Това е скорошен преглед, публикуван в престижното списание Nutrients през февруари 2024 г., от Ligia J. Dominguez и други от университета в Палермо и университета в Ена в Италия. Те систематично прегледаха връзката между магнезия и показателите за стареене в човешкото тяло и откриха, че този често срещан минерал може действително да забави скоростта на стареене, което е наистина изненадващо!

?

Ключови съвети:

?

1. Магнезият е четвъртият най-разпространен минерален елемент в човешкото тяло и е тясно свързан с активността на повече от 600 ензима, влияещи върху различни физиологични процеси.

?

2. Дефицитът на магнезий е много често срещан при възрастните хора, което е свързано с много фактори като гени, околна среда и начин на живот. Недостатъчните нива на магнезий в организма могат да ускорят процеса на стареене.

?

3. Проучванията са установили, че магнезият може да повлияе на 12 ключови характеристики на стареенето, включително геномна нестабилност, скъсяване на теломерите и епигенетични промени. Очаква се добавянето на магнезий да забави стареенето и да подобри очакванията за здравето.

?

Ето подробно резюме на оригиналната статия:

?

Дефицитът на магнезий ускорява 12 характеристики на стареенето

?

Геномна нестабилност: Магнезият стабилизира структурата на двойната спирала на ДНК и участва в различни механизми за възстановяване на ДНК. Дефицитът на магнезий може да доведе до натрупване на увреждане на ДНК, повишени генетични мутации и ускорено стареене.

?

Скъсяване на теломерите: Теломерите са повтарящи се последователности в краищата на хромозомите, които предпазват генома от увреждане. Магнезият стабилизира края.

?

Епигенетични промени: Епигенетичните промени в генната експресия възникват без промяна на ДНК последователността. Магнезият регулира епигенетичните механизми като метилиране на ДНК и модификация на хистони.

?

Дисбаланс на протеиновата хомеостаза: протеиновият синтез и разграждането в клетката достигат динамичен баланс, наречен протеинова хомеостаза. Магнезият участва в регулирането на функцията на протеазомите и лизозомите, а дефицитът на магнезий води до натрупване на неправилно нагънати протеини.

?

Нарушение на хранителното възприятие: Инсулин /IGF-1 и други сигнални пътища възприемат клетъчния хранителен статус и регулират метаболизма. Магнезият е кофактор на инсулиновите рецептори и низходящите кинази, а магнезиевият дефицит причинява инсулинова резистентност.

?

Митохондриална дисфункция: Митохондриите са клетъчни енергийни фабрики и тяхната ДНК и дихателни вериги са уязвими към увреждане. Магнезият е вторият най-изобилен катион в митохондриите, който участва в синтеза на АТФ и е антиоксидант, а дефицитът на магнезий влошава увреждането на митохондриите.

?

Клетъчно стареене: стареещите клетки спират да се делят, секретират възпалителни фактори и разрушават тъканната микросреда. Магнезият може да инхибира протеините p53 и p21, блокиращи клетъчния цикъл, и да забави стареенето на клетките.

?

Изчерпване на стволови клетки: Стволовите клетки са отговорни за регенерацията и възстановяването на тъканите и техният брой и функция намаляват с възрастта. Магнезият засяга диференциацията на хематопоетичните стволови клетки и дефицитът на магнезий може да ускори изчерпването на стволовите клетки.

?

Промени в междуклетъчната комуникация: цитокини, хормони и др. медиират междуклетъчния обмен на сигнали. Стареенето увеличава секрецията на възпалителни фактори. Магнезият инхибира възпалението и подобрява клетъчната комуникация.

?

Нарушена автофагия: Автофагията е важен път за клетките да разграждат увредени протеини и органели. Магнезият поддържа функцията на автофагията чрез регулиране на активността на свързаните с автофагията гени и кинази.

?

Нарушение на чревната флора: чревната флора участва в метаболизма на хранителните вещества и имунната регулация, а микробният дисбаланс е свързан със стареенето. Магнезият регулира чревната флора и подобрява здравето на гостоприемника.

?

Хронично възпаление: Стареенето е придружено от хронично нискостепенно възпаление в цялото тяло, тоест ?възпалително стареене“. Дефицитът на магнезий причинява прекомерно активиране на възпалителни сигнални пътища като NF-κB и влошава възпалителния отговор.

Според голям брой епидемиологични проучвания и рандомизирани контролирани проучвания, увеличаването на приема на магнезий в храната и добавянето на магнезиеви препарати може да намали свързаното с възрастта хронично възпаление, инсулинова резистентност, сърдечно-съдови заболявания и т.н. Въпреки че няма преки доказателства, които да доказват, че магнезият може да удължи живота, косвените доказателства показват, че добавянето на магнезий допринася за здравословното стареене.

