Magnesio nell'invecchiamento, nella salute e nelle malattie

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Astratto:Diversi cambiamenti nel metabolismo del magnesio (Mg) sono stati segnalati con l'invecchiamento, tra cui una ridotta assunzione di Mg, un ridotto assorbimento intestinale di Mg e una perdita renale di Mg. I deficit lievi di Mg sono generalmente asintomatici e i segni clinici sono generalmente aspecifici o assenti. Astenia, disturbi del sonno, iperemotività e disturbi cognitivi sono comuni negli anziani con lieve deficit di Mg e possono essere spesso confusi con sintomi legati all'età. I deficit cronici di Mg aumentano la produzione di radicali liberi che sono stati implicati nello sviluppo di diversi disturbi cronici legati all'età. Numerose malattie umane sono state associate a deficit di Mg, tra cui malattie cardiovascolari, ipertensione e ictus, sindrome cardio-metabolica e diabete mellito di tipo 2, sindromi costrittive delle vie aeree e asma, depressione, condizioni legate allo stress e disturbi psichiatrici, morbo di Alzheimer (AD) e altre sindromi da demenza, malattie muscolari (dolore muscolare, affaticamento cronico e fibromialgia), fragilità ossea e cancro. Il Mg e/o il Mg dietetico consumati nell'acqua potabile (generalmente più biodisponibile del Mg contenuto negli alimenti) o in integratori alternativi di Mg dovrebbero essere presi in considerazione nella correzione dei deficit di Mg.dimensione del pene cistanceMantenere un equilibrio ottimale di Mg per tutta la vita può aiutare nella prevenzione dello stress ossidativo e delle condizioni croniche associate all'invecchiamento. Questo deve essere dimostrato da studi futuri.

Parole chiave:magnesio; lo stress ossidativo; malattie; demenza; diabete; osteoporosi; invecchiamento; ipertensione; Salute; longevità

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1. Introduzione

Lo ione magnesio (Mg) è il catione intracellulare bivalente più presente nella cellula umana e il secondo catione dopo il potassio (K). Il peso atomico di Mg è 24,305 g/mol e il suo numero atomico è 12 (Tabella 1). Il Mg ha un ruolo cruciale in numerosi processi biologici, tra cui la fosforilazione ossidativa, la produzione di energia, la glicolisi, la sintesi di proteine ​​e acidi nucleici [1]. Il Mg gioca un ruolo nella sintesi mitocondriale dell'adenosina trifosfato (ATP) per formare MgATP[2]. La segnalazione cellulare necessita di MgATP per la fosforilazione proteica e l'attivazione dell'adenosina monofosfato ciclico (cAMP), che è coinvolto in numerosi processi biochimici [3]. Gli ioni Mg partecipano al trasporto di altri ioni attraverso le membrane cellulari, alla contrazione muscolare e al controllo dell'eccitabilità neuronale.cistanche in polvereL'omeostasi cellulare del Mg è legata al metabolismo cellulare di altri ioni, cioè K, sodio (Na), calcio (Ca), tramite Na più /K più /ATPasi, Ca più canali K attivati ​​e altri meccanismi[4].

Il Mg ha un ruolo chiave nell'omeostasi cellulare e nel funzionamento degli organi. Pertanto, il Mg ha un ruolo fisiologico nel controllo di varie attività cellulari chiave e vie metaboliche, compreso il substrato enzimatico e le funzioni strutturali e di membrana[2,5]. Il Mg è un cofattore in oltre 600 reazioni enzimatiche ed è necessario per l'attività delle protein chinasi, degli enzimi glicolitici, di tutti i processi di fosforilazione e di tutte le reazioni che implicano l'ATP [25]. Lo ione Mg ha una lieve azione antagonista del Ca ed è coinvolto in una serie di funzioni strutturali (complessi multienzimatici, cioè sintesi di proteine ​​G, proteine ​​e acidi nucleici, recettori dell'acido N-metil-D-aspartico (NMDA), mitocondri, poliribosomi, ecc.). Negli ultimi decenni è stata riconosciuta l'importanza fisiopatologica e clinica del Mg, così come i possibili effetti dei deficit di Mg su diverse malattie umane.

2. Metabolismo e fabbisogno di Mg

Il contenuto di Mg nel corpo umano è di circa 24-29 g di Mg, di cui quasi 2/3 si depositano nelle ossa e 1/3 nelle cellule. Solo<1% of="" the="" total="" mg="" is="" extracellular.="" mg="" levels="" in="" the="" serum="" range="" between="" 0.75="" and="" 0.95="" mmol/l.="" serum="" mg="" levels="" in="" healthy="" subjects="" are="" very="" constant="" and="" tightly="" preserved="" within="" this="" narrow="" range="" by="" a="" dynamic="" balance="" among="" mg="" intake,="" intestinal="" absorption,="" kidney="" excretion,="" bone="" storage,="" and="" the="" mg="" requirement="" of="" different="" tissues.="" mg="" absorption="" is="" increased="" under="" conditions="" of="" mg="" limited="" assumption.="" if="" mg="" deprivation="" persists,="" bone="" storage="" would="" help="" to="" preserve="" serum="" mg="" levels="" by="" replacing="" part="" of="" its="" content="" in="" the="" extracellular="" compartment="" [6]="" (figure="" 1).="" serum="" mg="" levels="" are="" considered="" low="" if="" inferior="" to="" 0.75="" mmol/l,="" while="" frank="" hypomagnesemia="" is="" generally="" considered="" a="" serum="" mg="" level="" lower="" than="" 0.7="" mmol/l="" [1,2,7].="" total="" serum="" mg="" levels="" (mgt)="" are="" not="" a="" sufficiently="" precise="" measurement="" of="" the="" body's="" mg="" status;="" mgt="" levels="" are="" more="" useful="" in="" epidemiological="" studies="" but="" are="" not="" enough="" accurate="" to="" detect="" subclinical="" mg="" deficits="" in="" a="" single="" subject="" [8].="" this="" is="" because="" serum="" total="" mg="" levels="" do="" not="" accurately="" mirror="" intracellular="" concentrations,="" and="" low="" intracellular="" mg="" levels="" generally="" precede="" alterations="" of="" serum="" mg.="" it="" is="" thus="" possible="" to="" have="" intracellular="" and="" storage="" mg="" depletion="" with="" still="" normal="" total="" serum="" mg="" values="">

Figura 1. Bilancio del Mg (le frecce mostrano i siti più comuni di esaurimento del Mg con l'invecchiamento), inclusa la quantità giornaliera di assunzione ed escrezione di Mg. Il contenuto totale del corpo umano di Mg è compreso tra 24 e 29 g. Per mantenere l'equilibrio di Mg, una persona sana deve consumare circa 5-7 mg/kg/giorno. L'assorbimento intestinale giornaliero varia dal 25 al 60 percento dell'assunzione di Mg. Nel rene, l'80% del Mg circolante viene filtrato e circa il 60% viene riassorbito lungo il tubulo renale. Ciò si traduce in un'escrezione netta di circa 5 mmol/giorno. L'escrezione fecale è di circa 7,5 mmol/die.estratto di salsa di cistancheIl compartimento intracellulare fornisce le più importanti riserve di Mg.

