Magnez

MAGNEZ

Beata Popken-Haładus

I rok Zdrowie Publiczne niestacjonarne

PMWSZ Opole

Postęp techniczny i rozwój biochemii komórki przyczyniły się do lepszego poznania

możliwości zastosowania w przemyśle oraz roli, jaką spełnia magnez w organizmach żywych.

Dokonało się to w przeciągu ostatnich 50 lat. Choć pewne jego właściwości, takie jak np.

spalanie się z wyzwalaniem dużej ilości światła – błysku wykorzystywane były od dawna.

Na początek warto jednak przytoczyć kilka faktów dotyczących magnezu.

Magnez (Mg, łac. magnesium) to pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych (druga

grupa główna układu okresowego, posiada stabilne izotopy

Mg,

Mg oraz

Mg.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Magnez jest srebrzystobiałym metalem, który staje się kowalny w wysokiej temperaturze,

dość łatwo utlenia się na powietrzu, ale podobnie jak w przypadku glinu, proces korozji

magnezu jest zatrzymywany przez pasywację. Metal powoli reaguje z gorącą wodą tworząc

wodorotlenek.

Magnez po raz pierwszy został uznany za pierwiastek przez Josepha Blacka, zaś

wyodrębniony w formie czystej w 1808 roku przez Humphry'a Davy'ego. Jako pierwszy

polską nazwę – magnez – zaproponował Filip Walter.

Związki

Magnez w naturze nie występuje w stanie wolnym, ze względu na jego dużą zdolność do

reagowania z innymi pierwiastkami i związkami. Najczęściej spotykane formy magnezu to

dolomit i magnezy. Jest siódmym pod względem rozpowszechnienia pierwiastkiem na Ziemi.

Magnez jest również często spotykany w meteorytach.

Najważniejsze związki magnezu to tlenek magnezu, wodorotlenek magnezu oraz sole.

Roztwory wodne, w których występuje duże stężenie jonów Mg

mają gorzki smak.

Wodorotlenek magnezu Mg(OH)2 ma słaby odczyn zasadowy i jest wykorzystywany jako

środek przeciw nadkwasocie żołądkowej. Uwodniony siarczan (VI) magnezu MgSO4.10H2O,

tzw. sól gorzka, znajduje zastosowanie, jako środek przeczyszczający oraz w położnictwie w

leczeniu zatrucia ciążowego a w formie bezwodnej, jako osuszacz. Sole magnezu mają

również zastosowanie w rolnictwie jako nawozy.

Magnez wchodzi w skład chlorofilu. Jest on, więc twórcą życia w roślinie wykorzystując,

bowiem promienie słoneczne ożywia reakcje chemiczne. Jeszcze wyższa jego koncentracja

występuje tam, gdzie natura przygotowuje nowe życie a zatem we wszystkich nasionach,

orzechach, pełnym ziarnie zbóż i w owocach strączkowych.

Zastosowanie w przemyśle

Magnez odgrywa znaczącą rolę w syntezie organicznej przy produkcji tzw. związków

Grignarda (związki metaloorganiczne). Ponadto, jak już wspomniano, ponieważ procesowi

jego spalania towarzysz wytworzenie jasnego światła, jest on jednym ze składników ogni

sztucznych i fajerwerków a w przeszłości był również stosowany w fotografii do wytwarzania

błysku.

Ze względu na niską masę, twardość i właściwości plastyczne magnez jest coraz częściej

wykorzystywany w konstrukcjach lekkich. Stopy magnezu z miedzią są wykorzystywane w

przemyśle lotniczym i kosmicznym, tam gdzie stopy tytanu i glinu są za ciężkie. Natomiast

stopy magnezu z litem są stopami o jednej z najniższych gęstości i lepszym niż dla innych

stopów stosunku wytrzymałości mechanicznej do masy. W podobnych zastosowaniach

wykorzystywane są także magnale (stopy glinu z magnezem) oraz elektrony (stopy magnezu,

glinu, cynku, manganu i krzemu). Ze stopów magnezowych coraz częściej wykonuje się

również obudowy urządzeń elektronicznych i precyzyjnych, np.: obudowy notebooków,

kamer filmowych i video oraz aparatów fotograficznych a także rowerów i elementów dla

przemysłu samochodowego (znaczne ograniczenie zużycia paliwa).

