Systemische Entzündung und Endotheldysfunktion

Dass ein Magnesiummangel zur Entstehung chronischer (degenerativer) Leiden wie z. B. von Obesitas, metabolischem Syndrom, Diabetes Typ 2, Hypertonie, Schlaganfall und anderen Herz-Kreislauferkrankungen beiträgt, kommt wahrscheinlich auch dadurch, dass oxidativer Stress, systemische Entzündung und Endotheldysfunktion begünstigt werden.

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Bei systemischen (Low-grade) Entzündungen dringen Immunzellen (Leucozyten wie Makrophagen und T-Lymphozyten) in Blutgefäße und Fettgewebe ein und verursachen dort eine chronische Entzündung, durch die eine umfassende Gewebeschädigung eintritt. Leucozyten und Adipozyten vor Ort produzieren unaufhörlich entzündungsfördernde Zytokine wie z.B. Interleukin-6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor-α (TNF-α), die nicht nur lokale Schäden anrichten, sondern auch ins Blut gelangen. Die zirkulierenden entzündungsfördernden Zykokine sorgen dafür, dass die Leber die Produktion des hochsensitiven C-reaktiven Proteins (hs-CRP) hochfährt (Akutphasenreaktion) und dadurch die systemische Entzündung weiter anheizt. Die Endotheldysfunktion (bei der die Zellen, die die Innenwand der Blutgefäße auskleiden, nicht mehr richtig funktionieren) hängt eng mit der systemischen Entzündung zusammen. Die Endothelzellen produzieren weniger NO (Stickstoffmonoxid) mit der Folge einer weniger guten Vasodilatation und produzieren durch oxidativen Stress und Exposition gegenüber entzündungsfördernden Zytokinen umso mehr Zelladhäsionsmoleküle wie E-Selectin, ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1) und VCAM-1 (vascular adhesion molecule-1). Diese Adhäsionsmoleküle begünstigen die Anheftung von Leukozyten an die Gefäßwand und ermöglichen, dass diese Entzündungszellen in die Gefäßwand eindringen, was wiederum zur Entwicklung der Atherosklerose beiträgt.

In Humanstudien (Querschnittsstudie, prospektive Kohortenstudien) wurden signifikant inverse Assoziationen zwischen der Magnesiumaufnahme mit der Nahrung und Biomarkern für eine systemische Entzündung (darunter hs-CRP, IL-6 und TNF-alpha) gefunden.
In Tierversuchen wurde nachgewiesen, dass Magnesiummangel eine Entzündung des Herzmuskels verursacht, die mit einer Entzündung im Bereich der Blutgefäße im Herzen beginnt. Herzgewebe von Tieren mit Magnesiummangel ist weniger widerstandsfähig gegenüber Ischämie/Reperfusion (größere Schädigung, wenn die Durchblutung des Gewebes nach einem zeitweisen Sauerstoffmangel wieder in Gang kommt) und funktioniert nach Erholung signifikant schlechter als Herzgewebe von Tieren mit normalem Magnesiumstatus. Epidemiologische und experimentelle Studien zeigen eine inverse Assoziation zwischen Magnesiumstatus und Blutdruck.

Magnesiummangel fördert Stress durch Aktivierung der HHN-Achse (Hypothalamus-Hypophyse-Nebennierenachse), was unter anderem zu Angst und Depression führen kann.
In einer experimentellen Studie mit 13 menopausalen Frauen (47-75 Jahre) wurde ein direkter (ursächlicher) Zusammenhang zwischen Magnesiummangel, verminderter Glukosetoleranz und kardiovaskulärer Erkrankung gefunden. In der Studie wurde die tägliche Magnesiumaufnahme stark gesenkt, auf 101 mg/Tag. In weniger als drei Monaten bekamen fünf Frauen Herzrhythmusstörungen, wodurch vier von ihnen die Studie vorzeitig verlassen mussten. Drei Frauen bekamen Beschwerden durch Vorhofflimmern/Herzflattern, die durch Magnesiumrepletion behoben wurden. Magnesiumdepletion führte zur Erhöhung des nüchternen Blutzuckerspiegels und einer verminderten Glukosetoleranz, die mit dem intravenösen Glukosetoleranztest festgestellt wurde. Der Magnesiumgehalt in den Zellmembranen der Erythrozyten war abgesenkt, während der Serum-Magnesiumspiegel innerhalb der Referenzwerte blieb.

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Risikofaktoren für einen Magnesiummangel

Einem Magnesiummangel können mehrere Faktoren Vorschub leisten:
Eine geringe Magnesiumaufnahme mit der Nahrung: Vorliebe für verarbeitete Nahrungsmittel, hoher Alkoholkonsum, Anorexie, Altern.

