Как улучшить результат лечения пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, добавляя препараты калия и магния: все ли так просто?

15 ноября 2024

Подготовлен редакцией журнала «Український медичний часопис» по материалам: Schuchardt J.Ph., Hahn A. (2017) Intestinal Absorption and Factors Influencing Bioavailability of Magnesium — An Update. Curr. Nutr. Food Sci., 13(4): 260–278. doi: 10.2174/1573401313666170427162740.

Поглощение магния в кишечнике и факторы, влияющие на его биодоступность

Магний (Mg2+) является вторым по распространенности внутриклеточным катионом после калия и четвертым по распространенности катионом в организме человека. Этот важный минерал необходим для многих физиологических и биохимических функций. Как кофактор более 300 ферментативных реакций, часто зависящих от аденозинтрифосфата (АТФ), он участвует во многих ключевых биохимических процессах, включая метаболизм макронутриентов, окислительное фосфорилирование, синтез ДНК и белка, нервно-мышечную возбудимость и регуляцию секреции. Как физиологический антагонист кальциевых каналов магний влияет на процессы, регулируемые внутриклеточными кальциевыми потоками, и поэтому необходим для нормальной неврологической и мышечной функции. Кроме того, он регулирует проницаемость мембран путём взаимодействия с фосфолипидами, влияет на тонус сосудов и артериальное давление.

Данные об общем содержании магния в организме человека и его распределении у взрослых отличаются. Общее количество магния колеблется в пределах 22-26 г. Более 99% общего содержания магния в организме находится во внутриклеточном пространстве, в основном в костях (60-65%), мышцах и мягких тканях (34-39%), во внеклеточном пространстве <1%. Около 70% всего магния в плазме крови находится в ионизированной (свободной) активной форме, что важно для физиологических процессов, включая нервно-мышечную передачу и сосудистый тонус.

Референсный диапазон ионизированного магния в сыворотке крови составляет 0,54–0,67 ммоль/л. Отклонение от этого физиологического диапазона вызывает нервную возбудимость, аритмию и ряд других патологических последствий. В нормальных условиях запасы магния строго регулируются из-за сбалансированного взаимодействия между кишечным поглощением и почечной экскрецией. Почечная элиминация составляет около 100 мг магния в день. Потери с потом обычно невелики, но при интенсивных тренировках они могут существенно увеличиваться.

Суточная потребность в магнии составляет 3,0–4,5 мг/кг массы тела, но рекомендации по потреблению отличаются в разных странах. Так, Институт медицины (Institute of Medicine) в Вашингтоне, США, считает достаточной дозу 310–320 мг/сут для женщин и 400–420 — для мужчин, а Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (European Food Safety Authority) определяет адекватное потребление в дозе 300 и 350 мг в сутки для женщин и мужчин соответственно.

На поглощение магния в кишечнике влияют разные факторы (рисунок). Кишечное поглощение поступающего с пищей магния колеблется в широком диапазоне и зависит от дозы, состава пищи (пищевой матрицы), действия усиливающих и ингибирующих факторов. Поглощение магния из пищевых добавок и лекарственных препаратов в обычных условиях в определенной степени зависит от типа соли магния. Однако подход, фокусирующийся на одном или нескольких аспектах, недостаточен с нутритивной и медицинской точки зрения. Чтобы понимать уровень поглощения магния, следует учитывать многочисленные эндогенные и экзогенные факторы.

Кишечное поглощение магния происходит преимущественно в тонком кишечнике парацеллюлярным путем, меньшее количество всасывается в толстом кишечнике, главным образом трансцеллюлярным путем. У людей поглощение магния начинается примерно через 1 час после перорального употребления, достигает плато через 2–2,5 до 4–5 часов, а затем снижается. Через 6 часов поглощение магния завершается на около 80%.

При суточном потреблении в дозе 370 мг уровень поглощения магния в кишечнике колеблется в пределах 30–50%. Однако эффективность поглощения магния зависит от принимаемой дозы. Например, при низком потреблении магния с пищей относительный уровень поглощения может достигать 80%, тогда как при чрезмерном количестве он снижается до 20%.

В общем, магний поглощается как ион. Неизвестно, усваивается ли он вместе с другими нутриентами или в форме комплексов.

Поглощение магния в кишечнике является сложным процессом, включающим насыщенный (трансцеллюлярный) активный и ненасыщенный (парацеллюлярный) пассивный пути. При физиологических уровнях магния доминирует активный трансцеллюлярный путь, при более высоких – приобретает значение пассивный парацеллюлярный путь.

