MAΓΝΗΣΙΟ ΚΑΙ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

ΕΓΚΕΦΑΛΟΣ

Το επίπεδο του κυτοσολικού Mg ²⁺ στον εγκέφαλο εκτιμάται ότι είναι περίπου το μισό από αυτό στους σκελετικούς μύες και η  μειωμένη συγκέντρωση του σχετίζεται με νευρολογικές ασθένειες που διευκολύνονται  από τη μειωμένη παραγωγή ATP και τη μεταβολή της δραστηριότητας Na ⁺ /K ⁺ ATPase .Ο BBB παίζει σημαντικό ρόλο στο διαχωρισμό του εξωκυττάριου υγρού (ECF) από την κυκλοφορία του αίματος Η συγκέντρωση Mg ²⁺ στο ECF είναι υψηλότερη από αυτή στο ΕΝΥ και στο πλάσμα. Αυτό δείχνει ότι το Mg ²⁺ μεταφέρεται ενεργά στον εγκέφαλο. Η συγκέντρωση του Mg ²⁺ στο ΕΝΥ είναι αλληλένδετη με διάφορες εγκεφαλικές λειτουργίες και  μεταβάλλεται σε διάφορες νευρολογικές διαταραχές. Η συγκέντρωση Mg ²⁺ στον εγκέφαλο σχετίζεται με τη νευρωνική διέγερση, που προκαλείται από διάφορους νευροδιαβιβαστές,  γλουταμικού, το οποίο δρα στον υποδοχέα D -ασπαρτικού …NMDA και στον υποδοχέα προπιονικού οξέος…AMPA.  καϊνίτης και μεταβοτροπικοί υποδοχείς που υπάρχουν στις μετασυναπτικές μεμβράνες. Φυσιολογικά ο υποδοχέας NMDA μπλοκάρεται από το Mg ²⁺ , έτσι ώστε το γλουταμικό να δράσει μόνο στον υποδοχέα AMPA. Η ενεργοποίηση του AMPA διευκολύνει την ιοντική κίνηση κατά μήκος των νευρωνικών μεμβρανών και έτσι ενεργοποιεί τους υποδοχείς NMDA. Η ανεπάρκεια του εξωκυτταρικού Mg ²⁺ έχει ως αποτέλεσμα την υπερδιέγερση των νευρώνων λόγω της υπερ-ενεργοποίησης του NMDA. Εκτός από τον υποδοχέα NMDA, το Mg ²⁺ μπορεί να ρυθμίσει τον ανασταλτικό υποδοχέα GABA _A,η ενεργοποίηση του οποίου προκαλεί εισροή ιόντων χλωρίου, προκαλώντας νευρωνική υπερπόλωση και αναστολή. Το Mg ²⁺ θεωρείται ως αγωνιστής του υποδοχέα GABA _A ,που  δρα στις βενζοδιαζεπίνες[μοιάζουν με υποδοχείς] και παρουσιάζει αγχολυτική δράση. Αυτή η επίδραση ανταγωνίζεται τη φλουμαζενίλη[ανταγωνιστής υποδοχέα GABA], επιβεβαιώνοντας  την αγωνιστική ιδιότητα του Mg ²⁺ σε αυτόν τον υποδοχέα.Το χαμηλό επίπεδο Mg ²⁺ στο ΚΝΣ μπορεί  μειώνει τη δραστηριότητα του υποδοχέα GABA _A ,με αποτέλεσμα υψηλότερο δυναμικό μεμβράνης που  συμβάλει στην διεγερτική τοξικότητα Επιπλέον, εάν το εξωκυττάριο Mg ²⁺ βρεθεί μικρότερο, υπάρχει αυξημένη εισροή ασβεστίου, η οποία αυξάνει την απελευθέρωση γλουταμικού και ως εκ τούτου προκαλεί διεγερτική τοξικότητα .Μια άλλη ζωτική δραστηριότητα του Mg ²⁺ στον εγκέφαλο είναι η ανασταλτική του δράση στο οξειδωτικό στρες,από την αυξημένη παραγωγή ROS και  τον κυτταρικό θάνατο. Η ανεπάρκεια Mg ²⁺ προάγει την απελευθέρωση φλεγμονωδών μεσολαβητών[ IL-6 και TNF-α]μέσω της ενεργοποίησης της ουσίας P. Επιπλέον, το Mg ²⁺ ενεργοποιεί  τη συνθάση του μονοξειδίου του αζώτου, αυξάνει την παραγωγή ΝΟ. που εμπλέκεται σε αγγειοδιαστολή, στη ρύθμιση των καναλιών και στην απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών.

