Magnezij na pijedestalu

Email facebook twitter LinkedIn gbuzz
Autorica članka: prof.dr.sc. Darija Vranešić Bender, Vitaminoteka

Magnezij igra izuzetno važnu ulogu u metabolizmu, a o tome svjedoči i činjenica da je potreban za odvijanje više od 300 enzimskih reakcija u tijelu

Magnezij na pijedestalu

Posljednjih godina magnezij se strelovitom brzinom popeo na ljestvici popularnih dodatka prehrani – što zbog činjenice da je esencijalan za osnovne fiziološke funkcije organizma, što zbog svoje pristupačnosti i neškodljivosti. Najpoznatiji učinci toga glavnog „antistresnog“ minerala su ublažavanje grčeva, blagi laksativni učinak, te blago snižavanje krvnog tlaka. Unatoč tome, prosječno polovica “zapadnjačke” populacije unosi manje od 2/3 preporučenih vrijednosti magnezija prehranom, a preporuke za odrasle osobe su 300–400 mg.

Studije pokazuju da približno polovina ljudi u razvijenim zapadnim zemljama ne unosi propisane količine magnezija putem prehrane. Budući da su najbogatiji izvori magnezija sjemenke, orašasti plodovi i žitarice, ne čudi što je prehrana siromašna tim mineralom, posebice uzmemo li u obzir da se tipična zapadnjački orijentirana prehrana temelji uglavnom na industrijski prerađenoj hrani i vrlo rijetko sadrži značajne količine namirnica bogatih magnezijem. U tim su situacijama posebno korisni dodaci magnezija, a osim za nadopunu prehrane i osiguravanje dobro poznatih blagotvornih učinaka, magnezij se u posljednje vrijeme razmatra u svrhu prevencije i terapije brojnih bolesti i stanja s kojima se ranije nije povezivao, a iznimno je važan i za trudnice.

 

Nekoliko je mogućih uzroka manjka magnezija:

  • Povećane potrebe – kao što su trudnoća, rast i razvoj, stres ili pojačana tjelesna aktivnost;
  • Nedovoljan unos – koji može biti posljedica neuravnotežene prehrane ili konzumacije namirnica siromašnih magnezijem;
  • Pojačano izlučivanje – kao posljedica pojačane tjelesne aktivnosti, dojenja, šećerne bolesti, kod korištenja nekih lijekova kao što su diuretici i digitalis, te kod zlouporabe laksativa i alkohola;
  • Malapsorpcija – koja je posljedica gastrointestinalnih tegoba i starenja;
  • Okolišni uvjeti – kisele kiše i umjetna gnojiva uzrokuju osiromašenje tla magnezijem, zbog čega je u biljkama i životinjama smanjena njegova koncentracija. Istraživanja pokazuju da se udio magnezija u voću i povrću s godinama smanjuje. Tako je 1914. godine sadržaj magnezija u jabukama bio 28,9 mg, dok je 1992. godine taj broj bio više od 5 puta manji, odnosno samo 5 mg.

 

Simptomi manjka

Prvi simptom koji se uvijek povezuje s nedostatkom magnezija su grčevi i trnci u stopalima i prstima na nogama. Osim toga, grčevi se mogu javljati i u rukama, bedrima i listovima, te u probavnom i urinarnom traktu. Nedostatak magnezija može uzrokovati i bolove u mišićima lica, vrata i kralježnice, ali i glavobolju, vrtoglavicu, slabu koncentraciju te aritmije.

Deficit magnezija nije lako dijagnosticirati, budući da nam koncentracija u krvi ne govori mnogo o pravom statusu magnezija u tijelu, stoga valja posegnuti za praktičnim mjerama identifikacije osoba s deficitom.

 

Magnezij je važan za kosti, zube i mišiće

Približno 59% ukupnog magnezija u organizmu nalazi se u kostima gdje taj važan mineral čini sastavni dio površine hidroksiapatita, temeljnog sastojka koštanog tkiva. No, magnezij nema samo strukturnu ulogu, već je i neophodan za apsorpciju kalcija te njegovu ugradnju u kosti.  Budući da ima ključnu ulogu u mineralizaciji kosti dovoljan unos magnezija ključan je već u majčinom trbuhu kada započinje proces formiranja tih struktura, no osobito dobiva na važnosti tijekom prve dvije godine života kada kosti rastu i postaju tvrđe, te tijekom cijelog djetinjstva i adolescencije radi osiguranja kvalitetne mineralizacije kostiju. Naime, što se postigne veća vršna koštana masa u tom kritičnom razdoblju to je manji rizik od razvoja osteoporoze i prijeloma tijekom života. Drugim riječima, kvalitetan „rani start“ garancija je kasnijeg zdravlja kostiju.

