Magnesium-und Gefäßveränderungen bei Bluthochdruck

Abstract

Viele Faktoren verwickelt wurden in die Pathogenese der Hypertonie, einschließlich änderungen in der intrazellulären Konzentration von Kalzium, Natrium, Kalium und magnesium. Es ist eine signifikante inverse Korrelation zwischen serum-magnesium und Inzidenz von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Magnesium ist ein Mineral mit wichtigen Funktionen im Körper wie antiarrhythmischer Wirkung, Gefäßtonus, Kontraktilität, Glukosestoffwechsel und Insulinhomöostase., Darüber hinaus sind niedrigere Magnesiumkonzentrationen mit oxidativem Stress, proinflammatorischem Zustand, endothelialer Dysfunktion, Thrombozytenaggregation, Insulinresistenz und Hyperglykämie verbunden. Die widersprüchlichen Ergebnisse von Studien zur Bewertung der Auswirkungen von Magnesiumpräparaten auf den Blutdruck und andere kardiovaskuläre Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wirkung von Magnesium im Gefäßsystem vorhanden, aber noch nicht nachgewiesen ist., Daher ist diese Mineralergänzung nicht als Teil einer blutdrucksenkenden Behandlung indiziert, und weitere Studien sind erforderlich, um die Rolle von Magnesium bei der Prävention und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen besser zu klären.

1. Einleitung

Primäre Hypertonie ist die häufigste Form der Blutdruckerhöhung, deren Ursache unbekannt bleibt. Viele Faktoren waren jedoch an seiner Pathogenese beteiligt, wie das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System und die Hyperaktivierung des sympathischen Nervensystems., Darüber hinaus wurden Veränderungen der intrazellulären Ionen wie Calcium, Natrium, Kalium und Magnesium auch mit Bluthochdruck in Verbindung gebracht.

In den letzten Jahren liegt die Prävalenz von Bluthochdruck in Industrieländern bei etwa 25-30%, und für die BP-Kontrolle und-Prävention wurden mehrere Behandlungen vorgeschlagen. Unter den verschiedenen Studien zu nicht-pharmakologischen Behandlungen besteht Bedarf an einer Änderung des Lebensstils unter Einbeziehung regelmäßiger körperlicher Aktivität und gesunder Essgewohnheiten.,

Beobachtungsstudien haben gezeigt, dass eine Ernährung, die reich an Kalium, Magnesium und Kalzium ist und hauptsächlich in Obst und Gemüse vorkommt, mit einer geringeren Inzidenz und Mortalität aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden ist . Insbesondere Magnesium war das Ziel vieler Studien, wenn man bedenkt, dass es eine signifikante inverse Korrelation zwischen dem Magnesiumspiegel im Serum und der Inzidenz von Herz-Kreislauf-Erkrankungen gibt ., Darüber hinaus weisen hypertensive Patienten im Allgemeinen reduzierte intrazelluläre Magnesiumkonzentrationen auf, während der Gehalt an Natrium und Kalzium im Vergleich zu normotensiven Probanden häufig erhöht ist .

Die diätetische Empfehlung (empfohlene diätetische Zulagen/RDA) für Magnesium beträgt 400 bis 420 mg täglich für erwachsene Männer und 310 bis 320 mg täglich für erwachsene Frauen. Der Konsum liegt jedoch weit unter dieser Empfehlung, und die hohe Prävalenz dieses Mangels wurde mit mehreren chronischen Krankheiten in Verbindung gebracht. Magnesium kommt in den meisten Lebensmitteln vor, jedoch in unterschiedlichen Konzentrationen., Blattgemüse, Nüsse, Vollkornprodukte, Obst und Hülsenfrüchte gelten als Lebensmittel mit hohen Magnesiumkonzentrationen .

Um mehr Informationen über die Assoziation von Magnesium mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erhalten, führten wir eine narrative Überprüfung der Literatur durch die PubMed-Datenbank mit dem folgenden Deskriptor durch: Magnesium, intrazelluläres Magnesium, Bluthochdruck, Arteriensteifigkeit und Endothelfunktion. Wir haben narrative Reviews, experimentelle Protokolle und kontrollierte Studien in den letzten 15 Jahren (1996-2011) aufgenommen, und Fallberichte wurden ausgeschlossen.