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Il fabbisogno ottimale di Mg con il cibo è considerato 320 mg/die per le donne e 420 mg/die per gli uomini, secondo le 2015-2020 linee guida dietetiche per gli americani[9], ma in alcune condizioni fisiologiche potrebbero essere necessari requisiti più elevati come la gravidanza, l'invecchiamento, o durante l'esercizio fisico e in alcune condizioni patologiche (es. infezioni, diabete mellito di tipo 2 (T2DM), ecc.).

Molti fattori possono alterare l'equilibrio del Mg: alto contenuto nella dieta di Na, Ca, proteine, alcol o caffeina, o l'uso di alcuni farmaci (diuretici, es. furosemide; inibitori della pompa protonica, es., omeprazolo, ecc.). L'assorbimento di Mg avviene principalmente nell'intestino tenue [10]. Per mantenere l'equilibrio, una persona sana deve consumare circa 5-7 mg/kg/giorno (Tabella 2). Il Mg depositato nell'osso non è facilmente scambiabile e qualsiasi rapido fabbisogno di Mg è fornito dal Mg presente nel compartimento intracellulare. Il rene aiuta a controllare e modulare l'equilibrio del Mg; ogni giorno vengono eliminati nelle urine circa 120 mg di Mg [1]. Il controllo renale di Mg è strettamente dipendente dallo stato di Mg, poiché la deplezione di Mg stimola il riassorbimento di Mg attraverso il nefrone, mentre l'escrezione urinaria di Mg è ridotta in condizioni di deplezione corporea di Mg [11].stelo di cistancheI diuretici alterano la gestione renale del Mg aumentando la perdita di Mg [12]. Nessun ormone è noto per essere uno specifico regolatore del Mg. Tuttavia, molti fattori ormonali hanno un effetto identificato sull'omeostasi del Mg (cioè, insulina, ormone paratiroideo (PTH), calcitonina e catecolamine) [6,13].

3. Carenze di Mg associate a una ridotta assunzione di Mg

Diversi studi hanno costantemente dimostrato che nei paesi occidentali l'assunzione media di Mg nella dieta è spesso inadeguata [14] e significativamente inferiore all'assunzione giornaliera raccomandata di Mg [15]. Re et al. nel 2005 ha riferito che quasi i 2/3 degli americani hanno un consumo di Mg al di sotto della dose giornaliera raccomandata (RDA). Nel quarantacinque percento dei soggetti, l'assunzione giornaliera era inferiore al settantacinque percento della RDA e nel diciannove percento l'assunzione giornaliera era inferiore al cinquanta percento della RDA [16]. In Europa la situazione è simile [15]. Anche nelle donne europee fisicamente attive e ben istruite, le raccomandazioni dietetiche non vengono seguite [17]. Le diete occidentali sono generalmente ricche di cibi raffinati che sono molto poveri di Mg ma hanno anche un contenuto molto basso di cereali integrali e verdure verdi, che sono alimenti ricchi di contenuto di Mg. La cottura e i processi di raffinazione possono diminuire in modo consistente il contenuto di Mg presente negli alimenti poiché durante queste procedure si perde una quantità significativa di Mg. Pertanto, è probabile che le diete ricche di cibi raffinati o trasformati siano a basso contenuto di Mg. In particolare, la bollitura degli alimenti è una delle principali cause di perdita di Mg [18]. La presenza di una grande quantità di alimenti raffinati e trasformati nelle diete occidentali può aiutare a spiegare la grande percentuale di individui con una condizione di carenza di Mg [19].

Il microbiota intestinale patogeno può alterare l'assorbimento di Mg dalla dieta. Nei ruminanti, i batteri convertono il trans-aconitato in tricarballilato, un acido tricarbossilico che chela i cationi bivalenti del sangue, come il Mg, e ne diminuisce la disponibilità. Il tricarballilato è stato proposto come un fattore coinvolto nell'ipomagnesiemia che porta alla tetania dell'erba [20,21].

Inoltre, l'acido fitico presente in alcuni alimenti può ridurre l'assorbimento di Mg. Il glifosato, un pesticida usato frequentemente nelle colture, può chelare i minerali compreso il Mg [22], riducendo ulteriormente il contenuto di Mg nel suolo e in alcune colture. È stato dimostrato che gli alimenti biologici, provenienti da terreni privi di pesticidi, hanno un contenuto di Mg significativamente più elevato rispetto agli alimenti di controllo non biologici [23].

Il Mg è ampiamente utilizzato in molti prodotti alimentari, tra cui una varietà di confetteria, spezie e ingredienti da forno e formulazioni farmaceutiche orali come agente antiagglomerante e nella prevenzione delle contaminazioni negli alimenti e nelle bevande [24].

Il consumo di Mg da acqua ricca di Mg può essere preso in considerazione come fonte alternativa di Mg [25]. L'acqua potabile, in particolare l'acqua più dura ricca di minerali, può essere ricca di sali di Mg; pertanto, l'acqua può fornire un importante contributo supplementare all'assunzione totale di Mg, rappresentando una possibile alternativa agli integratori orali, sebbene il rapporto Ca/Mg nell'acqua possa svolgere un ruolo. Nella coorte SU.VI.MAX, i soggetti che bevevano acqua ricca di Mg risultavano avere assunzioni di Mg significativamente più elevate rispetto a quelli che bevevano acqua a bassa mineralizzazione o acqua del rubinetto [25].cistance tubulosa benefici ed effetti collateraliThe bio-availability of Mg in drinking water is generally higher when compared to Mg in food and while it is easy to add Mg to water, it is virtually impossible to add Mg to foods. The water content of Mg may be significant not only in the water used for drinking, but also in water used for cooking, since a higher concentration of Mg in the water used for boiling may reduce the leakage of Mg in food during cooking, and may reduce the loss of Mg in the boiled food. With the increasing shortage of fresh water globally, the use of desalinated seawater (DSW) is becoming very common in many areas of the world [26]. In Israel,>Il 50 percento dell'acqua potabile è ora derivata da DSW. La desalinizzazione rimuove il Mg e l'ipomagnesiemia è stata associata ad un aumento della morbilità e della mortalità cardiaca [27].

4. Deficit di Mg associati all'invecchiamento

L'invecchiamento è spesso associato a un deficit di Mg corporeo totale [19]. I livelli sierici di Mg rimangono costanti con l'età [28]. Le alterazioni del Mg sierico sono solitamente associate all'esistenza di malattie e/o alterazioni della funzionalità renale. Nelle persone anziane sane, era stata precedentemente mostrata una diminuzione dipendente dall'età della concentrazione di Mg cellulare [29] in assenza di alterazioni del Mg sierico totale. È stato confermato che la carenza cronica latente di Mg è abbastanza comune negli anziani nei paesi occidentali. I possibili meccanismi di questa dimostrata insufficienza di Mg con l'invecchiamento sono dettagliati nella Tabella 3. Questa carenza di Mg è spesso associata a un basso apporto di Mg [30,31], mentre i requisiti di Mg per i processi corporei non cambiano con l'età [32].

I dati del National Health and Nutrition Examination (NHANES) III hanno confermato che l'invecchiamento è un ulteriore fattore di rischio per un consumo inadeguato di Mg e una progressiva diminuzione con l'età [30].

