Magnesium - Verlagshaus
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Magnesium Synonym(e): Magnesiumbisglycinat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumcitrat,­ ­Magnesiumgluconat, Magnesiumglukonat, Magnesiumglycerophosphat, ­Magnesiummalat, Magnesiumoxid Nährstoffgruppe: Mineralstoffe & Spurenelemente Vorkommen und physiologische Effekte Magnesium ist durch seine weite Verbreitung im Tier- und Pflanzenreich in unterschiedlichen Mengen in Lebensmitteln enthalten. Bei üblicher Mischkosternährung stammen jedoch über 2/3 des aufgenommenen Magnesiums aus Gemüse und Getreide. Magnesium ist als essenzieller Bestandteil von Chlorophyll in allen grünen Gemüsesorten reichlich enthalten. Darüber hinaus enthalten Vollkornprodukte, Haferflocken, Nüsse und Hülsenfrüchte nennenswerte Mengen an dem Mineralstoff. Magnesiumreiche Obstsorten sind Beeren und Bananen. Von den tierischen Lebensmitteln leisten Fleisch, Fisch, Milch und Milchprodukte einen Beitrag zur Bedarfsdeckung. Verschiedene Mineral- und Trinkwässer sind ebenfalls gute Magnesiumquellen. In der Ernährung vermindern oder erhöhen verschiedene Bestandteile die Bioverfügbarkeit des Mineralstoffes. Hemmend kann ein hoher Ballaststoffanteil sein, da es zu Komplexbildungen kommt, Lactose und vermutlich auch andere Kohlenhydrate können durch bakterielle Fermentation der Darmflora die Magnesiumabsorption verbessern. Der Magnesiumgehalt von Lebensmitteln kann auch durch verschiedene Zubereitungs- und Verarbeitungsprozesse herabgesetzt werden. Zu nennenswerten Verlusten kommt es bei der Gemüsezubereitung durch Wässern, Blanchieren und Kochen in viel Wasser (wenn das Kochwasser verworfen wird). Deutlich höhere Verluste als bei anderen Mineralstoffen sind auch durch das Ausmahlen von Getreide zu verzeichnen. 321 Magnesium Vorkommen in der Nahrung Physiologische Effekte Enzymaktivität ¾ Als Coenzym an über 300 enzymatischen Reaktionen beteiligt, wie z.B. Eiweiß- und Nukleinsäuresynthese Energiestoffwechsel ¾ Aktivator von Enzymen im Citratzyklus ¾ Oxidative Phosphorylierung von ATP ¾ Aktivierung der Cholesterinesterase im Fettstoffwechsel Nervensystem und Muskulatur ¾ Aufrechterhaltung der Membranpermeabilität ¾ Als Cofaktor der Natrium-Kalium-Pumpe für die Membranstabilisation verantwortlich ¾ Regulation der Erregungsleitung als Gegenspieler von Calcium Hormonhaushalt ¾ Freisetzung von Hormonen (z.B. Insulin) und Neurotransmittern (z.B. Dopamin, Glutamat) ¾ Regulation der zellulären Signalübertragung (Second Messenger) Herz-Kreislauf ¾ Regulation der kardialen Pumpfunktion und Rhythmik ¾ Antithrombotische Funktion durch Verringerung der Thrombozytenaggregation ¾ Regulation des Gefäßmuskeltonus, Vasodilatation EFSA Health Claims Health Claims Magnesium ¾ Trägt zur Verringerung von Müdigkeit und Ermüdung bei ¾ Trägt zu einer normalen Muskelfunktion bei ¾ Trägt zur normalen psychischen Funktion bei Magnesium ¾ Trägt zum Elektrolytgleichgewicht bei ¾ Trägt zu einem normalen Energiestoffwechsel bei ¾ Trägt zu einer normalen Funktion des Nervensystems bei ¾ Trägt zu einer normalen Eiweißsynthese bei ¾ Trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei ¾ Trägt zu Erhaltung normaler Zähne bei ¾ Magnesium hat eine Funktion bei der Zellteilung 322 Referenzwerte Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr D-A-CH Alter Magnesium (mg /d) 0–4 24 4–12 60 1–4 80 4–7 120 7–10 170 10–13 240 13-15 310 Säuglinge (Monate) Jugendliche/Erwachsene (Jahre) Frauen Männer 15–19 350 400 19–25 310 400 25–51 300 350 51–65 300 350 > 65 300 350 Schwangere 310 Stillende 390 Erhöhter Bedarf Stress, Sport, Aluminiumbelastung, Alkoholabusus, Nierenfunktionsstörungen, Hyperthyreose, chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Kurzdarmsyndrom, Pankreatitis Besondere Risikogruppen Leistungssport, Hyperthyreose, Diabetes Typ 1 und Typ 2 für einen Mangel Referenzwert laut Lebensmittel-Kennzeichnungsverordnung Magnesium (= 100 % TB-Kennzeichnung auf Etikett) 375 mg Sicherheit des Nährstoffes UL Langfristige tägliche Aufnahmemenge, bei der keine negativen Einflüsse auf die Gesundheit zu erwarten sind NOAEL Maximale Aufnahmedosis, die in Studien keine schädigen- 250 mg/d den Auswirkungen verursachte 350 mg/d als Supplement 323 Magnesium Kinder (Jahre) Besondere Informationen Pharmakokinetik und Bioverfügbarkeit von verschiedenen ­Magnesiumverbindungen Die Bioverfügbarkeit des Magnesiums, also die tatsächlich absorbierte Menge des Magnesiums aus unterschiedlichen Verbindungen, ist ein viel diskutiertes Thema. Bei der Dissoziation von Magnesium aus seiner Verbindung in die Kationenform spielt der pHWert eine entscheidende Rolle. Das Vorliegen von Magnesium als Ion ist notwendig, damit es aktiv an ein Carrierprotein gekoppelt – oder bei höheren Konzentrationen auch passiv – in die Mukosazelle aufgenommen werden kann. Die Löslichkeit einer Magnesiumverbindung wird durch ihre physikochemischen Eigenschaften (pK-Wert als negativer dekadischer Logarithmus der Dissoziationskonstanten) und durch die pH-Situation am Resorptionsort bestimmt. Hierbei sind Magnesiumverbindungen grundsätzlich im sauren Bereich besser löslich als im alkalischen Milieu. Effektivität bestimmt durch pH-Wert-abhängiges Lösungsverhalten und Beladungen Die Bestimmung des Löslichkeitsverhaltens von 8 unterschiedlichen Magnesiumverbindungen hatte eine labortechnische Untersuchung des deutschen LEFO-Institutes zum Ziel. Es zeigte sich, dass bei einem sauren pH-Wert von 5 alle Salze das höchste Löslichkeitsverhalten aufwiesen. Bei einem pH-Wert von 6 bis 7 machten sich deutliche Unterschiede zwischen den Salzen bemerkbar, bei pH-Werten von 8 bis 9 waren hingegen nur mehr die Citrat-, Glukonat- und Glycerophosphatverbindungen relativ gut bioverfügbar. Für die physiologische Praxis bedeutet dies eine Untermauerung der Bedeutung des sauren Magenmilieus für die Magnesiumlöslichkeit. Ist dieses nicht gesichert, kommt die Fähigkeit einzelner Verbindungen zum Tragen, auch in weniger saurer Umgebung in Lösung gehen zu können. Allerdings ist in der Praxis auch der Magnesiumanteil einer Verbindung zu beachten: So liefert Magnesiumoxid, das im alkalischen Milieu am schlechtesten abschneidet, im sauren Milieu quantitativ mit 63 % mehr Magnesiumionen als beispielsweise das Magnesiumglukonat mit nur 5,8 %. Man kann anhand dieser Ergebnisse also davon ausgehen, dass für den physiologischen Einsatz eine Mischung aus mehreren Verbindungen mit unterschiedlichen Löslichkeitsprofilen und verschiedenen Magnesiumanteilen vorteilhaft ist. Die physiologischen Funktionen von Magnesium Der Gesamtkörperbestand eines gesunden Erwachsenen beträgt 20–30 g Magnesium. Magnesium ist, wie auch Kalium, ein typisch intrazelluläres Ion, das sich zu 60 % in den Knochenzellen und zu 35 % in den Zellen der Skelett- und der Herzmuskulatur findet. Neben strukturbildenden Eigenschaften ist