Это недавний обзор, опубликованный в престижном журнале Nutrients в феврале 2024 года Лигией Дж. Домингес и другими из Университета Палермо и Университета Энны в Италии. Они систематически рассмотрели взаимосвязь между магнием и показателями старения в организме человека и обнаружили, что этот распространенный минерал может фактически замедлить скорость старения, что действительно удивительно!

?

Основные советы:

?

1. Магний является четвертым по распространенности минеральным элементом в организме человека и тесно связан с активностью более 600 ферментов, влияя на различные физиологические процессы.

?

2.Дефицит магния очень распространен среди пожилых людей, что связано со многими факторами, такими как гены, окружающая среда и образ жизни. Недостаточный уровень магния в организме может ускорить процесс старения.

?

3. Исследования показали, что магний может влиять на 12 ключевых признаков старения, включая геномную нестабильность, укорочение теломер и эпигенетические изменения. Ожидается, что добавки магния замедлят старение и улучшат ожидания в отношении здоровья.

?

Вот подробное изложение оригинальной статьи:

?

Дефицит магния ускоряет 12 признаков старения

?

Геномная нестабильность: Магний стабилизирует структуру двойной спирали ДНК и участвует в различных механизмах репарации ДНК. Дефицит магния может привести к накоплению повреждений ДНК, увеличению генетических мутаций и ускоренному старению.

?

Укорачивание теломер: Теломеры — это повторяющиеся последовательности на концах хромосом, которые защищают геном от повреждений. Магний стабилизирует конец.

?

Эпигенетические изменения: Эпигенетические изменения в экспрессии генов происходят без изменения последовательности ДНК. Магний регулирует эпигенетические механизмы, такие как метилирование ДНК и модификация гистонов.

?

Дисбаланс гомеостаза белка: синтез и деградация белка внутри клетки достигают динамического равновесия, называемого гомеостазом белка. Магний участвует в регуляции функции протеасом и лизосом, а дефицит магния приводит к накоплению неправильно свернутых белков.

?

Нарушение восприятия питания: инсулин/ИФР-1 и другие сигнальные пути воспринимают состояние питания клеток и регулируют метаболизм. Магний является кофактором инсулиновых рецепторов и нисходящих киназ, а дефицит магния вызывает резистентность к инсулину.

?

Дисфункция митохондрий: Митохондрии — это клеточные энергетические фабрики, а их ДНК и дыхательные цепи уязвимы для повреждений. Магний — второй по распространенности катион в митохондриях, который участвует в синтезе АТФ и антиоксиданте, а дефицит магния усугубляет повреждение митохондрий.

?

Клеточное старение: стареющие клетки прекращают делиться, выделяют воспалительные факторы и разрушают микросреду тканей. Магний может ингибировать клеточный цикл, блокируя белки p53 и p21, и задерживать старение клеток.

?

Истощение стволовых клеток: Стволовые клетки отвечают за регенерацию и восстановление тканей, а их количество и функции снижаются с возрастом. Магний влияет на дифференциацию гемопоэтических стволовых клеток, а дефицит магния может ускорить истощение стволовых клеток.

?

Изменения в межклеточной коммуникации: цитокины, гормоны и т. д. опосредуют межклеточный обмен сигналами. Старение увеличивает секрецию воспалительных факторов. Магний подавляет воспаление и улучшает клеточную коммуникацию.

?

Нарушенная аутофагия: Аутофагия является важным путем для клеток для деградации поврежденных белков и органелл. Магний поддерживает функцию аутофагии, регулируя активность генов и киназ, связанных с аутофагией.

?

Нарушение кишечной флоры: кишечная флора участвует в метаболизме питательных веществ и регуляции иммунитета, а микробный дисбаланс связан со старением. Магний регулирует кишечную флору и улучшает здоровье хозяина.

?

Хроническое воспаление: Старение сопровождается хроническим слабовыраженным воспалением во всем организме, то есть ?воспалительным старением?. Дефицит магния вызывает чрезмерную активацию воспалительных сигнальных путей, таких как NF-κB, и усугубляет воспалительную реакцию.

Согласно многочисленным эпидемиологическим исследованиям и рандомизированным контролируемым испытаниям, увеличение потребления магния с пищей и прием дополнительных препаратов магния могут уменьшить хроническое воспаление, связанное с возрастом, резистентность к инсулину, сердечно-сосудистые заболевания и т. д. Хотя прямых доказательств того, что магний может продлевать жизнь, нет, косвенные данные показывают, что прием добавок магния способствует здоровому старению.

