zprávy

Sodík, draslík, vápník, hydrogenuhličitan a rovnováha tekutin v krvi jsou základem pro udržení fyziologických funkcí v těle. Chyběl výzkum poruch hořčíkových iontů. Již v 80. letech 20. století byl hořčík známý jako „zapomenutý elektrolyt“. S objevem specifických hořčíkových kanálů a transportérů, jakož i s pochopením fyziologické a hormonální regulace hořčíkové homeostázy, se neustále prohlubuje chápání role hořčíku v klinické medicíně.

Hořčík je klíčový pro buněčné funkce a zdraví. Hořčík se obvykle vyskytuje ve formě Mg2+ a je přítomen ve všech buňkách všech organismů, od rostlin až po vyšší savce. Hořčík je nezbytným prvkem pro zdraví a život, protože je důležitým kofaktorem buněčného zdroje energie ATP. Hořčík se podílí především na hlavních fyziologických procesech buněk vazbou na nukleotidy a regulací enzymatické aktivity. Všechny ATPázové reakce vyžadují Mg2+- ATP, včetně reakcí souvisejících s funkcemi RNA a DNA. Hořčík je kofaktorem stovek enzymatických reakcí v buňkách. Kromě toho hořčík také reguluje metabolismus glukózy, lipidů a bílkovin. Hořčík se podílí na regulaci neuromuskulární funkce, regulaci srdečního rytmu, cévního tonu, sekrece hormonů a uvolňování N-methyl-D-aspartátu (NMDA) v centrálním nervovém systému. Hořčík je druhým poslem zapojeným do intracelulární signalizace a regulátorem genů cirkadiánního rytmu, které řídí cirkadiánní rytmus biologických systémů.

V lidském těle se nachází přibližně 25 g hořčíku, který je uložen především v kostech a měkkých tkáních. Hořčík je důležitý intracelulární ion a druhý největší intracelulární kationt po draslíku. V buňkách se 90 % až 95 % hořčíku váže na ligandy, jako je ATP, ADP, citrát, proteiny a nukleové kyseliny, zatímco pouze 1 % až 5 % intracelulárního hořčíku existuje ve volné formě. Intracelulární koncentrace volného hořčíku je 1,2–2,9 mg/dl (0,5–1,2 mmol/l), což je podobné extracelulární koncentraci. V plazmě se 30 % cirkulujícího hořčíku váže na proteiny, zejména prostřednictvím volných mastných kyselin. Pacienti s dlouhodobě vysokými hladinami volných mastných kyselin mají obvykle nižší koncentrace hořčíku v krvi, které jsou nepřímo úměrné riziku kardiovaskulárních a metabolických onemocnění. Změny volných mastných kyselin, stejně jako hladiny EGF, inzulínu a aldosteronu, mohou ovlivnit hladinu hořčíku v krvi.

Existují tři hlavní regulační orgány hořčíku: střevo (regulující vstřebávání hořčíku z potravy), kosti (ukládající hořčík ve formě hydroxyapatitu) a ledviny (regulující vylučování hořčíku močí). Tyto systémy jsou integrované a vysoce koordinované a společně tvoří osu střevo-kost-ledviny, která je zodpovědná za vstřebávání, výměnu a vylučování hořčíku. Nerovnováha metabolismu hořčíku může vést k patologickým a fyziologickým následkům.

Mezi potraviny bohaté na hořčík patří obiloviny, fazole, ořechy a zelená zelenina (hořčík je hlavní složkou chlorofylu). Přibližně 30 % až 40 % příjmu hořčíku v potravě je absorbováno střevem. Většina absorpce probíhá v tenkém střevě prostřednictvím mezibuněčného transportu, což je pasivní proces zahrnující těsné spojení mezi buňkami. Tlusté střevo dokáže jemně regulovat absorpci hořčíku prostřednictvím transcelulárních TRPM6 a TRPM7. Inaktivace střevního genu TRPM7 může vést k závažnému nedostatku hořčíku, zinku a vápníku, což je škodlivé pro raný růst a přežití po narození. Absorpce hořčíku je ovlivněna různými faktory, včetně příjmu hořčíku, hodnoty pH střeva, hormonů (jako je estrogen, inzulin, EGF, FGF23 a parathormon [PTH]) a střevní mikrobioty.
V ledvinách renální tubuly reabsorbují hořčík extracelulární i intracelulární cestou. Na rozdíl od většiny iontů, jako je sodík a vápník, se v proximálních tubulech reabsorbuje pouze malé množství (20 %) hořčíku, zatímco většina (70 %) hořčíku se reabsorbuje v Heinzově kličce. V proximálních tubulech a hrubých větvích Heinzovy kličky je reabsorpce hořčíku řízena hlavně koncentračními gradienty a membránovým potenciálem. Claudin 16 a Claudin 19 tvoří hořčíkové kanály v tlustých větvích Heinzovy kličky, zatímco Claudin 10b pomáhá vytvářet pozitivní intraluminální napětí napříč epiteliálními buňkami, což řídí reabsorpci iontů hořčíku. V distálních tubulech hořčík jemně reguluje intracelulární reabsorpci (5 % až 10 %) prostřednictvím TRPM6 a TRPM7 na špičce buňky, čímž určuje konečné vylučování hořčíku močí.
Hořčík je důležitou složkou kostí a 60 % hořčíku v lidském těle je uloženo v kostech. Vyměnitelný hořčík v kostech poskytuje dynamické rezervy pro udržení fyziologických koncentrací v plazmě. Hořčík podporuje tvorbu kostí ovlivňováním aktivity osteoblastů a osteoklastů. Zvýšený příjem hořčíku může zvýšit obsah minerálů v kostech, a tím snížit riziko zlomenin a osteoporózy během stárnutí. Hořčík má dvojí roli v opravě kostí. Během akutní fáze zánětu může hořčík podporovat expresi TRPM7 v makrofágech, produkci cytokinů závislých na hořčíku a podporovat imunitní mikroprostředí tvorby kostí. Během pozdní fáze remodelace hojení kostí může hořčík ovlivnit osteogenezi a inhibovat precipitaci hydroxyapatitu. TRPM7 a hořčík se také podílejí na procesu vaskulární kalcifikace ovlivňováním přechodu buněk hladkého svalstva cév na osteogenní fenotyp.