?

Въпреки че магнезият е относително безопасен, хората с бъбречна недостатъчност трябва да бъдат внимателни, тъй като големи дози перорално лекарство могат да причинят диария. По-възрастните хора трябва да дадат приоритет на получаването на достатъчно магнезий от диетата си, като зеленолистни зеленчуци, пълнозърнести храни, ядки и т.н. Ако е необходимо, следвайте съветите на лекаря за добавяне на магнезий и редовно следете концентрацията на магнезий в кръвта.

?

Подробни експериментални доказателства и клинични данни:

?

Експериментални доказателства за магнезий и геномна стабилност ДНК е генетичният материал на живота и нейната стабилност е в основата на нормалното функциониране на клетките. Проучването установи, че има магнезиеви йони между около 50% от базовите двойки в структурата на двойната спирала на ДНК, което играе роля в стабилизирането на структурата. В моделни организми като Escherichia coli и дрожди, среда с ниско съдържание на магнезий причинява значително увеличение на честотата на грешки при репликация на ДНК. Експериментите с култура на човешки фибробласти също потвърдиха, че ниският магнезий може да причини ускорено скъсяване на теломерите и повишена регулация на генната експресия в отговор на увреждане на ДНК. Експерименти с животни показват, че антиоксидантната защитна система е увредена в чернодробната тъкан на плъхове с дефицит на магнезий и нивото на 8-хидрокси-дезоксигуанозин, маркер за окислително увреждане на ДНК, е повишено. Проучване при мишки установи, че пиенето на богата на магнезий вода удължава дължината на теломерите и намалява увреждането на ДНК. Тези резултати предполагат, че магнезият е от съществено значение за поддържане на геномната стабилност.

?

При популационни проучвания серумните или еритроцитните нива на магнезий са корелирани отрицателно с различни показатели за геномна нестабилност, като честота на микроядра, нива на продукти за увреждане на ДНК 8-хидрокси-дезоксигуанозин и дължина на теломерите. Напречно проучване на близо 200 здрави възрастни установи, че тези с най-ниски нива на магнезий в червените кръвни клетки имат дължина на теломерите на периферните кръвни лимфоцити, които са средно с 11,5% по-къси от тези с най-високи нива на магнезий. Друго кохортно проучване на 1800 мъже на средна възраст и възрастни мъже на възраст 45-74 години, проследени в продължение на 5 години, установи, че диетичният прием на магнезий е значително отрицателно свързан със степента на увреждане на ДНК в лимфоцитите от периферната кръв в началото и че всяко увеличение на приема на магнезий от 100 mg/ден намалява степента на увреждане на ДНК с 5,5% след 5 години. Това предполага, че добавянето на магнезий при хора също може да помогне за поддържане на геномна стабилност.

?

Второ, връзката между активността на магнезий и теломераза и стареенето на клетките. Теломерите са специални структури в края на хромозомите, съставени от повторения на TTAGGG и протеини, свързващи теломерите, които предпазват хромозомите от разграждане по време на клетъчното делене. Но в човешките клетки дължината на теломерите се скъсява с 50 до 100 базови двойки на делене и когато скъсяването достигне критична стойност, клетката навлиза в състояние на стареене. Теломеразата е рибонуклеопротеаза, която удължава теломерната последователност, но обикновено е слабо експресирана или не се експресира в възрастни клетки.

?

В миши ембрионални фибробласти (MEF) нискомагнезиевата среда намалява теломеразната активност с повече от 50% и показва характеристики на клетъчно стареене, като повишена β-галактозидазна активност и повишена експресия на инхибитори на клетъчния цикъл p16 и p21. Тези фенотипове на стареене могат да бъдат обърнати след лечение с магнезий или теломеразни активатори. Подобни резултати са наблюдавани в човешки ендотелни клетки и фибробласти. Изследванията на молекулярния механизъм са установили, че магнезият може да регулира дължината на теломерите, като повлиява експресията и локализацията на някои ключови протеини в теломерния комплекс, като TRF1 и TRF2. В допълнение, магнезият може също да активира сигнални пътища като AKT и ERK и да инхибира инхибиторите на клетъчния цикъл като p53 и Rb, като по този начин забавя стареенето на клетките.

?