Magnesium Cofaktor von 300 verschiedenen Enzymen und dadurch an den verschiedensten Funktionen im Organismus betei- 324 ligt. Unter anderem reguliert Magnesium die Membranpermeabilität und den Ionentransport von Natrium und Kalium zwischen dem intra- und extrazellulären Raum und spielt dadurch für die Erregungsleitung und die Muskelkontraktion eine zentrale Rolle. Die Symptomatik eines Magnesiummangels umfasst vier Bereiche: ZNS, HerzKreislauf, Gastrointestinaltrakt und Muskulatur. Ein marginaler Mangel an Magnesium führt zu unspezifischen Symptomen wie Müdigkeit, Nervosität oder Appetitlosigkeit. Ein manifester Mangel kann sich in Muskelkrämpfen, neuromuskulärer Übererregung, Herzrhythmusstörungen, Gefäßspasmen, Schwindel, Taubheit und Kribbeln in den Händen sowie in Durchfällen im Wechsel mit Verstopfung äußern. Eine besondere Rolle spielt Magnesium im Stressstoffwechsel. Durch hohe Magnesiumdosierungen lassen sich Stressreaktionen positiv beeinflussen. Bei einem hohen Magnesiumplasmaspiegel wird die Blut-Hirn-Schranke überwunden, wodurch zentralnervöse Effekte ausgelöst werden (z. B. die Hemmung der spannungsabhängigen Glutamatrezeptoren). Auch die Freisetzung von Stresshormonen lässt sich durch Magnesiumsupplemente vermindern. Chronischer Stress führt außerdem zu einer Magnesiumverarmung in den Zellen, was als Ursache für endotheliale Dysfunktionen, die bei arteriosklerotischen Veränderungen auftreten, gesehen wird. Ein ungenügender Magnesiumstatus führt zu proinflammatorischen, prothrombotischen und proatherogenen Zuständen auf endothelialer Zellebene und spielt damit eine wichtige Rolle bei der Entstehung von kardiovaskulären Erkrankungen. Neuere Studien konnten einen Zusammenhang zwischen erniedrigten Magnesium-Serum-Werten und erhöhten Werten von C-reaktivem Protein belegen, einem Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Biomarker für entzündliche Vorgänge. Eine orale Magnesiumsupplementierung verbessert die Werte für C-reaktives Protein und scheint ein geeignetes Mittel zur Unterbrechung der Entzündungskaskade zu sein. Durch den direkten Zusammenhang des Magnesiumstatus mit endothelialer Dysfunktion lassen sich vermutlich auch die therapeutischen Erfolge einer Magnesiumsubstitution bei Hypertoniepatienten erklären. Insbesondere bei Bluthochdruck in der Schwangerschaft ist der Effekt gut dokumentiert. Magnesium bei Herzerkrankungen Eine Magnesiumsupplementierung zeigt auch starke kardioprotektive Effekte. Bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz verbesserten sich die Arterienelastizität, die hämodynamischen Parameter und die Leistungsfähigkeit nach einer 3-monatigen Intervention mit täglich 800 mg Magnesium. Bei Patienten mit koronaren Arterienerkrankungen zeigte eine orale Magnesiumsubstitution mit 2 x täglich 15 mmol über 6 Monate eine signifikante Erhöhung der Magnesiumwerte in Kombination mit einer Verbesserung der ventrikulären Funktion in Ruhe und unter Belastung. Ebenfalls gut dokumentiert und wissenschaftlich belegt ist der Einsatz von Magnesium bei atrialen und supraventrikulären Tachyarrhythmien und ventrikulären Tachykardien. 