L'assorbimento intestinale di Mg tende a diminuire con l'età e questo declino può essere una delle possibili cause di deficit di Mg con l'invecchiamento [33]. L'alterazione dell'assorbimento intestinale del Mg in età avanzata è spesso aggravata dalla compromissione dell'omeostasi della vitamina D, comune in età avanzata. Il riassorbimento renale di Mg è un processo attivo che si verifica nell'ansa di Henle e nel tubulo contorto prossimale. La ridotta funzionalità renale, comune negli anziani, è una possibile causa aggiuntiva di perdita di Mg.

Le carenze secondarie di Mg negli anziani possono essere collegate alla presenza di diverse condizioni e alla relativa polifarmacoterapia [34]. La terapia diuretica può causare un'eccessiva perdita urinaria di Mg. L'ipomagnesiemia indotta da diuretici è spesso accompagnata da ipokaliemia. L'ipomagnesiemia può essere presente in circa il 40% dei pazienti con ipokaliemia e la correzione del deficit di Mg è necessaria per ottenere la correzione dei deficit di K. È quindi consigliabile valutare i livelli di Mg nei pazienti con ipokaliemia. Altri farmaci comunemente usati negli anziani possono contribuire al deficit di Mg (p. es., antiacidi, bloccanti H2, inibitori della pompa protonica, antistaminici, antibiotici, farmaci antiepilettici e antivirali, tra gli altri).

5. Mg, infiammazione e stress ossidativo

Deprivazione di Mg, bassi livelli sierici di Mg e ridotto apporto dietetico di Mg sono stati tutti associati in studi preclinici, epidemiologici e clinici sull'uomo con una maggiore produzione di radicali liberi di ossigeno, infiammazione sistemica di basso grado, aumento dei livelli di marcatori di infiammazione e molecole proinfiammatorie ( IL-6, fattore di necrosi tumorale-alfa(TNF-alfa), IL-1-beta, molecola di adesione cellulare vascolare (VCAM)-1 e inibitore dell'attivatore del plasminogeno (PAI){{6} }, complemento, alfa2-macroglobulina, fibrinogeno)[16,{9}}]. King et al., utilizzando il database NHANES, hanno scoperto che l'assunzione di Mg con la dieta era inversamente correlata ai livelli di proteina C reattiva[16]. Risultati simili sono stati trovati da Song et al. utilizzando i dati dello studio sulla salute delle donne nelle donne adulte [42]. L'esaurimento del Mg si traduce in un aumento della produzione di radicali liberi derivati ​​dall'ossigeno (ROS), aumento della produzione di perossido di ossigeno e aumento della produzione di anione superossido da parte delle cellule infiammatorie. La carenza di Mg non solo aumenta lo stress ossidativo ma diminuisce anche la capacità di difesa antiossidante [35,43]. Il Mg è necessario per il corretto funzionamento della gamma-glutamil transpeptidasi, che svolge un ruolo chiave nella sintesi del glutatione antiossidante [44], confermando che il Mg può avere una lieve azione antiossidante [45]. Nell'uomo è stata riportata una correlazione tra Mg intracellulare e rapporto glutatione ridotto/ossidato circolante [46]. In un altro studio, in una popolazione esposta a stress cronico è stata rilevata una correlazione negativa tra livelli di Mg e marcatori di stress ossidativo (anioni superossido plasmatico e malondialdeide).

L'invecchiamento è accompagnato da uno stato infiammatorio di basso grado che è stato chiamato "inflam-maging"[48]. Abbiamo precedentemente postulato che un'insufficienza cronica di Mg che facilita questa condizione infiammatoria e una compromissione dello stato redox può facilitare lo sviluppo di malattie legate all'età (Figura 2)[19,49]. In particolare, abbiamo suggerito un legame tra l'insufficienza di Mg e il verificarsi di uno stato di insulino-resistenza, T2DM e sindrome cardiometabolica [2].

Figura 2. Deficit di Mg, infiammazione, stress ossidativo e invecchiamento. La relazione tra uno stato di Mg basso è generata da molteplici fattori (es., basso assunzione e assorbimento di Mg, difetti genetici del trasporto di Mg, obesità, diabete mellito di tipo 2 (DM2) e sindrome cardio-metabolica, polifarmacoterapia e abuso di alcol), che possono innescare una maggiore produzione di radicali liberi (ROS), danno ossidativo e attivazione della segnalazione redox (cioè, NF-KB, AP-1 e altri fattori di trascrizione). L'aumento dello stress ossidativo può portare al rilascio di mediatori infiammatori conformi a uno stato di infiammazione cronica di basso grado, che è stato proposto per accompagnare l'invecchiamento ed è chiamato "infiammatorio". TRPMZ: canale cationico potenziale del recettore transitorio, sottofamiglia M, membro 7; ROS: specie reattive dell'ossigeno; Fattore nucleare NF-KB potenziatore della catena leggera kappa dei linfociti B attivati; AP-1: proteina attivatrice 1; TNF-alfa: fattore di necrosi tumorale-alfa; IL: interleuchina; CRP: proteina C-reattiva.

6. Mg e le risposte immunitarie

Il Mg modula le risposte immunitarie sia innate che acquisite e agisce come mediatore nelle vie di segnalazione che controllano lo sviluppo delle cellule immunitarie, l'omeostasi e l'attivazione 35]. Il Mg è un cofattore cruciale per l'aderenza delle cellule T helper-beta, la sintesi di immunoglobuline, la citolisi anticorpo-dipendente, il legame dei linfociti IgM e la risposta dei macrofagi alle linfochine [37,50]. Il Mg influenza l'immunità acquisita modulando la proliferazione e lo sviluppo dei linfociti [51]. Recettore transitorio Il potenziale canale cationico, sottofamiglia M, membro 7 (TRPM7) è cruciale per l'omeostasi del Mg nelle cellule immunitarie. Una caduta del Mg citosolico libero e l'arresto del ciclo cellulare sono stati riscontrati in linee cellulari B carenti di TRPM7-, che sono state preservate coltivando le cellule in un mezzo contenente Mg alto. Lo sviluppo alterato delle cellule T è stato osservato nei topi knockout TRPM7 [52].

La carenza di Mg può accelerare l'involuzione del timo. Nei timi di ratti carenti di Mg, sono stati osservati livelli più elevati di apoptosi, rispetto ai controlli [53]. Una dieta carente di Mg ha causato un'alterazione del numero e della funzionalità delle cellule polimorfonucleate e l'attivazione della fagocitosi [38]. Il Mg è coinvolto nella regolazione dell'apoptosi cellulare. Anche l'apoptosi cellulare indotta da Fas richiede Mg. Un aumento dei livelli di Mg libero cellulare è necessario per l'espressione della molecola di Fas che si lega sulla superficie cellulare per innescare vie di segnalazione che avviano l'apoptosi cellulare e la morte [54]. Inoltre, il Mg è coinvolto nella sintesi, nel trasporto e nell'attivazione della vitamina D, che è un importante immunomodulatore in diverse malattie infettive, inclusa l'infezione da SARS-Cov2[37]. Il deficit di Mg può anche essere coinvolto in altri meccanismi descritti in COVID-19, come l'iperreattività immunitaria con rilascio eccessivo di mediatori infiammatori che portano alla tempesta di citochine, disfunzione endoteliale, complicanze trombotiche e condizioni predisponenti preesistenti che peggiorano il prognosi del decorso clinico di COVD-19, come vecchiaia, diabete e ipertensione (vedi sotto).

