Systémová zánětlivá reakce: Stav thiaminu a hořčíku (studie Sira TaM) (SirTaM)

Thiamin a hořčík hrají kritickou roli v metabolismu glukózy a nedostatek vede k akumulaci anaerobních metabolitů včetně laktátu (1-3).

Thiamin vyžaduje, aby byl hořčík převeden na jeho aktivní formu, thiaminpyrofosfát (TPP) (4). TPP také vyžaduje hořčík k dosažení aktivace enzymů závislých na TPP během metabolismu glukózy (5, 6). „Zlatým standardem“ pro měření stavu thiaminu je měření aktivity erytrocytární transketolázy (ETKA)(4, 7-9) a aktivita tohoto enzymu je závislá na přítomnosti thiaminpyrofosfátu a hořčíku (8, 10). ETKA tedy může představovat „funkční marker“ stavu hořčíku (7, 9, 11, 12).

Studie ukazují, že nízká hladina thiaminu a hořčíku v plazmě je spojena s řadou chorobných procesů, z nichž mnohé jsou zánětlivé (13–17). Je známo, že ostatní vitamíny a minerály rozpustné v tucích se snižují během systémové zánětlivé reakce (18, 19), avšak tento vztah není prokázán u hořčíku. Systémová zánětlivá reakce proto může zmást interpretaci plazmatického thiaminu a hořčíku v kontextu sepse, chirurgického zákroku nebo autoimunitního onemocnění. Elektivní endoprotéza kolenního kloubu vyvolává zánětlivou reakci, a proto poskytuje vynikající kontrolovaný model pro pochopení reakce těla na systémové poškození (19).

Uvádí se, že obezita souvisí s nedostatkem hořčíku (17, 20). Intracelulární hořčík hraje klíčovou roli při regulaci účinku inzulínu, vychytávání glukózy zprostředkované inzulínem a vaskulárního tonu (21-23). Několik epidemiologických studií ukázalo, že dospělí a děti konzumující stravu západního typu konzumují 30 – 50 % doporučené denní dávky hořčíku (24, 25). Zdá se, že tento nedostatek je převážně subklinický, a proto není rutinně vyšetřován.

Obezita je také spojena s deplecí thiaminu a hořčíku (17, 20, 26, 27). Nedostatek hořčíku je také spojen se vzestupem CRP (28-30). Je prokázáno, že status thiaminu ovlivňuje koncentrace laktátu v krvi (2, 3). Je známo, že akumulace laktátu předchází nástupu inzulínové rezistence a je charakteristická u pacientů s diabetem souvisejícím s obezitou (31-37).

Je proto možné, že základní klidový nedostatek hořčíku a/nebo thiaminu může zprostředkovat inzulínovou rezistenci. Thiamin a jeho derivát více rozpustný v tucích, benfothiamin, se již ukázaly jako slibné při léčbě diabetických komplikací. Terapeutický potenciál je zajímavý, nicméně vztah mezi akutními změnami v systémové zánětlivé odpovědi a koncentracemi thiaminu a hořčíku vyžaduje objasnění. Neprokázání spolehlivosti měření thiaminu a hořčíku v souvislosti se systémovou zánětlivou odpovědí může vést k tomu, že pacienti budou léčeni pro naměřený nedostatek thiaminu v červených krvinkách a koncentrace hořčíku v séru, což je nespolehlivé. Pokud má být realizován terapeutický potenciál kombinované léčby thiaminem a hořčíkem pro optimalizaci funkce ETKA (8), je nezbytné, aby hodnoty erytrocytů a plazmy používané ke stanovení stavu thiaminu byly definitivně stanoveny v kontextu systémové zánětlivé odpovědi . Model kolenní artroplastiky poskytuje ideální design studie pro tento účel, protože existuje silná souvislost mezi obezitou a osteoartrózou kolena (38, 39).