Μαγνήσιο και νευρολογικές παθήσεις

Ανεπάρκεια Mg ²⁺ έχει αναφερθεί σε διάφορες ασθένειες όπως ημικρανία, εγκεφαλικό επεισόδιο, νευροεκφυλιστικές ασθένειες, κατάθλιψη, επιληψία κ.λπ. Αναφέρεται ότι η διάσπαση του BBB, το οίδημα, η διεγερτική τοξικότητα και η παραγωγή ROS που σχετίζονται με νευρολογικές παθήσεις μπορούν να διορθωθούν με τη χρήση Mg ²⁺. Η υπερβολική εισροή ασβεστίου στον εγκέφαλο μπορεί να προκαλέσει διάφορες επιπλοκές στον εγκέφαλο, όπως διεγερτική τοξικότητα, διαταραχή του BBB, φλεγμονή και οξειδωτικό στρες. Το μαγνήσιο  αναστέλλει την εισροή ασβεστίου, την παραγωγή ουσίας P, τη φλεγμονή και το οξειδωτικό στρες.

Ημικρανία

Η ημικρανία ,ένας επαναλαμβανόμενος παλλόμενος πονοκέφαλος,σχετίζεται με ενεργοποίηση του υποδοχέα NMDA,η απελευθέρωση του Πεπτιδίου-CGRP (προκαλεί αγγειοδιαστολή) και την  5-HT με συνέπεια  ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων. Το επίπεδο του Mg ²⁺ βρέθηκε να είναι μικρότερο στον ορό και στο ΕΝΥ ασθενών με ημικρανία .Το Mg ²⁺ εμφάνισε δράση κατά της ημικρανίας αναστέλλοντας την ενεργοποίηση του υποδοχέα NMDA, την απελευθέρωση CGRP και την υπερσυσσώρευση των αιμοπεταλίων. Το Mg ²⁺ δρα στην ημικρανία με διάφορους μηχανισμούς όπως η ρύθμιση της δράσης των νευροδιαβιβαστών (σεροτονίνης, ΝΟ και γλουταμινικoυ), η αύξηση της παραγωγής ATP, η μείωση της συσσώρευσης αιμοπεταλίων  και η  αντιφλεγμονώδης δράση.

Η ενδοφλέβια χορήγηση μαγνησίου μπορεί να μειώσει τις οξείες κρίσεις ημικρανίας. εν τω μεταξύ, η από του στόματος χορήγηση μαγνησίου μειώνει την ένταση και τη συχνότητα της προσβολής .Οι εκθέσεις ερευνητικών εργασιών αποκάλυψαν ότι το συμπλήρωμα θειικού μαγνησίου βρέθηκε ότι είναι αποτελεσματικό στην ημικρανία με αύρα, αλλά δεν είναι αποτελεσματικό σε κοινές προσβολές. Ενώ το κιτρικό μαγνήσιο βρέθηκε ότι είναι αποτελεσματικό στην ημικρανία χωρίς αύρα.

