správy

Rovnováha sodíka, draslíka, vápnika, bikarbonátu a tekutín v krvi sú základom pre udržanie fyziologických funkcií v tele. Chýbal výskum porúch iónov horčíka. Už v 80. rokoch 20. storočia bol horčík známy ako „zabudnutý elektrolyt“. S objavom špecifických kanálov a transportérov horčíka, ako aj s pochopením fyziologickej a hormonálnej regulácie homeostázy horčíka, sa neustále prehlbuje chápanie úlohy horčíka v klinickej medicíne.

Horčík je nevyhnutný pre bunkové funkcie a zdravie. Horčík sa typicky vyskytuje vo forme Mg2+ a je prítomný vo všetkých bunkách všetkých organizmov, od rastlín až po vyššie cicavce. Horčík je nevyhnutným prvkom pre zdravie a život, pretože je dôležitým kofaktorom bunkového zdroja energie ATP. Horčík sa podieľa najmä na hlavných fyziologických procesoch buniek väzbou na nukleotidy a reguláciou enzýmovej aktivity. Všetky ATPázové reakcie vyžadujú Mg2+- ATP, vrátane reakcií súvisiacich s funkciami RNA a DNA. Horčík je kofaktorom stoviek enzymatických reakcií v bunkách. Okrem toho horčík reguluje aj metabolizmus glukózy, lipidov a bielkovín. Horčík sa podieľa na regulácii neuromuskulárnej funkcie, regulácii srdcového rytmu, cievneho tonusu, sekrécie hormónov a uvoľňovaní N-metyl-D-aspartátu (NMDA) v centrálnom nervovom systéme. Horčík je druhý posol zapojený do intracelulárnej signalizácie a regulátor génov cirkadiánneho rytmu, ktoré riadia cirkadiánny rytmus biologických systémov.

V ľudskom tele sa nachádza približne 25 g horčíka, ktorý je uložený najmä v kostiach a mäkkých tkanivách. Horčík je dôležitý intracelulárny ión a druhý najväčší intracelulárny katión po draslíku. V bunkách sa 90 % až 95 % horčíka viaže na ligandy, ako sú ATP, ADP, citrát, proteíny a nukleové kyseliny, zatiaľ čo iba 1 % až 5 % intracelulárneho horčíka existuje vo voľnej forme. Intracelulárna koncentrácia voľného horčíka je 1,2 – 2,9 mg/dl (0,5 – 1,2 mmol/l), čo je podobné extracelulárnej koncentrácii. V plazme sa 30 % cirkulujúceho horčíka viaže na proteíny najmä prostredníctvom voľných mastných kyselín. Pacienti s dlhodobo vysokými hladinami voľných mastných kyselín majú zvyčajne nižšie koncentrácie horčíka v krvi, ktoré sú nepriamo úmerné riziku kardiovaskulárnych a metabolických ochorení. Zmeny voľných mastných kyselín, ako aj hladiny EGF, inzulínu a aldosterónu, môžu ovplyvniť hladiny horčíka v krvi.

Existujú tri hlavné regulačné orgány horčíka: črevo (regulujúce vstrebávanie horčíka z potravy), kosti (ukladanie horčíka vo forme hydroxyapatitu) a obličky (regulujúce vylučovanie horčíka močom). Tieto systémy sú integrované a vysoko koordinované a spolu tvoria os črevo-kosť-obličky, ktorá je zodpovedná za vstrebávanie, výmenu a vylučovanie horčíka. Nerovnováha metabolizmu horčíka môže viesť k patologickým a fyziologickým následkom.

