전신 염증 반응: 티아민 및 마그네슘 상태(Sir TaM 연구) (SirTaM)

티아민과 마그네슘은 포도당 대사에 중요한 역할을 하며 결핍은 젖산염을 포함한 혐기성 대사 산물의 축적을 초래합니다(1-3).

티아민은 마그네슘이 활성 형태인 티아민 피로인산(TPP)으로 전환되어야 합니다(4). TPP는 또한 포도당 대사 동안 TPP 의존 효소의 활성화를 달성하기 위해 마그네슘이 필요합니다(5, 6). 티아민 상태 측정을 위한 '최적 기준'은 적혈구 트랜스케톨라제 활성(ETKA)(4, 7-9)의 측정이며, 이 효소의 활성은 티아민 피로인산과 마그네슘(8, 10)의 존재에 따라 달라집니다. 따라서 ETKA는 마그네슘 상태의 '기능적 마커'를 나타낼 수 있습니다(7, 9, 11, 12).

연구에 따르면 낮은 혈장 티아민과 마그네슘은 다양한 질병 과정과 관련이 있으며 그 중 다수는 염증성입니다(13-17). 다른 지용성 비타민과 미네랄은 전신 염증 반응 동안 감소하는 것으로 알려져 있지만(18, 19), 이러한 관계가 마그네슘에 대해서는 입증되지 않았습니다. 따라서 전신 염증 반응은 패혈증, 수술 또는 자가면역 질환과 관련하여 혈장 티아민과 마그네슘의 해석을 혼란스럽게 할 수 있습니다. 선택적 무릎 관절 성형술은 염증 반응을 유발하므로 전신 손상에 대한 신체 반응을 이해하기 위한 우수한 제어 모델을 제공합니다(19).

비만은 마그네슘 결핍과 관련이 있는 것으로 보고되었습니다(17, 20). 세포내 마그네슘은 인슐린 작용, 인슐린 매개 포도당 흡수 및 혈관 긴장도를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다(21-23). 여러 역학 연구에 따르면 서구식 식단을 섭취하는 성인과 어린이는 마그네슘 RDA의 30~50%를 섭취하고 있습니다(24, 25). 이 결핍은 주로 준임상적인 것으로 나타나므로 일상적으로 조사되지 않습니다.

비만은 또한 티아민 및 마그네슘 고갈과 관련이 있습니다(17, 20, 26, 27). 마그네슘 결핍은 또한 CRP 상승과 관련이 있습니다(28-30). 티아민 상태는 혈액 내 젖산 농도에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다(2, 3). 젖산 축적은 인슐린 저항성 발병에 선행하는 것으로 알려져 있으며 비만 관련 당뇨병 환자에서 특징적으로 발견됩니다(31-37).

따라서 근본적인 정지 상태의 마그네슘 및/또는 티아민 결핍이 인슐린 저항성을 매개할 수 있습니다. 티아민과 그것의 지용성 유도체인 벤포티아민은 이미 당뇨병 합병증 치료에 어느 정도 가능성을 보여주었습니다. 치료 가능성은 흥미롭지만, 전신 염증 반응의 급성 변화와 티아민 및 마그네슘 농도 사이의 관계는 설명이 필요합니다. 전신 염증 반응의 맥락에서 티아민 및 마그네슘 측정의 신뢰성을 입증하지 못하면 환자가 적혈구 티아민 및 혈청 마그네슘 농도의 측정된 결핍에 대한 치료를 받게 될 수 있으며 이는 신뢰할 수 없습니다. ETKA 기능의 최적화를 위한 티아민과 마그네슘의 병용 치료의 치료 가능성이 실현되려면(8), 티아민 상태를 결정하는 데 사용되는 적혈구 및 혈장 값이 전신 염증 반응의 맥락에서 결정적으로 확립되는 것이 필수적입니다. . 무릎 관절 성형술 모델은 비만과 무릎 골관절염 사이에 강한 연관성이 있기 때문에 이에 대한 이상적인 연구 설계를 제공합니다(38, 39).