1. Andersen LW, Mackenhauer J, Roberts JC, Berg KM, Cocchi MN, Donnino MW. Etiologie a terapeutický přístup ke zvýšeným hladinám laktátu. Mayo Clin Proc. 2013;88(10):1127-40.
2. Andersen LW, Holmberg MJ, Berg KM, Chase M, Cocchi MN, Sulmonte C a kol. Thiamin jako přídatná terapie v kardiochirurgii: randomizovaná, dvojitě zaslepená, placebem kontrolovaná studie fáze II. Crit Care. 2016;20:92.
3. Moskowitz A, Lee J, Donnino MW, Mark R, Celi LA, Danziger J. Asociace mezi vstupními koncentracemi hořčíku a laktátovou acidózou u kritického onemocnění. J Intensive Care Med. 2016;31(3):187-92.
4. Lonsdale D. Nedostatky thiaminu a hořčíku: klíče k nemoci. Med hypotézy. 2015;84(2):129-34.
5. Lonsdale D. Thiamin(e): jiskra života. Subcell Biochem. 2012;56:199-227.
6. Bettendorff L, Wins P. Thiamindifosfát v biologické chemii: nové aspekty metabolismu thiaminu, zejména trifosfátové deriváty působící jinak než jako kofaktory. FEBS J. 2009;276(11):2917-25.
7. Kochetov GA, Solovjeva ON. Struktura a mechanismus fungování transketolázy. Biochim Biophys Acta. 2014;1844(9):1608-18.
8. Peake RW, Godber IM, Maguire D. Vliv podávání hořčíku na aktivitu transketolázy erytrocytů u alkoholických pacientů léčených thiaminem. Scott Med J. 2013;58(3):139-42.
9. Sevostyanova IA, Yurshev VA, Solovjeva ON, Zabrodskaya SV, Kochetov GA. Vliv bivalentních kationtů na interakci transketolázy s jejím donorovým substrátem. Proteiny. 2008;71(2):541-5.
10. Dingwall KM, Delima JF, Gent D, Batey RG. Hypomagnezémie a její potenciální dopad na využití thiaminu u pacientů se zneužíváním alkoholu v nemocnici Alice Springs. Droga Alcohol Rev. 2015;34(3):323-8.
11. Kochetov GA, Sevostyanova IA. Funkční neekvivalence transketolázových aktivních center. IUBMB Život. 2010;62(11):797-802.
12. Meshalkina LE, Solovjeva ON, Khodak YA, Drutsa VL, Kochetov GA. Izolace a vlastnosti lidské transketolázy. Biochemie (Mosc). 2010;75(7):873-80.
13. Liu D, Ke Z, Luo J. Nedostatek thiaminu a neurodegenerace: souhra mezi oxidačním stresem, stresem endoplazmatického retikula a autofagií. Mol Neurobiol. 2016.
14. Georgiopoulos G, Chrysohoou C, Vogiatzi G, Magkas N, Bournelis I, Bampali S, et al. Vitamíny při srdečním selhání: přítel nebo nepřítel? Curr Pharm Des. 2017.
15. Luong KV, Nguyen LT. Vliv léčby thiaminem u diabetes mellitus. J Clin Med Res. 2012;4(3):153-60.
16. Lima LF, Leite HP, Taddei JA. Nízké koncentrace thiaminu v krvi u dětí při přijetí na jednotku intenzivní péče: rizikové faktory a prognostický význam. Am J Clin Nutr. 2011;93(1):57-61.
17. Nielsen FH. Hořčík, záněty a obezita u chronických onemocnění. Nutr Rev. 2010;68(6):333-40.
18. Ghashut RA, McMillan DC, Kinsella J, Talwar D. Koncentrace erytrocytů B1, B2, B6, ale ne plazmatické C a E, jsou spolehlivými indikátory nutričního stavu v přítomnosti systémového zánětu. Clin Nutr ESPEN. 2017;17:54-62.
19. Gray A, McMillan DC, Wilson C, Williamson C, O'Reilly DS, Talwar D. Vztah mezi akutními změnami v systémové zánětlivé odpovědi, antioxidačními vitamíny rozpustnými v tucích a peroxidací lipidů po elektivní endoprotéze kolenního kloubu. Clin Nutr. 2005;24(5):746-50.
20. Kerns JC, Arundel C, Chawla LS. Nedostatek thiaminu u lidí s obezitou. Adv Nutr. 2015;6(2):147-53.
21. Barbagallo M, Dominguez LJ. Hořčík a diabetes 2. typu. Světová cukrovka J. 2015;6(10):1152-7.
22. Mastrototaro L, Tietjen U, Sponder G, Vormann J, Aschenbach JR, Kolísek M. Insulin Modulates the Na+/Mg2+ Exchanger SLC41A1 and Influences Mg2+ Efflux from Intracellular Stores in Transgenic HEK293 Cells. J Nutr. 2015;145(11):2440-7.
