Das Überlebensmineral - Magnesium und Herzerkrankungen - Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Vormann
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Das Überlebensmineral – Magnesium und Herzerkrankungen
Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Vormann
Dipl. Ernährungswissenschaftler
Professor für Biochemie
IPEV - Institut für Prävention und Ernährung
Ismaning b. München
Magnesium ist unverzichtbar
• Fakten:
• 25 g Magnesium enthält ein
erwachsener Organismus
• 50 % davon im Knochen
• ca. 48 % in Zellen der Herz- und
Skelettmuskulatur und Weichteilgewebe
• ca. 1 % außerhalb der Zellen
© Prof. Vormann, IPEV
Regulation der Magnesiumhomöostase
tägliche Zufuhr mit der tägliche Nettoaufnahme
Nahrung 100 mg
360 mg
Blut
andere Gewebe
ca. 4.900 mg
Knochen
ca. 12.900 mg
Darm Niere Muskulatur
Resorption: 120 mg Filtration: 2.400 mg ca. 6.600 mg
Sekretion: 20 mg Rückresorption: 2.300 mg
tägliche Ausscheidung Tägliche Ausscheidung mit
über den Darm dem Urin
260 mg 100 mg
© Prof. Vormann, IPEV
Aparna A. M., Rajitha P.: ‘Magnesium’-the master cation-as a drug—possibilities and evidences.
Biometals 2021
© Prof. Vormann, IPEV
Magnesiumgehalt Lebensmittel
Milchprodukte Fleisch, Fisch Gemüse, Salat
verarbeitete LM Obst Nüsse, Samen
wenig Mg viel Mg
© Prof. Vormann, IPEV
Mg (mg/kg)
© Prof. Vormann, IPEV
„Auf Basis dieser Untersuchungen
schätzen wir, dass bei ca. einem Drittel
der allgemeinen Bevölkerung
Magnesiummangel besteht.“
© Prof. Vormann, IPEV
Magnesium-Mangel
Ursachen verminderte Aufnahme
Diät, einseitige Ernährung,
“verarmte” Nahrungsmittel
beeinträchtigte Resorption
(Malabsorption)
- Gendefekte
- Magen-Darm-Erkrankungen
vermehrte Ausscheidung - Protonenpumpeninhibitoren
- Gendefekte
- Azidose, Alkohol-, Laxantienabusus,
- Diuretika, Cyclosporin, Cisplatin, Cetuximab
- Aminoglycosidantibiotika
© Prof. Vormann, IPEV
Lameris et al., Drug-induced alterations in Mg2+ homoeostasis. Clinical Science 123, 1-14, 2112
© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
Erster Magnesium-Effekt
Magnesium-ATP-Komplex
© Prof. Vormann, IPEVZweiter Magnesium-Effekt
Neutralisierung negativer Ladungen an der Zellaußenseite
negative positive
Ladung Ladung
innen außen
Zelle Zelle
Zelle
Zelle Zelle
innen Zellwand außen
© Prof. Vormann, IPEVDritter Magnesium-Effekt
Calcium-Antagonismus von Magnesium
intrazellulär (-80 mV) Calcium-Antagonismus
Mg2+
3,44 - 7,7 Å
Ca2+ 3,05 - 6,78 Å
Hydratisierter Radius
extrazellulär
© Prof. Vormann, IPEVVierter Magnesium-Effekt
Hemmung der Freisetzung von
Stresshormonen durch Magnesium
Na+
Ca2+
Mg2+
Adrenalin, Noradrenalin
© Prof. Vormann, IPEVMögliche Symptome des Magnesiummangels
Kopfdruck, Schwindel, Benommenheit,
Konzentrationsschwäche, Nervosität,
inneres Zittern, Migräne
Hinterkopfschmerz: Krämpfe der Muskulatur
im Bereich von Gesicht, Nacken und Schultern
und gesamter Wirbelsäule
Herzrhythmusstörungen
Krämpfe im Magen-Darmbereich,
Übelkeit, Erbrechen
Krämpfe im Bereich der Harnwege
und des Uterus
Parästhesien der Hände, Taubheitsgefühl
Oberschenkel- und Wadenkrämpfe
Fußsohlen- und Zehenkrampf,
Parästhesien
© Prof. Vormann, IPEV© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
Dietary magnesium deficiency induces heart rhythm changes,
impairs glucose tolerance, and decreases serum cholesterol in post
menopausal women.
