Як покращити результат лікування пацієнтів із серцево-судинними захворюваннями, додаючи препарати калію та магнію: чи все так просто?

14 Листопада 2024

Підготовлено редакцією журналу «Український медичний часопис» за матеріалами: 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.

Поглинання магнію в кишечнику і фактори, що впливають на його біодоступність

Магній (Mg2+) є другим за поширеністю внутрішньоклітинним катіоном після калію та четвертим за поширеністю катіоном в організмі людини. Цей важливий мінерал необхідний для багатьох фізіологічних і біохімічних функцій. Як кофактор більше ніж 300 ферментативних реакцій, які часто залежать від аденозинтрифосфату (АТФ), він бере участь у багатьох ключових біохімічних процесах, включаючи метаболізм макронутрієнтів, окисне фосфорилювання, синтез ДНК і білка, нервово-м’язову збудливість і регуляцію секреції паратиреоїдного гормону. Як фізіологічний антагоніст кальцієвих каналів магній впливає на процеси, які регулюються внутрішньоклітинними кальцієвими потоками, і тому необхідний для нормальної неврологічної і м’язової функції. Крім того, він регулює проникність мембран шляхом взаємодії з фосфоліпідами, впливає на тонус судин і артеріальний тиск.

Дані про загальний вміст магнію в організмі людини і його розподіл у дорослих відрізняються. Загальна кількість магнію коливається в межах 22–26 г. Понад 99% загального вмісту магнію в організмі знаходиться у внутрішньоклітинному просторі, в основному в кістках (60– 65%), м’язах і м’яких тканинах (34–39%), в позаклітинному просторі — <1%. Близько 70% усього магнію у плазмі крові знаходиться в іонізованій (вільній) активній формі, що важливо для фізіологічних процесів, включаючи нервово-м’язову передачу та судинний тонус.

Референсний діапазон іонізованого магнію в сироватці крові становить 0,54–0,67 ммоль/л. Відхилення від цього фізіологічного діапазону викликає нервову збудливість, аритмію і низку інших патологічних наслідків. У нормальних умовах запаси магнію суворо регулюються через збалансовану взаємодію між кишковим поглинанням і нирковою екскрецією. Ниркова елімінація становить близько 100 мг магнію на добу. Втрати з потом зазвичай невеликі, але під час інтенсивних тренувань вони можуть суттєво збільшуватися.

Добова потреба в магнії становить 3,0–4,5 мг/кг маси тіла, але рекомендації щодо споживання відрізняються в різних країнах. Так, Інститут медицини (Institute of Medicine) у Вашингтоні, США, вважає достатньою дозу 310– 320 мг на добу для жінок і 400–420 — для чоловіків, а Європейське агентство з безпеки харчових продуктів (European Food Safety Authority) визначає адекватне споживання в дозі 300 і 350 мг на добу для жінок і чоловіків відповідно.

На поглинання магнію в кишечнику впливають різні фактори (рисунок). Кишкове поглинання магнію, що надходить з їжею, коливається в широкому діапазоні і залежить від дози, складу їжі (харчової матриці), дії посилюючих та інгібуючих факторів. Поглинання магнію з харчових добавок і лікарських препаратів у стандартних умовах певною мірою залежить від типу солі магнію. Проте підхід, який фокусується на одному або кількох аспектах, недостатній з нутритивної та медичної точки зору. Щоб розуміти справжній рівень поглинання магнію, слід враховувати численні ендогенні та екзогенні фактори.

Кишкове поглинання магнію відбувається переважно в тонкому кишечнику парацелюлярним шляхом, менша кількість всмоктується в товстому кишечнику, головним чином трансцелюлярним шляхом. У людей поглинання магнію починається приблизно через 1 год після перорального вживання, досягає плато через 2–2,5 до 4–5 год, а потім знижується. Через 6 год поглинання магнію завершується на близько 80%.

При добовому споживанні в дозі 370 мг рівень поглинання магнію в кишечнику коливається в межах 30–50%. Однак ефективність поглинання магнію залежить від прийнятої дози. Наприклад, при низькому споживанні магнію з їжею відносний рівень поглинання може досягати 80%, тоді як при надмірній його кількості він знижується до 20%.

Загалом магній поглинається як іон. Невідомо, засвоюється він разом з іншими нутрієнтами чи у формі комплексів.

Поглинання магнію в кишечнику є складним процесом, який включає насичений (трансцелюлярний) активний і ненасичений (парацелюлярний) пасивний шляхи. При фізіологічних рівнях магнію домінує активний трансцелюлярний шлях, при більш високих — набуває значення пасивний парацелюлярний шлях.

