Systemiskt inflammatoriskt svar: Tiamin- och magnesiumstatus (Sir TaM-studie) (SirTaM)

Tiamin och magnesium spelar en avgörande roll i glukosmetabolismen och brist leder till ackumulering av anaeroba metaboliter inklusive laktat (1-3).

Tiamin kräver magnesium för att omvandlas till sin aktiva form, tiaminpyrofosfat (TPP) (4). TPP kräver också magnesium för att uppnå aktivering av TPP-beroende enzymer under metabolism av glukos (5, 6). 'Guldstandarden' för mätning av tiaminstatus är mätningen av erytrocyttransketolasaktivitet (ETKA)(4, 7-9), och detta enzyms aktivitet är beroende av närvaron av både tiaminpyrofosfat och magnesium (8, 10). ETKA kan därför representera en "funktionell markör" för magnesiumstatus (7, 9, 11, 12).

Studier tyder på att låg plasmatiamin och magnesium är associerade med en rad sjukdomsprocesser, av vilka många är inflammatoriska (13-17). Andra lipidlösliga vitaminer och mineraler är kända för att minska under det systemiska inflammatoriska svaret (18, 19), men detta samband är inte bevisat för magnesium. Det systemiska inflammatoriska svaret kan därför förvirra tolkningen av plasmatiamin och magnesium i samband med sepsis, kirurgi eller autoimmun sjukdom. Elektiv knäledsprotes, framkallar ett inflammatoriskt svar och ger därför en utmärkt kontrollerad modell för att förstå kroppens svar på en systemisk förolämpning (19).

Fetma rapporteras vara associerad med magnesiumbrist (17, 20). Intracellulärt magnesium spelar en nyckelroll för att reglera insulinverkan, insulinmedierat glukosupptag och vaskulär tonus (21-23). Flera epidemiologiska studier har visat att vuxna och barn som äter en diet av västerländsk typ konsumerar 30 - 50 % av RDA för magnesium (24, 25). Denna brist verkar vara övervägande subklinisk och därför inte rutinmässigt undersökt.

Fetma är också förknippat med tiamin- och magnesiumutarmning (17, 20, 26, 27). Magnesiumbrist är också förknippat med en CRP-ökning (28-30). Tiaminstatus har visat sig påverka laktatkoncentrationerna i blodet (2, 3). Laktatackumulering är känd för att föregå uppkomsten av insulinresistens och är typiskt påträffad hos patienter med fetmarelaterad diabetes (31-37).

Det är därför möjligt att en underliggande vilande magnesium- och/eller tiaminbrist kan mediera insulinresistens. Tiamin, och dess mer lipidlösliga derivat, benfotiamin, har redan visat något lovande vid behandling av diabetiska komplikationer. Den terapeutiska potentialen är spännande, men förhållandet mellan akuta förändringar i det systemiska inflammatoriska svaret och tiamin- och magnesiumkoncentrationer kräver klargörande. Underlåtenhet att bevisa tillförlitligheten av tiamin- och magnesiummätningarna i samband med det systemiska inflammatoriska svaret kan leda till att patienter får behandling för en uppmätt brist på koncentrationer av röda blodkroppar och magnesium i serum, vilket är opålitligt. Om den terapeutiska potentialen för kombinerad behandling med tiamin och magnesium för optimering av ETKA-funktionen ska förverkligas (8), är det viktigt att erytrocyt- och plasmavärdena som används för att fastställa tiaminstatus definitivt fastställs i samband med det systemiska inflammatoriska svaret . Knäprotesmodellen ger den idealiska studiedesignen för detta eftersom det finns ett starkt samband mellan fetma och knäartros (38, 39).