Normální koncentrace hořčíku v séru u dospělých je 1,7–2,4 mg/dl (0,7–1,0 mmol/l). Hypomagnezémie označuje koncentraci hořčíku v séru pod 1,7 mg/dl. Většina pacientů s hraniční hypomagnezémií nemá žádné zjevné příznaky. Vzhledem k možnosti dlouhodobého potenciálního nedostatku hořčíku u pacientů s hladinou hořčíku v séru vyšší než 1,5 mg/dl (0,6 mmol/l) někteří navrhují zvýšení spodní hranice pro hypomagnezémii. Tato hladina je však stále kontroverzní a vyžaduje další klinické ověření. 3–10 % běžné populace má hypomagnezémii, zatímco míra výskytu u pacientů s diabetem 2. typu (10–30 %) a hospitalizovaných pacientů (10–60 %) je vyšší, zejména u pacientů na jednotce intenzivní péče (JIP), u kterých míra výskytu přesahuje 65 %. Vícenásobné kohortové studie ukázaly, že hypomagnezémie je spojena se zvýšeným rizikem úmrtí ze všech příčin a úmrtí souvisejících s kardiovaskulárními onemocněními.

Klinické projevy hypomagnezemie zahrnují nespecifické příznaky, jako je ospalost, svalové křeče nebo svalová slabost způsobená nedostatečným příjmem potravy, zvýšenými ztrátami v gastrointestinálním traktu, sníženou renální reabsorpcí nebo redistribucí hořčíku z vnějšku do buněk (obrázek 3B). Hypomagnezemie obvykle koexistuje s dalšími poruchami elektrolytů, včetně hypokalcemie, hypokalemie a metabolické alkalózy. Hypomagnezemie proto může být přehlédnuta, zejména ve většině klinických prostředí, kde se hladiny hořčíku v krvi rutinně neměří. Pouze u těžké hypomagnezemie (sérový hořčík <1,2 mg/dL [0,5 mmol/l]) se projeví příznaky, jako je abnormální neuromuskulární dráždivost (křeče v zápěstí a kotnících, epilepsie a tremor), kardiovaskulární abnormality (arytmie a vazokonstrikce) a metabolické poruchy (inzulínová rezistence a kalcifikace chrupavky). Hypomagnezemie je spojena se zvýšenou hospitalizací a úmrtností, zejména je-li doprovázena hypokalemií, což zdůrazňuje klinický význam hořčíku.
Obsah hořčíku v krvi představuje méně než 1 %, takže obsah hořčíku v krvi nemůže spolehlivě odrážet celkový obsah hořčíku v tkáni. Výzkum ukázal, že i když je koncentrace hořčíku v séru normální, intracelulární obsah hořčíku může být snížen. Proto zohlednění pouze obsahu hořčíku v krvi bez zohlednění příjmu hořčíku v potravě a ztráty moči může podcenit klinický nedostatek hořčíku.

Pacienti s hypomagnezémií často trpí hypokalemií. Trpělivá hypokalemie je obvykle spojena s nedostatkem hořčíku a lze ji účinně upravit až po návratu hladiny hořčíku k normálu. Nedostatek hořčíku může podporovat sekreci draslíku ze sběrných kanálků, což dále zhoršuje ztráty draslíku. Snížení intracelulárních hladin hořčíku inhibuje aktivitu Na+-K+-ATPázy a zvyšuje otevírání extrarenálních medulárních draslíkových kanálů (ROMK), což vede k větším ztrátám draslíku z ledvin. Interakce mezi hořčíkem a draslíkem zahrnuje také aktivaci kotransportéru chloridu sodného (NCC), čímž podporuje reabsorpci sodíku. Nedostatek hořčíku snižuje množství NCC prostřednictvím E3 ubikvitin protein ligázy zvané NEDD4-2, která snižuje vývoj neuronálních prekurzorových buněk a zabraňuje aktivaci NCC v důsledku hypokalémie. Kontinuální downregulace NCC může při hypomagnezémii zvýšit distální transport Na+, což vede ke zvýšenému vylučování draslíku močí a hypokalémii.