Исследования поглощения и биодоступности магния показали разные результаты, часто несравнимые из-за различных методов, которые в них использовались. Стандартные исследования по мониторингу уровня магния в плазме крови после перорального приема (прямой метод) недостаточны для исследования скорости и количества его поглощения, поскольку магний подлежит быстрому гомеостазу, который главным образом обусловлен почечной экскрецией и хранением, в частности в костях. В результате активной реабсорбции в почках из первичной мочи в плазму транспортируется примерно в 20 раз больше магния по сравнению с всасывающимся в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ). Остальные магния выводится с мочой.

CNNM4 (cyclin M4) – циклин М4; TRPM6 (transient receptor potential melastatin type 6) — транзиторный рецепторный потенциал, связанный с меластатином типа 6; TRPM7 (transient receptor potential melastatin type 7) — транзиторный рецепторный потенциал, связанный с меластатином типа 7; TJ (Tight Junctions) – плотные соединения, регулирующие парацеллюлярный путь поглощения магния в кишечнике.

Скорость всасывания перорально применяемого магния у здоровых людей зависит от различных эндогенных и экзогенных факторов (таблица). В частности, важно количество потребляемого магния и в определенной степени наличие ингибирующих и усиливающих пищевых компонентов. Кроме того, на эффективность всасывания могут влиять состав пищи, тип соли магния и форма препарата (например, капсулы, стойкие к действию желудочного сока, рН-зависимые системы высвобождения или ретардная форма).

Всасывание магния и других минералов нарушается у пациентов с желудочно-кишечными расстройствами, такими как целиакия, воспалительные заболевания кишечника, синдром короткой кишки, синдром мальабсорбции, поэтому для предотвращения или лечения дефицита магния рекомендуется диета, обогащенная магнием. тщательное употребление пищевых добавок с магнием.

Влияние эндогенных факторов

Гомеостаз и Mg2+-статус. Почки являются основным органом, регулирующим гомеостаз магния. Около 2400 мг магния фильтруется через клубочки, а 15–20% отфильтрованного магния реабсорбируется в проксимальном извилистом канальце. Около 65% реабсорбируется в петле Генле путем активного транспорта, и около 10% в дистальном извилистом канальце. Таким образом, только около 5% отфильтрованного магния выводится при нормальных условиях. Чрезмерное количество магния почти полностью выделяется почками, также отмечаемыми при гипермагниемии. Следовательно, употребление добавок магния обычно увеличивает его почечную экскрецию в разной степени, в зависимости от абсорбированного количества.

Возраст. Рост возраста отрицательно влияет на эффективность усвоения микронутриентов, в том числе магния, в ЖКТ. В экспериментальном исследовании установлено снижение кишечного всасывания 25Mg2+ до 45% у пожилых животных по сравнению с молодыми и взрослыми, которые поглощали 56%. Исследование на людях выявило значительную обратную зависимость между поглощением 28Mg2+ из минеральной воды и возрастом.

На поглощение магния могут влиять такие физиологические факторы, как возраст и пищевые компоненты пищи.

Воздействие экзогенных факторов

В исследованиях на людях сообщалось о широком диапазоне показателей поглощения магния (10–75%). Считают, что относительное поглощение магния обратно пропорционально примененной дозе, то есть количество магния в ЖКТ является основным фактором, контролирующим количество всасываемого магния. Так, показано, что у людей относительный уровень поглощения магния при суточной дозе 36 мг составлял 65%, тогда как только 11% всасывалось при суточной дозе 973 мг, по-видимому, из-за большего ограничения кишечной проницаемости для магния. Однако абсолютное поглощение росло с увеличением потребления.

Поглощение магния обратно пропорционально потребляемой дозе. Невысокая суточная доза (36 мг) усваивалась на 65%, в то время как значительно выше (973 мг) — всего на 11%. Это связано с очень ограниченными возможностями кишечника всасыванием ионов Mg2+ и ускорением кишечного транзита при употреблении в очень высоких дозах.