Medzi potraviny bohaté na horčík patria obilniny, fazuľa, orechy a zelená zelenina (horčík je základnou zložkou chlorofylu). Približne 30 % až 40 % príjmu horčíka v strave sa vstrebáva v čreve. Väčšina absorpcie prebieha v tenkom čreve prostredníctvom medzibunkového transportu, čo je pasívny proces zahŕňajúci tesné spojenia medzi bunkami. Hrubé črevo dokáže jemne regulovať absorpciu horčíka prostredníctvom transcelulárnych TRPM6 a TRPM7. Inaktivácia črevného génu TRPM7 môže viesť k závažným nedostatkom horčíka, zinku a vápnika, čo je škodlivé pre skorý rast a prežitie po narodení. Absorpciu horčíka ovplyvňujú rôzne faktory vrátane príjmu horčíka, hodnoty pH čriev, hormónov (ako je estrogén, inzulín, EGF, FGF23 a parathormón [PTH]) a črevnej mikrobioty.
V obličkách renálne tubuly reabsorbujú horčík extracelulárnymi aj intracelulárnymi cestami. Na rozdiel od väčšiny iónov, ako je sodík a vápnik, sa v proximálnych tubuloch reabsorbuje iba malé množstvo (20 %) horčíka, zatiaľ čo väčšina (70 %) horčíka sa reabsorbuje v Heinzovej slučke. V proximálnych tubuloch a hrubých vetvách Heinzovej slučky je reabsorpcia horčíka riadená hlavne koncentračnými gradientmi a membránovým potenciálom. Claudín 16 a Claudín 19 tvoria horčíkové kanály v hrubých vetvách Heinzovej slučky, zatiaľ čo Claudín 10b pomáha vytvárať kladné intraluminálne napätie naprieč epitelovými bunkami, čím riadi reabsorpciu horčíkových iónov. V distálnych tubuloch horčík jemne reguluje intracelulárnu reabsorpciu (5 % až 10 %) prostredníctvom TRPM6 a TRPM7 na konci bunky, čím určuje konečné vylúčenie horčíka močom.
Horčík je dôležitou súčasťou kostí a 60 % horčíka v ľudskom tele je uložených v kostiach. Vymeniteľný horčík v kostiach poskytuje dynamické rezervy na udržanie fyziologických koncentrácií v plazme. Horčík podporuje tvorbu kostí ovplyvňovaním aktivity osteoblastov a osteoklastov. Zvýšený príjem horčíka môže zvýšiť obsah minerálov v kostiach, čím sa znižuje riziko zlomenín a osteoporózy počas starnutia. Horčík má dvojakú úlohu pri oprave kostí. Počas akútnej fázy zápalu môže horčík podporovať expresiu TRPM7 v makrofágoch, produkciu cytokínov závislých od horčíka a podporovať imunitné mikroprostredie tvorby kostí. Počas neskorého štádia remodelácie hojenia kostí môže horčík ovplyvniť osteogenézu a inhibovať precipitáciu hydroxyapatitu. TRPM7 a horčík sa tiež podieľajú na procese vaskulárnej kalcifikácie ovplyvňovaním prechodu buniek hladkého svalstva ciev na osteogénny fenotyp.

Normálna koncentrácia horčíka v sére u dospelých je 1,7 – 2,4 mg/dl (0,7 – 1,0 mmol/l). Hypomagneziémia označuje koncentráciu horčíka v sére pod 1,7 mg/dl. Väčšina pacientov s hraničnou hypomagneziémiou nemá žiadne zjavné príznaky. Vzhľadom na možnosť dlhodobého potenciálneho nedostatku horčíka u pacientov s hladinami horčíka v sére vyššími ako 1,5 mg/dl (0,6 mmol/l) niektorí navrhujú zvýšenie dolnej hranice pre hypomagneziémiu. Táto hladina je však stále kontroverzná a vyžaduje si ďalšie klinické potvrdenie. 3 % – 10 % bežnej populácie má hypomagneziémiu, zatiaľ čo miera výskytu u pacientov s diabetom 2. typu (10 % – 30 %) a hospitalizovaných pacientov (10 % – 60 %) je vyššia, najmä u pacientov na jednotke intenzívnej starostlivosti (JIS), ktorých miera výskytu presahuje 65 %. Viaceré kohortové štúdie preukázali, že hypomagneziémia je spojená so zvýšeným rizikom úmrtnosti zo všetkých príčin a úmrtnosti súvisiacej s kardiovaskulárnymi ochoreniami.