?

Хотя магний относительно безопасен, людям с почечной недостаточностью следует быть осторожными, а большие дозы пероральных лекарств могут вызвать диарею. Пожилым людям следует отдавать приоритет получению достаточного количества магния из своего рациона, например, из зеленых листовых овощей, цельного зерна, орехов и т. д. При необходимости следуйте рекомендациям врача по приему добавок магния и регулярно контролируйте концентрацию магния в крови.

?

Подробные экспериментальные доказательства и клинические данные:

?

Экспериментальные доказательства магния и геномной стабильности ДНК является генетическим материалом жизни, а ее стабильность является основой для нормального функционирования клеток. Исследование показало, что ионы магния находятся примерно между 50% пар оснований в структуре двойной спирали ДНК, что играет роль в стабилизации структуры. В модельных организмах, таких как Escherichia coli и дрожжи, среда с низким содержанием магния вызывает значительное увеличение частоты ошибок репликации ДНК. Эксперименты с культурой фибробластов человека также подтвердили, что низкий уровень магния может вызывать ускоренное укорочение теломер и повышение регуляции экспрессии генов ответа на повреждение ДНК. Эксперименты на животных показали, что антиоксидантная защитная система была повреждена в ткани печени крыс с дефицитом магния, а уровень 8-гидроксидезоксигуанозина, маркера окислительного повреждения ДНК, был повышен. Исследование на мышах показало, что питьевая вода, богатая магнием, удлиняет длину теломер и уменьшает повреждение ДНК. Эти результаты свидетельствуют о том, что магний необходим для поддержания геномной стабильности.

?

В популяционных исследованиях уровни магния в сыворотке или эритроцитах отрицательно коррелировали с различными показателями геномной нестабильности, такими как частота микроядер, уровни продуктов повреждения ДНК 8-гидрокси-дезоксигуанозина и длина теломер. Поперечное исследование почти 200 здоровых взрослых людей показало, что у людей с самым низким уровнем магния в эритроцитах длина теломер лимфоцитов периферической крови была в среднем на 11,5% короче, чем у людей с самым высоким уровнем магния. Другое когортное исследование 1800 мужчин среднего и пожилого возраста в возрасте 45-74 лет, наблюдавшихся в течение 5 лет, показало, что потребление магния с пищей было значительно отрицательно связано со степенью повреждения ДНК в лимфоцитах периферической крови на исходном уровне, и что каждое увеличение потребления магния на 100 мг/день снижало степень повреждения ДНК на 5,5% через 5 лет. Это говорит о том, что добавление магния в организм человека также может помочь поддерживать геномную стабильность.

?

Во-вторых, связь между магнием и активностью теломеразы и старением клеток Теломеры — это особые структуры на конце хромосом, состоящие из повторов TTAGGG и связывающих теломеру белков, которые защищают хромосомы от деградации во время деления клеток. Но в клетках человека длина теломер укорачивается на 50–100 пар оснований за деление, и когда сокращение достигает критического значения, клетка входит в состояние старения. Теломераза — это рибонуклеопротеаза, которая удлиняет последовательность теломер, но обычно слабо выражена или не выражена во взрослых клетках.

?

В эмбриональных фибробластах мышей (MEF) среда с низким содержанием магния снизила активность теломеразы более чем на 50% и показала признаки клеточного старения, такие как повышенная активность β-галактозидазы и повышенная экспрессия ингибиторов клеточного цикла p16 и p21. Эти фенотипы старения могут быть обращены вспять после обработки магнием или активаторами теломеразы. Аналогичные результаты наблюдались в эндотелиальных клетках и фибробластах человека. Исследования молекулярных механизмов показали, что магний может регулировать длину теломер, влияя на экспрессию и локализацию некоторых ключевых белков в комплексе теломер, таких как TRF1 и TRF2. Кроме того, магний также может активировать сигнальные пути, такие как AKT и ERK, и ингибировать ингибиторы клеточного цикла, такие как p53 и Rb, тем самым задерживая старение клеток.

?