325 Magnesium Stress, endotheliale Dysfunktion und Hypertonie Migräne, Depressionen und PMS Durch den membranstabilisierenden Effekt und den dadurch bedingten Einfluss auf die Erregungsleitung der Nerven können Magnesiumdefizite auch bei der Pathogenese von Migräneanfällen eine Rolle spielen. Migränepatienten weisen häufig einen suboptimalen Magnesiumstatus auf und sprechen gut auf eine Supplementierung an. In klinischen Studien reduzierten sich unter einer Magnesiumsubstitution von 600 mg/ Tag sowohl die Dauer als auch die Anfallsfrequenz von Migräneattacken. Auch bei Depressionen scheinen intraneurale Magnesiumdefizite beteiligt zu sein. Verschiedene Studien konnten bei dreimal täglich 125–300 mg Magnesiumzufuhr eine schnelle Verbesserung innerhalb von 7 Tagen feststellen. Bei emotionellen Schwankungen, wie sie beim prämenstruellen Syndrom auftreten können, ist eine therapeutische Magnesiumzufuhr ebenfalls wirksam. Magnesium – Leistungssteigerung bei Sportlern Durch Sport können die körpereigenen Magnesiumspeicher geleert werden, wodurch Energiemetabolismus, Sauerstoffaufnahme und Elektrolytbalance beeinträchtigt werden können. Zudem ist Magnesium für den störungsfreien Ablauf des Muskelstoffwechsels von wesentlicher Bedeutung, da die neuromuskuläre Koordination sowie alle Enzymreaktionen im Muskel die Anwesenheit einer ausreichenden Konzentration von Magnesiumionen erfordern. Ein Mangel an Magnesium beim Sportler zeigt sich insbesondere in Form von Muskelkrämpfen und -verhärtungen sowie einer beschleunigten muskulären Ermüdbarkeit. Sportler zeigen nach Magnesiumsupplementierung erhöhte Erythrozyten- und Hämoglobinwerte, wodurch die Leistungsfähigkeit positiv beeinflusst werden kann. Bei einer durch Sport bedingten intrazellulären Azidose kommt es zu einer verminderten Zellleistung, da Phosphat in saurem Milieu Protonen aufnimmt und die ATP-Synthese dadurch gehemmt wird. Die Ladungsveränderungen beeinträchtigen außerdem die Funktion der Strukturproteine. Dadurch sinkt in übersäuerten Muskeln die Leistung, die Gefahr von Verletzungen und Mikrotraumen steigt an. Entsäuerungsmaßnahmen können zum Erhalt und zur Verbesserung der Ausdauerleistung bei Sportlern führen. Magnesium und Protonenpumpenhemmer Protonenpumpenhemmer (PPI) stehen ganz oben auf der Liste der am häufigsten verordneten Arzneimittel. Die klassische Indikation für PPI sind die Refluxkrankheiten mit und ohne Erosionen sowie die Ulkusbehandlung einschließlich der Eradikation von Helicobacter pylori. Mittlerweile werden PPI auch als Co-Medikation bei Therapie mit nicht steroidalen Antiphlogistika (NSAID) und ASS empfohlen und zunehmend bereits als Prophylaxe von intestinalen Erosionen und Ulzerationen eingesetzt. Die dauerhafte Verwendung führt langfristig zu Störungen im Mikronährstoffhaushalt, denn die therapeutisch gewollte pH-Verschiebung im Magen kann die Bioverfügbarkeit von Vitaminen und Mineralstoffen verringern. Die Folge ist ein erniedrigter Mikronährstoffstatus, 326 der wiederum als Cofaktor für das Entstehen weiterer Erkrankungen verantwortlich sein kann. Für Magnesium liegen bereits entsprechende Warnungen des deutschen BfArM und der österreichischen Behörde für Arzneimittelsicherheit vor. Mehrere epidemiologische Studien aus den letzten Jahren legen den Verdacht nahe, dass eine Langzeitbehandlung mit PPI dosisabhängig zu Störungen im Knochenstoffwechsel und vermehrt zu osteoporotischen Frakturen führen kann. Außerdem scheint das Risiko für Darm- und Lungeninfektionen durch bakterielle Fehlbesiedelung im oberen Gastrointestinaltrakt anzusteigen. Auch das Auftreten von Arrhythmien und anderen kardiologischen Beschwerden durch die langfristige Einnahme von PPIs konnte in Studien nachgewiesen werden. Labordiagnostik Parameter Substrat Referenzwert Beschreibung Magnesium im Blut Serum 0,80–1,05 mmol/l Magnesiumbestimmung im Serum nur von eingeschränkter Bedeutung, da Magnesium zu 90 % intrazellulär vorkommt. Vollblut 1,38–1,50 mmol/l Magnesium ist zu 90 % erythrozytär gebunden. Die hämatokritkorrelierte Vollblutanalytik ermöglicht die korrekte Interpretation des Versorgungsstaus. 