소식

나트륨, 칼륨, 칼슘, 중탄산염, 그리고 혈액 내 체액 균형은 신체의 생리 기능을 유지하는 기초입니다. 마그네슘 이온 장애에 대한 연구는 부족했습니다. 1980년대 초만 해도 마그네슘은 "잊혀진 전해질"로 불렸습니다. 마그네슘 특정 채널과 운반체의 발견, 그리고 마그네슘 항상성의 생리적 및 호르몬적 조절에 대한 이해로 인해 임상 의학에서 마그네슘의 역할에 대한 사람들의 이해는 끊임없이 깊어지고 있습니다.

마그네슘은 세포 기능과 건강에 필수적입니다. 마그네슘은 일반적으로 Mg₂+의 형태로 존재하며, 식물부터 고등 포유류에 이르기까지 모든 생물의 모든 세포에 존재합니다. 마그네슘은 세포 에너지원인 ATP의 중요한 보조 인자이기 때문에 건강과 생명에 필수적인 원소입니다. 마그네슘은 뉴클레오타이드에 결합하고 효소 활성을 조절함으로써 세포의 주요 생리 과정에 주로 관여합니다. RNA 및 DNA 기능과 관련된 반응을 포함하여 모든 ATPase 반응에는 Mg₂+- ATP가 필요합니다. 마그네슘은 세포 내 수백 가지 효소 반응의 보조 인자입니다. 또한, 포도당, 지질, 단백질 대사를 조절합니다. 마그네슘은 신경근 기능, 심박수, 혈관 긴장도, 호르몬 분비, 그리고 중추신경계의 N-메틸-D-아스파르트산(NMDA) 분비 조절에도 관여합니다. 마그네슘은 세포 내 신호 전달에 관여하는 제2 전달자이며, 생물학적 시스템의 일주기 리듬을 조절하는 일주기 리듬 유전자의 조절자입니다.

인체에는 약 25g의 마그네슘이 있으며, 주로 뼈와 연조직에 저장됩니다. 마그네슘은 중요한 세포 내 이온이며 칼륨 다음으로 두 번째로 큰 세포 내 양이온입니다. 세포에서 마그네슘의 90~95%는 ATP, ADP, 구연산, 단백질 및 핵산과 같은 리간드에 결합하는 반면, 세포 내 마그네슘의 1~5%만이 유리 형태로 존재합니다. 세포 내 유리 마그네슘 농도는 1.2~2.9mg/dl(0.5~1.2mmol/L)로 세포 외 농도와 비슷합니다. 혈장에서 순환하는 마그네슘의 30%는 주로 유리 지방산을 통해 단백질에 결합합니다. 장기적으로 유리 지방산 수치가 높은 환자는 일반적으로 혈중 마그네슘 농도가 낮으며, 이는 심혈관 및 대사 질환의 위험에 반비례합니다. 유리 지방산의 변화뿐만 아니라 EGF, 인슐린 및 알도스테론 수치도 혈중 마그네슘 수치에 영향을 미칠 수 있습니다.

마그네슘의 주요 조절 기관은 세 가지입니다. 장(식이 마그네슘 흡수 조절), 뼈(수산화인회석 형태로 마그네슘 저장), 그리고 신장(소변을 통한 마그네슘 배설 조절)입니다. 이 세 기관은 서로 긴밀하게 통합되어 있으며, 마그네슘의 흡수, 교환, 배설을 담당하는 장-뼈-신장 축을 형성합니다. 마그네슘 대사의 불균형은 병리학적 및 생리학적 결과를 초래할 수 있습니다.