Nielsen et al., J Am Coll Nutr 26, 121-132, 2007
14 Frauen erhielten eine (in den USA nicht unübliche) Nahrung mit 100 mg Mg für
78 Tage und anschließend eine Diät mit zusätzlich 200 mg Mg
Während der Mg-Mangelphase traten bei 5 Frauen schwerwiegende
Herzrhythmusstörungen auf, so dass sie früher die Mg-angereicherte Diät
erhielten (nach 42-68 Tagen)
© Prof. Vormann, IPEVMagnesium und plötzlicher Herztod
0,87
Plasma Mg-Konzentration (mmol/l)
Chiuve et al. Am J Clin Nutr 93:253–60, 2011
© Prof. Vormann, IPEVNiedrige Serum-Magnesiumkonzentrationen sind mit höherer Mortalität verbunden
Follow-up der Gesundheitsstudie in Vorpommern (Study of Health in Pomerania (SHIP),
n=4203)
Mortalität – alle Ursachen
0.08
Mg ≤0.73 mmol/L
0.06
kumulatives Risiko
Mg >0.73 mmol/L
0.04
0.02
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Zeit (Jahre)
Reffelmann et al. Atherosclerosis 2011; 219: 280–284
© Prof. Vormann, IPEVRelatives Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen in Abhängigkeit von der
Magnesiumzufuhr in der Nurses´ Health Study (86.000 Frauen)
Chiuve et al., J. Am. Heart Ass., 2013
1,1
1
relatives Risiko
0,9
gesamt
0,8 nicht-tödlich
tödlich
0,7
0,6
< 246 246 - 276 277 - 305 306 - 342 > 342
Magnesiumzufuhr (mg)
© Prof. Vormann, IPEVAssociation of serum magnesium (A), phosphorus (B), and calcium (C) (corrected for serum
albumin concentration) with risk of incident heart failure: the Atherosclerosis Risk in
Communities Study, 1987–2009 (N = 14,709).
Lutsey P L et al. Am J Clin Nutr 2014;100:756-764
© Prof. Vormann, IPEVAssociation of serum magnesium (A), phosphorus (B), and calcium (C) (corrected for serum
albumin concentration) with risk of incident heart failure: the Atherosclerosis Risk in
Communities Study, 1987–2009 (N = 14,709).
Lutsey P L et al. Am J Clin Nutr 2014;100:756-764
© Prof. Vormann, IPEV© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
RR of CVD, IHD, and fatal IHD associated with a 200-mg/d higher dietary magnesium intake
quantified by using generalized least-squares trend estimation and pooled by using a
random-effects meta-analysis (n = 273,963).
Del Gobbo L C et al. Am J Clin Nutr 2013;98:160-173
© Prof. Vormann, IPEV© Prof. Vormann, IPEV
Magnesium and hypertension
Mg supplementation is associated with significant dose-dependent blood pressure
reductions.
Meta-analysis, evaluating 1,220 individuals from 20 randomized clinical trials1
Change in systolic blood pressure (mmHg)
15
10
5
Mg-Control
0
-5
-10
-15
10 20 30 40
Mg dose (mmol/day)
Meta-analysis of 44 studies:
Mg supplementation may enhance the blood pressure
lowering effect of antihypertensive medications.2
1 Jee et al. Am J Hypertens 2002; 15: 691-696; 2 Rosanoff. Magnes Res 2010; 23: 27-40 © Prof. Vormann, IPEVMAGNESIUM CITRATE IN UNTREATED PREDIABETICS AND
TYPE II DIABETICS - A 12 WEEKS PLACEBO-CONTROLLED
DOUBLE-BLINDED TRIAL
Werner, Tanja ; Kisters, Klaus ; Kisters, Lukas ; Vormann, Jürgen
1 2 2 3
Journal of Hypertension: 2021 - Volume 39 - Issue - p e211-e212
Placebo-controlled double-blinded pilot trial in newly diagnosed, untreated type II diabetics
without hypomagnesemia.
50 subjects of age 64+/-13 years were randomly assigned to the Mg supplementation group
receiving 400 mg Mg from Mg citrate daily for 12 weeks or placebo. Results before, after 6
and 12 weeks of supplementation.
Significant decrease in blood pressure over supplementation period in the Mg group
144 ± 10 / 86 ± 4 vs. 130 ± 5 / 81 ± 2 vs. 122 ± 6 / 78 ± 3 mm Hg, (pDominguez et al. Magnesium and Hypertension in Old Age.
Nutrients 2021, 13, 139.
© Prof. Vormann, IPEVHolzgartner H, Maier E, Vierling W. High-dosage oral magnesium therapy in
arrhythmias. Results of an observational study in 1.160 patients with
arrhythmia. Fortschr. Med. 1990;108:539-42.
Bei 82% der Patienten zeigte eine Dosis von 300 - 600 mg Magnesium/Tag (Magnesium-
Diasporal) nach 6 bis 10 Wochen eine gute bis sehr gute Wirksamkeit
Wirksamkeit nach Beurteilung des Arztes
© Prof. Vormann, IPEVMagnesiumtherapie und KHK
Multi-Center-Studie an 505 Patienten mit stabiler und instabiler Angina pectoris, die mit 300 bzw. 600
mg Magnesium (Magnesium-Diasporal® 300) über einen Zeitraum von 51 Tagen behandelt wurden.
