксана Михайловна — д.м.н., проф. каф. пропедевтики внутренних болезней, рук. отд-ния кардиологии ПМГМУ им. И.М. Сеченова; 119992 Москва, ул. Погодинская, 1, стр . 1; Клиника пропедевтики внутренних болезней, гастроэнтерологии и гепатологии им. В.Х. Василенко ПМГМУ им. И.М. Сеченова; e-mail: drapkina@yandex.ru
Дефицит магния в кардиологии
В то же время пероральный прием препаратов магния связан со значительным улучшением функции эндотелия у пациентов с коронарной недостаточностью [10]. Согласно исследованию ARIC (Atherosclerosis Risk in Communities Study), высокий риск развития коронарной недостаточности отмечается у пациентов с низким уровнем магния в сыворотке крови, даже с учетом традиционных факторов риска развития коронарной недостаточности [11].
В культивируемых эндотелиальных клетках низкая концентрация магния способствует увеличению адгезии к ним моноцитов, поскольку активируется молекула адгезии сосудистых клеток (vascular cell adhesion molecule — VCAM). В этих условиях также подавляется активность ингибитора активатора плазмино-гена-1 (plasminogen activator inhibitor-1 — PAI-1), повышается уровень провоспалительных цитокинов (интерлейкин 3 ИЛ-1а), ухудшается пролиферация эндотелия и происходит старение клеток [12, 13]. В исследовании, проведенном на мышах с наследственной гипомагниемией (MgL mice, hypomagnesemia in mice), указано на значительное снижение функции эндотелия [14]. В подтверждение результатов, полученных в культивируемых клетках, аорта MgL также демонстрировала более высокую, чем в контрольной группе, экспрессию VCAM и PAI-1 [14].
Магний и артериальная гипертония (АГ). Обратная корреляция между уровнем магния (в сыворотке и/или в тканях) и уровнями артериального давления (АД) давно известна. Кроме того, описана взаимосвязь ренин-ангиотензиновой системы (РАС), магнием и АД. У пациентов с АГ и высокой активностью ренина в плазме (АРП) наблюдаются более низкие, чем у лиц с нормальным АД, концентрации магния в сыворотке крови [15]; таким образом, концентрация магния в сыворотке обратно пропорциональна АРП. Поскольку повышение АРП свидетельствует об активации РАС, то вполне возможно, что зависимая от ангиотензи-на II АГ, по крайней мере, частично, обусловлена последствиями гипомагниемии.
В более ранних исследованиях определялся общий уровень ионов магния, что не всегда отражало достоверное соотношение между внутри- и внеклеточным магнием. В настоящее время, благодаря флюоресцентным методам определения концентрации Mg2+ и Mg2+-специфичным электродам появилась возможность изучать содержание ионов магния непосредственно в живых клетках. При этом согласно современным аналитическим данным в клетках многих типов больных АГ определяется значительно сниженная концентрация ионов магния, даже если уровень общего магния укладывается в пределы нормы [16]. Основные причины изменения метаболизма магния при гипертонической болезни неясны, вероятнее всего, не последнюю роль играют генетические, диетические и гормональные факторы, а также проводимая лекарственная терапия.
Не все клинические исследования подтверждают снижение уровня магния при АГ. В некоторых работах у пациентов с АГ по сравнению с лицами с нормальным АД не выявлены изменения уровня магния [17], в то время как другие указывают даже на повышение концентрации Mg2+ в эритроцитах у пациентов с эссен-циальной АГ [18]. Более того, в нескольких эпидемиологических исследованиях не удалось выявить связь между приемом магния и уровнем АД [19]. Из этого следует, что не у всех больных с гипертонической болезнью имеется дефицит магния, равно как и не все люди с дефицитом магния являются больными АГ. Несмотря на противоречивые взгляда на роль магния в развитии АГ, существуют подгруппы больных с гипертонической болезнью, у которых всегда наблюдается нарушение метаболизма магния. К ним относят афроамериканцев, пациентов с избыточной массой тела, больных с инсулинорезистентностью, гипертриглице-ридемией, а также пациентов с тяжелыми или злокачественными формами АГ [20].
Сердечная недостаточность (СН). C. Adamopoulos [21] и со-авт. в своей работе указывают на то, что содержание магния в сыворотке <2 мэкв/л повышает риск смерти у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН). Это одно из первых исследований по изучению долгосрочного влияния низкого уровня магния на смертность и госпитализацию среди пациентов с ХСН. Согласно данным этой работы гипомагниемия напрямую
связана с сердечно-сосудистой смертностью, но не с госпитализацией по поводу заболеваний сердца. Авторы выдвигают гипотезу, согласно которой дефицит магния связан с возникновением внезапной сердечной смерти и угрожающими жизни аритмиями [22—24]. В дополнение к этому гипомагниемия может вызывать фиброз миокарда и повышать агрегацию тромбоцитов, что также влияет на сердечно-сосудистую смертность [25, 26]. Наконец, низкий уровень магния в сыворотке крови может быть маркером прогрессирования СН. Альдостерон — нейрогормон, активность которого повышается при СН — повышает экскрецию магния с мочой, вызывая тем самый гипомагниемию [27].