2., Physiologische Funktionen und pathophysiologische Wirkungen von Magnesium

Das Mineral Magnesium ist das zweithäufigste intrazelluläre Kation und an mehreren wichtigen biochemischen Reaktionen beteiligt . Es ist bekannt, dass Magnesium eine antiarrhythmische Wirkung hat und den Blutdruck beeinflussen kann, indem der Gefäßtonus moduliert wird. Änderungen des extrazellulären Magnesiumgehalts können die Produktion und Freisetzung von Stickoxid (NO) verändern, was zu einer Veränderung des arteriellen glatten Muskeltonus durch Beeinflussung der Calciumkonzentrationen führt., Magnesium ist auch am Glukosestoffwechsel und an der Insulinhomöostase beteiligt. Aus diesen Gründen wurde vorgeschlagen, dass Magnesiummangel oder Veränderungen in seinem Stoffwechsel mit der Pathophysiologie von Bluthochdruck, Atherosklerose, Insulinresistenz und Diabetes zusammenhängen (Abbildung 1) .

Abbildung 1

Rolle von Magnesium und Kalzium in der Pathophysiologie von Bluthochdruck, Diabetes mellitus und Atherosklerose.

Erhöhte extrazelluläre magnesium-calcium-Einstrom hemmen., Conversely, reduced extracellular magnesium activates calcium influx via calcium channels. Low intracellular magnesium concentrations stimulate inositol-trisphosphate-(IP3-) mediated mobilization of intracellular calcium and reduce Ca2+-ATPase activity. Thus, calcium efflux and sarcoplasmic reticular calcium reuptake are reduced, leading to cytosolic accumulation of calcium and increased intracellular calcium concentration, which is a crucial factor for vasoconstriction., Erhöhte intrazelluläre Magnesiumspiegel führen zu einer verminderten intrazellulären freien Calciumkonzentration, die die Vasodilatation fördert . Die Wirkung von Magnesium als Kalziumkanalblocker kann auch dazu beitragen, die Freisetzung von Kalzium zu reduzieren und somit den Gefäßwiderstand zu verringern. Darüber hinaus aktiviert Magnesium auch die Na-K-ATPase-Pumpe, die das Gleichgewicht dieser Mineralien steuert und zur Homöostase von Elektrolyten in Zellen beiträgt .

Kleinere Magnesiumkonzentrationen scheinen mit reduziertem HDL-Cholesterin im Serum zusammen mit erhöhten LDL-Cholesterin-und Triglyceridspiegeln verbunden zu sein ., Darüber hinaus war ein Mangel an diesem Mineral zuvor mit oxidativem Stress, proinflammatorischem Zustand, endothelialer Dysfunktion, Thrombozytenaggregation, Insulinresistenz und Hyperglykämie verbunden .

Hohe Magnesiumspiegel können die Produktion von Adenosintriphosphat (ATP) und die intrazelluläre Glukoseverwertung erhöhen, da Magnesium als Cofaktor aller Reaktionen mit ATP-Transfer wirkt . Insulin scheint einer der wichtigsten Faktoren zu sein, die die Plasma-und intrazelluläre Magnesiumkonzentration regulieren., Es wurde vorgeschlagen, dass eine ATPase-abhängige Pumpe an dem Mechanismus beteiligt ist, durch den Insulin den Magnesiumgehalt der Erythrozyten reguliert . Andererseits kann intrazelluläres Magnesium eine Rolle bei der Modulation der insulinvermittelten Glukoseaufnahme und des Gefäßtonus spielen. Reduzierte Magnesiumverluste im Urin wurden mit einer besseren Stoffwechselkontrolle in Verbindung gebracht . Niedrige Plasma – und intrazelluläre Magnesiumspiegel können zur Verringerung der Insulinsensitivität beitragen., Tatsächlich ist bekannt, dass die Unterdrückung intrazellulärer freier Magnesiumkonzentrationen die zelluläre Glukoseverwertung verringert und somit die periphere Insulinresistenz als Postrezeptordefekt fördert .

