Systemisk inflammatorisk respons: Thiamin- og magnesiumstatus (Sir TaM-undersøgelse) (SirTaM)

Thiamin og magnesium spiller en afgørende rolle i glukosemetabolismen, og mangel resulterer i akkumulering af anaerobe metabolitter, herunder laktat (1-3).

Thiamin kræver, at magnesium omdannes til sin aktive form, thiaminpyrophosphat (TPP) (4). TPP kræver også magnesium for at opnå aktivering af TPP-afhængige enzymer under metabolisme af glucose (5, 6). 'Guldstandarden' til måling af thiaminstatus er måling af Erythrocyte Transketolase Activity (ETKA)(4, 7-9), og dette enzyms aktivitet er afhængig af tilstedeværelsen af ​​både thiaminpyrophosphat og magnesium (8, 10). ETKA kan derfor repræsentere en 'funktionel markør' for magnesiumstatus (7, 9, 11, 12).

Undersøgelser viser, at lavt plasma thiamin og magnesium er forbundet med en række sygdomsprocesser, hvoraf mange er inflammatoriske (13-17). Andre lipidopløselige vitaminer og mineraler er kendt for at falde under det systemiske inflammatoriske respons (18, 19), men dette forhold er ikke bevist for magnesium. Det systemiske inflammatoriske respons kan derfor forvirre fortolkningen af ​​plasmathiamin og magnesium i sammenhæng med sepsis, kirurgi eller autoimmun sygdom. Elektiv knæarthroplastik, fremkalder en inflammatorisk respons og giver derfor en fremragende kontrolleret model til at forstå kroppens respons på en systemisk fornærmelse (19).

Fedme rapporteres at være forbundet med magnesiummangel (17, 20). Intracellulært magnesium spiller en nøglerolle i regulering af insulinvirkning, insulinmedieret-glukoseoptagelse og vaskulær tonus (21-23). Adskillige epidemiologiske undersøgelser har vist, at voksne og børn, der spiser en vestlig kost, indtager 30 - 50 % af RDA for magnesium (24, 25). Denne mangel ser ud til at være overvejende subklinisk og er derfor ikke rutinemæssigt undersøgt.

Fedme er også forbundet med thiamin- og magnesiummangel (17, 20, 26, 27). Magnesiummangel er også forbundet med en CRP-stigning (28-30). Thiaminstatus har vist sig at påvirke lactatkoncentrationerne i blodet (2, 3). Laktatakkumulering er kendt for at gå forud for indtræden af ​​insulinresistens og er typisk fundet hos patienter med fedmerelateret diabetes (31-37).

Det er derfor muligt, at en underliggende stillestående magnesium- og/eller thiaminmangel kan mediere insulinresistens. Thiamin og dets mere lipidopløselige derivat, benfothiamin, har allerede vist noget lovende i behandlingen af ​​diabetiske komplikationer. Det terapeutiske potentiale er spændende, men forholdet mellem akutte ændringer i det systemiske inflammatoriske respons og thiamin- og magnesiumkoncentrationer kræver afklaring. Manglende bevis for pålideligheden af ​​thiamin- og magnesiummålingerne i sammenhæng med det systemiske inflammatoriske respons kan føre til, at patienter får behandling for en målt mangel på røde blodlegemers thiamin- og serummagnesiumkoncentrationer, hvilket er upålideligt. Hvis det terapeutiske potentiale af kombineret behandling med thiamin og magnesium til optimering af ETKA-funktionen skal realiseres (8), er det væsentligt, at erytrocyt- og plasmaværdierne, der bruges til at bestemme thiaminstatus, er endeligt etableret i sammenhæng med det systemiske inflammatoriske respons. . Knæarthroplastikmodellen giver det ideelle undersøgelsesdesign til dette, da der er en stærk sammenhæng mellem fedme og knæartrose (38, 39).