Клинические исследования также подтверждают связь между магнием и клеточным старением. У более чем 100 здоровых пожилых людей уровень магния в сыворотке крови положительно коррелировал с пролиферацией Т-лимфоцитов и отрицательно коррелировал с уровнем p16 в плазме. Другое исследование включало 250 пожилых людей в сообществе и обнаружило, что исходные уровни магния в сыворотке крови были тесно связаны с изменениями физиологических показателей старения, таких как порог слышимости, сила хвата и скорость ходьбы, что предполагает, что статус магния может влиять на общий процесс старения в организме. Когортное исследование более 2000 человек старше 70 лет сравнило различные уровни магния в сыворотке крови с 10-летним риском смерти и обнаружило, что группа с самым низким уровнем магния имела в 2,2 раза больший риск смерти, чем группа с самым высоким уровнем. Хотя эти наблюдательные исследования не могут напрямую доказать причинно-следственную связь, они подтверждают сильную связь между магнием и старением с точки зрения популяции.

?

Роль магния в сигнальном пути инсулина Инсулин является основным регуляторным гормоном гомеостаза глюкозы в крови человека. После того, как инсулин связывается со своим рецептором, он вызывает самофосфорилирование рецептора и активирует ряд нисходящих протеинкиназ, таких как PI3K и AKT, и, наконец, регулирует экспрессию генов, связанных с метаболизмом глюкозы. Многочисленные эксперименты показали, что магний играет ключевую роль почти на каждом этапе передачи сигнала инсулина. 1. В островковых бета-клетках магний образует комплекс MgATP с АТФ для участия во всем процессе синтеза, обработки и секреции инсулина. В линиях бета-клеток мышей и крыс среда с низким содержанием магния снижала стимулированную глюкозой секрецию инсулина более чем на 70%. 2. В клетках-мишенях инсулина активность тирозинкиназы инсулиновых рецепторов зависит от ионов магния, а дефицит магния приводит к фосфорилированию инсулинового рецептора и обструкции нисходящей сигнальной передачи, что приводит к резистентности к инсулину. В адипоцитах 3T3-L1 и клетках скелетных мышц L6 среда с низким содержанием магния снижала стимулированное инсулином поглощение глюкозы на 40–60%. 3. Магний также участвует в регуляции чувствительности к инсулину, ингибируя протеинфосфатазу, регулируя экспрессию интегринов, влияя на активность транспортера GLUT4 и другие механизмы. Некоторые эксперименты на животных показали, что умеренное добавление магния в рацион улучшает резистентность к инсулину у крыс с ожирением и диабетом 2 типа.

?

Эпидемиологические исследования также подтверждают тесную связь между магнием и метаболизмом глюкозы. Исследование здоровья медсестер США, в котором приняли участие около 70 000 женщин старше 45 лет, наблюдавшихся в течение более 20 лет, показало, что у тех, кто находился в самом высоком квинтиле потребления пищевого магния, риск развития диабета 2 типа был на 27% ниже, чем у тех, кто находился в самом низком квинтиле. Метаанализ 25 когортных исследований с участием почти 1 миллиона участников показал, что каждое увеличение потребления пищевого магния на 100 мг/день было связано со снижением риска диабета 2 типа на 8–13%. У людей с существующим диабетом снижение уровня магния в сыворотке также тесно связано с прогрессированием заболевания и осложнениями. Исследование более 300 пациентов с диабетом 2 типа показало, что уровень магния в сыворотке был значительно ниже у людей с ишемической болезнью сердца, чем у тех, у кого был только диабет. В заключение следует отметить, что большое количество исследований показало, что добавление магния может замедлить старение за счет улучшения резистентности к инсулину.

?

4. Дефицит магния и митохондриальная дисфункция Митохондрии являются основными местами клеточного энергетического метаболизма и продукции активных форм кислорода (ROS). В процессе старения эффективность митохондриальной цепи переноса электронов снижается, а продукция ROS увеличивается, что приводит к мутации мтДНК, перекисному окислению липидов мембран и другим повреждениям, образуя порочный круг и ускоряя старение клеток. Исследования показали, что треть магния в организме хранится в митохондриях, что необходимо для поддержания структуры и функции митохондрий. В митохондриях печени мышей девять из 13 субъединиц аденозинтрифосфатазы требуют магния в качестве кофактора. В митохондриях миокарда мышей низкий уровень магния может значительно снизить активность ключевых ферментов цикла трикарбоновых кислот, таких как изоцитратдегидрогеназа и α-кетоглутаратдегидрогеназа. В митохондриях печени крыс дефицит магния может снизить скорость синтеза АТФ более чем на 60%, снизить скорость дыхательного контроля и увеличить выработку ROS, что приводит к увеличению повреждения мтДНК и скорости мутаций. Добавки магния могут обратить вспять эти митохондриальные дисфункции. В клетках скелетных мышц человека и кардиомиоцитах низкий уровень магния может деполяризовать потенциал митохондриальной мембраны, вызвать открытие митохондриальной проницаемой переходной поры (mPTP), вызвать высвобождение цитохрома C и в конечном итоге привести к апоптозу. В эндотелиальных клетках пупочной вены человека низкий уровень магния вызывает большое количество митохондриальных ROS путем активации протеинкиназы C, что приводит к эндотелиальной дисфункции. Исследование более 100 пациентов с метаболическим синдромом показало, что уровни магния в сыворотке положительно коррелируют с митохондриальной дыхательной функцией и отрицательно коррелируют с уровнями митохондриальных ROS. Подводя итог, можно сказать, что приведенные выше данные свидетельствуют о том, что магний является важным фактором поддержания митохондриального гомеостаза, а митохондриальная дисфункция является одним из основных механизмов старения.