7. Sintomi clinici associati a deficit di Mg

Segni e sintomi clinici sono generalmente assenti o non specifici nei deficit di Mg moderati e i soggetti con ipomagnesiemia lieve sono generalmente asintomatici. Manifestazioni non specifiche possono includere ansia, insonnia, affaticamento, iperemotività, sintomi depressivi, mal di testa, stordimento e vertigini. La maggior parte di questi sintomi sono aspecifici e comuni nei pazienti più anziani e potrebbero essere scambiati per normali manifestazioni legate all'età. Possono essere associati altri sintomi, come mialgie, acroparestesie e crampi. Altri disturbi funzionali non specifici possono includere dolore toracico, dispnea sinusale, precordialgia, palpitazioni, extrasistoli, altre aritmie, ecc. [55].

Diversi segni e sintomi sono collegati a gravi deficit di Mg tra cui debolezza, tremore, fascicolazione muscolare, disfagia, presenza del segno di Chvostek (spasmi facciali come reazione al tocco del nervo facciale) o segno di Trousseau (spasmo dei muscoli del mano e avambraccio dopo l'applicazione di un bracciale a pressione, per occludere transitoriamente l'arteria brachiale), ipotensione ortostatica e/o ipertensione borderline [55].

Elin ha suggerito di nominare la condizione dei soggetti con questa sintomatologia non specifica associata a un equilibrio di Mg cronico negativo come una sindrome da "deficit di Mg latente cronico" (CLMD) [8]. I soggetti affetti da CLMD presentano generalmente livelli sierici totali più bassi (latenti) e sono generalmente non diagnosticati clinicamente, non avendo ipomagnesiemia, ma possono trarre beneficio dalla supplementazione di Mg.

8. Ipotesi sul possibile ruolo del Mg nel processo di invecchiamento e longevità

Il Mg è fondamentale per preservare la stabilità genomica nei sistemi cellulari, a causa dei suoi effetti stabilizzanti sul DNA e sulle strutture della cromatina. Pertanto, lo ione Mg è necessario nella riparazione dell'escissione del nucleotide, nella riparazione dell'escissione della base e nella riparazione del disadattamento ed è cruciale per la rimozione del danno al DNA causato da processi endogeni, mutageni ambientali e replicazione del DNA [56]. La carenza di Mg innesca la vulnerabilità cellulare all'ossidazione e può influenzare le prestazioni del sistema immunitario; una mancanza di Mg altererebbe l'integrità e la funzionalità della membrana e potrebbe facilitare le alterazioni mitocondriali (diminuzione del numero, modificazioni della morfologia, aumento dell'apoptosi, aumento delle mutazioni del DNA, diminuzione della biogenesi, diminuzione dell'autofagia)[19]. Il Mg ha un ruolo importante nella modulazione della sintesi proteica e nella riparazione della membrana [56,57]. Il DNA è incessantemente alterato da processi endogeni e mutageni ambientali. Nelle prime fasi dell'apoptosi è stato dimostrato un aumento del Mg cellulare, forse legato alla mobilizzazione del Mg dai mitocondri; Mg può fungere da "secondo messaggero" per eventi a valle in apoptosi [54]. La deprivazione di Mg aumenta la suscettibilità al danno ossidativo facilitando le alterazioni dell'integrità e della funzione della membrana.

Alcune alterazioni della fisiologia cellulare che si verificano durante la senescenza in diversi tipi cellulari [58] sono simili a quelle causate dal deficit di Mg. Le alterazioni correlate alla deplezione di Mg includono una ridotta protezione dal danno da stress ossidativo, una ridotta progressione del ciclo cellulare, una ridotta crescita della coltura e una ridotta vitalità cellulare, nonché l'attivazione dell'espressione del proto-oncogene e dei fattori di trascrizione [59]. La coltura di fibroblasti primari in mezzi carenti di Mg abbasserebbe la capacità replicativa e accelererebbe l'espressione di biomarcatori associati alla senescenza e all'attrito dei telomeri. È stata osservata una ridotta durata della vita replicativa rispetto ai fibroblasti coltivati ​​in condizioni normali di terreno Mg [60].

A causa del ruolo essenziale del Mg nella stabilizzazione del DNA, nel difendere la cellula dal danno dei ROS e nello stimolare la replicazione e la trascrizione del DNA, il deficit di Mg può facilitare l'instabilità genomica, alterare la riparazione del DNA e ridurre la funzionalità dei mitocondri, facilitando così senescenza cellulare accelerata e invecchiamento [56,61]. Il Mg ha un ruolo protettivo dimostrato contro questi effetti e contrasta l'accorciamento dei telomeri (che è associato all'invecchiamento e ad una ridotta aspettativa di vita), che si osserva in condizioni di basso Mg. È stato suggerito che a causa di questa azione per prevenire l'accorciamento dei telomeri, la correzione delle carenze di Mg può prolungare la vita [62].

9. Mg nell'ipertensione e nelle malattie cardiovascolari

Negli ultimi decenni, il deficit di Mg è stato collegato a diverse condizioni cardiovascolari [2,63]. Kobayashi notò per la prima volta nel 1957 che la composizione minerale dell'acqua potabile era associata a tassi di mortalità cardiovascolare; l'incidenza dell'ictus era inferiore nelle regioni con acqua dura (principalmente legata al contenuto di Mg e Ca)[64]. Schroeder confermò questi dati solo pochi anni dopo, analizzando la relazione tra durezza dell'acqua e tassi di mortalità. Ha scoperto che i tassi di mortalità cardiovascolare erano significativamente più bassi negli stati con acqua dura rispetto agli stati con acqua dolce [65].

Il Mg è coinvolto nell'omeostasi della pressione sanguigna. Sebbene il Mg non abbia avuto un ruolo diretto nei meccanismi biochimici di contrazione, gli studi classici di Altura et al. hanno dimostrato che il Mg controlla il tono vascolare e la contrattilità alterando i livelli di Ca e che i cambiamenti nella concentrazione di Mg modulano la contrazione della muscolatura liscia vascolare innescata da Ca [66-68]. Lo stesso Mg funziona come un debole fisiologico bloccante del canale del Ca della natura [69] modulando l'attività del canale del Ca nelle cellule cardiache [70]. Il deficit di Mg stimola la sintesi dell'aldosterone mediata dall'angiotensina II, così come la produzione di trombossano e prostaglandine vasocostrittrici [71]. Il Mg ha un'azione favorevole sull'endotelio vascolare modulando il rilascio di ossido nitrico, prostaciclina ed endotelina-1 [72. Negli esseri umani, è stato dimostrato che la supplementazione orale di Mg migliora la funzione endoteliale negli anziani con T2DM [73].

Lo ione Mg, a causa di queste azioni sul tono della muscolatura liscia vascolare, svolge un'azione modulatoria sull'omeostasi della pressione sanguigna, mentre i deficit di Mg possono essere rilevanti per la fisiopatologia dei disturbi ipertensivi. Altura ha mostrato che la deplezione di Mg indurrebbe iperreattività vascolare e innalzamento della pressione sanguigna [74. I livelli sierici di Mg totale sono generalmente normali nei soggetti ipertesi. Tuttavia, numerosi difetti dell'omeostasi del Mg sono stati documentati nell'ipertensione. Precedenti studi epidemiologici hanno già mostrato una relazione inversa tra l'assunzione di Mg con la dieta e la pressione sanguigna 75]. Nelle popolazioni più anziane, l'aumento della pressione sanguigna correlato all'età era concomitante con una soppressione reciproca del Mg libero intracellulare [29,76], suggerendo un possibile ruolo del deficit di Mg nell'aumento della pressione sanguigna correlato all'età. Le concentrazioni intracellulari di Mg libero sono risultate significativamente più basse nei soggetti ipertesi rispetto ai controlli normotesi [77]. Anche l'escrezione urinaria di Mg è risultata alterata in un modello sperimentale di ratti ipertesi [78]. È stato riportato che una dieta ricca di sale aumenta la pressione sanguigna nei soggetti sensibili al sale, sopprimendo reciprocamente i livelli intracellulari di Mg libero [79].