Hypokalcemie je také častá u pacientů s hypomagnezemií. Nedostatek hořčíku může inhibovat uvolňování parathormonu (PTH) a snižovat citlivost ledvin na PTH. Snížení hladin PTH může snížit reabsorpci vápníku ledvinami, zvýšit vylučování vápníku močí a nakonec vést k hypokalcemii. Vzhledem k hypokalcemii způsobené hypomagnezemií je hypoparatyreóza často obtížně korigovatelná, dokud se hladiny hořčíku v krvi nevrátí k normálu.

Měření celkového hořčíku v séru je standardní metodou pro stanovení obsahu hořčíku v klinické praxi. Dokáže rychle posoudit krátkodobé změny v obsahu hořčíku, ale může podhodnotit celkový obsah hořčíku v těle. Endogenní faktory (jako je hypoalbuminémie) a exogenní faktory (jako je hemolýza vzorku a antikoagulancia, jako je EDTA) mohou ovlivnit naměřenou hodnotu hořčíku a tyto faktory je třeba zohlednit při interpretaci výsledků krevních testů. Lze měřit i ionizovaný hořčík v séru, ale jeho klinická praktičnost zatím není jasná.
Při diagnostice hypomagnezémie lze příčinu obvykle určit na základě anamnézy pacienta. Pokud však neexistuje jasná základní příčina, je třeba k rozlišení, zda je ztráta hořčíku způsobena ledvinami nebo gastrointestinálním traktem, použít specifické diagnostické metody, jako je 24hodinové vylučování hořčíku, frakce vylučování hořčíku a zátěžový test hořčíkem.

Doplňky hořčíku jsou základem léčby hypomagnezémie. V současné době však neexistuje jasné doporučení pro léčbu hypomagnezémie; proto metoda léčby závisí hlavně na závažnosti klinických symptomů. Mírnou hypomagnezémii lze léčit perorálními doplňky. Na trhu je mnoho přípravků hořčíku, každý s různou rychlostí absorpce. Organické soli (jako je citrát hořečnatý, aspartát hořečnatý, glycin hořečnatý, glukonát hořečnatý a laktát hořečnatý) jsou lidským tělem snadněji vstřebávány než anorganické soli (jako je chlorid hořečnatý, uhličitan hořečnatý a oxid hořečnatý). Častým vedlejším účinkem perorálních doplňků hořčíku je průjem, což představuje pro perorální suplementaci hořčíku výzvu.
U refrakterních případů může být nutná adjuvantní léčba. U pacientů s normální funkcí ledvin může inhibice epiteliálních sodíkových kanálů aminofenidátem nebo triaminofenidátem zvýšit hladiny hořčíku v séru. Další možné strategie zahrnují použití inhibitorů SGLT2 ke zvýšení hladin hořčíku v séru, zejména u pacientů s diabetem. Mechanismy těchto účinků dosud nejsou jasné, ale mohou souviset se snížením rychlosti glomerulární filtrace a zvýšením renální tubulární reabsorpce. U pacientů s hypomagnezémií, u kterých je perorální suplementace hořčíkem neúčinná, jako jsou pacienti se syndromem krátkého střeva, záchvaty rukou a nohou nebo epilepsií, stejně jako u pacientů s hemodynamickou nestabilitou způsobenou arytmií, hypokalemií a hypokalcemií, by měla být použita intravenózní terapie. Hypomagnezémii způsobenou inhibitory protonové pumpy (PPI) lze zlepšit perorálním podáním inulinu a její mechanismus může souviset se změnami střevní mikrobioty.

Hořčík je důležitý, ale v klinické diagnostice a léčbě často přehlížený elektrolyt. Jako konvenční elektrolyt se testuje jen zřídka. Hypomagnezémie obvykle neprojevuje žádné příznaky. Přestože přesný mechanismus regulace rovnováhy hořčíku v těle není dosud jasný, bylo dosaženo pokroku ve studiu mechanismu, kterým ledviny hořčík zpracovávají. Mnoho léků může způsobit hypomagnezémii. Hypomagnezémie je běžná u hospitalizovaných pacientů a představuje rizikový faktor pro prodloužený pobyt na JIP. Hypomagnezémie by měla být korigována formou organických solných přípravků. Přestože je stále mnoho záhad k vyřešení ohledně role hořčíku ve zdraví a nemocech, v této oblasti došlo k mnoha pokrokům a kliničtí lékaři by měli věnovat větší pozornost významu hořčíku v klinické medicíně.