Verminderte intestinale Aufnahme oder Malabsorption von Magnesium: Mögliche Ursachen sind lang anhaltende Diarrhoe, Erbrechen, hoher Alkoholkonsum, Morbus Crohn, Zöliakie, regionale Enteritis, Teilentfernung des Dünndarms (insbesondere des Ileums), Darmentzündung nach Bestrahlung, verringerte Magensäureproduktion, hohe Einnahme von Calcium oder Kalium, Altern, Vitamin-D-Mangel, Exposition gegenüber Metallen (Aluminium, Blei, Cadmium). Die Magnesiumresorption erfolgt im Magendarmtrakt (vorwiegend im Dünndarm) durch passive (parazelluläre) Diffusion und aktiv über den Ionenkanal TRPM6. Bei einer Einnahme von 300 mg Magnesium pro Tag liegt die Resorption zwischen 30 und 50%. Bei einer geringen Magnesiumeinnahme mit der Nahrung oder einem niedrigeren Serum-Magnesiumspiegel verbessert sich die Magnesiumaufnahme durch Erhöhung der aktiven Magnesiumresorption von 30-40% auf 80%. Es gibt wahrscheinlich Menschen, bei denen das aktive Transportsystem schlecht funktioniert (‚poor absorbers‘) oder gänzlich fehlt (primärer Magnesiummangel). Die Magnesiumaufnahme hängt bei ihnen teilweise oder völlig von der passiven Diffusion ab (10-30% Resorption), so dass sich bei einer Magnesiumeinnahme, die für andere ausreichend ist, ein Magnesiummangel einstellen wird.

Erhöhte Ausscheidung von Magnesium über die Nieren: Mögliche Ursachen sind Alterung, lang anhaltender Stress, hoher Alkoholkonsum, metabolisches Syndrom, Diabetes Typ 2, Hyperthyreose, Einnahme bestimmter Arzneimittel wie z. B. von Diuretika (siehe Wechselwirkungen), hohe Einnahme von Calcium, Kaffee, Erfrischungsgetränken, Salz, Zucker.
Erhöhter Magnesiumbedarf: u. a. in Schwangerschaft und Stillzeit, bei schwerer körperlicher Anstrengung.

Feststellung eines Magnesiummangels

Bei einer Magnesiumdefizienz handelt es sich um eine Absenkung des Gesamt-Magnesiumgehalts im Körper. Ein Magnesiummangel kommt häufig vor, auch bei Menschen mit einem scheinbar gesunden Lebensstil, und wird leider oftmals übersehen. Grund dafür ist das Fehlen typischer (pathognomonischer) Symptome, an denen sich ein Magnesiummangel sofort erkennen lässt. Nur 1% des Magnesiums befindet sich im Blut, 70% liegen in Ionenform oder an Oxalat, Phosphat oder Citrat koordiniert vor, 20% sind an Eiweiße gebunden. Eine Blutuntersuchung (extrazellulärer Magnesiumgehalt, Magnesiumgehalt in Erythrozyten) ist nicht ideal, um sich eine Vorstellung über den Magnesiumstatus im gesamten Körper (Knochen, Muskeln, sonstige Gewebe) zu verschaffen. Ein Magnesiummangel geht nicht immer mit einem abgesenkten Magnesiumgehalt im Blut (Hypomagnesiämie) einher, Magnesium kann aus Knochen oder anderen Geweben freigesetzt worden sein, um den Blutspiegel zu normalisieren. Manchmal liegt eine Hypomagnesiämie bei normalem Magnesiumstatus vor. Der Serum-Magnesiumspiegel wird vor allem durch das Gleichgewicht zwischen Magnesiumaufnahme (abhängig von der Magnesiummenge in der Nahrung und der intestinalen Resorption) und Magnesiumausscheidung bestimmt. Der Austausch von Magnesium zwischen Blut und Geweben verläuft langsam.

