Системный воспалительный ответ: статус тиамина и магния (исследование Sir TaM) (SirTaM)

Тиамин и магний играют решающую роль в метаболизме глюкозы, а дефицит приводит к накоплению анаэробных метаболитов, включая лактат (1-3).

Тиамину требуется, чтобы магний превратился в его активную форму, тиаминпирофосфат (TPP) (4). TPP также требует магния для активации зависимых от TPP ферментов во время метаболизма глюкозы (5, 6). «Золотым стандартом» для измерения статуса тиамина является измерение активности транскетолазы эритроцитов (ETKA) (4, 7-9), и активность этого фермента зависит от присутствия как тиаминпирофосфата, так и магния (8, 10). Таким образом, ETKA может представлять собой «функциональный маркер» статуса магния (7, 9, 11, 12).

Исследования показывают, что низкий уровень тиамина и магния в плазме связан с целым рядом болезненных процессов, многие из которых являются воспалительными (13-17). Известно, что другие жирорастворимые витамины и минералы снижаются во время системной воспалительной реакции (18, 19), однако эта взаимосвязь не доказана для магния. Таким образом, системная воспалительная реакция может затруднить интерпретацию содержания тиамина и магния в плазме в контексте сепсиса, хирургического вмешательства или аутоиммунного заболевания. Элективное эндопротезирование коленного сустава вызывает воспалительную реакцию и, следовательно, представляет собой превосходную контролируемую модель для понимания реакции организма на системное поражение (19).

Сообщается, что ожирение связано с дефицитом магния (17, 20). Внутриклеточный магний играет ключевую роль в регуляции действия инсулина, инсулин-опосредованного усвоения глюкозы и сосудистого тонуса (21-23). Несколько эпидемиологических исследований показали, что взрослые и дети, соблюдающие диету западного типа, потребляют 30–50% рекомендуемой суточной нормы магния (24, 25). Этот дефицит, по-видимому, носит преимущественно субклинический характер и поэтому обычно не исследуется.

Ожирение также связано с истощением запасов тиамина и магния (17, 20, 26, 27). Дефицит магния также связан с повышением СРБ (28-30). Доказано, что статус тиамина влияет на концентрацию лактата в крови (2, 3). Известно, что накопление лактата предшествует возникновению резистентности к инсулину и характерно для пациентов с диабетом, связанным с ожирением (31-37).

Следовательно, возможно, что лежащий в основе покоя дефицит магния и/или тиамина может опосредовать резистентность к инсулину. Тиамин и его производное, более растворимое в липидах, бенфотиамин, уже продемонстрировали некоторые перспективы в лечении диабетических осложнений. Терапевтический потенциал интригует, однако связь между острыми изменениями системного воспалительного ответа и концентрациями тиамина и магния требует уточнения. Неспособность доказать надежность измерений тиамина и магния в контексте системной воспалительной реакции может привести к тому, что пациенты будут получать лечение по поводу измеренного дефицита тиамина в эритроцитах и ​​концентрации магния в сыворотке, что является ненадежным. Если необходимо реализовать терапевтический потенциал комбинированного лечения тиамином и магнием для оптимизации функции ETKA (8), важно, чтобы значения эритроцитов и плазмы, используемые для определения статуса тиамина, были окончательно установлены в контексте системной воспалительной реакции. . Модель эндопротезирования коленного сустава представляет собой идеальный дизайн исследования для этого, поскольку существует сильная связь между ожирением и остеоартритом коленного сустава (38, 39).