Klinické prejavy hypomagneziémie zahŕňajú nešpecifické príznaky, ako je ospalosť, svalové kŕče alebo svalová slabosť spôsobená nedostatočným príjmom potravy, zvýšenými gastrointestinálnymi stratami, zníženou renálnou reabsorpciou alebo redistribúciou horčíka zvonku dovnútra buniek (obrázok 3B). Hypomagneziémia zvyčajne koexistuje s inými poruchami elektrolytov, vrátane hypokalciémie, hypokaliémie a metabolickej alkalózy. Preto môže byť hypomagneziémia prehliadnutá, najmä vo väčšine klinických prostredí, kde sa hladiny horčíka v krvi rutinne nemerajú. Iba pri ťažkej hypomagneziémii (sérový horčík < 1,2 mg/dl [0,5 mmol/l]) sa prejavia príznaky, ako je abnormálna neuromuskulárna excitabilita (kŕče zápästia a členku, epilepsia a tremor), kardiovaskulárne abnormality (arytmie a vazokonstrikcia) a metabolické poruchy (inzulínová rezistencia a kalcifikácia chrupavky). Hypomagneziémia je spojená so zvýšenou hospitalizáciou a úmrtnosťou, najmä ak je sprevádzaná hypokaliémiou, čo zdôrazňuje klinický význam horčíka.
Obsah horčíka v krvi predstavuje menej ako 1 %, takže obsah horčíka v krvi nemôže spoľahlivo odrážať celkový obsah horčíka v tkanive. Výskum ukázal, že aj keď je koncentrácia horčíka v sére normálna, intracelulárny obsah horčíka môže byť znížený. Preto zohľadnenie iba obsahu horčíka v krvi bez zohľadnenia príjmu horčíka v strave a straty moču môže podhodnotiť klinický nedostatok horčíka.

Pacienti s hypomagneziémiou často trpia hypokaliémiou. Trpkotrvajúca hypokaliémia je zvyčajne spojená s nedostatkom horčíka a možno ju účinne upraviť až po návrate hladín horčíka do normálu. Nedostatok horčíka môže podporovať vylučovanie draslíka zo zberných kanálikov, čo ďalej zhoršuje stratu draslíka. Pokles intracelulárnych hladín horčíka inhibuje aktivitu Na+-K+-ATPázy a zvyšuje otváranie extrarenálnych draslíkových kanálov (ROMK), čo vedie k väčším stratám draslíka z obličiek. Interakcia medzi horčíkom a draslíkom zahŕňa aj aktiváciu kotransportéra chloridu sodného (NCC), čím podporuje reabsorpciu sodíka. Nedostatok horčíka znižuje množstvo NCC prostredníctvom E3 ubikvitín proteín ligázy nazývanej NEDD4-2, ktorá potláča vývoj neuronálnych prekurzorových buniek a zabraňuje aktivácii NCC prostredníctvom hypokaliémie. Neustála pokles regulácie NCC môže pri hypomagneziémii zvýšiť distálny transport Na+, čo vedie k zvýšenému vylučovaniu draslíka močom a hypokaliémii.

Hypokalcémia je tiež bežná u pacientov s hypomagneziémiou. Nedostatok horčíka môže inhibovať uvoľňovanie parathormónu (PTH) a znižovať citlivosť obličiek na PTH. Pokles hladín PTH môže znížiť reabsorpciu vápnika obličkami, zvýšiť vylučovanie vápnika močom a nakoniec viesť k hypokalciémii. V dôsledku hypokalciémie spôsobenej hypomagneziémiou je hypoparatyreoidizmus často ťažké korigovať, pokiaľ sa hladiny horčíka v krvi nevrátia do normálu.