Клиничните проучвания също подкрепят връзката между магнезия и клетъчното стареене. При повече от 100 здрави възрастни хора серумните нива на магнезий са корелирани положително с пролиферацията на Т лимфоцити и отрицателно корелират с плазмените нива на p16. Друго проучване включва 250 възрастни хора в общността и установява, че изходните серумни нива на магнезий са тясно свързани с промените във физиологичните показатели на стареене като праг на слуха, сила на захвата и скорост на ходене, което предполага, че статусът на магнезий може да повлияе на цялостния процес на стареене в тялото. Кохортно проучване на повече от 2000 души на възраст над 70 години сравнява различните серумни нива на магнезий с 10-годишния риск от смърт и установява, че групата с най-ниски нива на магнезий има 2,2 пъти по-голям риск от смърт от групата с най-високи нива. Въпреки че тези наблюдателни проучвания не могат директно да докажат причина и следствие, те подкрепят силната връзка между магнезия и стареенето от гледна точка на населението.

?

Ролята на магнезия в инсулиновия сигнален път Инсулинът е основният регулаторен хормон на хомеостазата на човешката кръвна захар. След като инсулинът се свърже с неговия рецептор, той причинява самофосфорилиране на рецептора и активира серия от протеин кинази надолу по веригата като PI3K и AKT и накрая регулира експресията на гени, свързани с метаболизма на глюкозата. Многобройни експерименти показват, че магнезият играе ключова роля в почти всяка стъпка от инсулиновото сигнализиране. 1. В островните бета клетки магнезият образува MgATP комплекс с АТФ, за да участва в целия процес на синтез, обработка и секреция на инсулин. В бета клетъчни линии на мишки и плъхове, среда с ниско съдържание на магнезий намалява глюкозо-стимулираната секреция на инсулин с повече от 70%. 2. В клетките-мишени за инсулин, активността на тирозин киназата на инсулиновите рецептори зависи от магнезиевите йони, а магнезиевият дефицит води до фосфорилиране на инсулиновия рецептор и обструкция на сигналната трансдукция надолу по веригата, което води до инсулинова резистентност. В адипоцитите 3T3-L1 и клетките на скелетните мускули L6 нискомагнезиевата среда намалява инсулин-стимулираното усвояване на глюкоза с 40% до 60%. 3. Магнезият също участва в регулирането на инсулиновата чувствителност чрез инхибиране на протеиновата фосфатаза, регулиране на експресията на интегрини, повлияване на активността на GLUT4 транспортера и други механизми. Някои експерименти с животни са показали, че умерената хранителна добавка на магнезий подобрява инсулиновата резистентност при плъхове със затлъстяване и диабет тип 2.

?

Епидемиологичните проучвания също подкрепят тясната връзка между метаболизма на магнезия и глюкозата. Проучването на здравето на медицинските сестри в САЩ, което включва близо 70 000 жени на възраст над 45 години, проследявани повече от 20 години, установи, че тези в най-високия квинтил на хранителен прием на магнезий имат 27% по-нисък риск от развитие на диабет тип 2, отколкото тези в най-ниския квинтил. Мета-анализ на 25 кохортни проучвания, включващи близо 1 милион участници, показа, че всяко увеличение на приема на магнезий с храна със 100 mg/ден е свързано с 8% до 13% намаление на риска от диабет тип 2. При хора със съществуващ диабет, намалените серумни нива на магнезий също са тясно свързани с прогресирането на заболяването и усложненията. Проучване на повече от 300 пациенти с диабет тип 2 установи, че серумните нива на магнезий са значително по-ниски при тези с коронарна болест на сърцето, отколкото при тези с диабет. В заключение, голям брой проучвания показват, че добавките с магнезий могат да забавят стареенето чрез подобряване на инсулиновата резистентност.

?

4. Магнезиев дефицит и митохондриална дисфункция Митохондриите са основните места на клетъчния енергиен метаболизъм и производството на реактивни кислородни видове (ROS). По време на процеса на стареене ефективността на митохондриалната електротранспортна верига намалява и производството на ROS се увеличава, причинявайки мутация на mtDNA, липидна пероксидация на мембраната и други увреждания, образувайки порочен кръг и ускорявайки стареенето на клетките. Проучванията са установили, че една трета от магнезия в тялото се съхранява в митохондриите, което е от съществено значение за поддържане на митохондриалната структура и функция. В митохондриите на черния дроб на мишка девет от 13-те субединици на аденозин трифосфатазата изискват магнезий като кофактор. В митохондриите на миокарда на мишка ниският магнезий може значително да намали активността на ключови ензими в цикъла на трикарбоксилната киселина, като изоцитрат дехидрогеназа и α-кетоглутарат дехидрогеназа. В митохондриите на черния дроб на плъх, дефицитът на магнезий може да намали скоростта на синтез на АТФ с повече от 60%, да намали скоростта на контрол на дишането и да увеличи производството на ROS, което води до повишено увреждане на mtDNA и скорост на мутация. Добавянето на магнезий може да обърне тази митохондриална дисфункция. В клетките на човешките скелетни мускули и кардиомиоцитите ниският магнезий може да деполяризира потенциала на митохондриалната мембрана, да индуцира отварянето на преходните пори на митохондриалната пропускливост (mPTP), да задейства освобождаването на цитохром С и в крайна сметка да доведе до апоптоза. В ендотелните клетки на човешката пъпна вена ниският магнезий индуцира голям брой митохондриални ROS чрез активиране на протеин киназа С, което води до ендотелна дисфункция. Проучване на повече от 100 пациенти с метаболитен синдром установи, че серумните нива на магнезий са положително корелирани с митохондриалната респираторна функция и отрицателно корелират с митохондриалните нива на ROS. В обобщение, горните доказателства предполагат, че магнезият е важен фактор за поддържане на митохондриалната хомеостаза, а митохондриалната дисфункция е един от основните механизми на стареенето.