1. Андерсен Л.В., Макенхауэр Дж., Робертс Дж.К., Берг К.М., Кокки М.Н., Доннино М.В. Этиология и терапевтический подход к повышенным уровням лактата. Мэйо Клин Proc. 2013;88(10):1127-40.
2. Андерсен Л.В., Холмберг М.Дж., Берг К.М., Чейз М., Кокки М.Н., Сульмонте С. и соавт. Тиамин в качестве дополнительной терапии в кардиохирургии: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование II фазы. Критический уход. 2016;20:92.
3. Московиц А., Ли Дж., Доннино М.В., Марк Р., Сели Л.А., Данцигер Дж. Связь между концентрацией магния при поступлении и молочнокислым ацидозом при критическом заболевании. J Интенсивная терапия Мед. 2016;31(3):187-92.
4. Лонсдейл Д. Дефицит тиамина и магния: ключи к болезни. Мед Гипотезы. 2015;84(2):129-34.
5. Лонсдейл Д. Тиамин(е): искра жизни. Субклеточная биохимия. 2012;56:199-227.
6. Беттендорф Л., Уинс П. Дифосфат тиамина в биологической химии: новые аспекты метаболизма тиамина, особенно производные трифосфата, действующие не как кофакторы. FEBS J. 2009;276(11):2917-25.
7. Кочетов Г.А., Соловьева О.Н. Структура и механизм функционирования транскетолазы. Биохим Биофиз Акта. 2014;1844(9):1608-18.
8. Пик Р.В., Годбер И.М., Магуайр Д. Влияние введения магния на активность транскетолазы эритроцитов у больных алкоголизмом, получавших тиамин. Скотт Мед Дж. 2013;58(3):139-42.
9. Севостьянова И.А., Юршев В.А., Соловьева О.Н., Забродская С.В., Кочетов Г.А. Влияние двухвалентных катионов на взаимодействие транскетолазы с ее донорным субстратом. Белки. 2008;71(2):541-5.
10. Дингуолл К.М., Делима Дж.Ф., Гент Д., Бати Р.Г. Гипомагниемия и ее потенциальное влияние на использование тиамина у пациентов со злоупотреблением алкоголем в больнице Алис-Спрингс. Наркотики Алкоголь Ред. 2015;34(3):323-8.
11. Кочетов ГА, Севостьянова ИА. Функциональная неэквивалентность активных центров транскетолазы. Жизнь ИУБМБ. 2010;62(11):797-802.
12. Мешалкина Л.Е., Соловьева О.Н., Ходак Ю.А., Друца В.Л., Кочетов Г.А. Выделение и свойства транскетолазы человека. Биохимия (Москва). 2010;75(7):873-80.
13. Лю Д., Ке З., Луо Дж. Дефицит тиамина и нейродегенерация: взаимодействие окислительного стресса, стресса эндоплазматического ретикулума и аутофагии. Мол Нейробиол. 2016.
14. Георгиопулос Г., Хрисоу С., Вогиаци Г., Магкас Н., Бурнелис И., Бампали С. и др. Витамины при сердечной недостаточности: друг или враг? Курр Фарм Дез. 2017.
15. Луонг К.В., Нгуен Л.Т. Влияние лечения тиамином на сахарный диабет. J Clin Med Res. 2012;4(3):153-60.
16. Лима Л.Ф., Лейте Х.П., Таддей Дж.А. Низкие концентрации тиамина в крови у детей при поступлении в отделение реанимации: факторы риска и прогностическое значение. Am J Clin Nutr. 2011;93(1):57-61.
17. Нильсен ФХ. Магний, воспаление и ожирение при хронических заболеваниях. Nutr Rev. 2010;68(6):333-40.
18. Гашут Р.А., Макмиллан Д.К., Кинселла Дж., Талвар Д. Концентрации B1, B2, B6 в эритроцитах, но не C и E в плазме, являются надежными индикаторами статуса питания при наличии системного воспаления. Клин Nutr ESPEN. 2017;17:54-62.
19. Грей А., Макмиллан Д.К., Уилсон С., Уильямсон С., О'Рейли Д.С., Талвар Д. Взаимосвязь между острыми изменениями системного воспалительного ответа, жирорастворимыми витаминами-антиоксидантами и перекисным окислением липидов после плановой эндопротезирования коленного сустава. Клин Нутр. 2005;24(5):746-50.
20. Кернс Дж. К., Арундел С., Чавла Л. С. Дефицит тиамина у людей с ожирением. Ад Нутр. 2015;6(2):147-53.
21. Барбагалло М., Домингес Л.Дж. Магний и диабет 2 типа. Мировой диабет J. 2015;6(10):1152-7.
22. Mastrototaro L, Tietjen U, Sponder G, Vormann J, Aschenbach JR, Kolisek M. Инсулин модулирует обменник Na+/Mg2+ SLC41A1 и влияет на отток Mg2+ из внутриклеточных запасов в трансгенных клетках HEK293. Дж Нутр. 2015;145(11):2440-7.