Кроме того, влияние на уровень магния оказывают лекарственные препараты, принимаемые пациентами с СН. Диуретики, используемые при ХСН, по-разному влияют на уровень экскреции магния с мочой. Так как почечная реабсорбция магния происходит в петле Генле, фуросемид и другие петлевые диуретики вызывают существенные потери магния с мочой. Тиазидные диуретики, ингибируя реабсорбцию магния в других участках, также вызывают гипомагниемию, но в меньшей степени, чем фу-росемид. В то же время спиронолактон, амилорид и триамтерен уменьшают потери магния с мочой [28]. Относительно же влияния ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) на уровень магния в крови, существует версия, согласно которой у пациентов с более высокими дозами ингибиторов АПФ снижена активность РАС, что благотворно влияет на уровень магния в крови.
Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что у пациентов с ХСН может быть целесообразным исследование уровня магния в крови, а в случае его дефицита — прием пероральных препаратов, содержащих магний, и/или ингибиторов альдосте-рона должен улучшить прогноз.
Заключение
Современная западная диета способствует недостаточному поступлению магния с пищей, так как предпочтение отдается бедной микроэлементами высококалорийной еде, а из воды удаляются соли магния, являющиеся причиной повышенной «жесткости» воды. Пероральный прием препаратов магния для восполнения его дефицита может быть полезным при целом ряде патологий, включая гипертоническую болезнь, ишемическую болезнь сердца, коронарную недостаточность, нарушения ритма сердца, а также синдром хронической усталости, многие виды скелетно-мышечных расстройств, эпилепсию, бронхиальную астму, панические расстройства и многие другие органические и психические патологии. Однако на практике содержащие магний добавки крайне редко назначаются врачами, что свидетельствует о недооценке важности этого элемента. До недавнего времени интерес к магнию в традиционной медицине наблюдался только среди акушеров, которые использовали сульфат магния для купирования АГ, преэклампсии и эклампсии беременных. В последнее время интерес к поведению магния распространяется и на врачей других специальностей. Безусловно, нельзя относиться к магнию как к чудодейственному средству, способному решить сразу все проблемы в современной медицине. Так, S. Patrick и со-авт. [29] в своем исследовании «поставили крест» на предположениях о том, что внутривенное введение магния в коронарные сосуды способствует значительному снижению смертности во время острого сердечного приступа. Возможно, более правильно ставить вопрос о превентивной коррекции дефицита магния в развитии ССЗ с применением пероральных органических солей магния, таких как цитрат магния, пидолат магния и лактат магния, особенно в сочетании с пиридоксином как магниевым протектором. Многоцентровое наблюдательное исследование с включением 2000 пациентов показало, что недостаточный уровень магния соответствует достоверному повышению риска следующих состояний: R56.8. Судороги; I63.0. Ишемический инфаркт мозга; I10. Эссенциальная первичная гипертония; I34.1. Пролапс митрального клапана; F43.0. Острая реакция на стресс; I20.0. Нестабильная стенокардия; I47.9. Пароксизмальная тахикардия не-уточненная и др. [30]. Преимущества цитрата и пидолата магния
О.М. Драпкина, Б.Б. Гегенава
по сравнению не только с неорганическими солями, но и с некоторыми органическими солями (оротата, глюконата) состоит в большем содержании элементарного магния, лучшей биодоступности, особенно в сочетании с пиридоксином. Цитрат является идеальным полностью утилизирующимся переносчиком магния
в клетку. Не существует волшебных веществ и препаратов, равно как и нет лекарств от всех болезней. Но существуют полезные и несколько недооцененные группы лекарственных средств, которые, по-видимому, займут свою нишу в комплексном лечении больных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Zhang A., Cheng T.P., Altura B.T., Altura B.M. Mg2+ and caffeine-induced intracellular Ca2+ release in human vascular endothelial cells. Br J Pharmacol 1993; 109: 291—292.
2. Fullerton D.A., Hahn A.R., Agrafojo J. et al. Magnesium is essential in mechanisms of pulmonary vasomotor control. J Surg Res 1996; 63: 93—97.
3. Yokoyama S., Nishida H.I., Smith T.L., Kummerow F.A. Combined effects of magnesium deficiency and an atherogenic level of low density lipoprotein on uptake and metabolism of low density lipoprotein by cultured human endothelial cells. I Biochemical data Magnes Res 1994; 7: 87—95.
4. Suttorp N, Fuchs T, Seeger W. et al. Role of Ca2+ and Mg2+ for endothelial permeability of water and albumin in vitro. Lab Invest 1989; 61: 183—191.
5. Banai S., Haggroth L., Epstein S.E., Casscells W. Influence of extracellular magnesium on capillary endothelial cell proliferation and migration. Circ Res 1990; 67: 645—650.
