Magnesium och åldrande

 

Magnesium och åldrande: Kan låga magnesiumnivåer påverka åldrandet?

Magnesium (Mg2+) är ett av de mest förekommande mineralerna i människokroppen och ett viktigt näringsämne som krävs för en hälsosam funktion hos varje organ i människokroppen. Magnesium är en kofaktor för över 600 enzymer och an aktivator av ytterligare 200 enzymer involverade i alla större biokemiska och metaboliska processer i celler. Bland dessa många viktiga roller är magnesium väsentligt för DNA- och proteinsyntes, cellenergimetabolism, celldelning och tillväxt, nervimpulsledning, skelett- och hjärtmuskelsammandragning, bentillväxt och mineralisering samt immunfunktion. 

U.S. Food and Nutrition Board rekommenderar ett dagligt magnesiumintag på 420 mg för män och 320 mg för kvinnor. 

Men majoriteten av människor i västerländska länder får inte tillräckliga mängder magnesium i sin kost. En av huvudorsakerna till bristen på magnesium i den västerländska kosten är det faktum att uppskattningsvis 80 - 90% av magnesium förloras under spannmålsförädling, livsmedelsbearbetning och till och med bara genom att laga mat. Vidare blir jorden som används för jordbruk allt fattigare på essentiella mineraler, vilket innebär att även om du följer en hälsosam kost rik på grönsaker, nötter, baljväxter och fullkorn, som är bra källor till magnesium, kan du fortfarande komma till korta för de dagliga målen för magnesiumintag. 

Som en konsekvens har många människor låga magnesiumnivåer i kroppen och detta är särskilt vanligt bland äldre. Denna insufficiens går ofta obemärkt förbi eftersom magnesiumnivåerna vanligtvis bestäms genom att mäta totala blodserumnivåer, som endast reflekterar en mycket liten del av kroppens magnesiuminnehåll. Cirka 50 - 60% av kroppens totala magnesiuminnehåll lagras i ben som en del av dess mineraliserade matris och resten lagras i celler. Endast mindre än 1% av kroppens magnesium finns i serumet. Därför misslyckas ofta serumvärden att korrekt återspegla intracellulär magnesiumstatus - de kan vara låga även om serumnivåerna ligger inom det adekvata intervallet. 

Dessutom är låga nivåer av magnesium vanligtvis asymtomatiskta eller manifesteras på ospecifika sätt som lätt kan förväxlas med vanliga tecken på åldrande, även om serummagnesiumnivåer tenderar att förbli konstanta hos friska människor, låga totala kroppsnivåer av magnesium tros vara vanliga, särskilt hos äldre individer, för vilka en åldersberoende minskning av cellulära magnesiumnivåer har rapporterats. 

En av anledningarna till en progressiv minskning av magnesiumnivåer med åldrande är lågt intag av magnesium. Data från National Health and Nutrition Examination (NHANES), ett studieprogram från U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har bekräftat att åldrande är förknippat med otillräckrig magnesiumkonsumtion.

En annan faktor som bidrar till minskningen av magnesiumnivåerna är minksningen av det intestinala upptaget av magnesium med åldern, tillsammans med ökad urineliminering av magnesium på grund av sämre njurfunktion och njurabsorption av magnesium. 

På grund av magnesiums viktiga funktioner kan låga magnesiumnivåer ha stor inverkan på cellulär funktion och allmän hälsa när vi åldras. 

Åldrandets kännetecken är en uppsättning sammankopplade cellulära och molekylära förändringar som följer och främjar åldrandeprocessen och som kan påverkas av fysiologiska faktorer och livsstilsfaktorer. 

För närvarande har tolv kännetecken för åldrande fastsställts:

- Genomisk instabilitet
- Telomernötning
- Epigenetiska förändringar
- Förlust av proteostas
- Avreglerad näringsavkänning
- Förlust av mitokondriell funktion
- Cellulär senescens
- Stamcellsutmattning
- Förändrad intercellulär kommunikation
- Inaktiverad autofagi
- Förändrad immunsignalering
- Förändrad sammansättning av tarmmikrobiota

 Alla dessa kännetecken involverar vägar eller processer där magnesium spelar en roll och som därför kan påverkas av den cellulära tillgängligheten av magnesium.

