Magnézium je prvkom skupiny alkalických zemín a nesie symbol „Mg“. Pretože minerál má vysokú chemickú reaktivitu, vyskytuje sa v prírode nie v elementárnej, ale výlučne v katiónovo viazanej forme - napríklad ako magnezit (MgCO3), dolomit (MgCO3 * Ca-CO3), kieserit (MgSO4 * H2O), magnézium chlorid (MgCl2) a magnézium bromid (MgBr2). Zlúčeniny horčíka sa dajú zistiť aj v morská voda - v priemere asi 15% morskej vody soli pozostávajú zo zlúčenín horčíka.
Homeostáza horčíka - absorpcia, distribúcia a vylučovanie
vstrebávanie
Horčík sa absorbuje v celom tele tenké črevo. Za normálnych podmienok vstrebávanie rýchlosť je medzi 35 a 55% a môže byť zvýšená na 75% alebo znížená na 25% v závislosti od množstva dodaného horčíka. Enterické vstrebávanie sa vyskytuje paracelulárne pasívnou difúziou a transcelulárne procesom sprostredkovaným nosičom - prekonaním bunková membrána pomocou dopravy proteíny. Horčík je primárne prijímaný špecifickým transportérom, iónovým kanálom TRPM6 v črevnej stene. Keď je prísun horčíka vysoký, je tento transportný mechanizmus nasýtený a množstvo absorbovaného horčíka klesá v percentách. Teda extracelulárny horčík koncentrácie sa udržuje konštantná. Naopak, nízky príjem horčíka alebo a nedostatok horčíka stav má za následok zvýšenie črevnej vstrebávanie - v prospech hladiny horčíka v extracelulárnom priestore. Ak sú hladiny sérového horčíka nízke, paratyroidný hormón (PTH), peptidový hormón pozostávajúci z 84 aminokyselinya kalcitriol, najdôležitejšia metabolicky aktívna forma vitamín D, sa uvoľňujú vo väčšom množstve. Stimuláciou absorpcie horčíka v tenké črevo a transport minerálu z čreva do extracelulárneho priestoru, PTH a kalcitriol viesť k zvýšeniu extracelulárneho voľného horčíka koncentrácie. Absorpcia alebo biologická dostupnosť minerálu závisí od mnohých faktorov:
- Množstvo alebo dávka dodávaného horčíka.
- Typ a rozpustnosť použitých zlúčenín horčíka - citrát, chlorid, laktát a aspartát horečnatý sú dostupnejšie ako zle absorbovateľný oxid a síran horečnatý.
- Diétne zloženie - horčík z mlieko je biologicky dostupnejšie ako z obilnín, strukovín alebo mäsa.
- Črevná motilita
- Čas plynutia
- Interakcie s inými prvkami
- Stav dodávky tela
Dôležitý význam má aj vek, fyzická aktivita a príjem tekutín. Napríklad horčík z minerálu voda je k dispozícii asi 50%. Ak je minerál bohatý na horčík voda sa dodáva spolu s jedlom, rýchlosťou absorpcie alebo biologická dostupnosť horčíka sa zvyšuje v priemere o 14%.