Subjektive Befindlichkeit bei Subjektive Befindlichkeit nach
Therapiebeginn 6 Wochen Therapie
3,2% 0,8% 2,2%
14,8%
11,2% 7,3%
17,7%
41,6%
35,9%
65,3%
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
Befindlichkeitsindex (1=sehr gut, 6=schlecht) Befindlichkeitsindex (1=sehr gut, 6=schlecht)
Wilimzig und Vierling, Herz + Gefäße 12 (1991)
© Prof. Vormann, IPEVBinghao Zhao et al. The Effect of Magnesium
Intake on Stroke Incidence: A Systematic Review
and Meta-Analysis With Trial Sequential Analysis.
Frontier in Neurology 10, 852, 2019
© Prof. Vormann, IPEVGuasch-Ferré et al. Dietary magnesium intake is inversely associated with mortality in
adults at high cardiovascular disease risk. J Nutr. 2014;144:55-60.
The aim of this study was to assess the association between magnesium intake and CVD and mortality risk in a
Mediterranean population at high cardiovascular risk with high average magnesium intake. The study included 7216
men and women aged 55-80 y from the PREDIMED (Prevención con Dieta Mediterránea) study, a randomized clinical
trial with a median follow-up of 4.8 y.
Influence of Mg intake on Mortality
1,2
1
0,8
relative risk
0,6 Mg intake low
Mg intake normal
0,4 Mg intake high
0,2
0
cardiovascular cancer all cause mortality
mortality
© Prof. Vormann, IPEV© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
Aparna A. M., Rajitha P.: ‘Magnesium’-the master cation-as a drug—possibilities and evidences.
Biometals 2021
© Prof. Vormann, IPEVDiagnose eines Mg-Mangels
1. klinische Symptome
2. Risikofaktoren für niedrige Mg-Zufuhr/ erhöhte Verluste
3. Plasma Mg-Konzentration < 0.85 mmol/l
© Prof. Vormann, IPEV© Prof. Vormann, IPEV
Ismail, Yasmin/ Ismail, Abbas A. / Ismail, Adel A.A.
The underestimated problem of using serum magnesium measurements to
exclude magnesium deficiency in adults; a health warning is needed for
“normal” results
Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 48, 323–327, 2010
Take Home Message.
• Magnesium deficiency is common
• It is under diagnosed
• It has clinical consequences
• The commonly used serum magnesium is potentially flawed
• Treatment is straightforward and clinically beneficial
“…The inaccuracy of serum magnesium as a biomarker of negative body stores, although well known among
laboratorians, is not widely disseminated nor emphasized to clinicians. The perception that ‘‘normal’’ serum
magnesium excludes deficiency is not uncommon among clinicians, and this has contributed to underdiagnosis
of chronic deficiency. Based on literature in the last two decades, magnesium deficiency remains common and
undervalued, warranting a proactive approach by the laboratory because restoration of magnesium stores is
simple, tolerable, inexpensive and can be clinically beneficial.”
© Prof. Vormann, IPEVÄnderung der Plasma-Mg-Konzentration nach akuter und chronischer
Supplementierung:
Plasma Mg [mmol/l]
0,80
Baseline
Akut
* * Chronisch
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
M g AAC M g Citrat M g Oxid Plazebo
Walker et al.: Mg citrate found more bioavailable than other Mg preparations in a randomised, double-
blind study. Magnesium Research 16:183-191 (2003)
© Prof. Vormann, IPEV© Prof. Vormann, IPEV
© Prof. Vormann, IPEV
Nestler A, Vormann J, Kolisek M.
Magnesium Supplementation acutely affects intracellular Mg2+ in Human Leukocytes.
The FASEB Journal. 2012;26:lb278
0,30
Magnesium-Konzentration (MagFura 2- Ratio)
0,25
Änderung der intrazellulären freien
0,20
0,15
Plazebo
Magnesiumcitrat
0,10 Magnesiumoxid
0,05
0,00
0 6 12 18 24
-0,05
Stunden nach Einnahme
© Prof. Vormann, IPEVMagnesium ist sicher!
Bei oraler Anwendung keine Überdosierung!
9
8
Herzstillstand
Atemlähmung
7
Serum-Mg2+ (mmol/l)
Koma
6
Areflexie
5
4 Sehnenreflexe
EKG-Überleitungsstörungen
3
Nur möglich bei
2
Vasodilatation, Blutdruck parenteraler Gabe
1 normal Max. bei
0 oraler Gabe
© Prof. Vormann, IPEVVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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