Biyolojide magnezyum
Magnezyum biyolojik sistemlerde temel elementtir. Magnezyum genellikle Mg2+ iyonu olarak oluşur. Yaşam için gerekli mineral besin maddesidir[1][2][3][4] ve her organizmada her hücre türünde vardır. Örneğin, hücrelerdeki ana enerji kaynağı olan adenozin trifosfat (ATP), biyolojik olarak aktif olabilmesi için magnezyum iyonuna bağlanmalıdır. ATP genellikle Mg-ATP'dir.[5] Bu haliyle magnezyum, DNA ve RNA sentezi ile ilişkili olanlar da dahil olmak üzere hücrelerdeki tüm polifosfat bileşiklerinin kararlılığında rol oynar.
ATP'yi kullanan veya sentezleyen "tüm" enzimler veya DNA ve RNA'yı sentezlemek için diğer nükleotitleri kullananlar dahil olmak üzere 300'den fazla enzim, katalitik etkileri için magnezyum iyonlarının varlığını gerektirir.[6]
Bitkilerde magnezyum, klorofil ve fotosentez sentezi için gereklidir.
İşlevi
Magnezyum dengesi, tüm organizmaların iyi olması için çok önemlidir. Magnezyum, Dünya'nın kabuğunda ve mantosunda nispeten bol bulunan bir iyondur. Magnezyum hidrosfer'de biyolojik olarak vardır. Yararlı ve çok sıra dışı kimyası ile birlikte bu varlık, hücrede sinyalleşme, enzim aktivasyonu ve kataliz için iyon olarak kullanılmasına yol açmış olabilir. Ancak iyonik magnezyumun alışılmadık doğası, iyonun biyolojik sistemlerde kullanımında da büyük bir zorluğa yol açmıştır. Biyolojik zarlar magnezyumu (ve diğer iyonları) geçirmez bu nedenle taşıma proteinleri, hem hücrelere hem de hücre içi bölümlere magnezyum akışını kolaylaştırmalıdır.
İnsan sağlığı
Yetersiz magnezyum alımı çoğunlukla kas spazmlarına neden olur ve Kardiyovasküler hastalıklar, diyabet, yüksek tansiyon, anksiyete bozuklukları, migrenler osteoporoz ve serebral enfarktüs ile ilişkilendirilmiştir.[7][8] Akut eksiklik nadirdir ve az gıda alımından ziyade bir ilaç yan etkisi (kronik alkol veya diüretik kullanımı gibi) olarak daha yaygındır ancak uzun süre damardan beslenen kişilerde ortaya çıkabilir.
Aşırı oral magnezyum alımının en yaygın belirtisi ishaldir. Amino asit şelatlarına dayalı takviyeler (glisinat, lizinat vb.) sindirim sistemi tarafından daha iyi tahammül edilir ve kullanılan eski bileşiklerin yan etkilerini göstermezler, sürekli salınan diyet takviyeleri ise ishal oluşumunu engeller. Yetişkin insanların böbrekleri fazla magnezyumu verimli şekilde attığından, normal böbrek işlevli yetişkinlerde ağızdan magnezyum zehirlenmesi çok nadirdir.
Magnezyumlu farmasötik müstahzarlar, magnezyum eksikliği ve hipomagnezemi ve ayrıca eklampsi durumlarını tedavi etmek için kullanılır.[9] Bu tür müstahzarlar genellikle magnezyum sülfat veya parenteral olarak verildiğinde klorür formundadır. Magnezyum, klorür veya sitrat gibi herhangi bir çözünür magnezyum tuzundan vücut tarafından makul verimlilikle (%30 ila %40) emilir. Magnezyum benzer şekilde Epsom tuzları'ndan emilir ancak bu tuzlardaki sülfat daha yüksek dozlarda müshil etkilerini arttırır. Çözünmeyen oksit ve hidroksit tuzlarından (magnezya sütü) magnezyum emilimi düzensizdir ve etkinliği daha azdır çünkü tuzun mide asidi tarafından nötrleştirilmesine ve çözülmesine bağlıdır ki bu tam olmayabilir.