Дослідження поглинання і біодоступності магнію показали різні результати, часто непорівнянні через різні методи, що в них використовувалися. Стандартні дослідження з моніторингу рівня магнію у плазмі крові після перорального прийому (прямий метод) недостатні для дослідження швидкості та кількості його поглинання, оскільки магній підлягає швидкому гомеостазу, який головним чином зумовлений нирковою екскрецією і зберіганням, зокрема в кістках. У результаті активної реабсорбції в нирках з первинної сечі в плазму транспортується приблизно у 20 разів більше магнію порівняно з тим, що всмоктується у шлунково-кишковому тракті (ШКТ). Решта магнію виводиться з сечею.

CNNM4 (cyclin M4) — циклін М4; TRPM6 (transient receptor potential melastatin type 6) — транзиторний рецепторний потенціал, пов’язаний з меластатином типу 6; TRPM7 (transient receptor potential melastatin type 7) — транзиторний рецепторний потенціал, пов’язаний з меластатином типу 7; TJ (Tight Junctions) — щільні з’єднання, які регулюють парацелюлярний шлях поглинання магнію в кишечнику.

Швидкість всмоктування магнію, що вживається перорально, у здорових людей залежить від різноманітних ендогенних та екзогенних факторів (таблиця). Зокрема, важливою є кількість споживаного магнію і певною мірою наявність інгібуючих і підсилюючих харчових компонентів. Крім того, на ефективність всмоктування можуть впливати склад їжі, тип солі магнію і форма препарату (наприклад капсули, стійкі до дії шлункового соку, рН-залежні системи вивільнення або ретардна форма).

Всмоктування магнію та інших мінералів порушується у пацієнтів із шлунково-кишковими розладами, такими як целіакія, запальні захворювання кишечнику, синдром короткої кишки, синдром мальабсорбції, тому для запобігання або лікування дефіциту магнію рекомендується дієта, збагачена магнієм, і ретельне вживання харчових добавок з магнієм.

Вплив ендогенних факторів

Гомеостаз і Mg2+-статус. Нирки є основним органом, який регулює гомеостаз магнію. Близько 2400 мг магнію фільтрується через клубочки, а 15–20% відфільтрованого магнію реабсорбується в проксимальному звивистому канальці. Близько 65% реабсорбується в петлі Генле шляхом активного транспорту, і близько 10% — в дистальному звивистому канальці. Таким чином, лише близько 5% відфільтрованого магнію виводиться за нормальних умов. Надмірна кількість магнію майже повністю виділяється нирками, що також відмічають при гіпермагніємії. Отже, вживання добавок магнію зазвичай збільшує його ниркову екскрецію різною мірою, залежно від абсорбованої кількості.

Вік. Зростання віку негативно впливає на ефективність засвоєння мікронутрієнтів, в тому числі магнію, у ШКТ. В експериментальному дослідженні встановлено зниження кишкового всмоктування 25Mg2+ до 45% у старих тварин порівняно з молодими та дорослими, які поглинали 56%. Дослідження на людях виявило значну зворотну залежність між поглинанням 28Mg2+ з мінеральної води та віком.

На поглинання магнію можуть впливати такі фізіологічні фактори, як вік та харчові компоненти їжі.

Вплив екзогенних факторів

У дослідженнях на людях повідомляли про широкий діапазон показників поглинання магнію (10–75%). Вважають, що відносне поглинання магнію обернено пропорційне вжитій дозі, тобто кількість магнію у ШКТ є основним фактором, що контролює кількість магнію, який всмоктується. Так, показано, що у людей відносний рівень поглинання магнію при добовій дозі 36 мг становив 65%, тоді як лише 11% всмоктувалося при добовій дозі 973 мг, очевидно, через більше обмеження кишкової проникності для магнію. Однак абсолютне поглинання зростало зі збільшенням споживання.

Поглинання магнію зворотно пропорційне споживаній дозі. Невисока добова доза (36 мг) засвоювалася на 65%, тоді як значно вища (973 мг) — лише на 11%. Це пов’язано з дуже обмеженими можливостями кишечнику до всмоктування іонів Mg2+ та прискоренням кишкового транзиту при вживанні в дуже високих дозах.

Крім того, в декількох дослідженнях на людях виявлено вищу біодоступність магнію, коли певну його кількість розподіляли протягом дня, а не споживали за один прийом. Так, у дослідженні за участю дорослих показано, що верхній діапазон поглинання магнію отриманий для найменшої його споживаної кількості. Подібним чином у дослідженні з немовлятами поглинання магнію було збільшено при розподіленому вживанні порівняно з одноразовим (64,0 і 54,3% відповідно). У перехресному дослідженні визначено, що регулярне споживання мінеральної води, збагаченої магнієм, протягом дня є ефективним способом підвищити його біодоступність порівняно з одноразовим вживанням. Цей ефект, швидше за все, можна пояснити поглинанням низької кількості магнію через канали TRPM6.

