Największa zawartość magnezu występuje w tkankach, w których metabolizm procesów jest najintensywniejszy, takich jak mózg, mięśnie (około 9,5 mmol/kg), serce (około 16,5 mmol/kg), wątroba i – niestety także – tkanka nowotworowa (około 8 mmol/kg). Erytrocyty zawierają trzy razy więcej magnezu (2,4-2,9 mmol/l) niż osocze (0,8-1,6 mmol/l). Większość procesów fizjologicznych zależnych od magnezu jest uwarunkowana obecnością formy pierwiastka zjonizowanej wewnątrzkomórkowo.
Ze względu na wyjątkowe właściwości homeostatyczne osocza magnez i inne pierwiastki występują w nim w stałym, prawie niezmiennym stężeniu, są ponadto związane z białkami osoczowymi i innymi związkami chemicznymi, co determinuje ich stężenie, tak więc oznaczanie stężenia magnezu w osoczu jest bardzo mało wiarygodne. Stany chorobowe w organizmie człowieka w niewielkim stopniu wpływają na stężenie pierwiastków w osoczu, natomiast znacznie zaburzają homeostazę pierwiastków zjonizowanych wewnątrzkomórkowo. Oznaczanie pierwiastków zjonizowanych w komórkach, np. erytrocytach, ma znamiennie wyższą wartość diagnostyczną w porównaniu z oznaczeniami osoczowymi (1,80-2,80 mmol/l).
Przemiany magnezu
Gospodarka magnezowa w zdrowym organizmie zależy głównie od prawidłowego stanu strukturalno-funkcjonalnego przewodu pokarmowego i nerek. W ogólnym zarysie przyczyny niedoboru można opierać na czterech równie ważnych kategoriach przemian:
- zbyt małej podaży pierwiastka w diecie
- zaburzeniach wchłaniania
- nadmiernym wydalaniu
- wadliwej dystrybucji tkankowej.
Należy pamiętać, że zapotrzebowanie na magnez zależy również od kilku czynników, np. wieku, płci, stanu metabolizmu organizmu, tempa wzrostu i rozwoju. Na pewno wiemy, że zapotrzebowanie to jest największe w okresie wzrostu i rozwoju u młodzieży, kobiet w ciąży i podczas laktacji, w okresie intensywnej pracy fizycznej czy intensywnego uprawiania sportu. Podobnie u osób stosujących w nadmiarze używki, takie jak kawa, cola, napoje energetyzujące, alkohol, zapotrzebowanie na magnez jest znacznie zwiększone.
Wchłanianie
Wchłanianie jonów magnezu następuje głównie w jelitach czczym i krętym, gdzie panuje kwaśne środowisko. Odbywa się dwuetapowo na drodze:
- transportu biernego, opartego na zjawisku gradientu elektrochemicznego
- dyfuzji ułatwionej przez białko nośnikowe TRPM6 (transient receptor potential melastatin 6), zlokalizowane w komórkach nabłonka jelit.
Absorpcja magnezu zachodzi równolegle do absorpcji wody. Proces ten jest sprawniejszy, gdy czas jego trwania jest dłuższy. Stopień absorpcji bezpośrednio zależy od stopnia jonizacji pierwiastka, zrównoważenia diety oraz homeostazy hormonalnej. Wchłanialność magnezu jest szybsza w środowisku kwaśnym, przy diecie bogatej w białka zwierzęce, tłuszcze nienasycone, witaminę B6, sód, laktozę, witaminę D i przy prawidłowym wydzielaniu insuliny i parathormonu do krwi.
Z kolei absorpcja magnezu jest hamowana przez alkalizację środowiska, niektóre białka, niektóre tłuszcze, nasycone kwasy tłuszczowe tworzące z magnezem nierozpuszczalne związki, włókna pokarmowe, kwas fitynowy zawarty w zbożach, kwas szczawiowy występujący w wielu roślinach (rabarbar, szpinak, szczaw), nadmiar wapnia, alkohol, fluorki i fosforany. Należy pamiętać, że także niektóre leki hamują wchłanialność magnezu, np. antybiotyki z grupy tetracyklin.
Choroby przewodu pokarmowego, takie jak zespoły złego wchłaniania (w tym również alergie i nietolerancje), stan po resekcji jelit, stany zapalne jelit, choroby wątroby (zwłaszcza przebiegające z jej marskością i dużą niewydolnością) i trzustki (głównie ostre zapalenie trzustki) czy przetoki jelitowe, bywają poważnymi przyczynami deficytów magnezowych na poziomie komórkowym.
Generalnie magnez jest pierwiastkiem trudno wchłanialnym. Wyliczono, że wchłania się tylko około 30% magnezu spożywanego przez człowieka (z czego 10% w mechanizmie dyfuzji biernej). Reszta pozostaje wydalona różnymi drogami. Wszelkiego rodzaju choroby jelit – od rozrostowych do autoimmunologicznych – mają bezpośredni wpływ na ten proces.
Stabilność stężenia magnezu w tkankach warunkuje nie tylko sprawne i niezaburzone wchłanianie jelitowe, ale też prawidłowe wchłanianie zwrotne pierwiastka we wstępującej części nefronu.
Magazynowanie
Magnez jest jonem głównie wewnątrzkomórkowym. Ponad połowa tego pierwiastka znajduje się w kościach, około jednej czwartej jest w mięśniach, tyle samo jest rozmieszczone w całym organizmie, głównie w układzie nerwowym i organach o wysokiej aktywności metabolicznej, takich jak wątroba, przewód pokarmowy, nerki, gruczoły dokrewne. Rezerwa magnezowa jest zlokalizowana prawdopodobnie przede wszystkim w kościach.
Obecnie dysponujemy jednak niewielką wiedzą na temat mechanizmów transportu magnezu do komórki i utrzymania zwiększonego stężenia tego pierwiastka wewnątrzkomórkowo. Wiemy natomiast, że wchłanialność magnezu jest w dużej mierze zasługą ułatwionej dyfuzji i zależy od wielu procesów metaboliczno-hormonalnych organizmu.
Wiadomo, że witaminy B6 i D oraz insulina są w stanie zwiększyć zawartość magnezu wewnątrzkomórkowego, natomiast adrenalina czy kortyzol działają odwrotnie.
Wydalanie
Głównym narządem eliminującym magnez z naszego organizmu są nerki. Niewielkie ilości tego pierwiastka są wydalane również przez jelita, a także z potem.