In Bezug auf die Insulinhomöostase besteht die Hypothese,dass bei Hypomagnesiämie eine erhöhte Sekretion von Insulin und Adrenalin auftritt, um die Magnesium-und zelluläre cAMP-Konzentration (3′, 5′ – zyklisches Adenosinmonophosphat) aufrechtzuerhalten ., Darüber hinaus scheint die intrazelluläre Konzentration von Magnesium vom extrazellulären Niveau abhängig zu sein, und sein Zustrom durch den Calciumkanal ist spannungsabhängig. Extrazelluläres Magnesium kann Calciumkanäle kompetitiv hemmen und eine verminderte Insulinsekretion bestimmen. Diese Hemmung tritt nicht auf, wenn sich kein Magnesium im extrazellulären Raum befindet, was zu einer höheren Insulinsekretion führt .,

Einige Studien legen die mögliche Rolle von intrazellulärem Magnesium für die Aktivität als Regulator der Hauptkommunikationskanäle der Zellmembran nahe, was darauf hindeutet, dass ein Zusammenhang zwischen Veränderungen des intrazellulären Gehalts an Ionen, die durch Magnesiumergänzung induziert werden, und seinen blutdrucksenkenden Wirkungen bestehen kann .

3. Magnesium und Blutdruck

Experimentelle Modelle von Bluthochdruck wurden mit reduzierten Serum-und Gewebespiegeln von Magnesium in Verbindung gebracht., Bei spontan hypertensiven Ratten (SHRs) tritt ein Blutdruckanstieg ab dem Alter junger Erwachsener auf, der etwa 12 bis 16 Lebenswochen beträgt und auf eine genetische Komponente zurückzuführen ist, die der menschlichen essentiellen Hypertonie ähnelt . In SHR und auch im DOCA-Salz-Modell wurden reduzierte intrazelluläre Magnesiumspiegel in glatten Muskelzellen und Kardiomyozyten festgestellt.

Magnesiumergänzung hatte wenig blutdrucksenkende Wirkung bei Erwachsenen SHR mit gut etablierter Hypertonie., Tatsächlich war die Wirkung der Supplementierung nur bei jüngeren Tieren positiv, wenn sie in der prähypertensiven Phase begonnen wurde, um die Entwicklung von Bluthochdruck zu verhindern oder zumindest abzuschwächen . Dieser Befund deutet stark auf eine schützendere Wirkung von ergänzendem Magnesium hin, die den Blutdruckanstieg in einem frühen Stadium der Hypertonie verhindern oder verlangsamen kann.

In anderen experimentellen Studien war Magnesiummangel in der Nahrung bei früheren normotensiven Tieren mit erhöhtem Blutdruck verbunden, und eine Magnesiumergänzung konnte diesen Zustand umkehren., Klinische Studien zur Magnesiumergänzung bei hypertensiven Patienten zeigen jedoch unterschiedliche Ergebnisse. Einige Studien zeigen einen niedrigen Magnesiumspiegel im Serum bei hypertensiven Patienten im Vergleich zu normotensiven Probanden und eine Senkung des Blutdrucks nach einer Magnesiumergänzung , obwohl andere Studien diesen Befund nicht bestätigt haben. Aus diesem Grund wird eine ausreichende Zufuhr von Magnesium durch Diät empfohlen, eine Ergänzung dieses Minerals ist jedoch nicht als Teil einer blutdrucksenkenden Behandlung angezeigt .,

Experimentelle, klinische und epidemiologische Studien haben einen engen umgekehrten Zusammenhang zwischen der Nahrungsaufnahme oder Nahrungsergänzung mit Magnesium und dem Blutdruckniveau beobachtet , was auf die potenzielle Rolle von Magnesiummangel bei der Pathogenese der essentiellen Hypertonie hinweist, der Mechanismus ist jedoch unklar. Die Auswirkungen von Magnesium auf das Wachstum und die Entzündung der glatten Muskelzellen können wichtig sein.

Es wurde auch über einen Zusammenhang zwischen Rennin-Angiotensin-System, Magnesium und Blutdruck berichtet., Hypertensive Patienten mit hoher Reninaktivität haben signifikant niedrigere Serummagnesiumspiegel als normotensive Patienten, und die Plasma-Reninaktivität ist umgekehrt mit Serummagnesium assoziiert . Hypertensive Patienten ohne Blutdruckkontrolle können Hypomagnesiämie haben. Hatzistavri und Kollegen haben gezeigt , dass eine Magnesiumergänzung mit einer leichten Senkung des 24-h-Blutdrucks bei Patienten mit leichter Hypertonie einherging, die durch ambulante Blutdrucküberwachung beurteilt werden kann ., Auf der anderen Seite hat eine Studie, in der die Beziehung zwischen Serummagnesium, vaskulärer Dysfunktion, Bluthochdruck und Atherosklerose verglichen wurde, nicht genügend Ergebnisse gezeigt, um diese Assoziation zu unterstützen, was darauf hinweist, dass ein niedriger Serummagnesiumspiegel nicht als Risikofaktor für die Entwicklung dieser Zustände angesehen werden kann .

