マグネシウム異常

Magnesium Disorders

• N Engl J Med 2024;390:1998-2009
• DOI: 10.1056/NEJMra1510603

Mgのまとめ

細胞の機能と健康に不可欠なマグネシウム

RNA および DNA の機能に関与するものも含め、すべての ATPase反応には Mg2+ – ATP が必要であり、Mgはあらゆる細胞タイプの何百もの酵素反応の補因子である。また、マグネシウムはグルコース、脂質、タンパク質の代謝を調節する。また、神経筋機能の制御、心拍リズムの調節、血管緊張の調整、ホルモン分泌、中枢神経系におけるN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）の放出に関与している。さらに、細胞内シグナル伝達に関与するセカンドメッセンジャーであり、生物系における概日リズムを制御する概日時計遺伝子の調節因子としても機能している。

Mgバランスの協調制御

体内には約25gのMgが含まれており、その大部分は骨と軟部組織に蓄えられている。血漿中にあるのは体内のわずか1%のみ。

Mgは細胞内イオンであり、Kに次いで多い細胞内陽イオンである。細胞内では、マグネシウムの90～95%がリガンド (ATP、ADP、クエン酸、タンパク質、核酸) に結合している。細胞内マグネシウムのわずか1～5%が遊離マグネシウムとして存在している。

遊離マグネシウムの細胞内濃度は1.2 ～ 2.9 mg/dLで、細胞外濃度とほぼ同じである。血漿では、マグネシウムの 30% がタンパク質に結合しており、そのほとんどは遊離脂肪酸を介している。したがって、遊離脂肪酸が慢性的に高い患者は、一般的に血中マグネシウム濃度が低い。

マグネシウムは主に3つの臓器によって制御されている。

・食事中のマグネシウムの吸収が制御される腸

・マグネシウムをヒドロキシアパタイトとして貯蔵する骨

・尿中マグネシウム排泄を制御する腎臓

である。

腸管

Mgを豊富に含む食物としては、シリアル、豆、ナッツ、緑野菜などがある。食事で摂取されたMgの30-40%が腸で吸収される。マグネシウム吸収の微調整は、transporterであるTRPM6とTRPM7を含む細胞間メカニズムによって大腸で行われる。腸管でのMg吸収は、食事中のMg、腸管腔 pH、ホルモン (エストロゲン、インスリン、EGF、FGF23、副甲状腺ホルモン)、腸内細菌叢などの要因によって影響を受ける。

腎臓

腎臓では、ネフロンによるMgの再吸収は、傍細胞経路と経細胞経路によって促進される。ほとんどのイオン（NaやCaなど）とは異なり、Mgは近位尿細管で少量(20%)しか再吸収されないが、ほとんどのMg(70%)はヘンレループの太い上行脚で吸収される。近位尿細管とヘンレループの太い上行脚では、Mgの再吸収は傍細胞経路で行われ、主に濃度勾配と膜電位によって駆動される。

claudin16と19はヘンレループの太い上行脚にマグネシウム孔を形成し、claudin10bは傍細胞経路を促進する内腔陽性経上皮電圧に寄与している。遠位尿細管に沿って、TRPM6とTRPM7を介してMgの細胞内再吸収(5～10%)の微調整が行われ、最終的な尿中マグネシウム排泄量が決定される。

骨

体内の総Mgの60%が骨にある。骨内Mgは生理的血漿濃度を維持するための動的な貯蔵庫となる。また、骨芽細胞と破骨細胞の活性化に影響を与えることで、骨形成の生物学的プロセスにも寄与する。マグネシウムを多く摂取すると骨のミネラル含有量が増加し、これは加齢に伴う骨折や骨粗しょう症のリスクを減らす上で重要である。