Genomisk instabilitet

DNA-reperations- och underhållsmekanismer blir mindre effektiva när vi åldras, vilket möjliggör växande genetisk instabilitet och ackumulering av DAN-skador i åldrande celler. Magnesium spelar en nyckelroll för att upprätthålla genomisk stabilitet eftersom det är nödvändigt för aktiviteten hos de enzymer som bygger DNA- och RNA- molekyleroch som är involverade i DNA-reperation, DNA-replikation, RNA-transkription, aminosyrasyntesoch proteinproduktion.

Magnesium binder även till DNA- och RNA-kedjor och stabiliserar deras struktur. Därför är magnesium väsentligt för hela processen att replikera DNA när celler delar sig och exakt översätter informationen som lagras i DNA till sammansättningen av proteiner som används för att bygga cellulära strukturer och utföra cellulära processer. Låga magnesiumnivåer kan därför främja genetisk instabilitet och försämra cellers förmåga att dela sig ordentligt och bibehålla en hälsosam funktion. 

Telomernötning

Telomerer är DNA-sekvenser i ändarna av kromosomerna som blir kortare varje gång en cell delar sig, och följaktligen när vi åldras. När telomererna når en kritisk längd upphör celldelningen. Telomerer har skyddande funktioner över kromosomer och deras förkortning inducerar genomisk instabilitet och, i slutändan, cellulärt åldrande eller celldöd. 

Magnesium spelar en viktig roll för att reglera telomerstruktur, integritet och funktion och är involverad i att reglera aktiviteten av telomeras, en enzym som förhindrar telomerförkortning i specifika celler (t.ex. stamceller och lymfoceyter) genom att förlänga dem när celler delar sig. Forskning har visat att högre magnesiumintag i kosten är associerat med längre telomerlängd i immunceller. 

Epigenetiska ändringar

Epigenetiska förändringar är en uppsättning regulatoriska förändringar av DNA som påverka genuttryck baserat på livsstil och miljö. Mönster av epigenetiska förändringar förändras med åldern och kan leda till genuttrycksförändringar som påverkar biologiska processer och leda till förlust av cellulär homeostas, modifieringar i stamcellsbeteende, metabolisk hälsonedgång och utveckling och progression av andra egenskaper hos åldrande. 

I preklinisk forskning har låga magnesiumnivåer i kosten kopplats till förändringar i genuttryck på grund av epigenetiska förändringar. Hos människor visade en pilotstudie som bedömde genuttrycksprofiler efter 4 veckors tillskott av magnesium flera förändringar i genuttryck, av vilka många var kopplade till metabola och immunsignalvägar. 

Förlust av proteostas

Celler har flera proteinkvalitetskontrollmekanismer för att upprätthålla proteostas (dvs proteinhomeostas) och korrekt proteinstruktur och funktion. Dessa mekanismer avtar med åldrandet och leder till ackumulering av felveckade eller skadade proteiner, vilket resulterar i bildandet av aggregat som avsätts i celler och äventyrar cellulär oh vävnadsfunktion. Även om lite är känt om hur magnesium påverkar proteostas, har låga nivåer av magnesium i hjärnan rapporterats vid tillstånd som är kända för att vara associerade med ackumuleringen av proteinaggregat i hjärnan. 

Magnesiumadministrering har visat sig bidra till att främja eliminering av dessa aggregat och minska deras ackumulering. Dessa fynd tyder på att magnesiumtillgänglighet kan påverka proteinkvalitetskontrollen när vi åldras.

Avreglerad näringskänning

Det näringsavkännande nätverket är en central regulator av cellulär metabolisk aktivitet som reagerar på näring, energitillgång och stress. Om näringsämnen och cellenergi är tillgänglig och stressen är låg, skiftar det cellulär metabolism till produktion av makromolekyler; om tillgången på näringsämnen och cellenergi är låg och stressen är hög, skiftar den cellulär metabolism till nedbrytning av makromolekyler till små molekyler för att producera energi och aktiverar adaptiva stressreaktioner. Med åldrandet blir det näringsavkännande nätverket gradvis mer avreglerat, vilket leder till sämre adaptiva cellulära stressresponser.