Magnezij sudjeluje u stvaranju čvrste zubne cakline na dva načina. Jedna je njegova strukturna uloga u formiranju hidroksiapatita, glavnog sastojka zubne cakline, dok je druga sudjelovanje u apsorpciji kalcija neophodnog za izgradnju zuba.

Manjak magnezija u organizmu povezuje se s mnogim simptomima poput umora u mišićima i iscrpljenosti. Potreban je za održavanje optimalne razine kisika u organizmu kao i za korištenje energije. Nedostatak magnezija dovodi do povećane potrebe organizma za kisikom i posljedično do bržeg umaranja. Magnezij sudjeluje i kao kofaktor u mnogim staničnim procesima. Utječe na ravnotežu reakcija dobivanja energije u mišićima, a njegov nedostatak uzrokuje pojavu slabosti u mišićima. Dodatno, nedostatak može dovesti do manjka kalija koji je ključan za transport energije u stanici. Upravo je zato primjena magnezija česta u populaciji sportaša, primarno u svrhu otklanjanja grčeva u mišićima.

 

Ostala područja primjene

Posebne blagodati magnezija dolaze do izražaja tijekom trudnoće. Potrebe za njim tijekom trudnoće su povišene, a taj mineral ima blagotvoran utjecaj jer djeluje blago laksativno, sprječava prijevremene kontrakcije maternice, pomaže kod grčeva u listovima i može biti od koristi kod migrena. Kod žena u reproduktivnoj dobi potrebe za magnezijem iznose približno 310 mg, dok se tijekom trudnoće povisuju na 350 mg.

Bitno djelovanje magnezija u trudnoći temelji se na njegovoj sposobnosti neutralizacije negativnog naboja s vanjske strane stanične membrane. Naime, on je dvovalentni, pozitivno nabijeni ion koji neutralizira negativni naboj s vanjske strane stanične membrane što za posljedicu ima porast razlike potencijala i porast praga podražljivosti mišićnog vlakna, a što znači manju ekscitabilnost. To se na razini organa očituje manjim rizikom od prijevremenih kontrakcija uterusa te manjom učestalošću grčeva mišića, posebice grčeva u mišićima nogu koji su učestali u kasnim razdobljima trudnoće.

Zanimljivi epidemiološki podaci objavljeni u časopisu Journal of Nutrition pokazuju da magnezij djeluje i antikarcinogeno. Studiju su japanski znanstvenici proveli na više od 87.100 ljudi prosječne dobi od 57 godina, a trajala je 8 godina. Kod muških ispitanika uočeno je da svakodnevni unos magnezija smanjuje rizik od karcinoma debelog crijeva za čak 52%. Koncentracija aktivne tvari iznosila je više od 327 mg magnezija na dan.

Nadalje, sve je više znanstvenih studija koje nastoje istražiti vezu magnezija i metaboličkog sindroma, s posebnim naglaskom na njegov utjecaj na regulaciju glikemije. Prema istraživanju objavljenom prije nekoliko godina, unos magnezija može se povezati sa smanjenim rizikom za razvoj tog sindroma. Naime, između ostalih važnih funkcija u organizmu, magnezij igra ulogu u regulaciji glukoze u krvi, krvnoga tlaka te srčanog ritma.

Istraživači sa Sveučilišta Northwestern tijekom razdoblja od 15 godina promatrali su više od 4.500 mlađih odraslih osoba, bilježeći njihov unos magnezija te dokumentirajući incidenciju metaboličkog sindroma. Nakon uzimanja u obzir različitih životnih i prehrambenih varijabli, rezultati su pokazali da je kod osoba sa najvišim unosom magnezija incidencija metaboličkog sindroma najniža, dok su osobe sa najnižim unosom magnezija imale značajno veću vjerojatnost za razvoj metaboličkog sindroma.

 

Aminokiselinski kelat: magnezij bisglicinat

Današnje preporuke za dnevni unos magnezija kreću se između 300 i 400 mg, što je relativno malo u odnosu na kameno doba kada su ljudi prosječno unosili 1.200 mg na dan. Međutim, dobar regulatorni sustav prometa magnezija u tijelu omogućuje njegovo preživljenje i uz prosječni unos od samo 200–400 mg, uslijed aktivnog intestinalnog transporta i optimalne renalne resorpcije. Imperativ razvoja novih pripravaka s magnezijem je poboljšana apsorpcija, budući da je temeljno ograničenje tih dodataka prehrani upravo u ograničenoj bioraspoloživosti. Stoga posljednjih godina pažnju posebno privlače minerali u organskim kompleksima, odnosno aminokiselinski kelati, oblici koji su najzastupljeniji u prirodnim biljnim izvorima i koje ljudsko tijelo može vrlo uspješno apsorbirati posebnim metaboličkim putevima.