마그네슘이 풍부한 식품에는 곡물, 콩, 견과류, 녹색 채소(마그네슘은 엽록소의 핵심 성분)가 있습니다. 섭취하는 마그네슘의 약 30~40%는 장에서 흡수됩니다. 대부분의 흡수는 소장에서 세포 간 수송을 통해 발생하는데, 이는 세포 간의 밀착 연접을 포함하는 수동적인 과정입니다. 대장은 세포 간 TRPM6과 TRPM7을 통해 마그네슘 흡수를 미세하게 조절할 수 있습니다. 장 TRPM7 유전자의 불활성화는 마그네슘, 아연, 칼슘의 심각한 결핍으로 이어질 수 있으며, 이는 출생 후 조기 성장과 생존에 해롭습니다. 마그네슘 흡수는 마그네슘 섭취, 장 pH, 호르몬(예: 에스트로겐, 인슐린, EGF, FGF23, 부갑상선 호르몬[PTH]), 장내 미생물을 포함한 다양한 요인의 영향을 받습니다.
신장에서 신세뇨관은 세포외 및 세포내 경로를 통해 마그네슘을 재흡수합니다. 나트륨이나 칼슘과 같은 대부분의 이온과는 달리, 근위 세뇨관에서는 소량(20%)의 마그네슘만 재흡수되고, 대부분(70%)은 하인츠 고리에서 재흡수됩니다. 근위 세뇨관과 하인츠 고리의 굵은 가지에서 마그네슘 재흡수는 주로 농도 기울기와 막전위에 의해 유도됩니다. 클라우딘 16과 클라우딘 19는 하인츠 고리의 굵은 가지에서 마그네슘 채널을 형성하는 반면, 클라우딘 10b는 상피 세포를 가로질러 양의 관내 전압을 형성하여 마그네슘 이온 재흡수를 유도합니다. 원위 세뇨관에서 마그네슘은 세포 끝의 TRPM6과 TRPM7을 통해 세포내 재흡수(5~10%)를 미세하게 조절하여 최종 소변 마그네슘 배설을 결정합니다.
마그네슘은 뼈의 중요한 구성 요소이며, 인체 마그네슘의 60%는 뼈에 저장됩니다. 뼈의 교환성 마그네슘은 혈장 생리적 농도를 유지하는 데 필요한 동적 저장량을 제공합니다. 마그네슘은 조골세포와 파골세포의 활동에 영향을 미쳐 뼈 형성을 촉진합니다. 마그네슘 섭취량을 늘리면 뼈 미네랄 함량이 증가하여 노화 과정에서 골절 및 골다공증 위험을 줄일 수 있습니다. 마그네슘은 뼈 재생에 이중적인 역할을 합니다. 급성 염증 단계에서 마그네슘은 대식세포에서 TRPM7 발현, 마그네슘 의존성 사이토카인 생성을 촉진하고, 뼈 형성에 필요한 면역 미세환경을 증진시킬 수 있습니다. 뼈 치유의 후기 리모델링 단계에서 마그네슘은 골형성에 영향을 미치고 수산화인회석 침전을 억제할 수 있습니다. TRPM7과 마그네슘은 또한 혈관 평활근 세포의 골형성 표현형으로의 전환에 영향을 미쳐 혈관 석회화 과정에 관여합니다.

성인의 정상 혈청 마그네슘 농도는 1.7~2.4 mg/dl(0.7~1.0 mmol/L)입니다. 저마그네슘혈증은 혈청 마그네슘 농도가 1.7 mg/dl 미만인 경우를 말합니다. 경계성 저마그네슘혈증 환자의 대부분은 명확한 증상이 없습니다. 혈청 마그네슘 수치가 1.5 mg/dl(0.6 mmol/L)을 초과하는 환자의 경우 장기적인 잠재적 마그네슘 결핍 가능성이 있으므로 저마그네슘혈증에 대한 하한 임계값을 높이는 것이 좋다고 제안하는 사람도 있습니다. 그러나 이 수치는 아직 논란의 여지가 있으며 추가적인 임상적 검증이 필요합니다. 일반 인구의 3%~10%가 저마그네슘혈증을 앓고 있는 반면, 2형 당뇨병 환자(10%~30%)와 입원 환자(10%~60%)의 발생률이 더 높으며, 특히 중환자실(ICU) 환자의 경우 발생률이 65%를 넘습니다. 여러 코호트 연구에서 저마그네슘혈증이 모든 원인으로 인한 사망률과 심혈관 질환 관련 사망률의 증가와 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

