Физиология обмена магния и применение магнезии в интенсивной терапии (литературный обзор с результатами собственных наблюдений, часть 1)

27. Clerc P., Young C.A., Bordt E.A., Grigore A.M., Fiskum G., Polster B.M. Magnesium Sulfate Protects Against the Bioenergetic Consequences of Chronic Glutamate Receptor Stimulation. PLoS One. 2013. 8(11). e79982. Available from: https://doi.org/10.1371/jour- nal.pone.0079982.

28. Shimosawa T., Takano K., Ando K., Fujita T. Magnesium Inhibits Norepinephrine Release by Blocking N-Type Calcium Channels at Peripheral Sympathetic Nerve Endings. Hypertension. 2004. 44(6). 897-902. Available from: https://doi.org/10.1161/01. HYP. 0000146536.68208.84.

29. Huang C.L., Kuo E. Mechanism of Hypokalemia in Magnesium Deficiency. JASN. 2007, Oct. 18(10). 2649-52. DOI: https://doi. org/10.1681/ASN.2007070792.

30. Flatman P.W., Lew V.L. The magnesium dependence of sodium-pump-mediated sodium-potassium and sodium-sodium exchange in intact human red cells. J. Physiol. 1981, Jun. 315. 421-46. DOI: 10.1113/jphysiol.1981.sp013756.

31. Lin F., Conti F., Moran O. Competitive blockage of the sodium channel by intracellular magnesium ions in central mammalian neurones. Eur. Bioph. Journal. 1991, Jan 01. 19(3). 109-18. Available from: https://europepmc.org/article/med/1647946.

32. Cell Physiology Source Book. 4^th Edn. Essentials of Membrane Biophysics. Ed by N. Sperelakis. University of Cincinnati. Ohio: Academic Press: Elsevier, 2011. 996p. eBook ISBN: 9780123877574.

33. Gьnther T. Na+/Mg²+Antiport in Non-Erythrocyte Vertebrate Cells. Magnesium Research. 2007. 20(2). 89-99. DOI: 10.1684/ mrh.2007.0100.

34. Gьnther T. Concentration, compartmentation and metabolic function of intracellular free Mg²+. Magnesium Research. 2006, Dec. 19(4). 225-36. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih. gov/17402290/

35. Gьnther T. Mechanisms, regulation and pathologic significance of Mg²+ efflux from erythrocytes. Magnesium Research. 2006, Sep. 19(3). 190-8. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17172009/

36. Ebel H., Gьnther T. Na+/Mg²+ antiport in erythrocytes of spontaneously hypertensive rats: role of Mg²+ in the pathogenesis of hypertension. Magnesium Research. 2005, Sep. 18(3). 175-85. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16259378/

37. Ebel H., Gьnther T. Stimulation of Na+/Mg²+ antiport in rat erythrocytes by intracellular Cl^-. FEBS Lett. 2003, May 22. 543(1-3). 103-7. DOI: 10.1016/s0014-5793(03)00417-4.

38. Gьnther T. Mechanisms and regulation of Mg2+ efflux and Mg²+ influx. Miner Electrolyte Metab. 1993. 19(4-5). 259-65. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8264512/^Ш

39. Fulop T. How does hypomagnesemia-induced hypokalemia occur? [Internet]. Medscape. Emergency Medicine, NEWS & perspective [Updated. Oct 30, 2020] Available from: https://www.med- scape.com/answers/2038394-35958/how-does-hypomagnesemia- induced-hypokalemia-occur

40. Gragossian A., Bashir K., Friede R. Hypomagnesemia [Internet] StatPearls [Last Update. September 6, 2020]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK500003/

41. Білецький О.В. Зміни концентрації електролітів плазми крові в умовах магнезіальної терапії у пацієнтів у стані травматичного шоку на тлі політравми. Медицина невідкладних станів. 2019. 5(100). 69-73.

42. Strandvik G.F. Hypertonic saline in critical care: a review of the literature and guidelines for use in hypotensive states and raised intracranial pressure. Anaesthesia. 2009, Sep. 64(9). 990-1003. DOI: 10.1111/j.1365-2044.2009.05986.x

43. Nielsen F.H. Magnesium deficiency and increased inflammation: current perspectives. J. Inflam. Research. 2018. 11. 25-34. DOI: 10.2147/JIR.S136742.

