მაგნიუმი, როგორც ნეირონული აგზნებადობის რეგულატორი: რატომ იწვევს მისი დეფიციტი ნერვული სისტემის ჰიპერაგზნებადო

მაგნიუმი ფუნქციონირებს როგორც ძაბვის დამოკიდებული მოლეკულური საცობი N-მეთილ-D-ასპარტატის (NMDA) რეცეპტორ არხში, რომელიც ფიზიკურად ბლოკავს კალციუმის შესვლას ნეირონებში დასვენების მემბრანული პოტენციალის დროს. Nature-ში მაიერის და კოლეგების მიერ 1984 წელს გამოქვეყნებული და ნოვაკის და კოლეგების მიერ ასევე Nature-ში გამოქვეყნებული კვლევების მიხედვით, ნეირონები მხოლოდ მაშინ აქტიურდებიან, როდესაც გლუტამატი უკავშირდება და საკმარისი მემბრანული დეპოლარიზაცია გადაადგილებს მაგნიუმის ბლოკს. როდესაც სისტემური მაგნიუმი მცირდება, ეს კარიბჭის მექანიზმი სუსტდება, რაც ნეირონული აქტივობის ზღვარს ამცირებს და ჰიპერაგზნებადობას იწვევს, სანამ სტანდარტული სისხლის ტესტებზე რაიმე ანომალია გამოჩნდება.

ძირითადი დასკვნები

მაგნიუმი მოქმედებს როგორც ფიზიკური იონური არხის ბლოკერი დასვენების დროს; ნეირონებს სჭირდებათ როგორც გლუტამატის ბმა, ასევე ძაბვის ცვლილება ამ ბლოკის დასაძლევად

სერიული მაგნიუმი ასახავს სხეულის საერთო მარაგის 1%-ზე ნაკლებს და რჩება “ნორმალური” დიდი ხნის განმავლობაში, სანამ ქსოვილების დონე ამოწურული ხდება

აშშ-ის მოზრდილთა დაახლოებით ნახევარი მოიხმარს მაგნიუმის რეკომენდებულ დიეტურ ნორმაზე ნაკლებს (310–420 მგ/დღე), როგორც იუწყება ეროვნული ჯანმრთელობისა და კვების გამოკვლევის კვლევის (NHANES) მონაცემებით

მაგნიუმის დეფიციტის ადრეული ნიშნები — შფოთვა, უძილობა, სენსორული გაღიზიანება — წარმოიშობა ნეირონული ჰიპერაგზნებადობისგან კლინიკური გამოვლენის წინ

ძაბვის დამოკიდებული ბლოკი: როგორ აკონტროლებს მაგნიუმი ნეირონულ აქტივობას

NMDA რეცეპტორი არის კალციუმის გამტარი იონური არხი, რომელიც ცენტრალურია ნეირონულ სიგნალიზაციაში და სინაფსურ პლასტიურობაში. დასვენების დროს, მემბრანის დასვენების პოტენციალზე (დაახლოებით −70 მვ), მაგნიუმის იონები იკავებენ არხის პორს, ფიზიკურად ხელს უშლიან კალციუმის შესვლას უჯრედში. ეს არ არის პასიური ბლოკირება — ეს არის ნეირონული კარიბჭის მექანიზმის აქტიური კომპონენტი. როდესაც ნეირონი იღებს გლუტამატს (ძირითადი აგზნებითი ნეიროტრანსმიტერი), რეცეპტორი იხსნება, მაგრამ კალციუმი მაინც ვერ შედის თუ მემბრანა საკმარისად არ დეპოლარიზდება მაგნიუმის საცობის გადასაადგილებლად.

ეს ორმაგი კარიბჭის სისტემა — რომელიც მოითხოვს როგორც ქიმიურ (გლუტამატი), ასევე ელექტრულ (მემბრანის ძაბვა) სიგნალებს — არის ერთ-ერთი საუკეთესო ხასიათის იონური არხის მექანიზმი ნეირომეცნიერებაში. მაიერი და კოლეგები (Nature, 1984) და ნოვაკი და კოლეგები (Nature, 1984) დამოუკიდებლად აჩვენეს, რომ მაგნიუმის კონცენტრაცია პირდაპირ აკონტროლებს ძაბვის ზღვარს, რომლის დროსაც არხი ხდება გამტარი. დაბალი მაგნიუმი = დაბალი ზღვარი = ნეირონული აქტივობის გამარტივება.

რატომ მალავს სერიული მაგნიუმი ქსოვილების ამოწურვას

მაგნიუმის დეფიციტის კლინიკური გამოვლენა ცნობილია, როგორც რთული, რადგან სერიული მაგნიუმი ასახავს სხ body’s საერთო მარაგის მხოლოდ მცირე ნაწილს. როზანოფისა და კოლეგების 2012 წლის კვების მიმოხილვების ანალიზის მიხედვით, სერიული მაგნიუმი მოიცავს სხ body’s მაგნიუმის აუზის 1%-ზე ნაკლებს; უმეტესობა ინახება ძვალში და უჯრედშიდა ნაწილებში. თირკმელები და ძვალი აქტიურად აბრუნებენ მაგნიუმს, რათა შეინარჩუნონ სერიული დონეები ნორმალურ დიაპაზონში (ჩვეულებრივ 1.7–2.2 მგ/დლ), რაც ნიშნავს, რომ სტანდარტული სისხლის ტესტი ნორმალური გამოჩნდება, მაშინაც კი, როდესაც ქსოვილების მაგნიუმი პროგრესულად ამოწურული ხდება.