低Mg血症

血清Mgが1.7mg/dL未満と定義される。

低Mg血症は、食事摂取量の不足、消化管からのMg損失の増加、腎臓での再吸収の低下、細胞外から細胞内への再分布によって起こる。症状としては、無気力、筋肉のけいれん、筋力低下などの非特異的な症状を呈することが多い。低Mg血症は、通常、低Ca血症、低K血症、代謝性アルカローシスなどの他の電解質異常を伴う。重度の低Mg血症（血清濃度1.2 mg/dL未満)の場合のみ、神経筋過敏症(手足のけいれん、発作、振戦）、心血管異常(不整脈、血管収縮）、代謝障害(インスリン抵抗性、軟骨石灰化症)などの症状が認められる。

低K血症は、低Mg血症の患者によく見られる。Mg欠乏は、集合管でのK分泌を促進することで腎臓のK損失を増幅する(細胞内Mg濃度の低下は、Na+-K+-ATPase ポンプの活性を阻害し、腎外髄質カリウム(ROMK)チャネルの開口を増加させ、腎臓のカリウム喪失につながる)。

Mg欠乏は PTHの放出を抑制し、PTHに対する腎臓の感受性を低下させる。PTHレベルの低下は、腎臓でのCaの再吸収の低下、Ca尿症、二次性低Ca血症につながる。

抗生物質、利尿薬、生物学的製剤、免疫抑制剤、PPI、化学療法など、多くの薬剤クラスがMgの喪失と低Mg血症を引き起こす可能性がある。PPIを長期使用すると、服用している患者の約20％にMg欠乏症が起こる。経口イヌリンは、消化管吸収の増加を通じて、PPI 誘発性低Mg血症患者の血清Mg濃度を改善することが報告されている。薬剤誘発性低Mg血症のほとんどの症例は、腎臓のMg喪失による。

カルシニューリン阻害剤、シスプラチン、EGF受容体(EGFR)拮抗薬(セツキシマブ、エルロチニブなど）、哺乳類ラパマイシン標的阻害剤は、主に遠位尿細管におけるTRPM6およびTRPM7活性の低下により、投与を受けた患者の20～40％に低Mg血症を引き起こす。

低Mg血症は、慢性アルコール使用障害に関連する最も一般的な電解質異常である。根本的なメカニズムには、栄養失調者のマグネシウム摂取量の減少、消化管からの損失の増加、アルコール誘発性腎尿細管障害によるMg尿などがある。腎臓でのMgの喪失と血液中のアルブミン結合の増加が、低マグネシウム血症の原因であると考えられます。インスリンは遠位尿細管で TRPM6の活性を活性化する。その結果、インスリン抵抗性により腎臓でのMg再吸収が減少し、Mg尿が増加する。

遺伝性低Mg血症

低Mg血症の遺伝的原因のほとんどは、遠位尿細管におけるMgの再吸収に影響を及ぼす。TRPM6およびTRPM7サブユニットの変異は低Mg血症および二次性低Ca血症につながる。このような患者の低Ca血症は、副甲状腺の細胞内Mg濃度の低下によって引き起こされる副甲状腺機能低下症によって説明され、副甲状腺ホルモン分泌が阻害される。

低Mg血症に対する治療

軽度の低マグネシウム血症は、経口サプリメントを使用。最も効果的に吸収される形態は、無機塩（塩化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化物マグネシウム）ではなく、有機塩（クエン酸マグネシウム、アスパラギン酸マグネシウム、グリシン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム）である。経口マグネシウム補給の一般的な副作用は下痢である。

治療抵抗性の場合、腎機能が正常な患者では、アミロライドまたはトリアムテレンによる上皮ナトリウムチャネルの薬理学的阻害により、血清マグネシウム濃度が上昇する。

経静脈的な補正は、短腸症候群、テタニーまたは痙攣のある患者、不整脈または関連する低K血症および低Ca血症を伴う血行動態的に不安定な状態など、経口治療に反応しない低Mg血症の患者に適応となる。

PPI 誘発性低Mg血症は、腸内細菌叢の変化を伴う可能性のあるメカニズムを通じて、経口イヌリンによく反応する。

まとめ

NEJMはopen accessではないため、Figureは載せられずすみません。

欠乏した時は、何が原因なのかを突き止めて、原因に対するアプローチ＋補充、を行うこと、が必要ですね。