?

В-пятых, регуляторная роль магния в хроническом воспалении и иммунном старении Хроническое слабовыраженное воспаление является еще одной важной особенностью старения. Исследования показали, что уровни воспалительных факторов, таких как IL-6 и TNF-α, у стареющих людей значительно увеличиваются, в то время как уровни противовоспалительных цитокинов, таких как IL-10, уменьшаются, и эти хронические воспалительные состояния, вызванные старением, известны как ?инфламмэйджинг?. Воспалительное старение может вызывать повреждение тканей и иммунный дисбаланс, что является патологической основой многих хронических заболеваний. Экспериментальные исследования показали, что дефицит магния может вызывать воспалительную реакцию и иммунную дисфункцию. В культуре макрофагов мышей низкий уровень магния может повышать активность NF-κB и способствовать высвобождению различных воспалительных факторов. В бронхиальных эпителиальных клетках крыс секреция IL-6 и IL-8 может быть увеличена в 2-3 раза путем стимуляции ЛПС в среде с низким содержанием магния. В эндотелиальных клетках человека низкий уровень магния может активировать сигнальный путь p38 MAPK, вызывать повышение экспрессии молекул межклеточной адгезии и усугублять воспалительную реакцию. У крыс с дефицитом магния уровни TNF-α, CRP и интерлейкина в кровотоке и тканях были значительно повышены, иммунные органы атрофировались, количество и функция T- и B-лимфоцитов были снижены, а иммуносупрессия была усугублена. Добавки магния могут эффективно снимать эти воспалительные и иммунные расстройства. Клинические исследования также показали, что низкий уровень магния тесно связан с хроническим воспалением. Поперечное исследование более 5000 взрослых в Соединенных Штатах показало, что концентрация магния в сыворотке крови значительно отрицательно коррелировала с CRP и количеством лейкоцитов, а уровни CRP и IL-6 в нижнем квартиле уровней магния были на 60% и 40% выше, чем в верхнем квартиле. Корреляция была еще сильнее у людей с ожирением. Другое исследование 3200 человек старше 65 лет показало, что уровень магния в сыворотке положительно коррелировал с длиной теломеры лейкоцитов и отрицательно коррелировал с уровнями СРБ и D-димера. Метаанализ 25 рандомизированных контролируемых исследований с общим размером выборки более 2000 человек показал, что пероральный прием магния снижал уровень СРБ в сыворотке в среднем на 22%, ФНО-α на 15% и ИЛ-6 на 18%. Таким образом, прием магния может замедлить старение организма за счет противовоспалительного действия.

?