 

Različiti kemijski oblici magnezija

Najčešće korišteni i dobro poznati kemijski oblici magnezija koji se koriste u dodacima prehrani i obogaćenoj hrani su netopljive anorganske soli Mg-oksida te znatno bolje iskoristive organske topljive soli poput citrata ili glukonata. Čini se da je ipak apsorpcija magnezija (ali i drugih minerala) još bolja kada ih uzimamo u obliku aminokiselinskih kelata.

Tablica 1. Različiti kemijski oblici magnezija

Anorganske netopljive soli

oksidi (MgO), karbonati (MgCO3), hidroksidi (Mg(OH)2)

Anorganske topljive soli

kloridi (MgCl2), sulfati (MgSO4)

Organske topljive soli

citrati (Mg-citrat), laktati (Mg-laktat), glukonat

Organski topljivi kompleksi

bisglicinati (Mg-bisglicinat), histidin-Mg


Pojam keliranje potječe od grčke riječi chele koja u prijevodu znači „kliješta jastoga“, opisujući tako koncept čvrstog stiska među molekulama. Riječ kelat prvi put su upotrijebili Sir Gilbert T. Morgan i H. D. K. Drew 1920. godine. Predložili su taj pojam za dvije skupine koje predstavljaju postranične jedinice pričvršćene za središnji atom, te tako čine heterociklički prsten.

Aminokiseline imaju dugu povijest primjene u dodacima prehrani na bazi minerala. Primjer aminokiselinskog kelata minerala je željezo–bisglicinat, dodatak prehrani koji je detaljno istražen i kojemu je dokazana znatno poboljšana apsorpcija uz potpun izostanak nuspojava karakterističnih za nadomjesnu primjenu željeza. Aminokiseline su učinkoviti vezači metala, pa su stoga odabrani kao optimalni ligandi za kelate minerala, zbog čega se dugi niz godina promoviraju kao oblici s optimalnom apsorpcijom. U kelatima se obično nalaze prirodne aminokiseline, posebice glicin kao najmanja od svih aminokiselina koja ispunjava uvjete formiranja kelata. Aminokiselinski kelati trebaju ispunjavati sljedeće uvjete da bi se koristili u prehrani čovjeka:

■ moraju imati molekularnu masu ispod 800 Daltona kako bi se mogli adekvatno apsorbirati

■ električni naboj mora im biti neutralan, i manje su reaktivni

■ moraju imati odgovarajuću konstantu stabilnosti – ostaju intaktni u području apsorpcije u crijevu

■ ligand mora biti jednostavan za metaboliziranje u tijelu

■ mora biti dovoljno stabilan da intaktan prođe kroz crijevnu staničnu membranu

■ stabilnost treba biti takva da citoplazmatski ligandi uklone atom metala u mukoznim stanicama.

 

Kemijski gledano, kelati su kombinacija iona metala s kemijskim spojem s kojim formiraju heterocikličke prstenove. Bisglicinati su neutralne komponente kod kojih je pozitivni naboj metala neutraliziran s dva negativna naboja glicinata (prikazano na slici i u jednadžbi).

 

Apsorpcija magnezija iz različitih kemijskih oblika magnezija

Većina magnezijevih soli slabo se apsorbira, te se visoke doze ne preporučuju zbog laksativnog učinka. Općenito, apsorpcija magnezija ovisi o različitim čimbenicima koji određuju brzinu dostupnosti tog minerala u crijevu, te o transportnom kanalu koji se koristi za apsorpciju. Nadalje, koncentracija magnezija u plazmi u interakciji je sa zalihama magnezija u tijelu. Kada su zalihe magnezija u tijelu niske, potiču se apsorpcija i renalna resorpcija magnezija.

Čimbenici koji determiniraju apsorpciju magnezija u tijelu su:

■ status tjelesnih zaliha magnezija

■ kemijski oblik magnezija koji se uzima (anorganski, organski ili kompleks – kelirani magnezij)

■ formulacija (kapsule, tablete, granule, s postupnim otpuštanjem, tekući oblici, topikalna primjena)

Topljivost magnezija u vodi bitna je karakteristika bioraspoloživosti tog minerala te njegove farmakokinetike i ekskrecije. Svako povećanje koncentracije magnezija u plazmi zbog povećane apsorpcije kontrolirano je urinarnom ekskrecijom.