Magnezyum orotat, şiddetli konjestif kalp yetmezliği için uygun tedaviyi gören hastalarda adjuvan tedavi olarak kullanılabilir, sağkalım oranını artırır ve klinik belirtileri ve hastanın yaşam kalitesini iyileştirir.[10]
Sinir iletimi
Magnezyum, hücre zarları üzerindeki doğrudan etki yoluyla kas gevşemesini etkileyebilir. Mg2+ iyonları, pozitif yüklü kalsiyum iyonlarını nöron'lara ileten belirli kalsiyum kanalı türlerini kapatır. Aşırı magnezyum ile daha fazla kanal bloke edilecek ve sinir hücrelerinin aktivitesi azalacaktır.[11][12]
Hipertansiyon
Pre-eklampsi tedavisinde damar içi (intravenöz) magnezyum sülfat kullanılır.[13]
Gebeliğe bağlı hipertansiyon dışındakiler için, 120 ila 973 mg/gün doz aralığı ve ortalama 410 mg dozlu 22 klinik çalışmada yapılan meta-analizi, magnezyum takviyesinin sistolik kan basıncını 3–4 mm Hg ve diyastolik kan basıncı 2–3 mm Hg düşürerek küçük ama istatistiksel olarak anlamlı etki verdiği sonucuna varılmıştır. Doz 370 mg/gün'den fazla olduğunda etki daha büyük olmuştur.[14]
Diyabet ve glikoz toleransı
Daha çok diyet magnezyum alımları, daha az diyabet tesadüfüne denk gelir.[15] Diyabetli veya diyabet riski yüksek kişiler için magnezyum takviyesi açlık glikozunu düşürür.[16]
Diyet önerileri
ABD Tıp Enstitüsü (IOM), 1997'de magnezyum için Tahmini Ortalama Gereksinimleri (EAR) ve Önerilen Diyet Miktarlarını (RDA) güncelledi. EAR'leri ve RDA'ları oluşturmak için yeterli bilgi yoksa bunun yerine Yeterli Alım (AI) denilen tahmin kullanılır. 31 yaş ve üstü kadınlar ve erkekler için magnezyum için mevcut EAR'lar sırasıyla 265 mg/gün ve 350 mg/gün'dür. RDA'lar 320 ve 420 mg/gün'dür. Ortalamadan daha çok ihtiyacı olan insanları kapsayacak miktarları belirlemek için RDA'lar EAR'lerden daha yüksektir. Hamilelikte RDA kadının yaşına bağlı olarak 350 ila 400 mg/gün'dür. Emzirme için RDA, aynı nedenle 310 ila 360 mg/gün arasındadır. 1-13 yaş arası çocuklar için RDA yaşla birlikte 65'ten 200 mg/gün'e kadar çıkar.
IOM ayrıca yeterli kanıt olduğunda vitaminler ve mineraller için Tolere Edilebilir üst alım seviyelerini (UL) belirler. Magnezyum durumunda UL 350 mg/gün olarak ayarlanmıştır. UL besin takviyesi olarak tüketilen magnezyuma özgüdür. Bunun nedeni tek seferde çok fazla tüketilen magnezyumun ishale neden olabilmesidir. UL gıda kaynaklı magnezyum için geçerli değildir.