Регуляторная связь между магнием и аутофагией Аутофагия является важным механизмом деградации клеток и удаления поврежденных белков и органелл и имеет решающее значение для поддержания гомеостаза клеточной среды. Исследования показали, что функция аутофагии постепенно ослабевает по мере старения, а дефекты аутофагии могут вызывать агрегацию белков, дисфункцию митохондрий и т. д. и ускорять старение клеток. Магний, как вторичный мессенджер, участвует в регуляции инициирования и процесса аутофагии. У дрожжей дефицит магния подавляет экспрессию генов, связанных с аутофагией Atg1 и Atg13, активируя сигнальный путь TORC1. В клетках млекопитающих среда с низким содержанием магния может подавлять активность ULK1, Beclin1 и других белков, инициирующих аутофагию, и блокировать образование аутофагосом. В эмбриональных клетках почек человека хелатирующий агент ионов магния ЭДТА может подавлять поток аутофагии. Эксперименты in vitro показали, что физиологические концентрации ионов магния могут напрямую связывать и активировать Atg4, протеолитический фермент, необходимый для созревания аутофагосом. Исследования на животных также показали, что умеренное добавление магния в пищу может уменьшить нарушения аутофагии в нейронах и кардиомиоцитах, улучшить когнитивную функцию и систолическую функцию сердца. Несмотря на отсутствие прямых клинических доказательств, некоторые наблюдательные исследования предполагают наличие корреляции между магнием и аутофагией. Уровни магния положительно коррелировали с экспрессией маркеров аутофагии Atg5 и Beclin1 в мозговой ткани и мононуклеарных клетках периферической крови пациентов с болезнью Альцгеймера. У пациентов с диабетом 2 типа концентрация магния в сыворотке тесно связана с уровнями экспрессии генов, связанных с аутофагией LC3 и p62. В заключение следует сказать, что магний, вероятно, играет важную роль в сопротивлении старению, регулируя аутофагию. Но его конкретный механизм требует дальнейшего изучения.

?

7. Взаимодействие магния и кишечной флоры Кишечная флора является важным ?органом? в организме человека, который играет незаменимую роль в метаболизме питательных веществ, иммунной регуляции, нейроэндокринных и других аспектах. Недавние исследования показали, что изменения в составе и функции кишечной микробиоты тесно связаны со старением. Например, доля фирмикутов и бактероидов в кишечнике пожилых людей значительно снизилась, в то время как доля условно-патогенных микроорганизмов, таких как энтерококки и стафилококки, увеличилась. Этот дисбаланс флоры может вызвать повреждение кишечного барьера, способствовать высвобождению воспалительных факторов и усугубить хроническое воспаление во всем организме.

?

Как важный питательный субстрат в кишечнике, магний может влиять на состав флоры посредством различных механизмов. У мышей без микробов питьевая вода, богатая магнием, может значительно увеличить количество полезных бактерий, таких как бифидобактерии и бактероиды, и снизить значение pH кишечника. В мышиной модели колита добавление магния смягчило нарушения кишечной флоры и ингибировало активацию NF-κB в воспалительном сигнальном пути. В экспериментах на здоровых людях доля бифидобактерий в кале увеличилась после 8 недель добавления магния, а уровни липополисахарида, D-молочной кислоты и других бактериальных метаболитов снизились. Некоторые доклинические исследования также показали, что дефицит магния может нарушить плотные кишечные соединения, увеличить проницаемость и создать условия для транслокации энтерогенных эндотоксинов.

?

Магний также может влиять на процесс старения хозяина, регулируя метаболизм бактерий. Например, магний стимулирует выработку короткоцепочечных жирных кислот, таких как Bifidobacterium, которые активируют рецептор GPR43, связанный с G-белком, который подавляет воспаление, связанное с ожирением, и резистентность к инсулину. Кроме того, магний также может влиять на метаболизм желчных кислот и триптофана, а нарушения этих двух путей тесно связаны со старением и нейродегенеративными заболеваниями. В заключение следует отметить, что магний, как ожидается, станет новой стратегией замедления старения путем изменения кишечной флоры и регулирования оси бактерии-кишечник-мозг, но его долгосрочные эффекты необходимо проверить с помощью перспективных когортных исследований.

?

Подводя итог, можно сказать, что большое количество экспериментальных и эпидемиологических данных показывает, что магний является важным питательным веществом для сопротивления старению и укрепления здоровья и долголетия. Он участвует в регуляции старения посредством следующих механизмов:

?

Хотя влияние добавок магния на продолжительность жизни человека в настоящее время неубедительно, косвенные данные свидетельствуют о том, что магний может помочь отсрочить множественные фенотипы старения и улучшить ожидания в отношении здоровья. В будущем необходимы перспективные когортные исследования и рандомизированные контролируемые испытания для дальнейшего выяснения антивозрастных эффектов магния и его зависимости от дозы и эффекта, чтобы предоставить основанные на фактических данных данные для разработки стратегий добавок магния. Кроме того, статус питания магния и потребность в нем у разных групп населения неодинаковы, поэтому разработка индивидуальной программы добавок магния также является неотложной проблемой, требующей решения. Считается, что с развитием медицины старения и питания мы в конечном итоге раскроем все тайны этого волшебного элемента магния и будем использовать его для борьбы со старением и реализации мечты о здоровом долголетии.

?