Blackfan e Hamilton, già nel 1925, raccomandarono la terapia con Mg per abbassare la pressione sanguigna nei pazienti con ipertensione maligna [80]. Il Mg per via endovenosa (iv) è stato comunemente usato con consistente beneficio nella preeclampsia e nell'eclampsia [81] e nell'ipertensione maligna [82]. Tuttavia, la risposta al supplemento orale di Mg nell'ipertensione essenziale è meno chiara [63,{5}}]. Nell'ipertensione sperimentale, diete ad alto o basso Mg che, rispettivamente, hanno aumentato o ridotto il Mg libero cellulare, parallelamente hanno ridotto e aumentato la pressione sanguigna. Nell'uomo, in alcuni studi, è stato riscontrato che l'integrazione di Mg ha effetti ipotensivi, mentre in altri non ha alcun effetto sulla pressione sanguigna o può addirittura peggiorarla [83,86]Tuttavia, quando gli studi di qualità vengono analizzati insieme in meta -analisi e revisioni sistematiche l'evidenza è convincente, convalidando il ruolo chiave del Mg nell'ipertensione e di una relazione inversa dell'assunzione di Mg con la dieta con la prevalenza e l'incidenza dell'ipertensione [63]. Tuttavia, un possibile fattore confondente dell'evidenza derivata da studi osservazionali è che le diete contenenti un'elevata assunzione di Mg sono anche solitamente povere di Na e ricche di K e altri elementi con benefici per la salute, quindi un'elevata assunzione di Mg può essere, almeno in parte, un marker di una dieta sana [63].

Pertanto, un effetto ipotensivo riproducibile e persistente degli integratori di Mg per via orale sulla pressione sanguigna non è stato ancora confermato in ampi studi prospettici a lungo termine sull'ipertensione essenziale e sono necessari ulteriori dati per consigliare l'integrazione di Mg come strategia non farmacologica per la prevenzione dell'ipertensione e / o finalità del trattamento. Ci sono diverse possibili spiegazioni per questa incertezza. Tra questi: (a) la virtuale assenza di studi prospettici clinici specificamente pianificati sul trattamento con Mg nell'ipertensione; (b) i diversi dosaggi e schemi terapeutici utilizzati in una serie di rapporti clinici minori; e (c) un fallimento nel rilevare l'eterogeneità dei meccanismi sottostanti che causano l'aumento della pressione sanguigna. Pertanto, sono necessari studi terapeutici longitudinali a lungo termine di integratori orali di Mg nell'ipertensione essenziale.

Il deficit di Mg è stato collegato allo sviluppo dell'aterosclerosi. Un basso stato di Mg può innescare calcificazioni vascolari, alterare il metabolismo lipidico e facilitare l'accumulo di lipidi nelle placche vascolari [87]. Il Mg sierico è risultato essere associato positivamente [88] o negativamente [89] ai livelli sierici di lipidi. È stato suggerito che l'integrazione di Mg migliori i profili lipidici, prevenga la formazione di placca aterosclerotica e agisca come un debole inibitore dell'idrossil{3}}metilglutaril-coenzima A reduttasi e di altri enzimi del metabolismo lipidico [90].

Il Mg è coinvolto nella conduzione elettrica del cuore e l'ipomagnesiemia, l'ipokaliemia e altri disturbi elettrolitici possono scatenare aritmie cardiache. L'esaurimento di Mg e K aumenta anche la suscettibilità agli effetti aritmogeni dei glicosidi cardiaci. Gli effetti del Mg sulla conduzione comprendono il prolungamento dei periodi refrattari del nodo atriale e atrioventricolare, che può aiutare nel controllo della frequenza e del ritmo nella fibrillazione atriale (FA)[91. Gli integratori di Mg possono essere utilizzati come trattamento non farmacologico di supporto per le aritmie atriali e/o ventricolari [92]. La FA può essere associata a ipomagnesiemia [93] e una ridotta concentrazione sierica di Mg può facilitare lo sviluppo della FA [94].

Nelle donne in postmenopausa, la carenza di Mg nella dieta era associata ad anomalie del ritmo cardiaco, tra cui fibrillazione atriale e flutter che possono rispondere alla supplementazione di Mg [95]. Una meta-analisi ha suggerito che la somministrazione di Mg ev può avere un ruolo nella gestione acuta della FA [96]. Per la sua applicazione rapida, efficace e semplice, la somministrazione endovenosa di Mg è stata indicata nel trattamento della torsione di punta [97,98]. È stato suggerito che le azioni antiaritmiche dell'assunzione con la dieta elevata di Mg mediano il ridotto rischio di morte improvvisa nelle donne nel quartile più alto di assunzione di Mg [99].

Gli integratori orali di Mg sono stati suggeriti per aiutare a migliorare i sintomi clinici e gli esiti di sopravvivenza rispetto al placebo nei pazienti con grave insufficienza cardiaca congestizia [100].

Una revisione sistematica e una meta-analisi di studi prospettici che includevano oltre 300,{2}} individui hanno rilevato che livelli sierici elevati di Mg erano paralleli a un rischio ridotto di malattie cardiovascolari; elevate assunzioni di Mg nella dieta hanno dimostrato di essere inversamente associate alla cardiopatia ischemica [101]. Un'altra meta-analisi di studi prospettici che includeva un totale di 241.378 soggetti ha riportato un'associazione inversa tra l'assunzione di Mg e il rischio di ictus [102]. Una recente revisione ombrello che ha valutato gli esiti sulla salute legati all'assunzione e all'integrazione di Mg ha confermato il legame tra una maggiore assunzione di Mg e una diminuzione del rischio di ictus [86]. Il solfato di Mg è risultato protettivo sia nei modelli preclinici di ictus che nell'uomo. È stato suggerito che il Mg abbia una potenziale efficacia e un buon profilo di sicurezza se somministrato per via endovenosa subito dopo l'insorgenza dell'ictus[103].