1. Andersen LW, Mackenhauer J, Roberts JC, Berg KM, Cocchi MN, Donnino MW. Ætiologi og terapeutisk tilgang til forhøjede laktatniveauer. Mayo Clin Proc. 2013;88(10):1127-40.
2. Andersen LW, Holmberg MJ, Berg KM, Chase M, Cocchi MN, Sulmonte C, et al. Thiamin som en supplerende terapi i hjertekirurgi: et randomiseret, dobbeltblindt, placebokontrolleret fase II-forsøg. Crit Care. 2016;20:92.
3. Moskowitz A, Lee J, Donnino MW, Mark R, Celi LA, Danziger J. Sammenhængen mellem indlæggelsesmagnesiumkoncentrationer og mælkesyreacidose ved kritisk sygdom. J Intensive Med. 2016;31(3):187-92.
4. Lonsdale D. Thiamin- og magnesiummangel: nøgler til sygdom. Med Hypoteser. 2015;84(2):129-34.
5. Lonsdale D. Thiamin(e): livsgnisten. Subcell Biochem. 2012;56:199-227.
6. Bettendorff L, Wins P. Thiamindiphosphat i biologisk kemi: nye aspekter af thiaminmetabolisme, især triphosphatderivater, der virker andet end som cofaktorer. FEBS J. 2009;276(11):2917-25.
7. Kochetov GA, Solovjeva ON. Struktur og funktionsmekanisme af transketolase. Biochim Biophys Acta. 2014;1844(9):1608-18.
8. Peake RW, Godber IM, Maguire D. Effekten af ​​magnesiumadministration på erythrocyttransketolaseaktivitet hos alkoholiske patienter behandlet med thiamin. Scott Med J. 2013;58(3):139-42.
9. Sevostyanova IA, Yurshev VA, Solovjeva ON, Zabrodskaya SV, Kochetov GA. Effekt af bivalente kationer på interaktionen af ​​transketolase med dets donorsubstrat. Proteiner. 2008;71(2):541-5.
10. Dingwall KM, Delima JF, Gent D, Batey RG. Hypomagnesiæmi og dens potentielle indvirkning på thiaminudnyttelse hos patienter med alkoholmisbrug på Alice Springs Hospital. Drug Alcohol Rev. 2015;34(3):323-8.
11. Kochetov GA, Sevostyanova IA. Funktionel ikke-ækvivalens af transketolase-aktive centre. IUBMB liv. 2010;62(11):797-802.
12. Meshalkina LE, Solovjeva ON, Khodak YA, Drutsa VL, Kochetov GA. Isolation og egenskaber af human transketolase. Biokemi (Mosc). 2010;75(7):873-80.
13. Liu D, Ke Z, Luo J. Thiaminmangel og neurodegeneration: samspillet mellem oxidativ stress, endoplasmatisk retikulumstress og autofagi. Mol Neurobiol. 2016.
14. Georgiopoulos G, Chrysohoou C, Vogiatzi G, Magkas N, Bournelis I, Bampali S, et al. Vitaminer ved hjertesvigt: ven eller fjende? Curr Pharm Des. 2017.
15. Luong KV, Nguyen LT. Virkningen af ​​thiaminbehandling i diabetes mellitus. J Clin Med Res. 2012;4(3):153-60.
16. Lima LF, Leite HP, Taddei JA. Lave blodtiaminkoncentrationer hos børn ved indlæggelse på intensivafdeling: risikofaktorer og prognostisk betydning. Am J Clin Nutr. 2011;93(1):57-61.
17. Nielsen FH. Magnesium, betændelse og fedme ved kronisk sygdom. Nutr Rev. 2010;68(6):333-40.
18. Ghashut RA, McMillan DC, Kinsella J, Talwar D. Erytrocytkoncentrationer af B1, B2, B6 men ikke plasma C og E er pålidelige indikatorer for ernæringsstatus ved tilstedeværelse af systemisk inflammation. Clin Nutr ESPEN. 2017;17:54-62.
19. Gray A, McMillan DC, Wilson C, Williamson C, O'Reilly DS, Talwar D. Forholdet mellem de akutte ændringer i den systemiske inflammatoriske respons, lipidopløselige antioxidantvitaminer og lipidperoxidation efter elektiv knæarthroplastik. Clin Nutr. 2005;24(5):746-50.
20. Kerns JC, Arundel C, Chawla LS. Thiaminmangel hos mennesker med fedme. Adv Nutr. 2015;6(2):147-53.
21. Barbagallo M, Dominguez LJ. Magnesium og type 2-diabetes. World J Diabetes. 2015;6(10):1152-7.
22. Mastrototaro L, Tietjen U, Sponder G, Vormann J, Aschenbach JR, Kolisek M. Insulin modulerer Na+/Mg2+ Exchanger SLC41A1 og påvirker Mg2+ efflux fra intracellulære lagre i transgene HEK293 celler. J Nutr. 2015;145(11):2440-7.