Відносна біодоступність магнію вища при вживанні кількох низьких доз протягом дня порівняно з одноразовим вживанням у великій кількості.

Склад їжі. Магній зазвичай вживають як частину комплексного харчування, в тому числі як дієтичну добавку.

Встановлено, що біодоступність магнію з мінеральної води підвищується при її вживанні під час їди, можливо, через повільніший час проходження через ШКТ або наявність інших компонентів їжі. Повільніший час проходження може приводити до збільшення впливу магнію на клітини слизової оболонки кишечнику і, отже, до більш високого загального всмоктування.

Біодоступність магнію з ультрафільтрованого козячого молока, ферментованого пробіотиком Lactobacillus plantarum, вивчали in vitro. Найвищу біодоступність магнію виявлено в молоці, ферментованому пробіотиком, порівняно з ультрафільтрованим ферментованим молоком без пробіотиків і комерційним ферментованим молоком. Зазначено, що концентрація казеїну в процесі ультрафільтрації може підвищити біодоступність магнію.

Важливим джерелом магнію є хліб. Хоча дріжджове бродіння мінімізує несприятливий вплив фітинової кислоти на біодоступність магнію, хліб на заквасці є кращим джерелом доступного магнію.

Підсилювальні фактори. У дослідженнях вивчали різноманітні харчові фактори, які сприяють біодоступності магнію. Так, декілька ранніх досліджень на людях показали, що більш високе споживання білка збільшує всмоктування магнію порівняно з низьким споживанням. Ліпіди також впливають на здатність до всмоктування магнію, у зв’язку з чим вважають, що ліпідний склад є фактором впливу. Дослідження на щурах показали, що заміна тригліцеридів із середнім ланцюгом на довголанцюгові збільшувала поглинання магнію. У багатьох дослідженнях вивчали вплив низько- або важкозасвоюваних вуглеводів і лактози на поглинання магнію.

Стимулювальний ефект галактоолігосахаридів і, можливо, інших важкозасвоюваних вуглеводів, на поглинання мінералів може бути пов’язане з дією коротколанцюгових жирних кислот (лактат, ацетат, пропіонат, бутират) і зниженням рН у товстому кишечнику, що виникає внаслідок ферментації вуглеводів кишковими бактеріями (головним чином біфідобактеріями).

Підсилювальний ефект лактози на всмоктування магнію продемонстровано в дослідженнях на щурах, але дослідження на людях показали неоднозначні результати.

Інгібуючі фактори. Ранні дослідження свідчать, що збільшення вмісту кальцію в раціоні значно знижувало всмоктування магнію. Такий самий ефект виявлено при надмірному рівні фосфору, заліза, міді, марганцю і цинку. Однак у цих дослідженнях використовували нефізіологічні дози мінералів. Коли ці речовини споживали в межах фізіологічного діапазону, наприклад у звичайній дієті, інгібуючого ефекту не зафіксовано.

Встановлено, що щавлева кислота, яка міститься у великій кількості в рослинах родин шпинатні і капустяні, погіршує засвоєння магнію. Спряжена основа щавлевої кислоти, оксалат, є хелатуючим агентом для катіонів металів і, таким чином, впливає на його біодоступність у ШКТ.

Також, як зазначено вище, фітинова кислота, що у великій кількості міститься в зернових продуктах, таких як висівки та цільнозерновий хліб, дозозалежно знижує біодоступність магнію.

Тип солі магнію. Дослідження на людях, в яких порівнювали біодоступність різних солей магнію, показали неоднозначні результати. У деяких з них не виявили суттєвих відмінностей між різними солями магнію, в інших спостерігали дещо кращу біодоступність органічних солей. Однак результати різних досліджень не можна порівнювати, оскільки дизайн досліджень, в яких вивчали відмінності в солях магнію, був неоднорідним, крім того, багато з цих досліджень мали методологічні недоліки.