44. MoslehiN., Vafa M., Rahimi-Foroushani A., Golestan B. Effects of oral magnesium supplementation on inflammatory markers in middle-aged overweight women. J. Res. Med. Sci. 2012. Jul. 17(7). 607-14. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC3685774/

45. Kramer J.H., Spurney C., Iantorno M. et al. Neurogenic Inflammation and Cardiac Dysfunction due to Hypomagnesemia. Am. J. Med. Sci. 2009, Jul. 338(1). 22-7. DOI: 10.1097/ MAJ.0b013e3181aaee4d.

46. Muroi С., Burkhardt J.K., Hugelshofer M., Seule M., Mishi- ma K., Keller E. Magnesium and the inflammatory response. potential pathophysiological implications in the management of patients with aneurysmal subarachnoid hemorrhage? Magnesium Research. 2012. 25(2). 64-71. Available from: https://www.zora.uzh.ch/id/eprint/74189/

47. Xia J., Chen H., Yan J., Wu H., WangH., Guo J. et al. High- Purity Magnesium Staples Suppress Inflammatory Response in Rectal Anastomoses. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. 9(11). 9506-15. Available from: https://doi.org/10.1021/acsami.7b00813.

48. Castiglion S., Cazzaniga A., Locatelli L. Am. Maier J. Burning magnesium, a sparkle in acute inflammation: gleams from experimental models. Magnesium Research. 2017, Feb 01. 30(1). 8-15. DOI: 10.1684/mrh.2017.0418.

49. Hu T., Xu H., Wang C., Qin H., An Z. Magnesium enhances the chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells by inhibiting activated macrophage-induced inflammation. Scientific Reports. 2018. Feb 21. 8. 3406. DOI: 10.1038/s41598-018-21783-2.

50. Xie P., Li X., Zhu J., Wu J., Geng S., Zhong C. Magnesium isoglycyrrhizinate suppresses LPS-induced inflammation and oxidative stress through inhibiting NF-kB and MAPK pathways in RAW264.7 cells. Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2019. 27(3). 516-24. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/ar- ticle/abs/pii/S0968089618316171.

51. Ozen M., Xie H., Shin N., Al Y.G., Clemens J., McLane M.W. et al. Magnesium sulfate inhibits inflammation through P2X7 receptors in human umbilical vein endothelial cells. Pediatric. Research. 2020. 87. 463-71 Available from: https://www.nature.com/articles/ s41390-019-0557-7?proof = t.

52. Vida C., Carracedo J., de Seqera P. et al. Increasing the Magnesium Concentration in Various Dialysate Solutions Differentially Modulates Oxidative Stress in a Human Monocyte Cell Line. Antioxidants. 2020. 9(4). 319. Available from: https://doi.org/10.3390/antiox9040319

53. Liu M., Dudley, Jr. SC. Magnesium, Oxidative Stress, Inflammation, and Cardiovascular Disease. Antioxidants (Basel). 2020. Oct. 9(10). 907. DOI: 10.3390/antiox9100907

54. Almoznino-Sarafian D., Berman S., Mor A., Shteinshnai- der M., Gorelik O., Tzur I. et al. Magnesium and C-reactiveprotein in heart failure. An anti-inflammatory effect of magnesium administration? Eur. J. Nutr 2007, Jun. 46(4). 230-7. DOI: 101007/s00394- 007-0655-x.

55. Altura B.M., Shah N.C., Shah G.J., Zhang A., Li W., Zheng T., Perez-Albela J.L., Altura B.T. Short-term Mg deficiency upregulates protein kinase C isoforms in cardiovascular tissues and cells. relation to NF-kB, cytokines, ceramide salvage sphingolipid pathway and PKC-zeta. Hypothesis and review. Int. J. Clin. Exp. Med. 2014. Jan. 7(1). 1-21. Available from: https://pubmed.ncbi. nlm.nih.gov/24482684/

56. Mazur A., Maier J.A., Rock E., Gueux E., Nowacki W., Rayssiguier Y. Magnesium and the inflammatory response. Potential physiopathological implications. Arch. Biochem. Biophys. 2007, Feb 01. 458(1). 48-56. DOI: 10.1016/j.abb.2006.03.031.

57. Ferrи S., BaldoliE., LeidiM., Maier J.A.M. Magnesium deficiency promotes a pro-atherogenic phenotype in cultured human endothelial cells via activation of NFkB. Biochim. Biophys. Acta. 2010, Nov. 1802(11). 952-8. DOI: 10.1016/j.bbadis.2010.06.016.