distribúcia
Intracelulárny horčík Horčík, spolu s draslík, je jedným z najdôležitejších intracelulárnych prvkov. Asi 95% celkového horčíka v tele je intracelulárnych, to znamená v bunkách tela. Z toho je 50 - 70% lokalizovaných vo viazanej forme - horčík sa viaže na hydroxyapatit - v kosti. Kostra je tak najväčšou zásobárňou horčíka. Asi 28% intracelulárne prítomného horčíka je uložených vo svaloch a zvyšná časť minerálu je uložená v mäkkých tkanivách. Horčík prítomný v mäkkých tkanivách (35%) je viazaný na ATP, fosfolipidy, nukleové kyseliny a polyamíny o 90%. Približne 10% je prítomných v ionizovanej, voľnej forme. Extracelulárny horčík Iba 5% celého tela horčíka sa nachádza v extracelulárnej tekutine a menej ako 1% sa nachádza v sére a v intersticiálnej tekutine - tekutine umiestnenej medzi bunkami tela. Horčík koncentrácie v sére je 0.8 - 1.1 mmol / l. Z toho je 32% viazaných na plazmu proteíny - bielkovina alebo globulín - a asi 13% na nízkomolekulárne ligandy - citrát, fosfát, síran alebo uhličitan. 55% sa voľne rozpustí ako ióny horčíka. Iba ionizovaný alebo voľný horčík je biologicky aktívny. Voľný horčík v intracelulárnom priestore je regulovaný v úzkych medziach úpravou prítoku a odtoku. Ak sa zvýši intracelulárna koncentrácia horčíka, z bunky sa transportuje viac horčíka - eflux Mg2 +. Ak dôjde k poklesu hladiny cytosólu, je naopak podporený prítok horčíka do bunky - prítok Mg2 +. Koncentrácia intracelulárneho horčíka môže okrem iného klesnúť kvôli nedostatku väzbových miest - napríklad v prípade nadmernej spotreby ATP. Za týchto okolností sa používa skôr termín vyčerpanie horčíka ako nedostatok horčíka. Aby sa koncentrácia cytosolického horčíka vrátila na svoju normálnu hladinu, musí sa zvýšiť príjem horčíka a stimulovať syntéza väzbových miest. Napríklad syntézu ATP možno zvýšiť pomocou správa kyseliny orotovej. Kyselina orotová je dôležitá endogénna látka, ktorej je obzvlášť veľa materské mlieko. Koncentrácia voľného extracelulárneho horčíka sa za fyziologických podmienok udržuje konštantná vo veľmi úzkom rozmedzí úpravou absorpcie, vylučovania a výmeny s kostnými zásobami pomocou komplexného hormonálneho regulačného systému.
vylučovanie
Voľný horčík sa vylučuje predovšetkým oblička. Tam je esenciálny minerál glomerulárne filtrovaný a 95 až 97% reabsorbovaný. Tubulárnou reabsorpciou je horčík opäť k dispozícii organizmu. Konečným močom sa vylúči 3 - 5% glomerulárne filtrovaného horčíka (5 - 8.5 mmol horčíka denne). The oblička je schopný snímať zmeny v koncentrácii extracelulárneho voľného horčíka pomocou špecifických senzorov. Ak dôjde k poklesu hladiny horčíka v sére, paratyroidný hormón sa čoraz viac produkuje v prištítnych telieskach a následne sa vylučuje. Na oblička, PTH podporuje expresiu 1alfa-hydroxylázy a tým tvorbu kalcitriol. Parathormón a kalcitriol stimulujú tubulárnu reabsorpciu horčíka a inhibujú vylučovanie horčíka obličkami. Znamená to pokles vylučovania horčíka obličkami pod 4 mmol za deň nedostatok horčíka. PTH a nakoniec kalcitriol viesť na zvýšenie koncentrácie extracelulárneho voľného horčíka zvýšením tubulárnej reabsorpcie horčíka a inhibíciou vylučovania horčíka obličkami. Hypermagneziémia (prebytok horčíka) spôsobuje, že C bunky štítnej žľazy, ktoré snímajú zmenu koncentrácie horčíka v sére pomocou špecifických senzorov, syntetizujú a uvoľňujú sa rýchlejšie kalcitonín. kalcitonín je peptidový hormón pozostávajúci z 32 aminokyseliny. Stimuluje vylučovanie horčíka obličkami. kalcitonín je teda zodpovedný za zníženie extracelulárnej koncentrácie horčíka, keď sú zvýšené hladiny horčíka v sére. Peptidový hormón predstavuje priameho antagonistu paratyroidného hormónu. Výsledkom vysokej koncentrácie horčíka v sére je paralelne s uvoľňovaním kalcitonínu zabránené vylučovaniu parathormónu a ním riadenej produkcii kalcitriolu. Výsledkom je znížená absorpcia horčíka v čreve a difúzia do extracelulárneho priestoru, inhibovaná renálna tubulárna reabsorpcia, a tým zvýšené vylučovanie horčíka obličkami. Následne koncentrácia extracelulárneho voľného horčíka klesá a hladina sérového horčíka sa normalizuje. Okrem kalcitonínu možno znížiť renálnu reabsorpciu horčíka o aldosterón, RDA, hormón štítnej žľazy, rastový hormón a vysoký príjem vápnik.