4. Magnesium und Gefäßstruktur

Hypertonie ist auch mit ungünstigen Veränderungen der elastischen Eigenschaften großer Arterien verbunden., Einige Studien haben die unabhängige prognostische Rolle der Arteriensteifigkeit bei kardiovaskulären Ereignissen bei hypertensiven Patienten gezeigt, die durch Messungen der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) beurteilt werden kann . Es gibt jedoch bisher einige Studien, die den Einfluss von Magnesium auf diesen Zustand zeigen., Van Laecke und Kollegen haben berichtet, dass Serumhypomagnesiämie im Zusammenhang mit Bluthochdruck, endothelialer Dysfunktion, Dyslipidämie und Entzündungen die Gefäßsteifigkeit bei Patienten beeinträchtigen kann, die sich einer Nierentransplantation unterzogen haben, da das niedrige Serum Magnesium unabhängig mit PWV assoziiert war, das von SphygmoCor beurteilt wurde . In einer experimentellen Studie zur Bewertung der Struktur der Halsschlagader bei Ratten war Magnesiummangel mit einem hypertrophen Gefäßumbau verbunden, der durch Supplementierung dieses Ions abgeschwächt wurde., Diese Ergebnisse legen nahe, dass Magnesiummangel die vaskulären mechanischen Eigenschaften bei jungen Tieren verändert und ein Mechanismus sein kann, der an der Pathogenese von Bluthochdruck, Atherosklerose und anderen Herz-Kreislauf-Erkrankungen beteiligt ist .

Andere mögliche Mechanismen der Magnesiumwirkung sind entzündungshemmend, antioxidativ und Modulation der Zellwachstumseigenschaften. Tatsächlich ist die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies normalerweise im Gefäßsystem hypertensiver Patienten erhöht, und die Beteiligung von Magnesium kann durch die Verringerung von Entzündungen und oxidativem Stress auftreten ., Magnesium hat antioxidative Eigenschaften, die schädliche Auswirkungen von oxidativem Stress auf das Gefäßsystem abschwächen und so einen erhöhten Gefäßtonus und eine erhöhte Kontraktilität verhindern können .

5. Magnesium und Gefäßfunktion

Endotheliale Dysfunktion bezieht sich auf ein Ungleichgewicht in der endothelialen Produktion von Mediatoren, die den Gefäßtonus, die Thrombozytenaggregation, die Gerinnung und die Fibrinolyse regulieren., Es kommt zu einer Verschlechterung der endothelabhängigen Relaxation, die sowohl durch den Verlust der NO-Bioverfügbarkeit als auch durch Veränderungen in der Produktion anderer vasoaktiver Substanzen aus Endothel, hauptsächlich Endothelin-1, und Angiotensin II, verursacht werden kann.

Die Rolle von Magnesium bei der endothelialen Dysfunktion wurde an anderer Stelle diskutiert. In der Tat wurde berichtet, dass Magnesium den Gefäßtonus verändert, indem es die Funktionen von Endothel-und glatten Muskelzellen reguliert und eine wichtige Rolle auf dem klassischen Weg der NO-Freisetzung spielt., Experimente an Tieren haben auch eine erhöhte Produktion von Prostacyclin und NO durch Magnesium gezeigt, was die endothelunabhängige und endothelabhängige Vasodilatation fördert .

Der periphere Gefäßwiderstand kann durch Magnesium verändert werden, auch durch die Regulation der Reaktionen auf vasoaktive Mittel, insbesondere Angiotensin II, Endothelin und Prostacyclin. Tiere mit Magnesiummangel weisen einen hohen Endothelin-1-Spiegel auf, deren Werte nach Ergänzung dieses Minerals reduziert wurden .,

Eine Studie, die mehr als 90.000 Frauen nach der Menopause verfolgte, zeigte, dass die Magnesiumaufnahme in der Nahrung umgekehrt mit Plasmakonzentrationen von Entzündungsmarkern wie Interleukin-6, C-reaktivem Protein (CRP) und Tumornekrosefaktor-α assoziiert war . Dieselbe Studie betonte, dass die Magnesiumaufnahme die endotheliale Dysfunktion und Entzündung verbessern und eine Rolle bei der Vorbeugung des metabolischen Syndroms spielen könnte.