6. Dickens B.F., Weglicki W.B., Li Y.S., Mak I.T. Magnesium deficiency in vitro enhances free radical-induced intracellular oxidation and cytotoxicity in endothelial cells. FEBS Lett 1992; 311: 187—191.
7. Драпкина О.М., Корнеева О.Н., Палаткина Л.О., Ивашкин В.Т. Статины при лечении хронической сердечной недостаточности. Атеросклероз и дислипидемии 2012; 1: 32—36.
8. Maier J.A.M., Malpuech-Brugereb C., Zimowskab W. et al. Low magnesium promotes endothelial cell dysfunction: implications for atherosclerosis, inflammation and thrombosis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA). Mol Basis Dis 2004; 1689: (1): 13—21.
9. Ravn B., Korsholm T.L., Falk E. Oral magnesium supplementation induces favorable antiatherogenic changes in ApoE-deficient mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2001; 21: 858—862.
10. Shechter M, Sharir M, Labrador M.J. et al. Oral magnesium therapy improves endothelial function in patients with coronary artery disease. Circulation 2000; 102: 2353—2358.
11. Liao F., Folsom A.R., Brancati F.L. Is low magnesium concentration a risk factor for coronary heart disease? The Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. Am Heart J 1998; 136: 480—490.
12. Maier J.A., Malpuech-Brugere C., Zimowska W. et al. Low magnesium promotes endothelial cell dysfunction: implications for atherosclerosis, inflammation and thrombosis. Biochim Biophys Acta-Mol Bas Dis 2004; 1689: 13—21.
13. Killilea D., Maier J.A. A connection between magnesium deficiency and aging: new insights from cellular studies. Magnes Res 2008; 21: 77—82.
14. Paravicini T.M., Yogi A., Mazur A., Touyz R.M. Dysregulation of vascular TRPM7 and annexin-1 is associated with endothelial dysfunction in inherited hypomagnesemia. Hypertension 2009; 53: 423—429.
15. ResnickL.M., Bardicef O., AlturaB.T. etal. Serum ionized magnesium: relation to blood pressure and racial factors. Am J Hypertens 1997; 10: 1420—1424.
16. Touyz R.M., Schiffrin E.L. The effect of angiotensin II on platelet intracellular free magnesium and calcium ionic concentrations in essential hypertension. J Hypertens 1993; 11: 551—558.
17. Ferrara L.A., Iannuzzi R., Castaldo A. et al. Long-term magnesium supplementation in essential hypertension. Cardiology 1992; 81: 25—33.
18. Hiraga H., Oshima T., Yoshimura M. et al. Abnormal platelet Ca2+ handling accompanied by increased cytosolic free Mg2+ in essential hypertension. Am J Physiol 1998; 275 (2 pt 2): R574—R579.
19. Whelton P.K., Klag M.J. Magnesium and blood pressure: review of the epidemiologic and clinical trial experience. Am J Cardiol 1989; 63: 26G—30G.
20. Touyz R.M. Role of magnesium in the pathogenesis of hypertension. Mol Aspects Med 2003; 24: 107—136.
21. Adamopoulos C., Pitt B., Sui X. et al. Low serum magnesium and cardiovascular mortality in chronic heart failure: a propensity-matched study. Int J Cardiol 2009; 136 (3): 270—277.
22. Enselberg C.D., Simmons H.G., Mintz A.A. The effects of magnesium upon cardiac arrhythmias. Am Heart J 1950; 39: 703—712.
23. Wester P.O. Electrolyte balance in heart failure and the role for magnesium ions. Am J Cardiol 1992; 70: 44C—49C.
24. Ceremuzynski L., Gebalska J., Wolk R., Makowska E. Hypomagnesemia in heart failure with ventricular arrhythmias. Beneficial effects of magnesium supplementation. J Intern Med 2000; 247: 78—86.
25. Valiathan S.M., Kartha C.C. Endomyocardial fibrosis — the possible connexion with myocardial levels of magnesium and cerium. Int J Cardiol 1990; 28: 1—5.
26. Драпкина О.М., Гегенава Б.Б. Фиброз миокарда у больных сахарным диабетом. Рац фармакотер в кардиол 2013; 1: 62—65.
27. Horton R., BiglieriE.G. Effect of aldosterone on the metabolism of magnesium. J Clin Endocrinol Metab 1962; 22: 1187—1192.
28. Davies D.L., Fraser R. Do diuretics cause magnesium deficiency? Br J Clin Pharmacol 1993; 36: 1—10.
29. Patrick S., Herbert M. When the MAGIC stops: magnesium in acute coronary syndromes — a lesson in medical humility. CJEM 2004; 6 (2): 123—125.
30. Громова О.А., Торшин И.Ю., Рудаков К.В. и др. Недостаточность магния — достоверный фактор риска коморбидных состояний: результаты крупномасштабного скрининга магниевого статуса в регионах России. Фарматека 2013; 6: 116—129.
Поступила 25.09.2014