23. Voma C, Etwebi Z, Soltani DA, Croniger C, Romani A. Nízký obsah jaterního Mg(2+) podporuje jaterní dysmetabolismus: Důsledky pro metabolický syndrom. J Metab Syndr. 2014;3(4).
24. NHANES. Co jíme v Americe , NHANES 2013-2014, jednotlivci od 2 let (kromě kojených dětí) AveragThiamine and Magnesium https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/80400530/pdf/1314/Table_1_NIN_GEN_13.pdf: www.ars.usda.gov/nea/bhnrc/fsrg. ; 2013 - 2014 [Průměrná denní spotřeba thiaminu a hořčíku 2013-4].
25. Altura BM, Shah NC, Shah GJ, Zhang A, Li W, Zheng T a kol. Krátkodobý nedostatek Mg upreguluje izoformy proteinkinázy C v kardiovaskulárních tkáních a buňkách; vztah k NF-kB, cytokinům, ceramidové záchranné sfingolipidové dráze a PKC-zeta: hypotéza a přehled. Int J Clin Exp Med. 2014;7(1):1-21.
26. Wolf E, Utech M, Stehle P, Büsing M, Stoffel-Wagner B, Ellinger S. Předoperační stav mikronutrientů u morbidně obézních pacientů před bariatrickou operací: výsledky průřezové studie. Surg Obes Relat Dis. 2015;11(5):1157-63.
27. Farhanghi MA, Mahboob S, Ostadrahimi A. Nedostatek hořčíku vyvolaný obezitou lze léčit suplementací vitaminu D. J Pak Med Assoc. 2009;59(4):258-61.
28. Welch AA, Kelaiditi E, Jennings A, Steves CJ, Spector TD, MacGregor A. Dietní hořčík je pozitivně spojen se silou kosterního svalstva a indexy svalové hmoty a může zmírnit souvislost mezi cirkulujícím C-reaktivním proteinem a svalovou hmotou u žen. J Bone Miner Res. 2016;31(2):317-25.
29. Zuza EP, Barroso EM, Fabricio M, Carrareto AL, Toledo BE, J RP. Lipidový profil a hladiny vysoce citlivého C-reaktivního proteinu u obézních a neobézních subjektů podstupujících nechirurgickou parodontální terapii. J Oral Sci. 2016;58(3):423-30.
30. Dibaba DT, Xun P, He K. Příjem hořčíku v potravě je nepřímo spojen s hladinami C-reaktivního proteinu v séru: metaanalýza a systematický přehled. Eur J Clin Nutr. 2014;68(4):510-6.
31. Crawford SO, Hoogeveen RC, Brancati FL, Astor BC, Ballantyne CM, Schmidt MI a kol. Asociace krevního laktátu s diabetem 2. typu: Atherosclerosis Risk in Communities Carotid MRI Study. Int J Epidemiol. 2010;39(6):1647-55.
32. Qvisth V, Hagström-Toft E, Moberg E, Sjöberg S, Bolinder J. Uvolňování laktátu z tukové tkáně a kosterního svalstva in vivo: defektní regulace inzulínu u obézních žen rezistentních na inzulín. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007;292(3):E709-14.
33. Jansson PA, Larsson A, Smith U, Lönnroth P. Uvolňování laktátu z podkoží u štíhlých a obézních mužů. J Clin Invest. 1994;93(1):240-6.
34. Chen YD, Varasteh BB, Reaven GM. Plazmatická koncentrace laktátu u obezity a diabetu 2. typu. Diabetes Metab. 1993;19(4):348-54.
35. Lovejoy J, Newby FD, Gebhart SS, DiGirolamo M. Inzulínová rezistence u obezity je spojena se zvýšenými bazálními hladinami laktátu a sníženým výskytem laktátu po intravenózním podání glukózy a inzulínu. Metabolismus. 1992;41(1):22-7.
36. Lovejoy J, Mellen B, Digirolamo M. Tvorba laktátu po požití glukózy: vztah k obezitě, toleranci sacharidů a citlivosti na inzulín. Int J Obes. 1990;14(10):843-55.
37. Kreisberg RA, Pennington LF, Boshell BR. Laktátový obrat a glukoneogeneze u obezity. Účinek fenforminu. Diabetes. 1970;19(1):64-9.
38. Guenther D, Schmidl S, Klatte TO, Widhalm HK, Omar M, Krettek C, et al. Nadváha a obezita u endoprotézy kyčelního a kolenního kloubu: Vyhodnocení 6078 případů. Svět J Orthop. 2015;6(1):137-44.
39. Salih S, Sutton P. Obezita, kolenní osteoartritida a kolenní artroplastika: přehled. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2013;5(1):25.