저마그네슘혈증의 임상 증상에는 졸음, 근육 경련, 근력 약화와 같은 비특이적 증상이 포함되는데, 이는 불충분한 식이 섭취, 위장관 손실 증가, 신장 재흡수 감소, 또는 세포 외부에서 내부로의 마그네슘 재분배로 인해 발생합니다(그림 3B). 저마그네슘혈증은 일반적으로 저칼슘혈증, 저칼륨혈증, 대사성 알칼리증을 포함한 다른 전해질 장애와 동반됩니다. 따라서 저마그네슘혈증은 특히 혈중 마그네슘 수치를 일상적으로 측정하지 않는 대부분의 임상 환경에서 간과될 수 있습니다. 중증 저마그네슘혈증(혈청 마그네슘 <1.2 mg/dL [0.5 mmol/L])에서만 비정상적인 신경근 흥분성(손목 발목 경련, 간질, 떨림), 심혈관 이상(부정맥 및 혈관 수축), 대사 장애(인슐린 저항성 및 연골 석회화)와 같은 증상이 나타납니다. 저마그네슘혈증은 입원율과 사망률 증가와 관련이 있으며, 특히 저칼륨혈증이 동반될 경우 더욱 그렇습니다. 이는 마그네슘의 임상적 중요성을 강조합니다.
혈중 마그네슘 함량은 1% 미만이므로 혈중 마그네슘 함량이 조직의 총 마그네슘 함량을 정확하게 반영할 수는 없습니다. 연구에 따르면 혈청 마그네슘 농도가 정상이더라도 세포 내 마그네슘 함량은 고갈될 수 있습니다. 따라서 식이 마그네슘 섭취량과 소변 배출을 고려하지 않고 혈중 마그네슘 함량만 고려하는 것은 임상적 마그네슘 결핍을 과소평가할 수 있습니다.

저마그네슘혈증 환자는 종종 저칼륨혈증을 경험합니다. 고질적인 저칼륨혈증은 대개 마그네슘 결핍과 관련이 있으며, 마그네슘 수치가 정상으로 돌아온 후에야 효과적으로 교정될 수 있습니다. 마그네슘 결핍은 집합관에서 칼륨 분비를 촉진하여 칼륨 손실을 더욱 악화시킬 수 있습니다. 세포 내 마그네슘 수치 감소는 Na+-K+-ATPase 활성을 억제하고 신외수질 칼륨 채널(ROMK)의 개방을 증가시켜 신장에서 더 많은 칼륨 손실을 초래합니다. 마그네슘과 칼륨의 상호작용은 염화나트륨 공동수송체(NCC)를 활성화시켜 나트륨 재흡수를 촉진합니다. 마그네슘 결핍은 NEDD4-2라는 E3 유비퀴틴 단백질 연결효소를 통해 NCC의 양을 감소시키는데, 이는 신경 전구세포 발달을 하향조절하고 저칼륨혈증을 통한 NCC 활성화를 방지합니다. NCC의 지속적인 하향조절은 저마그네슘혈증에서 원위부 Na+ 수송을 증가시켜 소변으로의 칼륨 배설 증가 및 저칼륨혈증을 유발할 수 있습니다.

저칼슘혈증은 저마그네슘혈증 환자에게도 흔합니다. 마그네슘 결핍은 부갑상선 호르몬(PTH) 분비를 억제하고 신장의 PTH 민감도를 감소시킬 수 있습니다. PTH 수치 감소는 신장의 칼슘 재흡수를 감소시키고 소변으로의 칼슘 배설을 증가시켜 궁극적으로 저칼슘혈증을 유발할 수 있습니다. 저마그네슘혈증으로 인한 저칼슘혈증으로 인해, 혈중 마그네슘 수치가 정상으로 돌아오지 않는 한 저갑상선기능저하증은 종종 교정하기 어렵습니다.