ეს ქმნის დიაგნოსტიკურ პარადოქსს: დეფიციტის ნეიროლოგიური სიმპტომები — ტრემორი, პიროვნების ცვლილებები, თავბრუსხვევა და გულის არითმიები — შეიძლება წარმოიშვას, როცა სერიული მაგნიუმი რჩება ცნობარ დიაპაზონში. ადრეული ნიშნები, ხშირად აშკარა ჰიპომაგნეზემიამდე, ქცევითი და ნეიროლოგიურია: შფოთვა, უძილობა და სენსორული მგრძნობელობის გაზრდა. ეს სიმპტომები ზუსტად ემთხვევა NMDA არხის ჰიპერაგზნებადობის ნეიროფიზიოლოგიას, რაც მაგნიუმის სტატუსს კლინიკურად აქტუალურს ხდის ლაბორატორიული დადასტურების წინაც.

დიეტური მიღების ნაკლებობა აშშ-ის მოსახლეობაში

ეროვნული ჯანმრთელობისა და კვების გამოკვლევის კვლევის (NHANES) მონაცემები, რომლებიც როზანოფისა და კოლეგების მიერ გაანალიზებულია, აჩვენებს, რომ აშშ-ის მოზრდილთა დაახლოებით ნახევარი ვერ აკმაყოფილებს მაგნიუმის რეკომენდებულ დიეტურ ნორმას (RDA), რომელიც ასაკისა და ბიოლოგიური სქესის მიხედვით მერყეობს 310–420 მგ/დღე. 31 წელზე უფროსი ასაკის ქალებისთვის RDA არის 320 მგ/დღე; იმავე ასაკის მამაკაცებისთვის 420 მგ/დღე. თუმცა, ორივე ჯგუფის თითქმის 50% მოიხმარს ამ მიზნებზე ნაკლებს.

ეს ნაკლებობა არ აიხსნება მხოლოდ სიღარიბით ან საკვების უქონლობით. დახვეწილი მარცვლეულის დამუშავება მაგნიუმით მდიდარ ქერქსა და ჩანასახს აშორებს; თანამედროვე სასოფლო-სამეურნეო პრაქტიკამ ბევრ რეგიონში ნიადაგში მაგნიუმის შემცველობა შეამცირა; და დიეტური ცვლილებები ფოთლოვანი მწვანე და მთლიანი მარცვლეულისგან დამუშავებული საკვებისკენ მოსახლეობის მიღებას შეამცირა. შედეგი არის მდუმარე, ფართოდ გავრცელებული მაგნიუმის არასაკმარისობა, რომელიც მილიონობით მოზრდილს ეხება, რომელთაგან ბევრი შფოთვასა და ძილის დარღვევას სტრესს მიაწერს, ვიდრე ბიოქიმიურ დეფიციტს.

მაგნიუმი ფიზიკურად ბლოკავს NMDA რეცეპტორის არხს დასვენების დროს; სისტემური დეფიციტი ამცირებს ნეირონული აქტივობის ძაბვის ზღვარს, რაც იწვევს ჰიპერაგზნებადობას. სერიული მაგნიუმი ასახავს სხ body’s საერთო მარაგის 1%-ზე ნაკლებს და რჩება ნორმალური, მაშინაც კი, როცა ქსოვილების დონე ამოწურული ხდება.

— მაიერი და კოლეგები, Nature (1984); ნოვაკი და კოლეგები, Nature (1984); როზანოფი და კოლეგები, კვების მიმოხილვები (2012)

მაგნიუმის ძაბვის დამოკიდებული როლი NMDA არხის რეგულაციაში წარმოადგენს ნეირონული კონტროლის ფუნდამენტურ პრინციპს: ინჰიბიტორული მექანიზმები (მაგნიუმის ბლოკის მსგავსად) ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც აგზნებითი, ტვინის ჰომეოსტაზის შესანარჩუნებლად. დაახლოებით აშშ-ის მოზრდილთა ნახევარი მოიხმარს არასაკმარის მაგნიუმს და ადრეული ნეიროფსიქიატრიული სიმპტომები ხშირად პირველადი ფსიქიატრიული დაავადების სახით განიხილება, არსებობს მზარდი შემთხვევა ფართო დიეტური შეფასებისა და კლინიკური ცნობიერების ჰიპომაგნეზემიას, როგორც შფოთვის, უძილობისა და ნეიროლოგიური დისფუნქციის სამკურნალო კონტრიბუტორის შესახებ. მომავალი კვლევა უნდა ფოკუსირდეს მაგნიუმის სტატუსის ფუნქციურ ბიომარკერებზე და დანამატების რანდომიზებულ ცდებზე სიმპტომატურ, მაგრამ სერიულად ნორმალურ მოსახლეობაში, განსაკუთრებით ნეიროფსიქიატრიული სარგებლისთვის ოპტიმალური დოზირებისა და ხანგრძლივობის გასარკვევად.

წყარო: მაიერი და კოლეგები, Nature (1984); ნოვაკი და კოლეგები, Nature (1984); როზანოფი და კოლეგები, კვების მიმოხილვები (2012)