58. Jaffe R. Three Safe & Simple Ways to Detox [Internet] Holistic Primary Care. News for Health & Healing [Wednesday, 11 May 2016 0. 52. cited 03 Aug 2021] Available from: https://holisticpri- marycare.net/topics/prevention-practice-pearls/three-safe-simple- ways-to-detox/

59. Rashvand S., Mobasseri M., Tarighat-Esfanjani A. Effects of Choline and Magnesium Concurrent Supplementation on Coagulation and Lipid Profile in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus: a Pilot Clinical Trial. Biol. Trace Elem. Res. 2020, Apr. 194(2). 328-35. DOI: 10.1007/s12011-019-01802-7.

60. Speich M., Auget J.L., Arnaud P. Correlations between magnesium and heavy metals in blood and sixteen tissues of rabbits. Magnesium Research. 1989, Sep. 2(3). 179-82. Available from: https:// pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2640901/

61. Boujelben M., Abdennabi R., Elfki A. The protective effect of Mg on accumulation biomarkers and markers of Cd-induced oxidative stress in adult male Wistar rats. Clinical Case Reports, Research & Trials. 2018, Feb 09. 3. 4-15. Available from: http://www.kenkyu- group.org/article/13/134/The-protective-effect-of-Mg-on-accumu- lation-biomarkers-and-markers-of-Cd-induced-oxidative-stress-in- adult-male-wistar-rats.

62. Djukic-Cosic D., Ninkovic M., Malicevic Z., Matovic V., Soldatovic D. Effect of magnesium pretreatment on reduced glutathione levels in tissues of mice exposed to acute and subacute cadmium intoxication. a time course study. Magnesium Research. 2007. Sep. 20(3). 177-86. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17972460/

63. Yavuz Y., Mollaoglu H., YurUmez Y. et al. Therapeutic effect of magnesium sulphate on carbon monoxide toxicity-mediated brain lipid peroxidation. European Review for Medical & Pharmacological Sciences. 2013. 17(Suppl. 1). 28-33. Available from: https://www.sig- maaldrich.com/UA/en/tech-docs/paper/181920.

64. Курсов С.В., Белецкий А.В., Лизогуб К.И., Лизогуб Н.В. Мониторинг содержания в крови карбоксигемоглобина для оценки тяжести травматического шока иреперфузионных повреждений. Медицина неотложных состояний. 2017. 1(80). 32-8.

65. Яковцов І.З., Білецький О.В., Курсов С.В., Яцина Г.С., Скоропліт С.М. Підвищення ендогенної продукції монооксиду вуглецю та утворення небезпечного вмісту в крові карбоксиге- моглобіну в пацієнтів із політравмою, які перебувають у критичних станах. Проблеми безперервної медичної освіти та науки. 2018. 4(32). 45-50.

66. Eddleston M., Buckley N.A., Eyer P., Dawson A.H. Management of acute organophosphorus pesticide poisoning. Lancet. 2008, Feb 16. 371(9612). 597-607. DOI: 10.1016/S0140- 6736(07)61202-1.

67. Pajoumand A., Shadnia S., Rezaie A., Abdi M., Abdol- lahi M. Benefits of magnesium sulfate in the management of acute human poisoning by organophosphorus insecticides. Hum. Exp. Toxicol. 2004, Dec. 23(12). 565-9. DOI: 10.1191/0960327104ht489oa.

68. Ajilore B.S., Alli A.A., Oluwadairo T.O. Effects of magnesium chloride on in vitro cholinesterase and ATPase poisoning by organo- phosphate (chlorpyrifos). Pharmacol Res. Perspect. 2018, Jun. 6(3). e00401. DOI: 10.1002/prp2.401.

69. BmvarM., Chan M.Y., Dawson A.H., RibchesterR.R., Eddleston M. Magnesium sulfate and calcium channel blocking drugs as antidotes for acute organophosphorus insecticide poisoning: a systematic review and meta-analysis. Clinical Toxicology. 2018, Aug. 56(8). 725-36. DOI: 10.1080/15563650.2018.1446532.

70. Seller R.H. The role of magnesium in digitalis toxicity. Am. Heart Journal. 1971. Oct. 82(4). 551-6. DOI: 10.1016/0002- 8703(71)90242-0.

