K pochopení následující studie je užitečné zopakovat alespoň v základních rysech problematiku hořčíkové homeostázy a možnosti jejího hodnocení. Magneziový kation (Mg++) je uložen převážně intracelulárně. Účastní se mnoha metabolických procesů a enzymatických reakcí. Je nezbytný pro přenos nervově-svalového vzruchu a svalových kontrakcí. Obsah hořčíku v lidském těle se pohybuje kolem 1000 mmol (24 g, tj. cca 12 – 16 mmol/kg hmotnosti), z toho je v kostech 50- 60 % a ve svalech 20- 30 %, 10 – 19% se nachází ve zbývajících orgánech, z nichž především játra a slezina jsou orgány s rychlou schopností uvolnit či naopak vázat hořčík ve svých buňkách (řádově v hodinách) a tak napomáhat k udržení homeostázy hořčíku. Jen 1% magnézia se nachází v extracelulární tekutině, přičemž v plazmě je ho uloženo asi 0,3% a v erytrocytech 0,5%; jenže je to právě hořčík v krvi, který je díky své mobilitě snadno dostupný pro potřebu buněk všech tělesných orgánů.
Svalové buňky představují další zásobník hořčíku využitelný při jeho nedostatku, schopnost uvolnění magnesia ze svalů je větší než z kostí (řádově ve dnech). Část kostního magnesia je pomalu (řádově v týdnech), ale přece jen mobilizovatelná. Méně než 2 % magnézia jsou v extracelulární tekutině (ECT). Jen malá frakce Mg++ v buňkách je rychle směnitelná s ECT a proto změny v intra- a extracelulární koncentraci mohou být nezávislé. Referenční meze v plazmě jsou 0,7 - 1,1 mmol/l. Mg++ je v plazmě ve třech formách: jako volné kationty (65 %), ultrafiltrabilní komplexy (5 %) a vázané na albumin (30 %).
V membráně distálního tubulu ledvin a tračníku je umístěn specifický iontový kanál pro hořčík, lze říci klíčový bod regulace celé hořčíkové homeostázy, označovaný zkratkou TRPM 6( transient receptor potential melastin 6), umožňující realizaci vtoku hořčíku do tubulární buňky. Rozdíl v koncentraci Mg2+ mezi luminem tubulu a buňkou je poměrně malý a hořčík se proto skrze TRPM6 přesouvá hlavně v důsledku elektrickému gradientu ( – 70 mV uvnitř buňky ). TRPM6 má zásadní význam v celé Mg homeostáze, neboť kontroluje vyměšování magnézia v ledvinách a jeho vstřebávání v tlustém střevě v závislosti na potřebách těla. TRPM6 je buněčný membránový protein, představující strukturální kanál pro ionty; má selektivní funkci, jelikož přednostně přivádí hořčíkový kationt Mg2+, méně pak kationt vápníku Ca2+. Aktivita kanálu je řízena v souvislosti s α-kinasovou aktivitou, která je umístěna uvnitř buňky, mechanismus brzdění aktivity spočívá v autofosforylaci. Zvýšení aktivity TRPM6 vede ke snížení vyměšování Mg2+ do moči, kdežto snížení aktivity TRPM6 vede ke zvýšení vylučování Mg 2+ do moči. Rozhodující impulz pro změnu aktivity TRPM6 představuje hladina hořčíku uvnitř a vně buňky. Hořčík vylučovaný do moči má ochranný účinek ve vztahu k tvorbě některých močových kamenů a deficit magnesia je proto často spojen se zvýšeným rizikem tvorby močových kamenů.