Toplu olarak EAR'ler, RDA'lar ve UL'lere Diyet Referans Alımları denir.[17]
| Yaş | Erkek | Dişi | Gebelik | emzirme |
|---|---|---|---|---|
| Doğumdan 6 aya kadar | 30 mg* | 30 mg* | ||
| 7–12 ay | 75 mg* | 75 mg* | ||
| 1–3 yıl | 80 mg | 80 mg | ||
| 4–8 yıl | 130 mg | 130 mg | ||
| 9–13 yaş | 240 mg | 240 mg | ||
| 14–18 yaş | 410 mg | 360 mg | 400 mg | 360 mg |
| 19–30 yıl | 400 mg | 310 mg | 350 mg | 310 mg |
| 31–50 yıl | 420 mg | 320 mg | 360 mg | 320 mg |
| 51+ yıl | 420 mg | 320 mg |
* = Yeterli alım
Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), RDA yerine Nüfus Referans Alımı (PRI) ve EAR yerine Ortalama Gereksinim ile Diyet Referans Değerleri olarak toplu bilgi grubuna atıfta bulunur. AI ve UL, Amerika Birleşik Devletleri'ndekiyle aynı şekilde tanımlandı. 18 yaş ve üstü kadınlar ve erkekler için AI'ler sırasıyla 300 ve 350 mg/gün olarak ayarlanmıştır. Hamilelik ve emzirme için AI'lar da 300 mg/gün'dür. 1-17 yaş arası çocuklar için AI'ler yaşla birlikte 170'ten 250 mg/gün'e yükselir. Bu AI'lar ABD RDA'larından daha azdır.[19] Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi aynı güvenlik sorusunu gözden geçirdi ve UL değerini ABD değerinden daha az olarak 250 mg/gün olarak belirledi.[20] Magnezyum UL, bazı RDA'lardan daha az olması bakımından benzersizdir. Yalnızca farmakolojik bir ajandan veya diyet takviyesinden alımda geçerlidir ve yiyecek ve sudan alımı içermez.
Etiketleme
ABD gıda ve besin takviyesi etiketleme amaçları için, bir porsiyondaki miktar günlük değerin yüzdesi (%DV) olarak ifade edilir. Magnezyum etiketleme amaçları için günlük değerin %100'ü 400 mg idi, ancak 27 Mayıs 2016 itibarıyla, RDA ile uzlaşmaya varmak için 420 mg olarak değiştirildi.[21][22] Referans Günlük Alım'da eski ve yeni yetişkin Günlük Değerlerinin tablosu veriliştir.
Besin kaynakları
Ispanak gibi yeşil sebzeler, iyon içeren klorofil moleküllerinin bolluğu nedeniyle magnezyum sağlar. Kuru yemişler (özellikle Brezilya fındığı, kaju ve badem), çekirdekler (ör. kabak çekirdeği), bitter çikolata, kavrulmuş soya fasulyesi, kepek ve bazı tam tahıllar da iyi magnezyum kaynağıdır.[23]
Birçok gıdada magnezyum olmasına rağmen genellikle miktarı azdır. Çoğu besin maddesinde olduğu gibi günlük magnezyum ihtiyacının tek bir gıda porsiyonuyla alınması mümkün değildir. Çeşitli meyve, sebze ve tahıl yemek, yeterli magnezyum alımını sağlamaya yardımcı olacaktır.
Magnezyum suda kolayca çözündüğünden genellikle suda işlenen veya pişirilen ve kurutulan rafine gıdalar, genellikle zayıf besin kaynaklarıdır. Örneğin tam buğday ekmeği, beyaz un işlendiğinde magnezyum açısından zengin öz ve kepek ayrıldığından, beyaz ekmeğe göre iki kat daha çok magnezyum içerir. Magnezyumun gıda kaynakları tablosu, birçok diyet magnezyum kaynağını gösterir.
"Sert" su ayrıca magnezyum sağlayabilir ancak "yumuşak" su daha az iyonludur. Diyet anketleri, sudan magnezyum alımını değerlendirmez, bu da toplam magnezyum alımının ve değişkenliğinin hafife alınmasına yol açabilir.
Aşırı magnezyum vücudun kalsiyum emmesini zorlaştırabilir. Yetersiz magnezyum, yukarıda anlatıldığı gibi, düzensiz kalp atışları, yüksek tansiyon (insanlarda bir işarettir, ancak kemirgenler gibi bazı deney hayvanlarında görülmez), uykusuzluk ve kas spazmları (fasikülasyon) ile hipomagnezemiye yol açabilir. Ancak belirtildiği gibi, saf diyet eksikliğinden kaynaklanan az magnezyum belirtilerine nadiren rastlandığı düşünülmektedir.