?

Пето, регулаторната роля на магнезия върху хроничното възпаление и имунното стареене. Хроничното нискостепенно възпаление е друга важна характеристика на стареенето. Проучванията са установили, че нивата на възпалителни фактори като IL-6 и TNF-α при стареещи индивиди са значително повишени, докато нивата на противовъзпалителни цитокини като IL-10 са намалени и тези хронични възпалителни състояния, причинени от стареенето, са известни като "възпалителни". Възпалителното стареене може да причини увреждане на тъканите и имунен дисбаланс, което е патологичната основа на много хронични заболявания. Експериментални проучвания показват, че магнезиевият дефицит може да предизвика възпалителен отговор и имунна дисфункция. В културата на миши макрофаги ниският магнезий може да регулира активността на NF-κB и да насърчи освобождаването на различни възпалителни фактори. В бронхиалните епителни клетки на плъхове, секрецията на IL-6 и IL-8 може да се увеличи 2 до 3 пъти чрез LPS стимулация в среда с ниско съдържание на магнезий. В човешките ендотелни клетки ниският магнезий може да активира сигналния път на p38 MAPK, да доведе до повишена регулация на експресията на междуклетъчните адхезионни молекули и да влоши възпалителния отговор. При плъхове с дефицит на магнезий нивата на TNF-α, CRP и интерлевкин в кръвообращението и тъканите са значително повишени, имунните органи са атрофирани, броят и функцията на Т и В лимфоцитите са намалени и имуносупресията е влошена. Добавката с магнезий може ефективно да облекчи тези възпалителни и имунни нарушения. Клиничните проучвания също така установиха, че ниският магнезий е тясно свързан с хронично възпаление. Напречно проучване на повече от 5000 възрастни в Съединените щати установи, че серумната концентрация на магнезий е значително отрицателно свързана с CRP и броя на белите кръвни клетки, а нивата на CRP и IL-6 в най-ниския квартил на нивата на магнезий са 60% и 40% по-високи от тези в най-високия квартил. Корелацията е още по-силна при хората със затлъстяване. Друго проучване на 3200 души на възраст над 65 години установи, че серумните нива на магнезий са положително корелирани с дължината на теломерите на белите кръвни клетки и отрицателно корелират с нивата на CRP и D-димера. Мета-анализ на 25 рандомизирани контролирани проучвания с общ размер на извадката от повече от 2000 души показа, че пероралната добавка на магнезий намалява серумните нива на CRP средно с 22%, TNF-α с 15% и IL-6 с 18%. Следователно добавките с магнезий могат да забавят стареенето на тялото чрез противовъзпалителни ефекти.

?