24-h-Harn 3,0-6,0 mmol/24h Überschüssiges Magnesium wird über die Niere ausgeschieden. Magnesium im Harn Verminderte Werte Magnesiummangel Erhöhte Werte Normalerweise wird überschüssiges Magnesium über die Nieren ausgeschieden. Zu Erhöhungen des Magnesiums kommt es daher vor allem bei Erkrankungen der Nieren oder bei der Einnahme größerer Mengen von magnesiumhaltigen Medikamenten. Hinweis zu den Messergebnissen Niedrige Magnesiumkonzentrationen im Serum weisen auf einen Mangel hin. Wogegen normale Werte einen Mangel nicht ausschließen, da trotzdem ein Mangel auf zellulärer Ebene vorliegen kann. 327 Magnesium Interpretation Mögliche Mangelsymptome Auswirkung auf Symptomatik Allgemeinbefinden Unruhe, Angst, geringe Stresstoleranz Herz-Kreislauf Arrhythmien, Extrasystolen, Tachykardien Hypertension, Durchblutungsstörungen Muskulatur Muskelkrämpfe/Wadenkrämpfe, Muskelzuckungen Taubheit, Kribbeln, Parästhesien Nervensystem Depressionen, Verstimmungen, Konzentrationsschwäche, migräneartige Kopfschmerzen, Schlafstörungen Blut Hypokalzämie, Hypokaliämie Knochenstoffwechsel Störung des Vitamin-D3-Stoffwechsels Indikation Effekt Indikation Dosierung Physiologische Effekte mit niedrigen Nährstoffdosierungen Für einen ausreichenden Magnesiumstatus 150–300 mg/d Zur Sicherstellung der Magnesiumversorgung bei unzureichender alimentärer Aufnahme 300–500 mg/d Bei erhöhtem Bedarf durch Sport, Schwangerschaft oder erhöhter Stressbelastung 300–450 mg/d Bei erhöhter Magnesiumausscheidung durch Alkoholabusus oder Medikamenteneinnahme (ACE-Hemmer, Ciclosporin A, Laxanzien, Diuretika) 300–450 mg/d Therapiebegleitend bei Hypertonie, Migräne,­ Asthma, Schwindel, Magen- und Darm­ krämpfen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen 500–900 mg/d Leistungssport 300–1000 mg/d Pharmakologische ­Effekte mit hohen Nährstoffdosierungen Einnahme Allgemeiner Einnahmemodus Wann Für eine optimale Resorption sollte die Einnahme von Magnesium zwischen den Mahlzeiten erfolgen. Nebenwirkungen Magnesium kann in höheren Dosierungen abführend wirken. Es ist deshalb günstiger, die Aufnahme größerer Mengen über den Tag zu verteilen. Kontraindikationen Schwere Niereninsuffizienz, Ca-Mg-Ammonium-Phosphat-Steine 328 Interaktionen Interaktionen mit Arzneimitteln Herzglykoside (z.B. Digitoxin) Thiazide, Schleifendiuretika Betablocker Calciumkanalblocker Antazida (z.B. PPI) Magnesium verbessert die Kaliumverwertung, wodurch die Herzglykosidtoleranz verbessert und Nebenwirkungen (Arrhythmien) reduziert werden können. Schleifendiuretika führen zu großem Verlust an Magnesium und Kalium. Magnesium optimiert die Migräneprophylaxe. Unterstützung der blutdrucksenkenden Wirkung. Magnesium unterstützt die blutdrucksenkende Wirkung. Stören die Magnesiumresorption, wodurch sich langfristig das Risiko für schwere Magnesiummangelzustände erhöht. Bisphosphonate Beeinträchtigung der Magnesiumresorption. (z.B. Alendronat, Risedronat) Antibiotika (Chinolone, Tetracycline) Beeinträchtigung der Magnesiumresorption durch Komplexbildung. Glukokortikoide Durch Erhöhung der renalen