Låga intracellulära magnesiumnivåer kan bidra till denna process. Till exempel kan lågt magnesium störa insulinsignalering och utsöndring av mitokondriella metaboliska vägar, vilket kan äventyra metabol hälsa. Följaktligen har flera studier visat ett samband mellan lågt magensiumintag i kosten eller låga extracellulära och/ eller intracellulära magnesiumnivåer och dålig metabol hälsa. Å andra sidan har högre magnesiumintag, genom mat eller tillskott, associerats med bättre metaboliska parametrar och resultat. 

Förlust av mitokondriell funktion

Med åldrande minskar mitokondriell funktion på grund av flera kopplade processer, inklusive en ackumulering av mitokondriella DNA-mutationer, förlust av proteostas och förlust av mitokondriella kvalitetskontrollmekanismer.

Dessa förändringar äventyrar effektiviteten i mitokondriell metabolism och cellenergiproduktion, ökar produktionen av reaktiva syrearter (ROS) och kan utlösa signalvägar som leder till oxidativ stress, förändrad i immunsignalering och celldöd, vilket kan bidra till en acceleration av åldringsprocessen. 

Över en tredjedel av cellulärt magnesium finns i mitokondrier. Magnesium krävs för många enzymer involverade i mitokondriella cellenergivägar och ATP- produktion. Viktigt är att ATP själv måste binda till en magnesiumjon för att vara biologiskt aktiv och bilda ett Mg- ATP- komplex. Följaktligen är magnesiumtillgänglighet avgörande för att bibehålla korrekt mitokondriell funktion. 

Låga magnesiumnivåer har kopplats till förlust av mitokondriell funktion genom flera mekanismer, inklusive förändringar i ATP- produktion, undertryckande av aantioxidantförsvarssystemet, ökad mitokondriell ROS- produktion och störning av kalciumhomeostas. Å andra sidan har magnesiumtillskott visat sig stödja mitokondriell funktion genom att balansera ROS- produktion, bevara den mitokondriella membranpotentialen, balansera kalciumnivåer, minska pro-apoptotisk signalering och balansera autofagi. 

Cellulär senescens

Cellulärt åldrande är en skyddande stressreaktion där celler slutar dela sig men inte dör. Under normala förhållanden elimineras åldrande celler av immunsystemet. Med åldrandet ökar flera cellulära stressfaktorer som inducerar åldrande, och immunsystemet blir mindre effektivt när det gäller att hitta och rensa åldrande celler (ofta kallade zombieceller), vilket möjliggör en växande ansamling av åldrande celler. Denna ansamling kan störa vävnadsreperation och regenerering och bidra till åldersrelaterad funktionsnedgång. Vissa cellulära förändringar som inträffar under åldersrelaterad funktionsnedgång. Vissa celluläraförändringar som inträffar under åldrandet liknar de som orsakas av låga magnesiumnivåer, inklusive försämrad cellcykelprogression och minskat försvar mot oxidativ stress. In vitro- forskning visade att låga magnesiumförhållanden kunde inducera åldrande egenskaper i mänskliga endotceller och påskynda cellulärt åldrande i mänskliga fibroblaster.

Stamcellsutmaning

Stamceller är celler som ännu inte utvecklats till en specifik celltyp och som kan differentiera till olika typer av celler. De har kapaciteten att dela sig på obestämd tid för att förnya sig själv och därigenom upprätthålla en stamcellspool. Stamceller finns i vävnader och organ och spelar en nyckelroll i vävnadsregenerering och reperation samt för att upprätthålla vävnadshomeostas under hela livet.

Med åldrandet sker en nedgång i stamcellspoolen som bidrar till en minskad förmåga att förnya och reparera vävnader som är karakteristiskt för åldringsprocessen. Även om det fortfarande är oklart hur hur och i vilken utsträckning magnesium kan påverka stamcellspooler med åldrande, har studier indikerat att magnesiumnivåer kan påverka stamcellers duglighet och differentieringspotential.