1. Andersen LW, Mackenhauer J, Roberts JC, Berg KM, Cocchi MN, Donnino MW. Etiologi och terapeutisk syn på förhöjda laktatnivåer. Mayo Clin Proc. 2013;88(10):1127-40.
2. Andersen LW, Holmberg MJ, Berg KM, Chase M, Cocchi MN, Sulmonte C, et al. Tiamin som tilläggsterapi vid hjärtkirurgi: en randomiserad, dubbelblind, placebokontrollerad fas II-studie. Crit Care. 2016;20:92.
3. Moskowitz A, Lee J, Donnino MW, Mark R, Celi LA, Danziger J. Association Between Admission Magnesium Concentrations and Lactic acidosis in Critical Illness. J Intensivvård Med. 2016;31(3):187-92.
4. Lonsdale D. Tiamin- och magnesiumbrist: nycklar till sjukdom. Med Hypoteser. 2015;84(2):129-34.
5. Lonsdale D. Thiamin(e): livets gnista. Subcell Biochem. 2012;56:199-227.
6. Bettendorff L, Wins P. Tiamindifosfat i biologisk kemi: nya aspekter av tiaminmetabolism, särskilt trifosfatderivat som fungerar annat än som kofaktorer. FEBS J. 2009;276(11):2917-25.
7. Kochetov GA, Solovjeva ON. Struktur och funktionsmekanism för transketolas. Biochim Biophys Acta. 2014;1844(9):1608-18.
8. Peake RW, Godber IM, Maguire D. Effekten av magnesiumadministration på erytrocyttransketolasaktivitet hos alkoholhaltiga patienter som behandlas med tiamin. Scott Med J. 2013;58(3):139-42.
9. Sevostyanova IA, Yurshev VA, Solovjeva ON, Zabrodskaya SV, Kochetov GA. Effekt av bivalenta katjoner på interaktionen av transketolas med dess donatorsubstrat. Proteiner. 2008;71(2):541-5.
10. Dingwall KM, Delima JF, Gent D, Batey RG. Hypomagnesemi och dess potentiella inverkan på tiaminanvändning hos patienter med alkoholmissbruk på Alice Springs Hospital. Drug Alcohol Rev. 2015;34(3):323-8.
11. Kochetov GA, Sevostyanova IA. Funktionell icke-ekvivalens av transketolas aktiva centra. IUBMB liv. 2010;62(11):797-802.
12. Meshalkina LE, Solovjeva ON, Khodak YA, Drutsa VL, Kochetov GA. Isolering och egenskaper hos humant transketolas. Biokemi (Mosc). 2010;75(7):873-80.
13. Liu D, Ke Z, Luo J. Tiaminbrist och neurodegeneration: samspelet mellan oxidativ stress, endoplasmatisk retikulumstress och autofagi. Mol Neurobiol. 2016.
14. Georgiopoulos G, Chrysohoou C, Vogiatzi G, Magkas N, Bournelis I, Bampali S, et al. Vitaminer vid hjärtsvikt: vän ​​eller fiende? Curr Pharm Des. 2017.
15. Luong KV, Nguyen LT. Effekten av tiaminbehandling vid diabetes mellitus. J Clin Med Res. 2012;4(3):153-60.
16. Lima LF, Leite HP, Taddei JA. Låga blodtiaminkoncentrationer hos barn vid inläggning på intensivvårdsavdelning: riskfaktorer och prognostisk betydelse. Am J Clin Nutr. 2011;93(1):57-61.
17. Nielsen FH. Magnesium, inflammation och fetma vid kronisk sjukdom. Nutr Rev. 2010;68(6):333-40.
18. Ghashut RA, McMillan DC, Kinsella J, Talwar D. Erytrocytkoncentrationer av B1, B2, B6 men inte plasma C och E är tillförlitliga indikatorer på näringsstatus i närvaro av systemisk inflammation. Clin Nutr ESPEN. 2017;17:54-62.
19. Gray A, McMillan DC, Wilson C, Williamson C, O'Reilly DS, Talwar D. Förhållandet mellan de akuta förändringarna i det systemiska inflammatoriska svaret, lipidlösliga antioxidantvitaminer och lipidperoxidation efter elektiv knäprotesplastik. Clin Nutr. 2005;24(5):746-50.
20. Kerns JC, Arundel C, Chawla LS. Tiaminbrist hos personer med fetma. Adv Nutr. 2015;6(2):147-53.
21. Barbagallo M, Dominguez LJ. Magnesium och typ 2-diabetes. World J Diabetes. 2015;6(10):1152-7.
22. Mastrototaro L, Tietjen U, Sponder G, Vormann J, Aschenbach JR, Kolisek M. Insulin Modulates Na+/Mg2+ Exchanger SLC41A1 och påverkar Mg2+ Efflux från intracellulära butiker i transgena HEK293-celler. J Nutr. 2015;145(11):2440-7.