Es gibt einige Studien, die den Zusammenhang zwischen Magnesiumergänzung, Endothelfunktion, Arteriensteifigkeit und Carotis-Intima-Media-Dicke belegen., Einige Berichte weisen auf vorteilhafte Wirkungen der Magnesiumergänzung bei der Verbesserung der Endothelfunktion in der Arteria brachialis bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit , Herzinsuffizienz und Diabetes mellitus hin , während andere ein günstiges Ergebnis der Magnesiumergänzung durch Verbesserung der Insulinsensitivität zeigen .

6. Magnesiumergänzung

Magnesium kann auf verschiedene Arten ergänzt werden, wie Oxid, Hydroxid, Chelat, Sulfat und Citrat., Magnesiumsulfat kann beispielsweise aufgrund seiner neuroprotektiven Wirkung und einer möglichen Rolle bei der Regulierung des Gefäßtonus als antikonvulsive Therapie bei Präeklampsie eingesetzt werden .

Einige Studien haben gezeigt, dass der Blutdruck nach einer Magnesiumergänzung sinkt. Die Verabreichung von Magnesiumoxid (400 mg täglich) über einen Zeitraum von acht Wochen bei Patienten mit Bluthochdruck kann den Blutdruck senken, und diese Verringerung wurde bereits in Büromessungen und durch ambulante Blutdrucküberwachung festgestellt ., Eine Studie mit 48 Probanden hat gezeigt, dass 600 mg Magnesiumpidolat pro Tag im Vergleich zur Gruppe ohne Supplementierung den Blutdruck bei den ergänzten Patienten senken konnten . Diese gleiche Dosierung der Ergänzung war auch mit der Verringerung des Serumgesamtcholesterins, des LDL-Cholesterins und der Triglyceride und der Verbesserung der Insulinresistenz verbunden.,

Haenni und Kollegen berichteten über positive Wirkungen der Magnesiumergänzung, um den Zusammenhang zwischen dem Metabolismus dieses Minerals und der Veränderung der Endothelfunktion durch erhöhte endothelabhängige Vasodilatation nach Magnesiuminfusion zu bestätigen . Darüber hinaus zeigte eine andere Studie, dass eine chronische Magnesiumergänzung die Endothelfunktion bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit verbessern konnte . Einige positive und negative Ergebnisse nach Magnesiumergänzung sind in Tabelle 1 dargestellt., Eine Metaanalyse ergab eine schwache kausale Korrelation zwischen Magnesiumergänzung und Blutdrucksenkung, und doppelblinde placebokontrollierte Studien sind erforderlich, um die Wirkung von Magnesiumergänzung auf kardiovaskuläre Ergebnisse zu bestimmen .,div>

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7. Schlussfolgerungen

Magnesium ist ein Mineral mit wichtigen Funktionen im Körper, und es ist wichtig, dass ihr Spiegel ausreichend ist. Die widersprüchlichen Ergebnisse von Studien zur Bewertung der Auswirkungen von Magnesiumpräparaten auf den Blutdruck und andere kardiovaskuläre Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wirkung von Magnesium im Gefäßsystem vorhanden, aber noch nicht nachgewiesen ist., Sicherlich sind das Fehlen endgültiger Schlussfolgerungen aufgrund der Heterogenität von Studienpopulationen mit unterschiedlichen klinischen Profilen und Schweregraden der Erkrankung, die mangelnde Standardisierung der Art des Supplements und der Dosis und schließlich die sehr kurze Behandlungszeit, meistens zwischen einem und drei Monaten, Faktoren, die zur Schwierigkeit beitragen, die primären Ziele zu erreichen., Basierend auf neueren Studien, obwohl wir keine kategorischen Aussagen machen können, scheint es, dass Magnesium mehr an den funktionellen Gefäßveränderungen und auch an der lokalen metabolischen Stabilität ohne Einfluss auf die Gefäßstruktur beteiligt ist. Daher sind weitere Studien erforderlich, um das Risiko eines Magnesiummangels und die bei dieser Mineralstoffergänzung zu berücksichtigenden Wirkungen zu bewerten.

Möglicherweise ist der wichtigste Punkt, eine homogenere Studienpopulation zu definieren, unter Berücksichtigung des gleichen Geschlechts und Altersgruppe, Dosierung und Art der Ergänzung, sowie eine längere Zeit für die Ergänzung., Nach der Lösung dieser Bedenken wird es möglich sein, die Rolle von Magnesium bei der Prävention und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu klären.