Ändrad intercellulär kommunikation

Intercellulär kommunikation sker genom tre huvudvägar - neurala, endokrina och immuna signalvägar - tillsammans med kortlivade extracellulära signalmolekyler (som ROS, kväveoxid och prostaglandiner), mediatorer som frigörs från vävnader, cellbundna ligander och receptorer, såväl som cell- till- cell- interaktioner  genom täta fogproteiner (tight junctions) eller kanalförbindelse (gap junctions).

Åldrande är associerat med progressiva förändringar i intercellulära kommunikationsprocesser som kan äventyra den homeostatiska regelringen av vävnader och organ samt förändra vävnadernas egenskaper på ett sätt som kan gynna åldringsprocessen. Magnesium spelar en viktig roll i många intracellulära kommunikationsprocsser, särskilt i huvudvägarna. 

Magnesium är en kofaktor för enzymer som syntetiserar flera neurotransmittorer, neurohormoner och en regulator av signalering av signalsubstanser, och därigenom påverkar neurala kommunikationsvägar; den reglerar endokrina signalvägar, inklusive signalering av stresshormon och insulinsignalering, till exempel; och det påverkar immunsignalering och nivåerna av immunmediatorer. 

Inaktiverad autofagi

Autofagi är en cellulär process genom vilken celler bryter ned och återvinner skadade cellorgan (inklusive mitokondrier- mitofgi), proteinaggregat eller oanvända proteiner och andra makromolekyler (t.ex. DNA, lipidvesiklar och glykogen). Uttrycket autofagi- relaterade gener minskar med åldern, vilket bidrar till ackumulering av proteinaggregat och skadade cellulära strukturer. 

Prekliniska studier har visat att magnesium bidrar till cellulär och vävnadshälsa genom att reglera autofagi. låga magnesiumnivåer i kosten har kopplats till minskad autofagi, medan magnesiumtillskott kan stödja autofagi.

Ändrad immunsignalering

Med åldrande förändras immunsignaleringen och blir allt mer skadlig, en process som kallas inflammation. I samband med dessa förändringar minskar också immunfunktionen. Flera studier har etablerat samband mellan magnesiumnivåer och utvecklingen av inflammation. In vitro- studier visade att låga koncentrationer av magnesium främjar skadliga förändringar i immunmarkörer och magnesiumbrist i experimentella djurmodeller ledde till ökad produktion av skadliga immunmediatorer. Å andra sidan visade sig magnesiumtillskott stödja hälsosammare  immunsignalprocesser. 

Hos människor har flera studier visat ett samband mellan låga magnesiumkoncentrationer i serum och lågt magnesiumintag i kosten med ökade nivåer av skadliga immunmediatorer. Metaanalyser av kliniska studier har visat att magnesiumtillskott minskade dessa immunmarkörer. 

Förändrad tarmmikrobiotakomposition

Sammansättning av tarmmikrobiotan förändras gradvis under åldrandet, vilket leder till en allmän minskning av den ekologiska mångfalden. Detta kan resultera i en obalans i sammansättningen av tarmmikrobiotan och en störning av mikrobiell metabolism som förändrar interaktioner mellan människa och mikrobiota på sätt som kan påverka fysiologiska processer i människokroppen och bidrar till flera åldersrelaterade egenskaper. 

Analyser av tarmmikrobiomet har visat samband mellan magnesiumnivåer i kosten och sammansättningen av tarmmikrobiotan. Magnesiumtillskott har visat sig öka populationen av bakterier kopplade till tarmhälsa och metabol homeostas samt minska bakterier associerade med skadlig immunsignalering. Möss som fick en diet med magnesiumbrist hade minskade koncentrationer av nyttiga tarmbakterier och förändringar som tyder på sämre tarmbarriärfunktion. 

Slutsats

Magnesium är ett av våra viktigaste essentiella näringsämnen. Det har avgörande roller som hjälper till att upprätthålla hälsosam cellulär funktion samt vävnads- och organhälsa. På grund av dessa roller kan låga magnesiumnivåer hjälpa till att driva på många av de förändringar som är typiska för åldrandet och har stor inverkan på hälsan när vi åldras. Därför är det viktigt att upprätthålla ett tillräckligt intag av magnesium genom hela livet, antingen genom mat eller kosttillskott.

https://www.qualialife.com/magnesium-aging