Τραυματισμός του ΚΝΣ

Η τραυματική βλάβη του ΚΝΣ μπορεί να οδηγήσει σε μείωση του ενδοκυτταρικού επιπέδου Mg ²⁺ σε 40–60% με μείωση 10–15% στο συνολικό επίπεδο Mg ^{2+ .} που μπορεί να επηρεάσει την είσοδο γλουταμινικού και ασβεστίου στον προσυναπτικό νευρώνα .Αυτό έχει ως αποτέλεσμα νευροεκφυλισμό και κυτταρικό θάνατο ως δευτερογενή σε εγκεφαλική βλάβη Οι δευτερογενείς τραυματισμοί περιλαμβάνουν διάχυτη αξονική βλάβη, οίδημα (τόσο αγγειογενές όσο και κυτταροτοξικό), τοξικότητα που προκαλείται από εξωσυναπτικό υποδοχέα NMDA, νευρογενή φλεγμονή, οξειδωτικό στρες, μιτοχονδριακή δυσλειτουργία και φλεγμονή. Οι διάφορες μελέτες ανέφεραν ότι η ανεπάρκεια Mg ²⁺ επιταχύνει την απελευθέρωση της ουσίας P και των προφλεγμονωδών μεσολαβητών. Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί που μεσολαβούν στη νευροπροστατευτική δράση του Mg ²⁺ σε τραυματισμό του ΚΝΣ.

1]Ο  πρώτος και σημαντικότερος μεταξύ αυτών είναι  ο αποκλεισμος του υποδοχέα NMDA από το Mg ²⁺ , ο οποίος είναι υπεύθυνος για την διεγερτική τοξικότητα.

2]Ο δεύτερος είναι η παροχή προστασίας από το οξειδωτικό,με  μειωση δημιουργίας ROS και  υπεροξείδωσης των λιπιδίων.

3]Ο τρίτος μηχανισμός είναι με τη διατήρηση της ακεραιότητας της μιτοχονδριακής μεμβράνης μέσω της μειωμένης παραγωγής γαλακτικού οξέος και εκεί με τη διόρθωση της μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας .

Νόσος Πάρκινσον

Η νόσος χαρακτηρίζεται από απώλεια ντοπαμινεργικών νευρώνων στα βασικά γάγγλια,και η διεγερτική τοξικότητα θεωρείται ως μία από τις κύριες αιτίες της. Οι πιθανοί μηχανισμοί είναι οι μιτοχονδριακές βλάβες που σχετίζονται με την αυξημένη παραγωγή ROS και το ενδοπλασματικό στρες. Η μιτοχονδριακή δυσλειτουργία είχε ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση της α-συνουκλεΐνης που με τον σίδηρο προκαλεί το οξειδωτικό στρες, με αποτέλεσμα τον συνδυασμό των γονιδίων Parkin και DJ1, τα οποία εμποδίζουν την καταστροφή των πρωτεϊνών. Συνήθως, τα λανθασμένα διπλωμένα πρωτεϊνικά συσσωματώματα και τα κατεστραμμένα οργανίδια αποικοδομούνται με αυτοφαγία,από τα λυσοσώματα και η βλάβη αυτής της οδού οδηγεί στη συσσώρευση συνουκλεΐνης. Ο μεταφορέας Mg ²⁺ SLC41A2 παίζει ρόλο στην εξέλιξη της νόσου του Το Mg ²⁺ είναι αποτελεσματικό στη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον μέσω [1]αναστολής της συσσωμάτωσης της α-συνουκλεΐνης με σίδηρο και άλλα μέταλλα και [2] ρυθμισης του mTOR pathway που εμπλέκεται στην απενεργοποεί την αυτοφαγία ,υπεύθυνη για τη συσσώρευση συνουκλεΐνης.Το Mg ²⁺ , ρυθμίζοντας την οδό mTOR, μειώνει το σχηματισμό συνουκλεΐνης και προστατεύει τους ντοπαμινεργικούς νευρώνες. Επιπλέον, η πρόληψη της νευροφλεγμονής από το Mg ²⁺ συνεισφέρει επίσης ένα επιπλέον προστατευτικό αποτέλεσμα στη θεραπεία της PD.