Magnesiumausscheidung kommt es zum Abfall der Magnesiumserumspiegel (Magnesiumsubstitution wird empfohlen). Estrogene (Hormonersatztherapie, ­orale Kontrazeptiva) Insulin Psychostimulantien (Methylphenidat) Nephrotoxizität der Aminoglykoside steht in Zusammenhang mit erhöhter renaler Magnesiumausscheidung. Begünstigen durch Einlagerung von Magnesium in Gewebe/Knochen einen Abfall der Magnesiumserumspiegel. Magnesium vermindert die Insulinresistenz und fördert die Insulinsekretion bei Typ-2-Diabetes. Magnesium kann die Wirkung verbessern. Interaktionen mit anderen Nährstoffen Spurenelemente Vitamine Zink, Phosphor, Calcium beeinträchtigen die Magnesiumresorption. Kalium und Magnesium unterstützen sich in den Effekten. Vitamin B6 wird für die zelluläre Anreicherung von Magnesium benötigt. Vitamin D unterstützt die Bioverfügbarkeit von Magnesium. Vertiefende Informationen Die Magnesiumsituation bei PPI-Verwendern: Substitution macht Laune Die dauerhafte Verwendung von Protonenpumpenhemmern (PPI) führt langfristig zu Störungen im Mikronährstoffhaushalt, denn die therapeutisch gewollte pH-Verschiebung im Magen kann die Bioverfügbarkeit von Vitaminen und Mineralstoffen verringern. Für Magnesium liegen bereits entsprechende Warnungen des deutschen BfArM und 329 Magnesium Antibiotika (Aminoglykoside) der österreichischen Behörde für Arzneimittelsicherheit vor. Vor diesem Hintergrund wurden in einer österreichischen Hausarztpraxis Patienten unter PPI-Medikation gebeten, an einem Screening ihres Mikronährstoffstatus teilzunehmen, die Verwendung von Supplementen zu dokumentieren und ihren physischen und psychischen Gesundheitszustand erfassen zu lassen. Facettenreich: Magnesiummangel – ein Kaleidoskop der Symptome Die Symptome des Magnesiummangels haben etwas mit den Symptomen der Syphilis gemeinsam: Sie äußern sich auf alle möglichen und unmöglichen Arten, nur nicht so, wie es in den Lehrbüchern beschrieben wird. Neurophysiologische Aufgaben von Magnesium – ­ sinnvolle Begleitoption bei ADHS ADHS und ADS, ob im Kindesalter oder bei Erwachsenen, benötigt einen ganzheitlichen Behandlungsansatz. Orthomolekulare Substanzen bilden hier eine wesentliche Grundlage, welche sich in klinischen Studien immer wieder darstellen lässt. Bei den Mineralstoffen ist dies – neben Eisen, Zink und Mangan – allen voran das Magnesium, dem bei Personen mit Aufmerksamkeitsstörungen oder Hyperaktivität gesonderte Beachtung geschenkt werden sollte. pH-abhängiges Lösungsverhalten: Magnesiumverbindungen im Vergleich Ein viel diskutiertes Thema sowohl bei Fachleuten als auch bei informierten Laien ist die Frage der geeigneten Magnesiumverbindung für den Einsatz in Supplementen. Dabei steht der Begriff der Bioverfügbarkeit im Vordergrund. Dass die Bioverfügbarkeit jedoch entscheidend vom pH-Wert des jeweiligen Milieus abhängig ist, wird in der Regel zu wenig beachtet. Ein Grund, sich damit intensiver zu befassen. Arzneimittel-Mikronährstoff-Interaktionen – Problemkind Magnesium Magnesium ist ein biochemischer Allrounder, der als Aktivator bei über 300 Enzymsystemen eine Rolle spielt. Dementsprechend zahlreich sind die auftretenden Interaktionen zwischen dem Mineralstoff und Arzneimitteln. Die Folgen für den Magnesiumhaushalt sind nicht zu unterschätzen. Sie können nicht nur den medikamentösen Therapieerfolg mindern, sondern auch das Risiko für Nebenwirkungen erhöhen, die bis hin zur ernsthaften Herzarrhythmien reichen. 330