Magnez w organiźmie człowieka

Do najważniejszych funkcji magnezu należy jego wpływ na wytwarzanie i aktywność

licznych enzymów. Magnez aktywizuje ponad 300 enzymów, dla których jon wapnia jest

zwykle inhibitorem. Szczególnie ważną rolę odgrywa jon magnezowy w aktywacji enzymów

związanych z tworzeniem energii w komórce. Energia niezbędna do funkcjonowania napędu

komórkowego musi być czerpana z rezerwy potencjalnej energii chemicznej, jaką są wiązania

bogatoenergetyczne głównie ATP. Reakcje tworzenia, a później wykorzystywania wiązań

bogatoenergetycznych są podstawą wszelkich czynności komórkowych. Reakcje te wymagają

optymalnego stężenia jonu magnezowego. Najwięcej magnezu potrzebują komórki narządów

najintensywniej pracujących: mózgu, serca, mięśni. Niedobór magnezu będzie wywoływał

największe zaburzenia w pracy tych właśnie organów.

Magnez wywiera wpływ na stan czynnościowy błon komórkowych.

Jedną z ważniejszych właściwości magnezu jest jego rola jako stabilizatora błon

komórkowych. Magnez wiąże się w związki kompleksowe z fosfolipidami, co zmniejsza

płynność błon komórkowych i ich przepuszczalność. W ten sposób w niedoborze magnezu

zwiększa się przepuszczalność błon plazmatycznych.

Jony magnezu odgrywają też dużą rolę w utrzymywaniu ciśnienia osmotycznego krwi i

innych tkanek oraz utrzymywaniu właściwej struktury rybosomów. Magnez jest składnikiem

kości, obniża stopień uwodnienia koloidów komórkowych, uczestniczy w przekazywaniu

sygnałów w układzie nerwowym.

Magnez jest pierwiastkiem działającym m.in. przeciwzapalnie, przeciwbólowo,

przeciwalergicznie, uspokajająco, antystresowo, przeciw arytmii, rozkurczowo i przeciw

zakrzepom.

Dowiedziono również, że istnieje przyczynowy związek pomiędzy opóźnieniem

psychicznego rozwoju dziecka a przenikaniem do jego organizmu nadmiernych ilości

neurotoksycznego środka, jakim jest ołów przy jednoczesnym niedoborze w organizmie

magnezu i wapnia.

Polskie Towarzystwo Magnezologiczne przypomina także, że sole magnezu i wapnia

skutecznie opanowują, jako aktywatory niewydolność immunologiczną, która jest

uwarunkowana ekologicznie (zatrucia ołowiem czy rtęcią).

Zapotrzebowanie na magnez u osób dorosłych wynosi 300-400 mg na dobę i chociaż w

naturalnym środowisku występuje on bogato, w spożywanych przez człowieka pokarmach,

jest go coraz mniej a to z powodu nawożenia chemicznego gleby związkami zawierającymi

potas oraz stosowania nadmiernej ilości konserwantów żywności. Przeciętne wykorzystanie

tego pierwiastka z diety wynosi 30-40%.

Wchłanianie magnezu następuje u człowieka zasadniczo w jelitach, głównie w jelicie

cienkim. Jest to suma dwóch mechanizmów: jeden to proces dyfuzji biernej, drugi to dyfuzja

ułatwiona. Dyfuzja ułatwiona jest to proces dwustopniowy, po dyfuzji biernej ze światła jelit

do komórek nabłonkowych następuje przejście magnezu do krwi za pomocą mechanizmu

zależnego od dostarczenia energii metabolicznej. Ten drugi proces jest zależny od stężenia

jonu magnezowego.

Wchłanianie magnezu następuje równolegle do wchłaniania wody. Dokonuje się ono lepiej,

gdy, czas trwania tego procesu jest dłuższy. Zależy od natury fizykochemicznej magnezu (a

mianowicie od stopnia jego jonizacji), od równowagi pomiędzy różnymi składowymi diety

oraz od równowagi różnych wydzielin hormonalnych.