S.V. Kursov, V.V. Nikonov, O.V. Biletskyi, O.I. Fedets, V.O. Homenko

Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Kharkiv, Ukraine

MNPE "O.I. Meschchaninov Kharkiv Clinical Emergency Hospital" of the Kharkiv Regional Council, Kharkiv, Ukraine PE "Analitika" Medical Laboratory, Kharkiv, Ukraine

Physiology of magnesium metabolism and the use of magnesium in intensive care (literature review with the results of own observations, part 1)

Abstract. The first part of the review presents data on the content of magnesium in organs and tissues of the human body, the role of magnesium in the implementation of multiple functions, and the peculiarities of its intake and excretion from the body. A significant part of the review is devoted to methods for determining the concentration of magnesium in biological fluids of the human body. The advantages, disadvantages and limitations of various methods are presented. The most common methods for studying the concentration of magnesium in biological fluids of the body, which are used in clinical medicine all over the world, are photometric methods with dyes. The role of the fraction of ionized magnesium in the body, the content of which is determined electrochemically, is still uncertain. Cellular magnesium studies are extremely complex and time-consuming. Cells of different organs and tissues normally contain very different amounts of magnesium. It is not possible to judge about the presence of magnesium deficiency in the body by its concentration in plasma or serum. To detect a decrease in the tissue content of magnesium, tests with magnesium load and the subsequent observation of the rate of its excretion from the body are used. The causes for the development of hypomagnesemia are extremely numerous. The main of them are: any severe stress, restriction of magnesium intake into the body, an increase in its losses through the gastrointestinal tract and the kidneys in various pathological conditions. The formation of hypomagnesemia is facilitated by therapy with numerous medications, which are very widely used in clinical practice, and especially in the intensive care. Studies on the distribution of magnesium in the body after its intravenous administration have shown that, despite the large size of hydrated magnesium ions, they can not only paradoxically quickly spread in the extracellular water space, but most likely are also able to quickly penetrate through cell membranes, spreading in the intracellular water compartment.

Keywords: magnesium; water-electrolyte metabolism; hypomagnesemia; intensive care; magnesium therapy

Курсов С.В., Ніконов В.В., Білецький О.В., Федець О.І., Хоменко В.О.

Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна

КНП «Харківська клінічна лікарня швидкої та невідкладної допомоги ім. проф. О.І. Мещанінова» Харківської міської ради, м. Харків, Україна

ПП «Медична лабораторія «Аналітика», м. Харків, Україна

Фізіологія обміну магнію і застосування магнезії в інтенсивній терапії (літературний огляд із результатами власних спостережень, частина 1)

Резюме. У першій частині огляду наведені дані про вміст магнію в органах і тканинах організму людини, описана роль магнію в реалізації множинних функцій, особливості надходження й виведення його з організму. Значна частина огляду присвячена методам визначення концентрації магнію в біологічних рідинах організму людини. Наведені переваги, недоліки й обмеження застосування різних методів. Найбільш поширеними методами вивчення концентрації магнію в біологічних рідинах організму, що використовуються у клінічній медицині, в усьому світі залишаються фотометричні методи з використанням барвників. Роль в організмі фракції іонізованого магнію, вміст якого визначається електрохімічно, досі залишається невизначеною. Дослідження вмісту магнію в клітинах надзвичайно складні і трудомісткі. Клітини різних органів і тканин містять у нормі дуже різну кількість магнію. Видається неможливим судити про наявність дефіциту магнію в організмі за його концентрацією у плазмі або сироватці крові. Для виявлення зниження вмісту магнію у тканинах застосовуються тести з магнієвим навантаженням і подальшим спостереженням за темпом виведення його з організму. Причини розвитку гіпомагніємії надзвичайно численні. Головні серед них: будь-який важкий стрес, обмеження надходження магнію в організм, збільшення його втрат через шлунково-кишковий тракт і через нирки при різних патологічних станах. Формуванню гіпомагніємії сприяє терапія численними медикаментами, що дуже широко використовуються в клінічній практиці, й особливо в практиці інтенсивної терапії. Дослідження, присвячені вивченню розподілу магнію в організмі після його внутрішньовенного введення, показали, що, незважаючи на великі розміри гідратованих іонів магнію, вони не тільки можуть парадоксально швидко поширюватися в обсязі позаклітинного водного простору, але й, швидше за все, здатні швидко проникати через клітинні мембрани, поширюючись у внутрішньоклітинному водному компартменті.

Ключові слова: магній; водно-електролітний обмін; гіпо- магніємія; інтенсивна терапія; магнезіальна терапія

Размещено на Allbest.ru