Νόσος Αλτσχάϊμερ

Η AD, με απώλεια χολινεργικού διαβιβαστή στο ΚΝΣ, χαρακτηρίζεται από συσσώρευση εξωκυτταρικών γεροντικών πλακών και ενδοκυτταρικών μπερδέματος εντός των εγκεφαλικών κυττάρων, μαζί με φλεγμονή και ατροφία .Αποκαλύφθηκε  χαμηλό επίπεδο Mg ²⁺ στο ΕΝΥ και τα μαλλιά ασθενών με AD, χωρίς καμία σημαντική αλλαγή στο επίπεδο Mg ²⁺ ορού , σε σύγκριση με φυσιολογικά άτομα .Το εξωκυτταρικό Mg ²⁺ έχει αναφερθεί ότι ελέγχει τη διαπερατότητα BBB της πλάκας β αμυλοειδούς στο ECF και ενισχύει την κάθαρσή του. Το Mg ²⁺ επιδεικνύει αντιφλεγμονώδη ιδιότητα μέσω της μείωσης της έκφρασης του TNF-α και της παραγωγής προφλεγμονωδών μεσολαβητών, οι οποίοι συμβάλλουν επίσης στην ευεργετική δράση στην κατάσταση της  AD. Το χαμηλό εξωκυτταρικό Mg ²⁺ εκκινεί τη διάσπαση της πρόδρομης πρωτεΐνης του αμυλοειδούς (APP) από εκκριτάσες[Νευροτοξικά προιόντα],ενώ το υψηλό αλλάζει την οδό για να σχηματίσει διαλυτή  μορφή APP,που  είναι νευροτροφική .Περαιτέρω, το Mg ²⁺ αναστέλλει το ένζυμο γλυκογόνο συνθάσης κινάσης-3 β (GSK-3β) ( εμπλέκεται στην κυτταρική αποπτωση), μειώνει τον νευρωνικό κυτταρικό θάνατο, βελτιώνει τη γνωστική λειτουργία και συναπτική πλαστικότητα  σε μοντέλο AD.

Επιληψία

Η αντισπασμωδική δράση του Mg ²⁺ προκαλείται από ανταγωνισμό του υποδοχέα NMDA,την  αύξηση της παραγωγής αγγειοδιασταλτικής προσταγλανδίνης και η σταθεροποίηση της νευρωνικής μεμβράνης. Το Mg ²⁺ είναι ένας ισχυρός ρυθμιστής της δραστηριότητας των επιληπτικών κρίσεων αναστέλλοντας την εισροή ασβεστίου μέσω του υποδοχέα NMDA.Επιπλέον, η χαμηλή περιεκτικότητα σε Mg ²⁺ μειώνει το επιφανειακό φορτίο της νευρωνικής μεμβράνης και έχει ως αποτέλεσμα την υπερδιέγερση Το Mg ²⁺ δρα ως συμπαράγοντας στη σύνθεση GABA, η οποία επίσης ευθύνεται για την αντισπασμωδική δράση του. Η υψηλότερη πρόσληψη διατροφικού Mg ²⁺ συνδέεται με χαμηλότερη συχνότητα επιληψίας και πιστεύεται ότι προκαλείται από μειωμένη παραγωγή αντιδραστικής πρωτεΐνης C.Η δραστηριότητα Na ⁺ /K ⁺ ATPase επίσης αλλάζει με μείωση της συγκέντρωσης Mg ²⁺ και η οποία αυξάνει την ευαισθησία σε επιληπτικές κρίσεις .

Το Mg ²⁺ έχει ευεργετικό ρόλο στη διόρθωση των μειωμένων επιπέδων του GABA που απελευθερώνονται συναπτικά που σχετίζεται με την ανθεκτική στα φάρμακα επιληψία (DRE). Έτσι ώστε τα συμπληρώματα Mg ²⁺ να μειώνουν τον αριθμό των ημερών που παρουσιάζουν κρίσεις ανά μήνα,ασθενών με DRE. Σε επιληπτικούς ασθενείς, το χαμηλό Mg ²⁺ ορού μπορεί να σχετίζεται με θανατηφόρα καρδιακά συμβάντα και να προκαλεί ξαφνικό απροσδόκητο θάνατο.Το θειικό μαγνήσιο βρέθηκε επίσης ότι είναι αποτελεσματικό στη αποτελεσματικό στην  ανθεκτική επιληπτική κατάσταση λόγω της εμπύρετης νόσησης.

ΠΗΓΗ: University hospital Basel, Cell 2024.