Wchłanianiu magnezu sprzyjają: środowisko zakwaszone, dieta bogata w białka zwierzęce,

tłuszcze nienasycone, witamina B6, sód, laktoza, witamina D, wydzielanie: insuliny,

parathormonu.

Natomiast wysoka zawartość tłuszczu ogranicza jego przyswajanie w przewodzie

pokarmowym ze względu na tworzenie się mydeł magnezowych. Diety zawierające: celulozę,

hemicelulozy, fityniany, szczawiany zbyt duże ilości wapnia i fosforu oraz fluorków

sprawiają, iż dostępność magnezu z pożywienia jest mniejsza. Dlatego wypijanie dużych

ilości napojów buforowanych kwasem fosforowym (wszystkie napoje typu Coca-cola)

szczególnie przez dzieci powoduje ograniczenie wchłaniania magnezu i wapnia.

Do czynników ograniczających wchłanianie magnezu z pożywienia należą także antybiotyki z

grupy tetracyklin.

Należy dodać, iż magnez jest jonem na ogół źle przyswajalnym. Średnio tylko 30% podaży

tego pierwiastka jest przyswajalne, (z czego 10% drogą dyfuzji biernej).

Innymi przyczynami niedoboru magnezu mogą być: nadużywanie alkoholu, picie kawy,

stosowanie hormonalnych środków antykoncepcyjnych, stres, spożywanie nadmiernych ilości

tłuszczów, niewydolność nerek.

Główną drogą wydalania magnezu są nerki. Wydalanie jelitowe i z potem ma zwykle

znaczenie dodatkowe pod względem ilościowym. Magnez, który daje się rozproszyć (w

postaci jonów lub związków), zawarty w osoczu (68%) jest przesączany przez kłębuszki,

potem reabsorbowany w 96,5% najbardziej w gałęzi wstępującej nefronu. Dodatkowo

wchłanianie może odbywać się w gałęzi zstępującej pętli nefronu.

Wydalanie nerkowe wwiększa się w przypadku nadmiaru magnezu i zmniejsza się wraz z

jego niedoborem. Ponieważ reabsorpcja magnezu oddziałuje na stężenia bliskie nasycenia

fizjologicznego magnezu we krwi, pewne jest, że: każdy jego nadmiar we krwi wywołuje

automatycznie wyrównującą hipermagnezurię. Znaczenie tej kontroli jest niepodważalne: jest

ona wystarczającą regulacją bierną, zapobiegająca nadmiarowi magnezu we krwi.

W organizmie człowieka o wadze 70 kg występuje około 24g magnezu (wartość ta waha się

od 20g do 35g w zależności od źródła). Ponad połowa magnezu w organizmie człowieka

występuje w kościach (55-60%), około 40-45% w komórkach tkanek miękkich, przede

wszystkim mięśni, a tylko 1% w płynach pozakomórkowych. Jest on pod względem ilości

czwartym składnikiem mineralnym ustroju.

Niedobór magnezu w organiźmie

Poziom magnezu we krwi jest względnie stały i wynosi 0,65-1,25 mmol/l. Z badań

naukowych wynika, iż organizm sam reguluje zaburzenia stężenia magnezu we krwi. W

przypadku obniżenia jego zawartości zostają uruchomione rezerwy zgromadzone w kościach i

mięśniach. Powoduje to często niedostrzeżenie niedoboru tego pierwiastka w badaniu

poziomu elektrolitów we krwi. Stwierdzenie hipomagnezemii może opierać się wtedy tylko

na rozpoznaniu innych objawów towarzyszących niedoborowi.

Są to: niewydolność pracy serca, arytmia, nadciśnienie tętnicze, zahamowanie wzrostu,

depresja, skłonność do płaczu, pogorszenie koncentracji, poranne zmęczenie, nawet po wielu

godzinach snu, wrażenie ociężałości, bóle głowy, zawroty głowy, utrata równowagi, drgania

powiek, wrażliwość na zmiany pogody, skurcze mięśni, drętwienie kończyn, drgawki,

bezsenność, pocenie się w nocy, koszmarne sny, osłabienie, puchnięcie dziąseł, próchnica

zębów, wypadanie włosów, łamanie się paznokci, przerwy w oddychaniu. Niedobory

magnezu stwierdzono również u osób z ADHD.