Кроме того, в нескольких исследованиях на людях выявлена ​​более высокая биодоступность магния, когда определенное его количество распределяли в течение дня, а не потребляли за один прием. Так, в исследовании с участием взрослых показано, что верхний диапазон поглощения магния получен для наименьшего потребляемого количества. Подобным образом в исследовании с грудными детьми поглощение магния было увеличено при распределенном употреблении по сравнению с одноразовым (64,0 и 54,3% соответственно). В перекрестном исследовании определено, что регулярное потребление минеральной воды, обогащенной магнием, в течение дня является эффективным способом повысить его биодоступность по сравнению с одноразовым употреблением. Этот эффект, скорее всего, объясним поглощением низкого количества магния через каналы TRPM6.

Относительная биодоступность магния выше при употреблении нескольких низких доз в течение дня по сравнению с однократным употреблением в большом количестве.

Состав пищи. Магний обычно используют как часть комплексного питания, в том числе как диетическую добавку.

Установлено, что биодоступность магния из минеральной воды повышается при ее употреблении во время еды, возможно, через более медленное время прохождения через ЖКТ или наличие других компонентов пищи. Более медленное время прохождения может приводить к увеличению влияния магния на клетки слизистой кишечника и, следовательно, к более высокому общему всасыванию.

Биодоступность магния из ультрафильтрованного козьего молока, ферментированного пробиотиком Lactobacillus plantarum, изучали in vitro. Наивысшая биодоступность магния обнаружена в молоке, ферментированном пробиотиком, по сравнению с ультрафильтрованным ферментированным молоком без пробиотиков и коммерческим ферментированным молоком. Указано, что концентрация казеина в процессе ультрафильтрации может повысить биодоступность магния.

Важным источником магния есть хлеб. Хотя дрожжевое брожение минимизирует неблагоприятное влияние фитиновой кислоты на биодоступность магния, хлеб на закваске является лучшим источником доступного магния.

Усилительные факторы. В исследованиях изучали разнообразные пищевые факторы, способствующие биодоступности магния. Так, несколько ранних исследований на людях показали, что более высокое потребление белка увеличивает всасывание магния по сравнению с низким потреблением. Липиды также влияют на способность к всасыванию магния, в связи с чем считают, что липидный состав является фактором воздействия. Исследования на крысах показали, что замена триглицеридов со средней цепью на длинноцепочечные увеличивала поглощение магния. Во многих исследованиях изучали влияние низко- или трудноусвояемых углеводов и лактозы на поглощение магния.

Стимулирующий эффект галактоолигосахаридов и, возможно, других трудноусвояемых углеводов, на поглощение минералов может быть связано с действием короткоцепных жирных кислот (лактат, ацетат, пропионат, бутират) и снижением рН в толстом кишечнике, возникающим вследствие ферментации углеводов. бифидобактериями).

Усилительный эффект лактозы на всасывание магния продемонстрирован в исследованиях на крысах, но исследования на людях показали неоднозначные результаты.

Ингибирующие факторы. Ранние исследования свидетельствуют, что увеличение содержания кальция в рационе значительно снижало всасывание магния. Такой же эффект выявлен при чрезмерном уровне фосфора, железа, меди, марганца и цинка. Однако в этих исследованиях использовались нефизиологические дозы минералов. Когда эти вещества потребляли в пределах физиологического диапазона, например в обычной диете, ингибирующий эффект не зафиксирован.

Установлено, что щавелевая кислота, содержащаяся в большом количестве в растениях семейств шпинатные и капустные, ухудшает усвоение магния. Сопряженное основание щавелевой кислоты, оксалат, является хелатирующим агентом для катионов металлов и, таким образом, влияет на его биодоступность в ЖКТ.

Также, как указано выше, фитиновая кислота, в большом количестве содержащаяся в зерновых продуктах, таких как отруби и цельнозерновой хлеб, дозозависимо снижает биодоступность магния.

Тип соли магния. Исследования на людях, в которых сравнивали биодоступность разных солей магния, показали неоднозначные результаты. В некоторых из них не обнаружили существенных различий между разными солями магния, в других наблюдали несколько лучшую биодоступность органических солей. Однако результаты различных исследований нельзя сравнивать, поскольку дизайн исследований, в которых изучали различия в солях магния, был неоднороден, кроме того, многие из этих исследований имели методологические недостатки.