10. Mg nel diabete di tipo 2

Un consistente corpo di prove ha collegato la carenza di Mg ad alterazioni della sensibilità all'insulina e del T2DM. In effetti, il T2DM è stato associato a diverse anomalie Mg extra e intracellulari [2,{5}}]. Concentrazioni plasmatiche cellulari e/o ionizzate inferiori di Mg sono state riscontrate in pazienti con T2DM nonostante livelli sierici totali di Mg ancora normali e meno sensibili [107,108]. Possibili meccanismi che favoriscono la deplezione di Mg nel T2DM includono un basso apporto dietetico di Mg e un aumento della perdita urinaria di Mg, mentre l'assorbimento e la ritenzione di Mg nella dieta sembrano essere invariati[109]. È stata segnalata una relazione inversa tra l'assunzione di Mg e l'incidenza di nuovi casi di T2DM. Sia l'iperglicemia che l'iperinsulinemia sono state implicate nel contribuire alla deplezione di Mg [110]. Sia l'iperglicemia che l'iperinsulinemia favoriscono un'eccessiva escrezione urinaria di Mg, mentre l'insulino-resistenza può alterare il trasporto di Mg [111]. L'alterato metabolismo del Mg può predisporre allo sviluppo di T2DM e ad una compromissione dell'assorbimento del glucosio mediato dall'insulina [2]. A causa di queste evidenze, la supplementazione di Mg è stata suggerita come possibile trattamento non farmacologico, economico e sicuro per la prevenzione e il controllo metabolico del DM2. Tuttavia, gli studi prospettici sugli effetti della supplementazione di Mg nelle persone con oa rischio di diabete di tipo 2 sono limitati [112,113]. Un modesto effetto benefico degli integratori di Mg sui profili glicemici è stato riscontrato in molti, ma non in tutti, gli studi. Una revisione sistematica e una meta-analisi comprendente 18 studi randomizzati controllati in doppio cieco (12 in soggetti con diabete e sei in soggetti ad elevato rischio di DMT2) hanno riportato che l'integrazione di Mg può avere alcune azioni benefiche nel migliorare i parametri glicemici nelle persone con DMT2 e migliorare parametri di sensibilità all'insulina in soggetti ad alto rischio di T2DM[114]. Utilizzando una revisione generale per mappare e classificare i risultati sulla salute legati all'assunzione e all'integrazione di Mg, il nostro gruppo ha recentemente confermato che un'assunzione elevata di Mg è associata a un ridotto rischio di diabete di tipo 2 [86].

11. Mg nella sindrome cardiometabolica

Ci sono anche prove convincenti di un legame tra deficit di Mg e sindrome metabolica [2,6,115]. Negli studi epidemiologici, l'insufficienza alimentare di Mg è stata collegata a un aumento del rischio di intolleranza al glucosio, sindrome metabolica e T2DM[115-117]. Il deficit intracellulare di Mg, causando un'attività difettosa di tutte le chinasi Mg-dipendenti coinvolte nella segnalazione dell'insulina, e l'aumento dello stress ossidativo favorirebbe la resistenza all'insulina e le conseguenti condizioni metaboliche, tra cui intolleranza al glucosio, sindrome metabolica e T2DM. La privazione di Mg negli ovini ha causato una compromissione dell'assorbimento di glucosio mediato dall'insulina [118], mentre l'integrazione di Mg ha ritardato lo sviluppo della malattia in un modello di diabete di ratto [119]. Livelli di insulina a digiuno più bassi sono stati riscontrati in donne sane senza diabete con assunzioni di Mg più elevate[120]. L'assunzione totale di Mg nella dieta era inversamente correlata alle risposte dell'insulina a un test di tolleranza al glucosio orale [121].

12. Mg e asma e insufficienza respiratoria

In primo luogo, Haury nel 1940 propose un ruolo per il Mg nell'asma che mostrava una risposta clinica benefica dopo la somministrazione di solfato di Mg per via endovenosa in due pazienti ospedalizzati con esacerbazioni acute di asma [122]. Nei decenni successivi, altre segnalazioni hanno confermato i risultati positivi del trattamento con Mg iv nella costrizione acuta delle vie aeree, suggerendo una possibile azione benefica del Mg nel meccanismo di dilatazione bronchiale [123,124], sebbene altre segnalazioni non abbiano confermato l'effetto terapeutico [125,126]. La somministrazione di ivMg sembra aumentare, in modo additivo, l'effetto dilatante bronchiale della terbutalina[127] e del salbutamolo [128] nel miglioramento dei test polmonari funzionali.

Il Mg modula lo stato contrattile delle cellule muscolari lisce bronchiali; L'esaurimento del Mg innesca la contrazione bronchiale e lo spasmo, mentre il ripristino del Mg produce il rilassamento bronchiale. Sono stati ipotizzati diversi possibili meccanismi per l'azione positiva del Mg di rilassare la muscolatura liscia bronchiale, come il canale Ca che blocca l'azione del Mg [69], una diminuzione della sensibilità all'azione depolarizzante dell'acetilcolina[92], una stabilizzazione dei mastociti e Linfociti T [129] e stimolazione dell'ossido nitrico [130] e della prostaciclina [131]. Nella popolazione generale, significative associazioni positive indipendenti dell'assunzione di Mg con la dieta con la funzione polmonare e associazioni inverse con reattività delle vie aeree, metacolina per via inalatoria e sintomi respiratori (dispnea) sono stati segnalati, suggerendo che un basso apporto di Mg può essere implicato nell'eziologia dell'asma [132].

Tuttavia, i livelli sierici di Mg totale non sono clinicamente utili, poiché non sono state riscontrate differenze nel Mg sierico nei pazienti con asma durante esacerbazione acuta rispetto a una popolazione non asmatica e il Mg totale sierico non è predittivo della gravità degli attacchi asmatici, oppure della risposta di dilatazione bronchiale all'infusione di Mg [133]. Al contrario, è stato riscontrato che il Mg cellulare (più correlato allo stato di Mg corporeo) è ridotto nei soggetti asmatici rispetto ai controlli non asmatici [134]. Inoltre, il nostro gruppo ha dimostrato una correlazione diretta, nei pazienti asmatici, tra i livelli di Mg cellulare e la reattività bronchiale alla metacolina, confermando la presenza di alterazioni intracellulari di Mg nell'asma, e ha proposto un ruolo additivo per una supplementazione non farmacologica di Mg nei pazienti asmatici. 135].

Complessivamente, i dati disponibili suggeriscono un ruolo per il deficit cellulare e corporeo di Mg come modulatore della reattività e contrattilità bronchiale della muscolatura liscia, facilitando la broncocostrizione in soggetti asmatici predisposti, e un possibile ruolo preventivo e/o terapeutico per l'uso additivo della somministrazione di Mg in queste persone [136].

13. Mg e disturbi psichiatrici

Diversi disturbi psichiatrici tra cui ansia, depressione, irritabilità, insonnia, ipocondria, attacchi di panico, ipereccitabilità, mal di testa, vertigini, tremori e comportamento psicotico sono stati associati alla carenza di Mg. Possono essere associati sintomi neuromuscolari, tra cui astenia, debolezza muscolare e mialgie (p. es., sindrome da stanchezza cronica e fibromialgia) [137].

Un certo numero di enzimi e reazioni cellulari coinvolti nelle risposte allo stress sono Mg-dipendenti [15]. È stato proposto che i livelli sierici di Mg siano ridotti nei soggetti con depressione [138]. Un recente studio di Noè et al. ha mostrato che quasi la metà (quarantaquattro percento) dei pazienti sottoposti a screening per lo stress aveva un'insufficienza di Mg latente [139].

Il deficit di Mg può produrre prove elettrofisiologiche di ipereccitabilità nel sistema nervoso centrale (SNC). Nei ratti carenti di Mg, le modifiche dell'elettroencefalogramma (EEG) sono state monitorate durante gli stimoli uditivi. Nell'EEG sono state riscontrate diverse alterazioni con l'attività del picco, suggerendo che i cambiamenti comportamentali indotti dalla stimolazione uditiva nei ratti con carenza di Mg, possono essere collegati a una maggiore eccitabilità del SNC correlata al Mg[140].