U kobiety miesiączkującej niedobór magnezu jest jedną z przyczyn zaburzeń

miesiączkowania. Także zespół napięcia przedmiesiączkowego wiąże się z łańcuchem

nieprawidłowych procesów biochemicznych u podłoża, którego leży niski poziom magnezu w

tkankach.

U kobiety w okresie ciąży stwierdzono odpowiedzialność tego niedoboru w zaburzeniach

współczulnych, zwłaszcza w kurczach mięśniowych, w bolesnych skurczach macicy w czasie

poronień, w przedwczesnych porodach, wreszcie w niektórych zaburzeniach płodu.

U kobiety w okresie menopauzy niedobór magnezu sprzyja zaburzeniom okresu przekwitania.

Magnez działa stabilizująco na uwalnianie estrogenów i tym samym zapobiega wahaniom ich

stężenia we krwi. Prowadzi to do łagodniejszego przebiegu menopauzy.

Niedobór magnezu występuje często u niemowląt. Spowodowany jest niewystarczającą

podażą magnezu w stosunku do zwiększonego zapotrzebowania wywołanego przez szybki

wzrost. Istnieją koncepcje wiążące niewytłumaczone nagłe zgony niemowląt ze wstrząsem

anafilaktycznym spowodowanym ostrą postacią niedoboru magnezu. Badania

epidemiologiczne wykazały bezpośrednią zależność pomiędzy nagłymi niewytłumaczonymi

zgonami niemowląt a miękkością wody (woda miękka a szczególnie sztucznie zmiękczana

zawiera bardzo mało magnezu).

Istnieje współzależny antagonizm pomiędzy magnezem a kadmem i ołowiem w płynach

owodniowych. Niedobór magnezu naraża płód na kumulację tych trucizn. Kumulacja ta jest

jedną z przyczyn nagłych zgonów niemowląt.

Objawy niedoborów magnezy mogą jednak wystąpić także przy prawidłowej lub nawet

podwyższonej ilości magnezu w organizmie. Wynika to z wspomnianej już możliwości

przesunięcia puli magnezu z i do komórek oraz kości. Ponadto w niektórych chorobach (np.

ostre zapalenie trzustki) magnez wytraca się z krwi do tkanek. Hipomagnezemia może zostać

wywołana przez działania terapeutyczne takie jak: odżywianie pozajelitowe - bezmagnezowe

lub niskomagnezowe, które prowadzi do zmniejszenia zawartości magnezu we krwi czy

leczenie głodówką - narażające otyłych na wtórny niedobór magnezu.

Ponieważ gospodarka magnezowa zależna jest miedzy innymi od czynności przytarczyc oraz

jest powiązana z gospodarką wapniową i potasową, w razie objawów niedoborów magnezu

należy także skontrolować stężenia potasu i wapnia w organiźmie.

Przyczyny niedoboru magnezu w organizmie to głównie: niedożywienie, niewłaściwa dieta,

zaburzenia wchłaniania magnezu, choroby układu krążenia, przewlekłe biegunki, wymioty,

nadczynność tarczycy i gruczołów przytarczycznych, cukrzyca, alkoholizm, ostre zapalenie

trzustki i choroby nerek.

Nadmiar magnezu - hipermagnezemia

Zarówno niedobór jak i nadmiar magnezu są szkodliwe dla organizmu. Chociaż dzięki

systemowi regulacji homeostazy magnezu w organiźmie hipermagnezemia występuje

niezwykle rzadko i jest głównie związana z zaburzeniami pracy nerek.

Długotrwałe przyjmowanie dużych ilości magnezu może być toksyczne w przypadku

dostarczania do ustroju wysokich dawek wapnia i fosforu lub w niewydolności nerek.

Nadmiar magnezu w organizmie wywołuje osłabienie mięśni, zmniejszenie częstości

oddechów, obniżone ciśnienie krwi, zaburzenia rytmu serca, zaparcia, zatrzymanie moczu.

Źródła magnezu w pożywieniu

U osób zdrowych przy zachowaniu higienicznego trybu życia i przy prawidłowej i

zrównoważonej diecie niedobory magnezu zazwyczaj nie występują.

Głównym jego źródłem w naszym pożywieniu są rośliny strączkowe, grubo mielone produkty

zbożowe, warzywa zielone, podroby, migdały, orzechy, morele, figi, banany oraz kakao.