23. Voma C, Etwebi Z, Soltani DA, Croniger C, Romani A. Lavt hepatisk Mg(2+)-indhold fremmer leverdysmetabolisme: Implikationer for det metaboliske syndrom. J Metab Syndr. 2014;3(4).
24. NHANES. What We Eat in America , NHANES 2013-2014, personer på 2 år og derover (undtagen børn, der ammes) AveragThiamin og Magnesium https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/80400530/pdf/1314/Table_1_NIN.p www.ars.usda.gov/nea/bhnrc/fsrg. ; 2013 - 2014 [Gennemsnitligt dagligt forbrug af thiamin og magnesium 2013-4].
25. Altura BM, Shah NC, Shah GJ, Zhang A, Li W, Zheng T, et al. Kortvarig Mg-mangel opregulerer proteinkinase C-isoformer i kardiovaskulære væv og celler; relation til NF-kB, cytokiner, ceramid-salvage sphingolipid pathway og PKC-zeta: hypotese og gennemgang. Int J Clin Exp Med. 2014;7(1):1-21.
26. Wolf E, Utech M, Stehle P, Büsing M, Stoffel-Wagner B, Ellinger S. Præoperativ mikronæringsstofstatus hos sygeligt overvægtige patienter før de gennemgår fedmekirurgi: resultater af en tværsnitsundersøgelse. Surg Obes Relat Dis. 2015;11(5):1157-63.
27. Farhanghi MA, Mahboob S, Ostadrahimi A. Fedmeinduceret magnesiummangel kan behandles med D-vitamintilskud. J Pak Med Assoc. 2009;59(4):258-61.
28. Welch AA, Kelaiditi E, Jennings A, Steves CJ, Spector TD, MacGregor A. Diætmagnesium er positivt associeret med skeletmuskelkraft og indekser for muskelmasse og kan svække sammenhængen mellem cirkulerende C-reaktivt protein og muskelmasse hos kvinder. J Bone Miner Res. 2016;31(2):317-25.
29. Zuza EP, Barroso EM, Fabricio M, Carrareto AL, Toledo BE, J RP. Lipidprofil og højfølsomme C-reaktive proteinniveauer hos overvægtige og ikke-overvægtige personer, der gennemgår ikke-kirurgisk parodontal terapi. J Oral Sci. 2016;58(3):423-30.
30. Dibaba DT, Xun P, He K. Diætmagnesiumindtag er omvendt forbundet med serum C-reaktive proteinniveauer: meta-analyse og systematisk gennemgang. Eur J Clin Nutr. 2014;68(4):510-6.
31. Crawford SO, Hoogeveen RC, Brancati FL, Astor BC, Ballantyne CM, Schmidt MI, et al. Sammenslutning af blodlaktat med type 2-diabetes: Ateroskleroserisikoen i lokalsamfund Carotid MRI-undersøgelse. Int J Epidemiol. 2010;39(6):1647-55.
32. Qvisth V, Hagström-Toft E, Moberg E, Sjöberg S, Bolinder J. Lactatfrigivelse fra fedtvæv og skeletmuskulatur in vivo: defekt insulinregulering hos insulinresistente overvægtige kvinder. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007;292(3):E709-14.
33. Jansson PA, Larsson A, Smith U, Lönnroth P. Lactatfrigivelse fra det subkutane væv hos magre og overvægtige mænd. J Clin Invest. 1994;93(1):240-6.
34. Chen YD, Varasteh BB, Reaven GM. Plasma-laktatkoncentration ved fedme og type 2-diabetes. Diabetes Metab. 1993;19(4):348-54.
35. Lovejoy J, Newby FD, Gebhart SS, DiGirolamo M. Insulinresistens ved fedme er forbundet med forhøjede basale laktatniveauer og nedsat laktatudseende efter intravenøs glucose og insulin. Metabolisme. 1992;41(1):22-7.
36. Lovejoy J, Mellen B, Digirolamo M. Lactatgenerering efter glukoseindtagelse: forhold til fedme, kulhydrattolerance og insulinfølsomhed. Int J Obes. 1990;14(10):843-55.
37. Kreisberg RA, Pennington LF, Boshell BR. Laktatomsætning og glukoneogenese ved fedme. Effekt af phenformin. Diabetes. 1970;19(1):64-9.
38. Guenther D, Schmidl S, Klatte TO, Widhalm HK, Omar M, Krettek C, et al. Overvægt og fedme i hofte- og knæarthroplastik: Evaluering af 6078 tilfælde. World J Orthop. 2015;6(1):137-44.
39. Salih S, Sutton P. Fedme, knæartrose og knæarthroplastik: en gennemgang. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2013;5(1):25.