Nell'uomo, l'insufficienza di Mg è stata collegata all'ipereccitabilità neuromuscolare [141]. Vari possibili meccanismi possono collegare la carenza di Mg all'ipereccitabilità nervosa, come le azioni modulatrici del Mg precedentemente descritte sul Ca cellulare, l'aumento della perossidazione, l'iperattivazione di alcuni neurotrasmettitori eccitatori, (es. acetilcolina, catecolamine, NMDA e non NMDA recettori degli aminoacidi eccitatori) e una diminuzione dell'attività dei neurotrasmettitori inibitori (cioè acido gamma-aminobutirrico (GABA), taurina, glutaurina, adenosina), nonché una maggiore produzione di neuropeptidi, citochine infiammatorie, prostanoidi e una ridotta attività di difese antiossidanti [137].

In relazione a questi legami con la trasduzione e le vie biologiche implicate nella depressione, e a causa del ruolo modulatore del Mg sul canale ionico del complesso recettore NMDA[142], gli integratori di Mg sono stati proposti per essere utili nel trattamento della depressione [143.144]. Alcuni farmaci antidepressivi come la sertralina e l'amitriptilina sono stati suggeriti per aumentare i livelli intracellulari di Mg [145]. Una revisione sistematica ha mostrato che maggiori assunzioni di Mg erano associate a sintomi depressivi ridotti[144]. Gli integratori orali di Mg possono fornire un vantaggio nella prevenzione dei sintomi depressivi e possono essere di supporto come terapia aggiuntiva. L'effetto della supplementazione di Mg su stress e ansia è meno documentato. Tuttavia, sono necessari più studi interventistici e prospettici al fine di stabilire un ruolo chiaro per l'integrazione di Mg come possibile terapia aggiuntiva nel trattamento della depressione e di altri disturbi psichiatrici.

Il Mg è stato anche suggerito come trattamento adiuvante nella terapia dell'insonnia. Il Mg, oltre ad essere un antagonista naturale dell'NMDA e un agonista del GABA, ha anche un'azione rilassante e può aumentare i livelli di melatonina, aiutando così a migliorare il sonno [146].

14. Mg e declino cognitivo

Una possibile azione protettiva del Mg nel deterioramento cognitivo e nell'AD è stata suggerita già nel 1990 [147]. Lo ione Mg è importante per la normale maturazione neuronale ed è presente nel liquido cerebrospinale (CSF) nel SNC[148]. Il Mg supera la barriera ematoencefalica ed è attivamente trasportato dalle cellule epiteliali coroidali nel liquido cerebrospinale [148].

Alterazioni del metabolismo del Mg sono presenti nei pazienti con demenza: i livelli sierici totali e ionizzati di Mg e il contenuto di Mg in vari tessuti sono stati trovati tutti costantemente ridotti nei pazienti con AD [149-152].

Le concentrazioni di Mg nel cervello influenzano molteplici processi biochimici coinvolti nelle funzioni cognitive, tra cui la stabilità e l'integrità della membrana cellulare, la risposta del recettore NMDA agli stimoli eccitatori e l'azione Ca-antagonista [19]. È stato suggerito che l'effetto neurotossico di alcuni metalli, come l'alluminio, possa essere correlato a un'alterazione dell'incorporazione del Mg nei neuroni cerebrali, compromettendo così gli effetti protettivi del Mg sul tessuto cerebrale ]147]. È stato riportato che il Mg accelera la clearance della tossina, riduce la neuroinfiammazione, inibisce l'elaborazione patologica del precursore della proteina amiloide, inibisce la fosforilazione anormale della proteina tau e inverte la deregolazione dei recettori NMDA. Tuttavia, i meccanismi di questi effetti non sono del tutto chiari [153]. È stato riportato che la somministrazione di Mg-L-treonato riduce la neuroinfiammazione e diminuisce la deposizione di amiloide-beta in modelli sperimentali di AD[154,155] e migliora le capacità di apprendimento, il lavoro e la memoria a breve e lungo termine nei ratti [156]. Gli studi sperimentali sugli animali sono promettenti e potrebbero suggerire che la supplementazione di Mg, se iniziata nelle prime fasi dei deficit cognitivi, può ridurre la pendenza della caduta della memoria e del declino cognitivo [157].

Negli esseri umani, solo pochi studi clinici hanno studiato il ruolo del Mg nella salute cognitiva. Epidemiologicamente, è stato suggerito che le persone che consumano diete ricche di Mg possono avere un rischio ridotto di declino cognitivo. In 1400 uomini adulti sani seguiti per otto anni, l'assunzione di Mg nella dieta elevata era associata a un rischio ridotto di sviluppare un lieve deterioramento cognitivo[158]. In un altro studio di coorte che includeva più di 1000 partecipanti giapponesi residenti in comunità di età superiore ai 60 anni e seguiti per 17 anni, è stato riscontrato che coloro che assumevano più di 200 mg/die di Mg avevano il 37% in meno di possibilità di sviluppare qualsiasi tipo di demenza e il 74% in meno di possibilità di sviluppare demenza vascolare [159]. Uno studio controllato randomizzato a breve termine (12 settimane) ha suggerito che il Mg può aiutare a migliorare le capacità cognitive nei soggetti anziani con disturbi della memoria [160]. Sono necessari studi clinici randomizzati prospettici a lungo termine con integrazione di Mg per confermare se le diete ricche di Mg possono aiutare a prevenire la demenza e/o il deterioramento cognitivo.

15. Mg e osteoporosi

Il deficit dietetico di Mg è stato ipotizzato come un potenziale fattore di rischio per la malattia osteoporotica e la perdita ossea. Studi epidemiologici hanno dimostrato che un'assunzione alimentare elevata di Mg era positivamente e significativamente correlata alla densità minerale ossea (BMD). Al contrario, un'assunzione inadeguata di Mg con la dieta era collegata a un aumento del tasso di perdita ossea nelle donne con osteoporosi postmenopausale [161,162]. Nello studio sulla salute, l'invecchiamento e la composizione corporea, è stato osservato che assunzioni più elevate di Mg erano associate a una BMD più elevata nei partecipanti bianchi sani, di età compresa tra 70 e 79 anni al basale [163]. A seguito di una deprivazione selettiva di Mg nella dieta, i topi impoveriti di Mg con franca ipomagnesiemia hanno sviluppato osteoporosi, aumento della fragilità scheletrica associata ad un aumento del riassorbimento osseo, diminuzione della formazione ossea e ridotta crescita ossea [164,165]. Elevate concentrazioni di citochine infiammatorie possono svolgere un ruolo nella spiegazione di queste alterazioni ossee, sebbene un chiaro legame fisiopatologico rimanga indefinito. Rude e Gruber hanno dimostrato che l'aumento del riassorbimento osseo osteoclastico era associato a livelli aumentati di sostanza infiammatoria P e TNF-alfa nell'osso di ratti carenti di Mg [166].