Bazı besinler ve içerdikleri magnezyum miktarları aşağıdadır:[24]
- Kabak çekirdeği, kabuksuz (1/4) su bardağı)= 303 mg
- Chia tohumu, (1/4 su bardağı) = 162 mg[25]
- Karabuğday unu (1/2 su bardağı) = 151 mg
- Brezilya fındığı (1/4 su bardağı) = 125 mg
- Yulaf kepeği, ham (1/2 su bardağı) = 110 mg
- Kakao tozu (1/4 su bardağı) = 107 mg
- Trança balığı (3 oz) = 103 mg
- Badem (1/4 su bardağı) = 99 mg
- Kaju (1/4 su bardağı) = 89 mg
- Tam buğday unu (1/2 su bardağı) = 83 mg
- Ispanak, haşlanmış (1/2 su bardağı) = 79 mg
- Pazı, haşlanmış (1/2 su bardağı) = 75 mg
- Çikolata, %70 kakao (1 oz) = 73 mg
- Tofu, sert (1/2 su bardağı) = 73 mg
- Kara fasulye, haşlanmış (1/2 su bardağı) = 60 mg
- Kinoa, pişmiş (1/2 su bardağı) = 59 mg
- Fıstık ezmesi (2 yemek kaşığı) = 50 mg
- Ceviz (1/4 su bardağı) = 46 mg
- Ayçekirdeği, kabuğu çıkarılmış (1/4 su bardağı) = 41 mg
- Nohut, haşlanmış (1/2 su bardağı) = 39 mg
- Kale, haşlanmış (1/2 su bardağı) = 37 mg
- Mercimek, haşlanmış (1/2 bardak) = 36 mg
- Yulaf ezmesi, pişmiş (1/2 su bardağı) = 32 mg
- Balık sosu (1 yemek kaşığı) = 32 mg
- Süt, yağsız (1 su bardağı) = 27 mg
- Kahve, espresso (1 oz) = 24 mg
- Tam buğday ekmeği (1 dilim) = 23 mg
Kaynakça
- ^ "Magnesium (In Biological Systems)". Van Nostrand's Scientific Encyclopedia. John Wiley & Sons, Inc. 2006. doi:10.1002/0471743984.vse4741. ISBN 978-0471743989.
- ^ Leroy, J. (1926). "Necessite du magnesium pour la croissance de la souris". Comptes Rendus des Séances de la Société de Biologie. 94: 431-433.
- ^ Lusk, J.E.; Williams, R.J.P.; Kennedy, E.P. (1968). "Magnesium and the growth of Escherichia coli". Journal of Biological Chemistry. 243 (10): 2618-2624. doi:10.1016/S0021-9258(18)93417-4. PMID 4968384. 16 Temmuz 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Mayıs 2023.
- ^ Marschner, H. (1995). Mineral Nutrition in Higher Plants. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-473542-2.
- ^ "Definition: magnesium from Online Medical Dictionary". 25 Aralık 2007. 25 Aralık 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Ocak 2018.
- ^ Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride (İngilizce). Washington, DC: National Academy Press. 1997. ss. 190-191. 21 Ocak 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Mayıs 2023.
- ^ Romani, Andrea, M.P. (2013). "Chapter 3. Magnesium in Health and Disease". Astrid Sigel; Helmut Sigel; Roland K. O. Sigel (Ed.). Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases. Metal Ions in Life Sciences. 13. Springer. ss. 49-79. doi:10.1007/978-94-007-7500-8_3. ISBN 978-94-007-7499-5. PMID 24470089.
- ^ Larsson S. C.; Virtanen M. J.; Mars M. (March 2008). "Magnesium, calcium, potassium, and sodium intakes and risk of stroke in male smokers". Arch. Intern. Med. 168 (5): 459-65. doi:10.1001/archinte.168.5.459. PMID 18332289.
- ^ Euser, A. G.; Cipolla, M. J. (2009). "Magnesium Sulfate for the Treatment of Eclampsia: A Brief Review". Stroke. 40 (4): 1169-1175. doi:10.1161/STROKEAHA.108.527788. PMC 2663594 $2. PMID 19211496.