혈청 총 마그네슘 측정은 임상에서 마그네슘 함량을 측정하는 표준 방법입니다. 마그네슘 함량의 단기적인 변화를 신속하게 평가할 수 있지만, 체내 총 마그네슘 함량을 과소평가할 수 있습니다. 저알부민혈증과 같은 내인성 요인과 용혈, EDTA와 같은 항응고제와 같은 외인성 요인이 마그네슘 측정값에 영향을 미칠 수 있으므로, 혈액 검사 결과를 해석할 때 이러한 요인들을 고려해야 합니다. 혈청 이온화 마그네슘도 측정할 수 있지만, 임상적 실용성은 아직 명확하지 않습니다.
저마그네슘혈증 진단 시, 원인은 일반적으로 환자의 병력을 바탕으로 판단할 수 있습니다. 그러나 기저 원인이 명확하지 않은 경우, 마그네슘 손실이 신장에 의한 것인지 위장관에 의한 것인지 감별하기 위해 24시간 마그네슘 배설량, 마그네슘 배설 분율, 마그네슘 부하 검사 등 특정 진단 방법을 사용해야 합니다.

마그네슘 보충제는 저마그네슘혈증 치료의 기본입니다. 그러나 현재 저마그네슘혈증에 대한 명확한 치료 지침은 없습니다. 따라서 치료 방법은 주로 임상 증상의 중증도에 따라 달라집니다. 경증 저마그네슘혈증은 경구 보충제로 치료할 수 있습니다. 시중에는 흡수율이 다른 다양한 마그네슘 제제가 있습니다. 유기염(예: 구연산마그네슘, 아스파르트산마그네슘, 글리신마그네슘, 글루콘산마그네슘, 젖산마그네슘)은 무기염(예: 염화마그네슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘)보다 인체에 더 쉽게 흡수됩니다. 경구 마그네슘 보충제의 흔한 부작용은 설사이며, 이는 경구 마그네슘 보충에 어려움을 초래합니다.
불응성 환자의 경우, 보조 약물 치료가 필요할 수 있습니다. 신장 기능이 정상인 환자의 경우, 아미노페니데이트 또는 트리아미노페니데이트로 상피 나트륨 채널을 억제하면 혈청 마그네슘 수치를 증가시킬 수 있습니다. 다른 잠재적인 전략으로는 특히 당뇨병 환자의 경우, 혈청 마그네슘 수치를 증가시키기 위해 SGLT2 억제제를 사용하는 것이 있습니다. 이러한 효과의 기전은 아직 명확하지 않지만, 사구체 여과율 감소 및 신세뇨관 재흡수 증가와 관련이 있을 수 있습니다. 단장 증후군, 수족 발작, 간질과 같이 경구 마그네슘 보충 요법이 ​​효과적이지 않은 저마그네슘혈증 환자나 부정맥, 저칼륨혈증, 저칼슘혈증으로 인한 혈역학적 불안정성을 가진 환자에게는 정맥 주사 요법을 사용해야 합니다. PPI로 인한 저마그네슘혈증은 이눌린 경구 투여로 호전될 수 있으며, 그 기전은 장내 미생물총의 변화와 관련이 있을 수 있습니다.

마그네슘은 임상 진단 및 치료에서 중요하지만 간과되기 쉬운 전해질입니다. 일반적인 전해질로 사용되는 경우는 드뭅니다. 저마그네슘혈증은 일반적으로 증상이 없습니다. 체내 마그네슘 균형을 조절하는 정확한 기전은 아직 밝혀지지 않았지만, 신장이 마그네슘을 처리하는 기전에 대한 연구는 꾸준히 진행되고 있습니다. 많은 약물이 저마그네슘혈증을 유발할 수 있습니다. 저마그네슘혈증은 입원 환자에게 흔하며 중환자실 입원 기간 연장의 위험 요인입니다. 저마그네슘혈증은 유기염 제제를 통해 교정해야 합니다. 건강과 질병에서 마그네슘의 역할에 대해서는 아직 밝혀지지 않은 부분이 많지만, 이 분야에서는 많은 발전이 있었으며, 임상 의사들은 임상 의학에서 마그네슘의 중요성에 더욱 주의를 기울여야 합니다.