Inoltre, il Mg è necessario per la sintesi, il trasporto e l'attivazione della vitamina D; quindi, i deficit di Mg comprometterebbero la produzione della forma attiva di vitamina D, 1,25-OH2 D3 e causerebbero una resistenza alle azioni del PTH e della vitamina D [167]. Gli effetti della carenza di Mg aggiunti insieme a una reattività alterata del PTH e una bassa sintesi di 1,25-OH2 D3 comprometterebbero la formazione ossea e i processi di mineralizzazione e ridurrebbero la qualità e la forza dell'osso, nonché la BMD. È stato ipotizzato che la supplementazione di Mg in dosi sufficienti a ripristinare un normale turnover osseo possa ridurre la perdita ossea e prevenire il rischio di osteoporosi [168,169].

Nei partecipanti alla coorte "Osteoarthritis Initiative" seguita per 8 anni, è stato riscontrato che le donne con un apporto dietetico maggiore di Mg avevano un rischio ridotto del ventisette per cento di future fratture, confermando il ruolo positivo del mantenimento di un adeguato equilibrio di Mg sul rischio di osteoporosi e fratture da fragilità [170].

16. Mg e la salute muscolare

La regione ha un ruolo chiave in tutti gli enzimi che utilizzano o sintetizzano l'ATP muscolare, e quindi nella produzione di energia muscolare, e indirettamente nei processi di contrazione e rilassamento. Il deficit di Mg è stato correlato a scarse prestazioni muscolari.

È stato suggerito che gravi deficit di Mg causino debolezza, dolore muscolare e crampi notturni. È stato proposto che il deficit di Mg possa contribuire allo sviluppo della fibromialgia[171]. I dati sugli effetti degli integratori di Mg sui sintomi della fibromialgia sono scarsi, sebbene sia stato suggerito che gli integratori di Mg possano essere utilizzati per ridurre la dolorabilità, il dolore e la gravità dei sintomi nei soggetti con fibromialgia [172]. La carenza di Mg nella dieta nei ratti aumenta la produzione di radicali liberi nel muscolo scheletrico e può causare diverse alterazioni nel metabolismo delle cellule muscolari insieme a menomazioni strutturali che influenzano la produzione di energia muscolare necessaria per la contrazione e il rilassamento muscolare [173].

Nell'uomo, Dominguez et al. hanno mostrato una relazione forte e indipendente tra i livelli sierici di Mg con le prestazioni muscolari e diversi parametri muscolari [174]. In giovani volontari, Brilla et al. hanno mostrato che gli integratori di Mg (fino a 8 mg/kg al giorno) sono stati in grado di migliorare la forza muscolare e le prestazioni di resistenza e ridurre il consumo di ossigeno [175]. Nei soggetti più anziani, Veronese et al. hanno dimostrato che la supplementazione orale di Mg (trecento mg/die) è in grado di migliorare le prestazioni fisiche, in particolare in quei soggetti con un basso apporto dietetico basale di Mg, proponendo che la supplementazione di Mg può aiutare a prevenire o ritardando il declino delle prestazioni fisiche con l'età [176].

17. Mg e cancro

Per quanto riguarda il cancro, l'assunzione di Mg è stata collegata all'incidenza di alcuni tumori. Tuttavia, la relazione tra Mg e cancro è complessa e al giorno d'oggi ci sono più domande che risposte [177]. Nei modelli animali, il Mg può esercitare sia effetti antitumorali che pro-tumorali come l'inibizione della crescita del tumore nel suo sito primario e la facilitazione dell'impianto del tumore nei suoi siti metastatici. Nei topi carenti di Mg, un basso Mg può sia limitare che favorire la tumorigenesi, poiché l'inibizione della crescita del tumore nel suo sito primario è osservata a fronte di una maggiore colonizzazione metastatica [177].

Lo stress ossidativo e gli oligoelementi sono stati implicati nello sviluppo del cancro al seno. Tuttavia, non è chiaro come influiscano sulla patogenesi della malattia[178]. Livelli sierici inferiori di Mg nelle donne con cancro al seno possono compromettere i sistemi di difesa antiossidante coinvolti nel processo di cancerogenesi. Uno studio ha valutato il metabolismo del Mg, l'attività della superossido dismutasi e la sua relazione con lo stress ossidativo nelle donne con cancro al seno. Gli autori hanno riportato che le pazienti con carcinoma mammario mostrano una complessa alterazione dell'omeostasi del Mg, caratterizzata da un basso apporto di Mg nella dieta, ridotti livelli di Mg nel plasma e negli eritrociti e un aumento dell'escrezione di Mg nelle urine [179].

La supplementazione di Mg può avere un effetto protettivo sul fibrosarcoma indotto sperimentalmente nei ratti[180] e può inibire la carcinogenesi indotta da nichel nel rene di ratto [181].

È stato suggerito che il Mg abbia effetti antitumorali nel cancro del colon-retto inibendo l'espressione di c-myc e l'attività dell'ornitina decarbossilasi nell'epitelio mucoso dell'intestino [182]. Negli studi sull'uomo, è stato suggerito che un consumo elevato di Mg nella dieta sia protettivo contro il rischio di sviluppare il cancro del colon-retto [183]. Nelle donne in postmenopausa, è stato proposto che un rapporto più elevato tra Ca e Mg sierico possa aumentare il rischio di cancro al seno [183]. 184]. Ca, Mg o Ca: il rapporto di assunzione di Mg può interagire con i polimorfismi nel gene SLC7A2 in associazione con il cancro del colon-retto [185]. Una maggiore assunzione di Mg è stata associata a un minor rischio di cancro al fegato, sulla base di un'analisi della coorte prospettica del National Institute of Health-American Association of Retired Persons (NIH-AARP) Diet and Health Study [186]. Uno dei motivi per cui la relazione indipendente tra l'assunzione di Mg e la protezione contro il cancro non è facile da definire è perché il contenuto di Mg nella dieta è parallelo al contenuto di fibre ed è principalmente ottenuto da verdure a foglia verde e cereali integrali, ricche fonti di fibre, che sono essi stessi antitumorali .

18. Conclusioni

Una carenza cronica di Mg è spesso presente negli anziani. L'infiammazione cronica di basso grado (infiammazione) è spesso presente in numerose malattie croniche legate all'età e nel processo di invecchiamento stesso. Poiché un'insufficienza cronica di Mg può causare una produzione esagerata di mediatori infiammatori e ROS e può innescare uno stato infiammatorio, il nostro gruppo ha precedentemente ipotizzato che l'insufficienza cronica di Mg possa essere uno dei mediatori che aiutano a spiegare il legame tra infiammazione e invecchiamento- malattie correlate [19,49](Figura 2). È possibile ipotizzare che il mantenimento di un equilibrio ottimale di Mg nel corso della vita possa aiutare a prevenire l'infiammazione e le condizioni correlate associate all'insufficienza di Mg e possa quindi aiutare ad allungare la vita sana.

Tuttavia, mentre è consigliabile mantenere un equilibrio soddisfacente di Mg con un apporto alimentare sufficiente di Mg, il possibile ruolo degli integratori di Mg non è ancora chiaro.

Sono stati condotti pochissimi studi longitudinali in cieco a lungo termine sugli effetti della supplementazione di Mg. La possibilità che il mantenimento di un equilibrio soddisfacente di Mg per tutta la vita possa diventare una strategia sanitaria economica e sicura nella popolazione che invecchia sempre più è un'ipotesi suggestiva che deve essere dimostrata da futuri studi prospettici.

Questo articolo è estratto da Nutrients 2021, 13, 463. https://doi.org/10.3390/nu13020463 https://www.mdpi.com/journal/nutrients