- ^ Stepura OB, Martynow AI (February 2008). "Magnesium orotate in severe congestive heart failure (MACH)". Int. J. Cardiol. 131 (2): 293-5. doi:10.1016/j.ijcard.2007.11.022. PMID 18281113.
- ^ Slutsky, I.; Sadeghpour, S.; Li, B.; Liu, G. (2004). "Enhancement of Synaptic Plasticity through Chronically Reduced Ca2+ Flux during Uncorrelated Activity". Neuron. 44 (5): 835-49. doi:10.1016/j.neuron.2004.11.013
. PMID 15572114.Full Text 20 Aralık 2022 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. - ^ Slutsky, I.; Abumaria, N.; Wu, L. J.; Huang, C.; Zhang, L.; Li, B.; Zhao, X.; Govindarajan, A.; Zhao, M. G.; Zhuo, M.; Tonegawa, S.; Liu, G. (2010). "Enhancement of Learning and Memory by Elevating Brain Magnesium". Neuron. 65 (2): 165-77. doi:10.1016/j.neuron.2009.12.026 . PMID 20152124.Full Text 20 Ocak 2022 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- ^ Duley L, Gülmezoglu AM, Henderson-Smart DJ, Chou D (2010). "Magnesium sulphate and other anticonvulsants for women with pre-eclampsia". Cochrane Database Syst Rev. 2010 (11): CD000025. doi:10.1002/14651858.CD000025.pub2. PMC 7061250 $2. PMID 21069663.
- ^ Kass L, Weekes J, Carpenter L (2012). "Effect of magnesium supplementation on blood pressure: a meta-analysis". Eur J Clin Nutr. 66 (4): 411-8. doi:10.1038/ejcn.2012.4. PMID 22318649.
- ^ Fang X, Han H, Li M, Liang C, Fan Z, Aaseth J, He J, Montgomery S, Cao Y (2016). "Dose-Response Relationship between Dietary Magnesium Intake and Risk of Type 2 Diabetes Mellitus: A Systematic Review and Meta-Regression Analysis of Prospective Cohort Studies". Nutrients. 8 (11): 739. doi:10.3390/nu8110739. PMC 5133122 $2. PMID 27869762.
- ^ Veronese N, Watutantrige-Fernando S, Luchini C, Solmi M, Sartore G, Sergi G, Manzato E, Barbagallo M, Maggi S, Stubbs B (2016). "Effect of magnesium supplementation on glucose metabolism in people with or at risk of diabetes: a systematic review and meta-analysis of double-blind randomized controlled trials". Eur J Clin Nutr. 70 (12): 1354-1359. doi:10.1038/ejcn.2016.154. hdl:10447/297358 . PMID 27530471.
- ^ "Magnesium" 25 Ocak 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., pp.190-249 in "Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride". National Academy Press. 1997.
- ^ "Magnesium". National Institutes of Health, Office of Dietary Supplements. 28 Ekim 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Updated: September 26, 2018
- ^ "Overview on Dietary Reference Values for the EU population as derived by the EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies" (PDF). 2017. 19 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.
- ^ Tolerable Upper Intake Levels For Vitamins And Minerals (PDF), European Food Safety Authority, 2006, 16 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF), erişim tarihi: 31 Mayıs 2023
- ^ "Federal Register May 27, 2016 Food Labeling: Revision of the Nutrition and Supplement Facts Labels. FR page 33982" (PDF). 8 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.
- ^ "Daily Value Reference of the Dietary Supplement Label Database (DSLD)". Dietary Supplement Label Database (DSLD). 13 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Mayıs 2020.
- ^ "Top 10 Foods Highest in Magnesium + Printable One Page Sheet". HealthAliciousNess. 26 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Ocak 2018.
- ^ "SELF Nutrition Data - Food Facts, Information & Calorie Calculator". nutritiondata.self.com. 9 Temmuz 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ "Food Composition Databases Show Foods List12006". ndb.nal.usda.gov. 3 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi.