1. Andersen LW, Mackenhauer J, Roberts JC, Berg KM, Cocchi MN, Donnino MW. 상승된 젖산 수치에 대한 병인 및 치료적 접근. 메이요 클린 Proc. 2013;88(10):1127-40.
2. Andersen LW, Holmberg MJ, Berg KM, Chase M, Cocchi MN, Sulmonte C 등. 심장 수술에서 보조 요법으로서의 티아민: 무작위, 이중 맹검, 위약 대조, 2상 시험. 크리티컬 케어. 2016;20:92.
3. Moskowitz A, Lee J, Donnino MW, Mark R, Celi LA, Danziger J. 중환자에서 입원 마그네슘 농도와 유산산증과의 연관성. J 집중 치료 Med. 2016;31(3):187-92.
4. Lonsdale D. 티아민 및 마그네슘 결핍: 질병의 열쇠. 의학 가설. 2015;84(2):129-34.
5. Lonsdale D. Thiamin(e): 생명의 불꽃. 서브셀 바이오켐. 2012;56:199-227.
6. Bettendorff L, Wins P. 생물학적 화학에서의 티아민 이인산: 티아민 대사의 새로운 측면, 특히 보조인자 이외의 역할을 하는 삼인산 유도체. FEBS J. 2009;276(11):2917-25.
7. Kochetov GA, Solovjeva ON. 트랜스케톨라아제의 구조 및 기능 메커니즘. Biochim Biophys 액타. 2014;1844(9):1608-18.
8. Peake RW, Godber IM, Maguire D. 티아민으로 치료받은 알코올 중독 환자의 적혈구 트랜스케톨라제 활성에 대한 마그네슘 투여의 효과. Scott Med J. 2013;58(3):139-42.
9. Sevostyanova IA, Yurshev VA, Solovjeva ON, Zabrodskaya SV, Kochetov GA. transketolase와 기증자 기질의 상호 작용에 대한 2가 양이온의 영향. 단백질. 2008;71(2):541-5.
10. Dingwall KM, Delima JF, Gent D, Batey RG. Alice Springs 병원에서 알코올 남용 환자의 티아민 활용에 대한 저마그네슘혈증 및 잠재적 영향. 마약 알코올 개정판. 2015;34(3):323-8.
11. Kochetov GA, Sevostyanova IA. 트랜스케톨라제 활성 센터의 기능적 비동등성. IUBMB 라이프. 2010;62(11):797-802.
12. Meshalkina LE, Solovjeva ON, Khodak YA, Drutsa VL, Kochetov GA. 인간 트랜스케톨라아제의 분리 및 특성. 생화학(Mosc). 2010;75(7):873-80.
13. Liu D, Ke Z, Luo J. 티아민 결핍 및 신경변성: 산화 스트레스, 소포체 스트레스 및 Autophagy 간의 상호 작용. 몰 뉴로비올. 2016.
14. Georgiopoulos G, Chrysohoou C, Vogiatzi G, Magkas N, Bournelis I, Bampali S, 외. 심부전의 비타민: 친구인가 적인가? Curr Pharm Des. 2017.
15. Luong KV, Nguyen LT. 진성 당뇨병에서 티아민 치료의 영향. J Clin Med Res. 2012;4(3):153-60.
16. 리마 LF, 레이테 HP, 타데이 JA. 중환자실 입원 시 어린이의 낮은 혈중 티아민 농도: 위험 요인 및 예후적 중요성. J Clin Nutr입니다. 2011;93(1):57-61.
17. 닐슨 FH. 만성 질환의 마그네슘, 염증 및 비만. Nutr Rev. 2010;68(6):333-40.
18. Ghashut RA, McMillan DC, Kinsella J, Talwar D. 혈장 C 및 E가 아닌 B1, B2, B6의 적혈구 농도는 전신 염증이 있는 경우 영양 상태의 신뢰할 수 있는 지표입니다. Clin Nutr ESPEN. 2017;17:54-62.
19. Gray A, McMillan DC, Wilson C, Williamson C, O'Reilly DS, Talwar D. 선택적 슬관절 치환술 후 전신 염증 반응, 지용성 항산화 비타민 및 지질 과산화의 급성 변화 사이의 관계. Clin Nutr. 2005;24(5):746-50.
20. Kerns JC, Arundel C, Chawla LS. 비만인의 티아민 결핍. Adv Nutr. 2015;6(2):147-53.
21. 바르바갈로 M, 도밍게즈 LJ. 마그네슘과 제2형 당뇨병. 세계 J 당뇨병. 2015;6(10):1152-7.
22. Mastrototaro L, Tietjen U, Sponder G, Vormann J, Aschenbach JR, Kolisek M. 인슐린은 Na+/Mg2+ 교환기 SLC41A1을 조절하고 형질전환 HEK293 세포의 세포내 저장소에서 Mg2+ 유출에 영향을 미칩니다. J Nutr. 2015;145(11):2440-7.