Der Serum-Magnesiumspiegel wird normalerweise innerhalb enger Grenzen gehalten: bei Abfallen des Serum-Magnesiumspiegels steigt die intestinale Magnesiumresorption und bei Überhöhung des Serum-Magnesiumspiegels steigt die renale Magnesiumausscheidung. Ein Serum-Magnesiumspiegel unter dem Referenzwert (0,75 mmol/l) kann bedeuten, dass die intestinale Magnesiumresorption so gering ist, dass dies von den Nieren nur unzureichend kompensiert wird, oder dass die erhöhte renale Magnesiumausscheidung nur unzureichend durch eine effizientere Magnesiumresorption im Magendarmtrakt kompensiert wird. Ein zu niedriger Serum-Magnesiumspiegel bedeutet meist, dass ein Magnesiummangel vorliegt oder im Laufe der Zeit eintreten wird und eine Supplementation mit Magnesium erforderlich ist. Magnesiummessungen im Serum, in den Erythrozyten und im Urin sind brauchbar, die Methode der Wahl zur Bestimmung des Gesamtmagnesium-Status ist vorläufig noch der (intravenöse) Magnesium-Belastungstest. Bei dem Belastungstest werden 30 mmol Magnesium (1mmol = 24 mg) langsam über 8 bis 12 Stunden intravenös verabreicht und die Magnesiumausscheidung im 24-Stunden-Urin gemessen. Bei einem (latenten) Magnesiummangel ist die renale Magnesiumausscheidung signifikant herabgesetzt. Personen mit einem guten Magnesiumstatus scheiden mindestens 90% des Magnesiums im 24-Stunden-Urin wieder aus; bei Magnesiummangel werden in 24 Stunden weniger als 75% des Magnesiums wieder ausgeschieden.

Der Magnesiumgehalt in den Erythrozyten ist ein besserer Indikator für den Magnesiumstatus als der Serum-Magnesiumgehalt. In einer Studie mit älteren Menschen hatte niemand einen zu niedrigen Serum-Magnesiumspiegel, doch war der Magnesiumgehalt in den Erythrozyten bei 57% der Probanden zu niedrig. Die Bestimmung des Magnesiums in den Erythrozyten ist wiederum weniger aussagefähig als der Magnesium-Belastungstest: Nur 60% der Fälle, die aufgrund des Magnesium-Belastungstests einen Magnesiummangel haben, werden erkannt. Kontraindikationen für den Magnesium-Belastungstest sind eine eingeschränkte Nierenfunktion, die Einnahme von Medikamenten, die sich auf die Nierenfunktion auswirken (z. B. Diuretika, Cyclosporin, Cisplantin), und schwerwiegende Magen-Darm-Probleme. Der Belastungstest wird vor allem eingesetzt, um einen Magnesiummangel bei Personen auszuschließen, bei denen der entsprechende Verdacht besteht, deren Blutwerte aber normal sind.

Bei einem Serum-Magnesiumspiegel <0,75 mmol/l liegt ein (schwerwiegender) Magnesiummangel vor, bei einem Serum-Magnesiumspiegel zwischen 0,75 und 0,85 mmol/l sollte ein Magnesium-Belastungstest durchgeführt werden, um festzustellen, ob wirklich ein Magnesiummangel vorliegt. Übrigens gibt es auch eine Definition, die einen Serum-Magnesiumspiegel <0,9 mmol/l als Hypomagnesiämie ansieht. Der Magnesium-Belastungstest kann bei Personen mit normalen Magnesium-Blutwerten erwogen werden, wenn sie Gesundheitsbeschwerden oder (Risikofaktoren für) Erkrankungen haben, die zu einem Magnesiummangel passen.

Magnesium-Supplementation

Bei einem zu niedrigen Magnesiumstatus sollten zunächst die Essgewohnheiten verbessert und mehr Nahrungsmittel mit hohem Magnesiumgehalt verzehrt werden. Im Allgemeinen ist bei der Magnesium-Supplementation eine (Erhaltungs-) Dosierung von 200 bis 400 mg pro Tag ausreichend. Höhere therapeutische Dosierungen (400-800 mg pro Tag) sind möglich, sofern Magnesium keine Magen-Darm- Beschwerden hervorruft und keine Risikofaktoren für eine Hypermagnesiämie vorliegen (siehe Sicherheit und Nebenwirkungen). Organische Magnesiumverbindungen wie z. B. Aminosäurechelate (Magnesiumbisglycinat), Gluconate und Citrate werden besser resorbiert als anorganische Magnesiumverbindungen (Oxide, Carbonate). Das organisch gebundene Magnesiumbisglycinat wird unverändert durch die Darmschleimhaut resorbiert, erst danach wird das Magnesium abgespalten. Dadurch erfolgt die Aufnahme schneller und wird nicht durch fehlende Magensäure oder andere vorhandene Mineralstoffe wie Calcium behindert.

Wechselwirkungen

Alkohol führt zu Magnesiummangel. Präklinische Studien legen nahe, dass die Supplementation mit Magnesium vor ethanolinduziertem Vasospasmus und Gefäßschädigungen im Gehirn schützt. Bei der Alkoholentwöhnung kann eine erhöhte Magnesiumzufuhr der Schlaflosigkeit entgegenwirken und den GGT-Serumspiegel senken (Serum-Gamma-Glutamyltransferase ist ein Indikator für Leberdysfunktion und ein Marker für Alkoholkonsum).