Pro vylučování hořčíku ledvinami jsou rozhodující: plazmatická hladina a profiltrované množství. Méně vylučování ovlivňují i další faktory (kalcémie, objem ECT, PTH, acidobazická rovnováha, z léků např. diuretika, alkohol). Při těžké hypomagnezémii vylučování klesá k minimu 0,5 mmol/den. Mg++ má kritickou úlohu v homeostáze Ca++ a K+. Deplece Mg++ zhoršuje i ledvinné ztráty K+ a vývoj jeho deficitu v buňkách, který je rezistentní na přívod K+. Hypomagnezémie bývá ve 40 % případů provázena hypokaliémií. Nedostatek hořčíku snižuje uvolňování kalcia z kostí, neboť vápník nahrazuje hořčík, uvolňovaný z kostí, aby doplnil hladinu Mg v plazmě a tělesných orgánech. Druhou příčinou hypokalcémie v souvislosti s deficitem hořčíku je změna vyměšování parathormonu příštítných tělísek. Akutní nedostatek hořčíku sice zvyšuje sekreci parathormonu, ale dlouhodobý deficit hořčíku sekreci parathormonu snižuje (hovoříme o tzv. sekundárním funkčním hypoparathyreoidismu); za tohoto stavu je vyměšování parathormonu nepřiměřeně nízké ve vztahu k hladině plazmatického kalcia. Nedostatek vápníku následně zhoršuje tetanické symptomy při hypomagnezémii. Je třeba připomenout, že hypokalemie i hypokalcemie spojené s hypomagnezémií špatně odpovídají na suplementaci pomocí tablet a infuzních roztoků s obsahem draslíku či vápníku, naopak dojde k jejich úpravě po doplnění magnézia v těle. Deficit magnézia rovněž zvyšuje fosfaturii a časem tak vede k depleci fosfátů v organismu.
Dlouhodobý deficit magnézia má dalekosáhlé metabolické důsledky, neboť hořčík zvyšuje aktivitu enzymu tyrozinkinázy insulinových receptorů i aktivitu lipoproteinové lipázy ( enzym v endotelu kapilár obvodových tkání těla, který hydrolyzuje triacylglyceroly z chylomiker, VLDL částic, ale též z HDL částic, čímž se v HDL uvolňuje prostor pro další transport cholesterolu ze tkání) a proto dlouhodobý nedostatek hořčíku v těle vede k dyslipidémii a inzulinorezistenci, což podporuje vznik cukrovky nezávislé na inzulínu- tj. II. typu, ale i aterogenesi. Za varovné hodnoty deplece magnézia můžeme pokládat hodnoty pod 0,6 mmol/l, ale z praxe je známo, že už hodnota 0,8 mmol/l magnézia při akutním infarktu myokardu představuje zvýšení rizika komorových arytmií, obzvláště, je- li současně přítomna hypokalémie. Závažná hypomagnezémie je pod 0,50 mmol/l. Hypomagnezémie je spojena zejména s neuromuskulárními příznaky (tetanie, svalová slabost, arytmie). Nebezpečná ale může být v praxi i hypermagnezémie, způsobená nekoordinovaným předávkováním různých potravních doplňků.
Proto lze za ideální hořčíkovou suplementaci pokládat plynulou konzumaci magnézia pitnou vodou, například ve formě pitné kúry středně mineralizovanou minerální vodou se zvýšeným obsahem magnézia. Hypermagnezémii v našich podmínkách obvykle nepozorujeme, ale v lékařské praxi může nastat u některých chorobných stavů a proto je zapotřebí i na ni myslet. Příčiny zvýšení hladiny hořčíku v krvi (hypermagnezémie nad 1,1 mmol/l): jako typické případy lze uvést renální selhávání, zvýšený (parenterální- v infuzích) přívod, či Addisonova choroba. Příčiny snížení hořčíku v těle jsou častější (hypomagnezémie pod 0,75 mmol/l) : vedle sníženého přívodu hořčíku potravou a v pitné vodě bych zdůraznil význam malnutrice, malabsorpce, následné stavy po resekci střeva, méně se myslí na hyperalimentaci (dochází k přesunu hořčíku do buněk), zvýšené ztráty magnézia při náročných terapiích (výrazně např. při léčbě nemocných se zhoubnými nádory cisplatinou, ale také dialyzační léčba u nemocných se selháváním ledvin), kdy často dochází ke ztrátám hořčíku současně s hypokalémií a/nebo hypokalcémií; za zmínku pro praxi stojí i zvýšená spotřeba hořčíku při hypertyreóze, ale třeba i v graviditě s možným vznikem eklampsie. Na závěr tohoto přehledu bych rád připomenul, že v praxi běžně stanovovaná hodnota magnezémie je pouze ukazatelem relativním, odrážejícím nic víc než poměr množství hořčíku v plazmě k objemu plazmy a navíc množství hořčíku v plazmě je pouhým zlomkem celotělového hořčíku ( 0,3% ). Tudíž obsah hořčíku v plazmě není přesným ukazatelem stavu zásob magnézia v těle v organismu a normální hladina hořčíku nevylučuje poruchu hořčíkové homeostázy.