Apsorpcija magnezija može se odvijati na tri načina: procesom koji je posredovan zasićenjem nosača, jednostavnom pasivnom difuzijom, te aktivnom apsorpcijom magnezijevog kelata putem dipeptidnog kanala. Apsorpcija magnezija regulirana je drugačije u odnosu na druge minerale poput kalcija. Primjerice, u dozi većoj od 8 mEq u jednom obroku, magnezij se apsorbira značajno manje od kalcija zbog veće restrikcije intestinalne permeabilnosti za magnezij. Stoga se u pravilu ne preporučuje značajno povećanje doza iznad preporučenih 375 mg na dan.

 

 

Putevi apsorpcije minerala i kelata

Mineralne tvari koje su dostupne kao topljive anorganske soli otpuštaju svoje ione minerala u području niske pH vrijednosti želuca i duodenuma. Kalcij i magnezij se apsorbiraju iz crijevnog lumena na dva različita i klasična mehanizma – aktivnim transportom malih količina minerala i pasivnom difuzijom većih količina minerala, a njihova magnituda važnosti određena je raspoloživom količinom kalcija i magnezija za apsorpciju.

  1. 1.   Aktivna transcelularna apsorpcija

Zbiva se isključivo u duodenumu kada je unos kalcija i magnezija nizak. Taj proces zahtijeva ulazak mineralnih iona u enterocite (stanice koje oblažu tanko crijevo), transport duž stanice, izlazak u ekstracelularnu tekućinu i prelazak u krv. Kalcij i magnezij ulaze u intestinalne stanice putem TRP kanala i izlaze iz stanica uz pomoć kalcij-ATP-aza. Limitirajući čimbenik kod te vrste apsorpcije je transport kroz stanice epitela, koji je značajno poboljšan proteinskim nosačima.

  1. 2.   Pasivna, paracelularna apsorpcija (difuzija)

Ta vrsta apsorpcije odvija se u jejunumu i ileumu te u značajno manjoj mjeri u kolonu kada je prehrambeni unos kalcija i magnezija umjeren ili velik. U tom slučaju, ionizirani kalcij difundira kroz uske sveze (tight junctions) u bazolateralne prostore oko enterocita i potom prelazi u krv. Kada je količina magnezija i kalcija u obroku obilna, taj put apsorpcije odgovoran je za glavninu apsorbiranog magnezija i kalcija, budući da je na raspolaganju vrlo kratko vrijeme za aktivni transport u duodenumu.

  1. 3.   Aktivna apsorpcija kelata putem dipeptidnog kanala

Osim dva spomenuta klasična puta apsorpcije minerala, postoji i treći mehanizam koji se odnosi na kelate minerala. Mineralni kationi moraju se kelirati s proteinima u staničnoj stijenci prije apsorpcije. Endogeni proces keliranja usporava i ograničava proces apsorpcije. Nasuprot tome, ako se kao dodatak prehrani uzima kelirani magnezij u obliku bisglicinata, nije potrebno dodatno keliranje minerala u staničnoj membrani te je stoga membranski transport znatno brži.

 

Zašto je apsorpcija Mg-bisglicinata superiorna?

Kelirani magnezij u formi Mg–bisglicinata izravno se apsorbira i transportira putem dipeptidnog kanala koji se obično koristi za apsorpciju peptida. Apsorpcija minerala u tom specifičnom obliku učinkovitija je u odnosu na minerale koji su u obliku kationa, porijeklom iz anorganskih ili organskih soli, budući da se apsorbiraju izravno putem dipeptidnog kanala. Crijevo čovjeka sadrži znatno više dipeptidnih nosača u odnosu na receptore za ionske minerale, pa je i to razlog što se aminokiselinski kelati minerala apsorbiraju brže i više u odnosu na ionske minerale.

 

Literatura:

  • Eaton SB, Eaton SB, Konner MJ, Shostak M. An evolutionary perspective enhances understanding of human nutrition alrequirements.JNutr. 1996;126(6):1732-40.
  • Anke, M. etal. Adv. Magnes. Res.: New Data.2006; 175 – 186
  • Supakatisant C, Phupong V. Oralmagnesium for relief in pregnancy-inducedlegcramps: a randomised controlled trial. MaternChildNutr. 2015;11(2):139-45.
  • Flora SJ, Pachauri V. Chelation in Metal Intoxication. Int J EnvironResPublic Health. 2010; 7(7): 2745–2788.
  • Siebrecht S. Magnesium Bisglycinate as safe form for mineral supplementation in human nutrition OM &Ernährung 2013 | Nr. 144 2-16.
  • Schuette SA1, Lashner BA, Janghorbani M.Bioavailability of magnesium diglycinate vs magnesium oxide in patients with ilealresection.JPEN J ParenterEnteralNutr. 1994;18(5):430-5.
  • Kirchhoff, H.W. Thetreatment of irondeficiency anemia with ironchelate tablets. Therapiewoche. 1983; 33/37,4833-4842.

Email facebook twitter LinkedIn gbuzz
Banner