Przykładowa lista produktów bogatych w magnez.

100 gramów produktów zawiera średnio



mak, fasola sucha - 500 miligramów



kakao - 440 miligramów



kasza jaglana i jęczmienna - 270 do 290 miligramów



soja i mączka sojowa - 250 - 290 miligramów



orzechy ziemne 240mg



kasza gryczana prażona – 220miligramów



orzechy włoskie i laskowe - 130 - 230 miligramów



groch - 120 - 180 miligramów



suszone owoce róży - 120 miligramów



płatki owsiane -130 miligramów



ser z mleka chudego – 100 mg



jeden banan - 60 miligramów



warzywa świeże - do 30 miligramów



pieczywo razowe - 20 - 80 miligramów



pieczywo pszenne białe - 10 - 20 miligramów



nać pietruszki - 20 miligramów.

Źródłem magnezu są również wody mineralne oraz zwykła woda pitna o wysokiej twardości.

Na terenach gdzie pije się twardą wodę zawierającą magnez, wapń, cynk, lit i inne minerały

ilość zgonów na zawał serca jest znacznie mniejsza niż na terenach spożycia wody miękkiej.

Przykładem może być porównanie statystyki zgonów w Londynie, który ma twardą wodę,

z statystyczną ilością zgonów w Glasgow, które ma miękką wodę i 50% wyższy wskaźnik

zgonów z powodu chorób serca.

Przyswajanie magnezu z pokarmów jest największe, gdy dostarczany jest on w postaci

małych dawek, w kilku posiłkach i jeżeli ilość wapnia w pokarmach jest dwa razy większa od

ilości magnezu.

Zalecane dzienne dawki magnezu

Na zakończenie warto jeszcze przytoczyć zalecane przez WHO dobowe dawki magnezu,

które wynoszą odpowiednio:



niemowlęta - 40 do 60 miligramów



dzieci od 2 do 6 lat - 80 do 120 miligramów



dzieci 7 do 10 lat - 170 miligramów



chłopcy od 11 do 14 lat - 270 miligramów



chłopcy od 15 do 18 lat - 400 miligramów



dziewczęta od 11 do 14 lat - 280 miligramów



dziewczęta od 15 do 18 lat - 300 miligramów



mężczyźni - 350 miligramów



kobiety - 280 miligramów



kobiety w ciąży - 320 miligramów.

Proponowane dawki przez Komitet Żywienia Człowieka PAN są o około 20% wyższe niż

podane powyżej.

Zalecane dawki są niewystarczające przy intensywnym treningu, w stanach chorobowych,

zaburzeniach wchłaniania i dużych obciążeniach stresem.

W stanach zwiększonego zapotrzebowania na magnez oprócz zdrowej diety pomocną będzie

zapewne suplementacja tego pierwiastka. Najczęściej stosowana dawka to 133,3 mg z

zaleceniem przyjmowania 4 tabletek dziennie. Suplementy nie powinny być przyjmowane po

posiłkach, ponieważ magnez alkalizuje zawartość żołądka.

Źródła:

1.  Biblia witamin, E. Mindell, Wiedza i Życie 1993
2.  Mikroelementy – pierwiastki życia, K. Oberbeil, Interart 1996
3.  www.kzw.pl/artykuly/4-ciekawostki/znaczenie-wapnia-magnezu-i-cynku-dla-zdrowia-
czlowieka-11.asp
4.  www.kardiolo.pl/niedoborymagnezu.htm
5.  Magnez właściwości, działanie, zastosowanie w lecznictwie, B. Napiórkowska, www.
aptekabatorego.pl
6.  Magnez pierwiastek energii, H. Dudek, Wydawnictwo psychologii i kultury „Eneteia”,
Warszawa 1999
7.  The magnesium miracle, Carolyn Dean, Total Health Volume 29, No. 1
8.  Nutritional and dietary influences on attention deficit hyperactivity disorder, Natalie Sinn,
Nutrition Reviews Vol. 66(10)
9.  Hard Data for Hard Water, Adrian Burton, Environmental Health Perspectives Volume
116 No. 3 March 2008
10.  www.voedingscentrum.nl