23. Voma C, Etwebi Z, Soltani DA, Croniger C, Romani A. Низкое содержание магния в печени (2+) способствует дисметаболизму печени: последствия для метаболического синдрома. Дж. Метаб Синдр. 2014;3(4).
24. НХАНЕС. Что мы едим в Америке, NHANES 2013-2014, лица от 2 лет и старше (за исключением детей, находящихся на грудном вскармливании) 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 [Среднее суточное потребление тиамина и магния, 2013–2014].
25. Altura BM, Shah NC, Shah GJ, Zhang A, Li W, Zheng T, et al. Кратковременный дефицит Mg активирует изоформы протеинкиназы С в тканях и клетках сердечно-сосудистой системы; связь с NF-kB, цитокинами, сфинголипидным путем спасения церамидов и PKC-дзета: гипотеза и обзор. Int J Clin Exp Med. 2014;7(1):1-21.
26. Wolf E, Utech M, Stehle P, Büsing M, Stoffel-Wagner B, Ellinger S. Предоперационный статус микронутриентов у пациентов с морбидным ожирением перед бариатрической операцией: результаты перекрестного исследования. Surg Obes Relat Dis. 2015;11(5):1157-63.
27. Фарханги М.А., Махбуб С., Остадрахими А. Дефицит магния, вызванный ожирением, можно лечить с помощью добавок витамина D. J Pak Med Assoc. 2009;59(4):258-61.
28. Уэлч А.А., Келаидити Э., Дженнингс А., Стивс С.Дж., Спектор Т.Д., МакГрегор А. Диетический магний положительно связан с силой скелетных мышц и показателями мышечной массы и может ослабить связь между циркулирующим С-реактивным белком и мышечной массой у женщин. Джей Боун Шахтер Рез. 2016;31(2):317-25.
29. Zuza EP, Barroso EM, Fabricio M, Carrareto AL, Toledo BE, J RP. Липидный профиль и высокочувствительные уровни С-реактивного белка у пациентов с ожирением и без ожирения, проходящих нехирургическую пародонтальную терапию. J Устные науки. 2016;58(3):423-30.
30. Dibaba DT, Xun P, He K. Потребление магния с пищей обратно пропорционально уровню С-реактивного белка в сыворотке: метаанализ и систематический обзор. Eur J Clin Nutr. 2014;68(4):510-6.
31. Crawford SO, Hoogeveen RC, Brancati FL, Astor BC, Ballantyne CM, Schmidt MI, et al. Ассоциация лактата в крови с диабетом 2 типа: исследование риска атеросклероза в сообществе МРТ сонных артерий. Int J Эпидемиол. 2010;39(6):1647-55.
32. Qvisth V, Hagström-Toft E, Moberg E, Sjöberg S, Bolinder J. Высвобождение лактата из жировой ткани и скелетных мышц in vivo: дефектная регуляция инсулина у инсулинорезистентных женщин с ожирением. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007;292(3):E709-14.
33. Янссон П.А., Ларссон А., Смит У., Лённрот П. Высвобождение лактата из подкожной ткани у худых и тучных мужчин. Джей Клин Инвест. 1994;93(1):240-6.
34. Чен Ю.Д., Варастех Б.Б., Ривен Г.М. Концентрация лактата в плазме при ожирении и диабете 2 типа. Диабет метаб. 1993;19(4):348-54.
35. Лавджой Дж., Ньюби Ф.Д., Гебхарт С.С., ДиДжироламо М. Резистентность к инсулину при ожирении связана с повышенным базальным уровнем лактата и уменьшением появления лактата после внутривенного введения глюкозы и инсулина. Метаболизм. 1992;41(1):22-7.
36. Лавджой Дж., Меллен Б., Диджироламо М. Образование лактата после приема глюкозы: связь с ожирением, толерантностью к углеводам и чувствительностью к инсулину. Инт Дж. Обес. 1990;14(10):843-55.
37. Крайсберг Р.А., Пеннингтон Л.Ф., Бошелл Б.Р. Обмен лактата и глюконеогенез при ожирении. Действие фенформина. Сахарный диабет. 1970;19(1):64-9.
38. Гюнтер Д., Шмидл С., Клатте Т.О., Видхалм Х.К., Омар М., Креттек С. и др. Избыточный вес и ожирение при эндопротезировании тазобедренного и коленного суставов: оценка 6078 случаев. Мир J Ортоп. 2015;6(1):137-44.
39. Салих С., Саттон П. Ожирение, остеоартрит коленного сустава и эндопротезирование коленного сустава: обзор. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2013;5(1):25.