Регулаторната връзка между магнезий и автофагия Автофагията е важен механизъм за клетъчно разграждане и отстраняване на увредени протеини и органели и е от решаващо значение за поддържане на хомеостазата на клетъчната среда. Проучванията показват, че функцията на аутофагията постепенно отслабва по време на стареенето и дефектите в аутофагията могат да причинят агрегация на протеини, митохондриална дисфункция и т.н. и да ускорят стареенето на клетките. Магнезият, като втори пратеник, участва в регулирането на започването и процеса на автофагия. При дрождите магнезиевият дефицит инхибира експресията на свързаните с автофагията гени Atg1 и Atg13 чрез активиране на сигналния път TORC1. В клетките на бозайниците ниската магнезиева среда може да инхибира активността на ULK1, Beclin1 и други протеини, иницииращи автофагия, и да блокира образуването на автофагозоми. В човешки ембрионални бъбречни клетки хелатиращият магнезиев йон агент EDTA може да инхибира потока на автофагия. In vitro експерименти показват, че физиологичните концентрации на магнезиеви йони могат директно да свързват и активират Atg4, протеолитичен ензим, необходим за узряването на автофагозома. Проучванията при животни са установили също, че умерените хранителни добавки с магнезий могат да намалят нарушенията на автофагията в невроните и кардиомиоцитите, да подобрят когнитивната функция и сърдечната систолна функция. Въпреки че липсват преки клинични доказателства, някои наблюдателни проучвания предполагат връзка между магнезий и автофагия. Нивата на магнезий корелират положително с експресията на маркерите за автофагия Atg5 и Beclin1 в мозъчната тъкан и мононуклеарните клетки на периферната кръв на пациенти с болестта на Алцхаймер. При пациенти с диабет тип 2 серумната концентрация на магнезий е тясно свързана с нивата на експресия на свързаните с автофагията гени LC3 и p62. В заключение, магнезият вероятно ще играе важна роля в противодействието на стареенето чрез регулиране на автофагията. Но неговият специфичен механизъм трябва да бъде допълнително проучен.

?

7. Взаимодействие между магнезия и чревната флора Чревната флора е важен ?орган“ в човешкото тяло, който играе незаменима роля в хранителния метаболизъм, имунната регулация, невроендокринните и други аспекти. Скорошни изследвания установиха, че промените в състава и функцията на чревната микробиота са тясно свързани със стареенето. Например, делът на firmicutes и Bacteroides в червата на възрастните хора намалява значително, докато делът на опортюнистични патогени като ентерококи и стафилококи се увеличава. Този дисбаланс на флората може да причини увреждане на чревната бариера, да насърчи освобождаването на възпалителни фактори и да влоши хроничното възпаление в цялото тяло.

?

Като важен хранителен субстрат в червата, магнезият може да повлияе на състава на флората чрез различни механизми. При чисти от микроби мишки питейната вода, богата на магнезий, може значително да увеличи броя на полезните бактерии като bifidobacterium и Bacteroides и да намали стойността на рН на червата. В миши модел на колит добавките с магнезий смекчават смущенията на чревната флора и инхибират активирането на NF-κB във възпалителния сигнален път. При експерименти със здрави хора делът на бифидобактериите в изпражненията се е увеличил след 8 седмици прием на добавки с магнезий, а нивата на липополизахарид, D-млечна киселина и други бактериални метаболити са намалели. Някои предклинични проучвания са установили също, че магнезиевият дефицит може да наруши плътните чревни връзки, да увеличи пропускливостта и да създаде условия за транслокация на ентерогенни ендотоксини.

?

Магнезият може също да повлияе на процеса на стареене на гостоприемника чрез регулиране на бактериалния метаболизъм. Например, магнезият стимулира производството на късоверижни мастни киселини като Bifidobacterium, който активира G-протеин-свързания рецептор GPR43, който инхибира свързаното със затлъстяването възпаление и инсулиновата резистентност. В допълнение, магнезият може също да повлияе на метаболизма на жлъчната киселина и триптофана, а нарушенията на тези два пътя са тясно свързани със стареенето и невродегенеративните заболявания. В заключение, магнезият се очаква да бъде нова стратегия за забавяне на стареенето чрез прекрояване на чревната флора и регулиране на оста бактерии-черва-мозък, но неговите дългосрочни ефекти трябва да бъдат проверени чрез проспективни кохортни проучвания.

?

В обобщение, голям брой експериментални и епидемиологични доказателства показват, че магнезият е важно хранително вещество за противодействие на стареенето и насърчаване на здравето и дълголетието. Той участва в регулирането на стареенето чрез следните механизми:

?

Въпреки че ефектите от добавките с магнезий върху продължителността на човешкия живот понастоящем са неубедителни, косвените доказателства сочат, че магнезият може да помогне за забавяне на множество фенотипове на стареене и да подобри очакванията за здравето. В бъдеще са необходими проспективни кохортни проучвания и рандомизирани контролирани проучвания за по-нататъшно изясняване на ефектите на магнезий против стареене и връзката му доза-ефект, така че да се осигурят основани на доказателства доказателства за формулирането на стратегии за добавяне на магнезий. В допълнение, хранителният статус и търсенето на магнезий при различните популации не са еднакви, така че формулирането на индивидуална програма за добавки с магнезий също е спешен проблем, който трябва да бъде разрешен. Смята се, че с развитието на медицината и храненето на стареенето, ние в крайна сметка ще разкрием всички мистерии на този магически елемент магнезий и ще го използваме за борба със стареенето и ще реализираме мечтата за здравословно дълголетие.

?