Verschiedene Arzneimittel können den Magnesiumstatus senken, darunter Abführmittel, Thiazid-Diuretika, Schleifendiuretika, Beta-2-Antagonisten, Digoxin, Antibiotika (Aminoglycoside, Gentamicin, Amphotericin, Carbenicillin), ACE-Hemmer, Cisplatin, Carboplatin, Cyclosporin, Pentamidin, Foscarnet, Tacrolimus, Corticosteroide, Antihistaminika, Immunsuppressiva, Thioridazin und Cetuximab. Eine Magnesium-Supplementation kann erforderlich sein.

Eine Magnesium-Supplementation verringert die Neurotoxizität von Isoproterenol und die renale Toxizität von Cisplatin.

Protonenpumpenhemmer senken die Magnesiumresorption und können Hypomagnesiämie verursachen. Eine zusätzliche Magnesiumeinnahme kann erforderlich sein.
Magnesium kann die Resorption bzw. Wirksamkeit von Arzneimitteln wie z. B. Antibiotika (Tetrazykline, Fluorchinolone), Biphosphonaten, Chlorpromazin, Digoxin und Schilddrüsenhormonen verringern. Nehmen Sie ein Magnesium-Supplement vorzugsweise mindestens zwei Stunden vor oder nach eventuellen Arzneimitteln ein.

Die Supplementation mit Magnesium und Calcium verringert die mit Oxaliplatin verbundene Neurotoxizität.

– Kaliumsparende Diuretika können die Magnesiumausscheidung verringern.
– Magnesium kann die Wirkung von Muskelrelaxantien verstärken.
– Magnesium kann den Bedarf an oralen Antidiabetika durch Verbesserung der glykämischen Kontrolle senken.
– Ein Magnesium- und Calciummangel erhöht die Resorption und Neurotoxizität von Aluminium.
– Eine hohe Zinkeinnahme hemmt die Magnesiumresorption.
– Vitamin B6 ist ein wichtiger Magnesium-Synergist

Sicherheit und Nebenwirkungen

Magen-Darm-Beschwerden wie z. B. Durchfall und Übelkeit können bei Dosierungen ab 250-350 mg Magnesium pro Tag auftreten. Der UL (Tolerable Upper Intake Level) für die Magnesium-Supplementation (Magnesium aus der Nahrung wird nicht mitgerechnet) wurde daher auf 250 mg/Tag (EFSA, Europa) bzw. 350 mg/Tag (FNB, USA) festgelegt. Vor allem Magnesiumcarbonat, Magnesiumchlorid, Magnesiumoxid und Magnesiumgluconat verursachen Magen-Darm-Beschwerden. In Form von Aminosäurechelaten (wie Magnesiumbisglycinat) wird Magnesium hervorragend aufgenommen und führt zu viel weniger Nebenwirkungen wie z. B. Durchfall.
Bei Personen mit normaler Nierenfunktion hat Magnesium eine geringe Toxizität, ein Übermaß wird schnell über die Nieren ausgeschieden. Es gibt einige Situationen, in denen eine Hypermagnesiämie auftreten kann: bei verminderter Nierenfunktion (Kontraindikation für eine Magnesium-Supplementation), stark verringerter Darmperistaltik (zum Beispiel nach einer Narkose, durch Anticholinerika oder durch eine Darmobstruktion, durch die die Magnesiumresorption erheblich zunimmt) und/oder eine extrem hohe Magnesiumeinnahme.

Vergiftungserscheinungen (toxische Hypermagnesiämie mit Gesichtsrötung, Übelkeit, Erbrechen, Verlust der Muskelreflexe, Muskelschwäche, Schläfrigkeit, Bradikardie, Hypotonie, Atemdepression, Koma) sind selten und treten nur bei Dosierungen über 2500 mg Magnesium pro Tag (also dem mindestens 10-fachen UL) auf. Meist handelte es sich dabei um Selbstmedikationen mit sehr hohen Dosierungen rezeptfreier magnesiumhaltiger Präparate (Abführmittel, Magensäureblocker, Schmerzmittel), bei denen die Magnesiumeinnahme mehr als 5000 mg/Tag betrug. Bei einer Hypermagnesiämie liegt der Serum-Magnesiumspiegel über 1,2 mmol/l, Vergiftungssymptome treten meist erst bei einem Serumspiegel über 1,7-2,6 mmol/l auf. Bei einem Magnesiummangel kann der Serum-Magnesiumspiegel normal sein, eine Magnesiumvergiftung ist immer mit einer Hypermagnesiämie verbunden.

Quelle: OrthoKnowledge

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