Meranie celkového horčíka v sére je štandardnou metódou na stanovenie obsahu horčíka v klinickej praxi. Dokáže rýchlo posúdiť krátkodobé zmeny v obsahu horčíka, ale môže podhodnotiť celkový obsah horčíka v tele. Endogénne faktory (ako je hypoalbuminémia) a exogénne faktory (ako je hemolýza vzorky a antikoagulanciá, ako je EDTA) môžu ovplyvniť nameranú hodnotu horčíka a tieto faktory je potrebné zohľadniť pri interpretácii výsledkov krvných testov. Možno merať aj ionizovaný horčík v sére, ale jeho klinická praktickosť zatiaľ nie je jasná.
Pri diagnostikovaní hypomagnezémie sa príčina zvyčajne dá určiť na základe anamnézy pacienta. Ak však neexistuje jasná základná príčina, je potrebné použiť špecifické diagnostické metódy na rozlíšenie, či je strata horčíka spôsobená obličkami alebo gastrointestinálnym traktom, ako je 24-hodinové vylučovanie horčíka, frakcia vylučovania horčíka a záťažový test horčíkom.

Doplnky horčíka sú základom liečby hypomagneziémie. V súčasnosti však neexistuje jasné usmernenie pre liečbu hypomagneziémie; preto metóda liečby závisí hlavne od závažnosti klinických symptómov. Miernu hypomagneziémiu možno liečiť perorálnymi doplnkami. Na trhu je veľa prípravkov horčíka, každý s rôznou rýchlosťou absorpcie. Organické soli (ako je citrát horečnatý, aspartát horečnatý, glycín horečnatý, glukonát horečnatý a laktát horečnatý) sa v ľudskom tele ľahšie vstrebávajú ako anorganické soli (ako je chlorid horečnatý, uhličitan horečnatý a oxid horečnatý). Častým vedľajším účinkom perorálnych doplnkov horčíka je hnačka, ktorá predstavuje výzvu pre perorálnu suplementáciu horčíka.
V refraktérnych prípadoch môže byť potrebná adjuvantná liečba liekmi. U pacientov s normálnou funkciou obličiek môže inhibícia epitelových sodíkových kanálov aminofenidátom alebo triaminofenidátom zvýšiť hladiny horčíka v sére. Medzi ďalšie možné stratégie patrí použitie inhibítorov SGLT2 na zvýšenie hladín horčíka v sére, najmä u pacientov s diabetom. Mechanizmy týchto účinkov ešte nie sú jasné, ale môžu súvisieť so znížením rýchlosti glomerulárnej filtrácie a zvýšením reabsorpcie v renálnych tubuloch. U pacientov s hypomagneziémiou, u ktorých je perorálna suplementácia horčíkom neúčinná, ako sú pacienti so syndrómom krátkeho čreva, záchvatmi rúk a nôh alebo epilepsiou, ako aj u pacientov s hemodynamickou nestabilitou spôsobenou arytmiou, hypokaliémiou a hypokalciémiou, by sa mala použiť intravenózna terapia. Hypomagneziémiu spôsobenú PPI možno zlepšiť perorálnym podávaním inulínu a jej mechanizmus môže súvisieť so zmenami v črevnej mikrobiote.

Horčík je dôležitý, ale často prehliadaný elektrolyt v klinickej diagnostike a liečbe. Zriedkavo sa testuje ako konvenčný elektrolyt. Hypomagneziémia zvyčajne nemá žiadne príznaky. Hoci presný mechanizmus regulácie rovnováhy horčíka v tele ešte nie je jasný, v štúdiu mechanizmu, ktorým obličky spracovávajú horčík, sa dosiahol pokrok. Hypomagneziémiu môže spôsobiť mnoho liekov. Hypomagneziémia je bežná u hospitalizovaných pacientov a predstavuje rizikový faktor pre dlhodobý pobyt na JIS. Hypomagneziémia by sa mala korigovať formou prípravkov s organickými soľami. Hoci stále existuje veľa záhad, ktoré treba vyriešiť ohľadom úlohy horčíka v zdraví a chorobách, v tejto oblasti došlo k mnohým pokrokom a klinickí lekári by mali venovať väčšiu pozornosť významu horčíka v klinickej medicíne.