Tuto problematiku se pokouší konstruktivně řešit druhá předkládaná studie autorů Kay B. a Franz, RD z Katedry výživy, dietetiky a výzkumu potravin. (Department of Nutrition, Dietetics and Food Science), Brigham Young University, Provo, Utah, z USA, dokládající, že funkční biologický ukazatel je nezbytný pro diagnostikování nedostatku hořčíku. Bioukazatele jsou nyní dostupné pro mnoho živin, které jsou používány jako indikátory nutričního stavu. Většina zdrojů těchto bioukazatelů jsou produkty nebo předchůdci enzymatických procesů, které mohou být měřeny v krvi. V dnešní době jsou prováděna měření celkového nebo ionizovaného hořčíku (Mg) v séru, plazmě, buněčných komponentech, moči nebo retence hořčíku ze zátěžového testu, ale tyto postupy nemusí vždy odrážet nutriční stav hořčíku. Jsou potřeba takové bioukazatele hořčíku, které by odrážely změny v biochemických procesech, na kterých se hořčík podílí.
Za optimální autoři pokládají takový bioukazatel metabolizmu hořčíku, který v ideálním případě může být určen v čerstvém nebo zmrazeném séru nebo plazmě, jehož koncentrace v séru nebo plazmě může být ovlivněna pouze minimem faktorů a jehož koncentrace by odrážela nutriční stav magnézia v buňkách a v těle jako celku. Za možné, v praxi použitelné ukazatele homeostázy magnézia autoři považují: Na/K ATPáza, tromboxan B2, C-reaktivní protein, a endotelin-1. Aktivita krevních destiček a počet sraženin se zvýší v případě nedostatku hořčíku a sníží po podání magnézia. Jedním z měřítek této aktivity je stabilní degradační produkt tromboxanu A2, tromboxan B2 (TXB2). Jak TXB2 tak endotelin-1 mohou být kandidáty na ukazatele homeostázy hořčíku. Oba mohou být měřeny v plazmě a séru. Aktivita Na/K ATPázy může být měřena v plazmatických membránách erytrocytů. Postup je dlouhý a komplikovaný a musí být proveden během několika hodin či dnů. Vzorky nemohou být zmrazeny. C-reaktivní protein (CRP) není výlučným bioukazatelem hořčíkové homeostázy Mg; přesto autoři doporučují zkoumat zmiňovanou možnou souvislost podrobněji, aby se určilo, zda-li existuje možnost využití pro klinickou praxi.
Nedostatek magnézia byl implikován v iniciaci oxidativního poškození, čemuž podle autorů nasvědčují klesající hladiny enzymu glutationu a rostoucí hladiny malondialdehydu Vzhledem k vysokému počtu faktorů spojených s modulací oxidativního poškození- například se zde může uplatňovat selenium, vitamín E, vitamín C, karoteny a jiné- bylo by asi těžké v této souvislosti izolovat jeden ukazatel pro hořčík, který by nebyl ovlivněn dalšími faktory. Snad jen v tomto jediném případě je podle autorů nepravděpodobné, že sledovaný proces povede ke spolehlivému bioukazateli hořčíku. Větší naději pro klinickou praxi proto představuje působek endotelin-1, který je uvolňován z vaskulárního endotelu a je ukazatelem endoteliálního poškození. Jeho syntéza nastává při hypertenzi, kardiovaskulárním onemocnění, diabetu metabolickém syndromu a je regulována. Hořčík například snižuje endotelin-1 u žen s preeklampsií . Endotelin-1 musí být měřen jak v krvi, tak v plazmě. Bude tedy zapotřebí studovat dopad suplementace hořčíkem na zvýšené hladiny endotelinu-1 u lidí. Studie u zvířat jsou nyní už v prvním sledu potřebné. Zde je dosud otevřený prostor pro zajímavý výzkum, představující možnost bezprostředního dopadu pro klinickou praxi.