23. Voma C, Etwebi Z, Soltani DA, Croniger C, Romani A. 낮은 간 Mg(2+) 콘텐츠는 간 대사 이상을 촉진합니다: 대사 증후군에 대한 시사점. J Metab Syndr. 2014;3(4).
24. NHANES. What We Eat in America , NHANES 2013-2014, 2세 이상의 개인(모유 수유 아동 제외) 평균 티아민 및 마그네슘 https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/80400530/pdf/1314/Table_1_NIN_GEN_13.pdf: www.ars.usda.gov/nea/bhnrc/fsrg. ; 2013 - 2014 [티아민 및 마그네슘의 일일 평균 소비량 2013-4].
25. Altura BM, Shah NC, Shah GJ, Zhang A, Li W, Zheng T 등. 단기 Mg 결핍은 심혈관 조직 및 세포에서 단백질 키나아제 C 이소형을 상향 조절합니다. NF-kB, 사이토카인, 세라마이드 회수 스핑고지질 경로 및 PKC-제타와의 관계: 가설 및 검토. Int J Clin 특급 Med. 2014;7(1):1-21.
26. Wolf E, Utech M, Stehle P, Büsing M, Stoffel-Wagner B, Ellinger S. 비만 수술을 받기 전의 병적 비만 환자의 수술 전 미량 영양소 상태: 단면 연구 결과. Surg Obes Relat Dis. 2015;11(5):1157-63.
27. Farhanghi MA, Mahboob S, Ostadrahimi A. 비만 유발 마그네슘 결핍증은 비타민 D 보충으로 치료할 수 있습니다. J Pak Med Assoc. 2009;59(4):258-61.
28. Welch AA, Kelaiditi E, Jennings A, Steves CJ, Spector TD, MacGregor A. 식이 마그네슘은 골격근력 및 근육량 지표와 긍정적으로 연관되어 있으며 여성의 순환 C 반응성 단백질과 근육량 사이의 연관성을 약화시킬 수 있습니다. J 뼈 광부 입술. 2016;31(2):317-25.
29. Zuza EP, Barroso EM, Fabricio M, Carrareto AL, Toledo BE, J RP. 비수술적 치주 치료를 받는 비만 및 비만이 아닌 피험자의 지질 프로필 및 고감도 C 반응성 단백질 수준. J 구두 과학. 2016;58(3):423-30.
30. Dibaba DT, Xun P, He K. 식이 마그네슘 섭취는 혈청 C 반응성 단백질 수치와 반비례 관계가 있습니다: 메타 분석 및 체계적 검토. Eur J Clin Nutr. 2014;68(4):510-6.
31. Crawford SO, Hoogeveen RC, Brancati FL, Astor BC, Ballantyne CM, Schmidt MI 등 제2형 당뇨병과 혈중 젖산염의 연관성: 지역사회 경동맥 MRI 연구의 죽상동맥경화증 위험. Int J Epidemiol. 2010;39(6):1647-55.
32. Qvisth V, Hagström-Toft E, Moberg E, Sjöberg S, Bolinder J. 생체 내 지방 조직 및 골격근의 젖산 방출: 인슐린 저항성 비만 여성의 결함 있는 인슐린 조절. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007;292(3):E709-14.
33. Jansson PA, Larsson A, Smith U, Lönnroth P. 날씬하고 비만인 남성의 피하 조직에서 젖산염 방출. 제이클린 인베스트 1994;93(1):240-6.
34. Chen YD, Varasteh BB, Reaven GM. 비만과 제2형 당뇨병의 혈장 젖산 농도. 당뇨병 Metab. 1993;19(4):348-54.
35. Lovejoy J, Newby FD, Gebhart SS, DiGirolamo M. 비만에서 인슐린 저항성은 기저 젖산 수치 상승 및 정맥 포도당 및 인슐린 후 젖산 외관 감소와 관련이 있습니다. 대사. 1992;41(1):22-7.
36. Lovejoy J, Mellen B, Digirolamo M. 포도당 섭취에 따른 젖산 생성: 비만, 탄수화물 내성 및 인슐린 감수성과의 관계. Int J Obes. 1990;14(10):843-55.
37. Kreisberg RA, Pennington LF, Boshell BR. 비만에서 젖산 회전율과 포도당신생합성. 펜포르민의 효과. 당뇨병. 1970;19(1):64-9.
38. Guenther D, Schmidl S, Klatte TO, Widhalm HK, Omar M, Krettek C 등. 고관절 및 무릎 관절 성형술의 과체중 및 비만: 6078건 평가. 월드 J 정형외교. 2015;6(1):137-44.
39. Salih S, Sutton P. 비만, 무릎 골관절염 및 무릎 관절 성형술: 리뷰. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2013;5(1):25.