Свойства применяемой формы. В рандомизированном контролируемом перекрестном исследовании показано, что поглощение магния из однократной дозы минеральной воды с сопоставимым значением рН подобно аналогичному лекарственному препарату оксида магния. Полная ионизация магния в минеральной воде и его потребление в разбавленном виде могут объяснить его хорошую усвояемость из минеральных вод. Кроме того, магний в воде в виде гидратированных ионов может легче усваиваться, чем из пищи. Также отмечали лучшую биодоступность магния из шипучих таблеток с оксидом магния, чем из капсул с оксидом магния. Результаты свидетельствуют, что, несмотря на одинаковое количество магния в каждом препарате, его выведение при применении в форме шипучих таблеток вдвое больше, чем при применении капсул. Вероятно, растворение таблетки в воде перед приемом обусловливает ионизацию магния, что является важной предпосылкой для его всасывания.

В рандомизированном перекрестном исследовании, в котором сравнивали биодоступность раствора хлорида магния и таблеток хлорида магния с медленным высвобождением, существенных отличий между применяемыми формами не обнаружили. В другом исследовании показано, что применение препаратов магния медленного высвобождения (таких как капсулы, устойчивые к действию желудочного сока) влияет на его биодоступность. Так, продемонстрировано, что поглощение магния при применении в форме кишечно-растворимых таблеток на 67% ниже, чем при применении желатиновых капсул, что свидетельствует о том, что кишечно-растворимая оболочка может ухудшить биодоступность магния.

Важность магния и калия для здоровья сердечно-сосудистой системы

Ионы магния и калия жизненно важны для функционирования сердечно-сосудистой системы. Соотношение их вне- и внутриклеточной концентрации влияет на сократительную способность миокарда. Установлено, что длительный дефицит калия и магния может приводить к повышению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), в частности, артериальной гипертензии, атеросклеротического поражения коронарных сосудов, нарушений ритма сердца, патологии миокарда. Так, исследования показали, что низкий уровень калия может привести к уплотнению и кальцификации артерий. Национальные институты здравоохранения (National Institutes of Health), США, сообщают, что увеличение потребления калия благоприятно влияет на сердце, включая снижение риска развития ССЗ, инсульта и артериальной гипертензии. По данным метаанализа, существует статистически значимая нелинейная обратная связь между потреблением магния с пищей и общим риском развития ССЗ. Низкая концентрация магния в сыворотке крови ассоциирована с повышенным риском сердечно-сосудистых событий, что подтверждает его потенциальную роль в профилактике ССЗ.

В исследовании Framingham offspring Study изучалась взаимосвязь между потреблением натрия, калия, магния и кальция и риском ССЗ, а также комбинированные эффекты этих минералов. Анализ включал 2362 участников в возрасте 30-64 года, которые в начале исследования не имели ССЗ. Установлено, что потребление калия в дозе ≥3000 против 2500 мг/сут ассоциировалось со снижением риска развития ССЗ на 25%, а потребление магния в дозе ≥320 против 240 мг/сут способствовало снижению риска на 34%. Эти результаты подчеркивают важность применения калия и магния для здоровья сердечно-сосудистой системы.

Потребление калия и магния снижает риск ССЗ. Каждый отдельно, магний и калий, играют ключевую уникальную роль, однако преимущества для здоровья сердца невозможно переоценить, когда они работают вместе.

В качестве дополнительной терапии при хронических заболеваниях сердца (при сердечной недостаточности, пациентам в постинфарктный период) и нарушениях ритма сердца (прежде всего при желудочковых аритмиях), а также в качестве дополнения к диете с целью повышения уровней магния и калия в организме можно рекомендовать препарат Панангин форте ( ОАО «Гедеон Рихтер»), содержащее эти природные макроэлементы. В составе 1 таблетки Панангин форте 280 мг аспарагината магния и 316 мг калия аспарагината. Суточная доза составляет 70,8 мг магния (22,8% минимальной суточной нормы) и 217,2 мг калия (8,7% минимальной суточной нормы). Следует отметить, что аспарагиновая кислота обладает выраженной способностью повышать проницаемость мембран для ионов калия и магния, активно участвует в синтезе АТФ и оказывает адаптогенный эффект.

Удобный прием препарата по 1 таблетке 3 раза в сутки обеспечивает организм необходимой суточной дозой макроэлементов. К тому же, именно такой режим гарантирует лучшую биодоступность ионов K+ и Mg2+, чем применение 1–2 раза в сутки.

Сочетание в составе Панангин форте важнейших макроэлементов, которые играют ключевую роль в регуляции работы сердечно-сосудистой системы, удобство применения препарата обеспечивают высокую приверженность лечению и позволяют улучшить результаты основной терапии у пациентов с ССЗ.