Властивості застосовуваної форми. У рандомізованому контрольованому перехресному дослідженні показано, що поглинання магнію з одноразової дози мінеральної води із зіставним значенням рН подібне до такого з лікарського препарату оксиду магнію. Повна іонізація магнію в мінеральній воді та його споживання в розбавленому вигляді можуть пояснити його хорошу засвоюваність з мінеральних вод. Крім того, магній у воді у вигляді гідратованих іонів може легше засвоюватися, ніж із їжі. Також відзначали кращу біодоступність магнію з шипучих таблеток з оксидом магнію, ніж з капсул з оксидом магнію. Результати свідчать, що попри однакову кількість магнію в кожному препараті його виведення при застосуванні у формі шипучих таблеток вдвічі більше, ніж при застосуванні капсул. Ймовірно, розчинення таблетки у воді перед прийомом зумовлює іонізацію магнію, що є важливою передумовою для його всмоктування.

У рандомізованому перехресному дослідженні, в якому порівнювали біодоступність розчину хлориду магнію і таблеток хлориду магнію з повільним вивільненням, суттєвих відмінностей між застосовуваними формами не виявили. В іншому дослідженні показано, що застосування препаратів магнію повільного вивільнення (таких як капсули, стійкі до дії шлункового соку) впливає на його біодоступність. Так, продемонстровано, що поглинання магнію при застосуванні у формі кишково-розчинних таблеток на 67% нижче, ніж при застосуванні желатинових капсул, що свідчить про те, що кишково-розчинна оболонка може погіршити біодоступність магнію.

Важливість магнію та калію для здоров’я серцево-судинної системи

Іони магнію і калію життєво важливі для функціонування серцево-судинної системи. Співвідношення їх поза- і внутрішньоклітинної концентрації впливає на скоротливу здатність міокарда. Встановлено, що тривалий дефіцит калію і магнію може призводити до підвищення ризику розвитку серцево-судинних захворювань (ССЗ), зокрема артеріальної гіпертензії, атеросклеротичного ураження коронарних судин, порушень ритму серця, патології міокарда. Так, дослідження показали, що низький рівень калію може призвести до ущільнення і кальцифікації артерій. Національні інститути охорони здоров’я (National Institutes of Health), США, повідомляють, що збільшення споживання калію сприятливо впливає на серце, включаючи зниження ризику розвитку ССЗ, інсульту та артеріальної гіпертензії. За даними метааналізу, існує статистично значущий нелінійний зворотний зв’язок між споживанням магнію з їжею і загальним ризиком розвитку ССЗ. Низька концентрація магнію в сироватці крові асоційована з підвищеним ризиком серцевосудинних подій, що підтверджує його потенційну роль в профілактиці ССЗ.

У дослідженні Framingham offspring Study вивчали взаємозв’язок між споживанням натрію, калію, магнію й кальцію та ризиком ССЗ, а також комбіновані ефекти цих мінералів. Аналіз включав 2362 учасників віком 30–64 роки, які на початку дослідження не мали ССЗ. Встановлено, що споживання калію в дозі ≥3000 проти <2500 мг на добу асоціювалося зі зниженням ризику розвитку ССЗ на 25%, а споживання магнію в дозі ≥320 проти <240 мг на добу сприяло зниженню ризику на 34%. Ці результати підкреслюють важливість вживання калію та магнію для здоров’я серцево-судинної системи.

Споживання калію та магнію знижує ризик ССЗ. Кожен окремо, магній і калій, відіграють ключову унікальну роль, проте переваги для здоров’я серця неможливо переоцінити, коли вони «працюють» разом.

У якості додаткової терапії при хронічних захворюваннях серця (при серцевій недостатності, пацієнтам у постінфарктний період) та порушеннях ритму серця (насамперед при шлуночкових аритміях), а також як доповнення до дієти з метою підвищення рівнів магнію і калію в організмі можна рекомендувати препарат Панангін форте (ВАТ «Гедеон Ріхтер»), який містить ці природні макроелементи. У складі 1 таблетки Панангін форте — 280 мг магнію аспарагінату і 316 мг калію аспарагінату. Добова доза препарату відповідає 70,8 мг магнію (22,8% мінімальної добової норми) та 217,2 мг калію (8,7% мінімальної добової норми). Слід зазначити, що аспарагінова кислота має виражену здатність підвищувати проникність мембран для іонів калію та магнію, бере активну участь у синтезі АТФ та виявляє адаптогенний ефект.

Зручний прийом препарату по 1 таблетці 3 рази на добу забезпечує організм необхідною добовою дозою зазначених макроелементів. До того ж саме такий режим гарантує кращу біодоступність іонів K+ та Mg2+, ніж застосування 1–2 рази на добу.

Поєднання у складі Панангін форте найважливіших макроелементів, які відіграють ключову роль у регуляції роботи серцево-судинної системи, зручність застосування препарату забезпечують високу прихильність до лікування і дозволяють покращити результати основної терапії у пацієнтів із ССЗ.