23. Voma C, Etwebi Z, Soltani DA, Croniger C, Romani A. Lågt hepatiskt Mg(2+)-innehåll främjar leverdysmetabolism: Implikationer för det metabola syndromet. J Metab Syndr. 2014;3(4).
24. NHANES. Vad vi äter i Amerika , NHANES 2013-2014, individer 2 år och äldre (exklusive barn som ammas) AveragThiamine and Magnesium https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/80400530/pdf/1314/Table_1_3df:pdf: www.ars.usda.gov/nea/bhnrc/fsrg. ; 2013 - 2014 [Genomsnittlig daglig konsumtion av tiamin och magnesium 2013-4].
25. Altura BM, Shah NC, Shah GJ, Zhang A, Li W, Zheng T, et al. Kortvarig Mg-brist uppreglerar proteinkinas C-isoformer i kardiovaskulära vävnader och celler; relation till NF-kB, cytokiner, ceramidräddningssfingolipidväg och PKC-zeta: hypotes och granskning. Int J Clin Exp Med. 2014;7(1):1-21.
26. Wolf E, Utech M, Stehle P, Büsing M, Stoffel-Wagner B, Ellinger S. Preoperativ mikronäringsstatus hos sjukligt överviktiga patienter innan de genomgår bariatrisk operation: resultat av en tvärsnittsstudie. Surg Obes Relat Dis. 2015;11(5):1157-63.
27. Farhanghi MA, Mahboob S, Ostadrahimi A. Fetmainducerad magnesiumbrist kan behandlas med D-vitamintillskott. J Pak Med Assoc. 2009;59(4):258-61.
28. Welch AA, Kelaiditi E, Jennings A, Steves CJ, Spector TD, MacGregor A. Dietary magnesium är positivt associerat med skelettmuskelkraft och index för muskelmassa och kan dämpa sambandet mellan cirkulerande C-reaktivt protein och muskelmassa hos kvinnor. J Bone Miner Res. 2016;31(2):317-25.
29. Zuza EP, Barroso EM, Fabricio M, Carrareto AL, Toledo BE, J RP. Lipidprofil och högkänsliga C-reaktiva proteinnivåer hos överviktiga och icke-överviktiga personer som genomgår icke-kirurgisk periodontal terapi. J Oral Sci. 2016;58(3):423-30.
30. Dibaba DT, Xun P, He K. Magnesiumintag i kosten är omvänt associerat med serum C-reaktiva proteinnivåer: metaanalys och systematisk översyn. Eur J Clin Nutr. 2014;68(4):510-6.
31. Crawford SO, Hoogeveen RC, Brancati FL, Astor BC, Ballantyne CM, Schmidt MI, et al. Association av blodlaktat med typ 2-diabetes: Aterosklerosrisk i gemenskaper Carotid MRI-studie. Int J Epidemiol. 2010;39(6):1647-55.
32. Qvisth V, Hagström-Toft E, Moberg E, Sjöberg S, Bolinder J. Laktatfrisättning från fettvävnad och skelettmuskulatur in vivo: defekt insulinreglering hos insulinresistenta överviktiga kvinnor. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007;292(3):E709-14.
33. Jansson PA, Larsson A, Smith U, Lönnroth P. Laktatfrisättning från subkutan vävnad hos magra och feta män. J Clin Invest. 1994;93(1):240-6.
34. Chen YD, Varasteh BB, Reaven GM. Plasmalaktatkoncentration vid fetma och typ 2-diabetes. Diabetes Metab. 1993;19(4):348-54.
35. Lovejoy J, Newby FD, Gebhart SS, DiGirolamo M. Insulinresistens vid fetma är associerat med förhöjda basala laktatnivåer och minskat laktatutseende efter intravenös glukos och insulin. Ämnesomsättning. 1992;41(1):22-7.
36. Lovejoy J, Mellen B, Digirolamo M. Laktatgenerering efter glukosintag: samband med fetma, kolhydrattolerans och insulinkänslighet. Int J Obes. 1990;14(10):843-55.
37. Kreisberg RA, Pennington LF, Boshell BR. Laktatomsättning och glukoneogenes vid fetma. Effekt av fenformin. Diabetes. 1970;19(1):64-9.
38. Guenther D, Schmidl S, Klatte TO, Widhalm HK, Omar M, Krettek C, et al. Övervikt och fetma vid höft- och knäprotesplastik: Utvärdering av 6078 fall. World J Orthop. 2015;6(1):137-44.
39. Salih S, Sutton P. Fetma, knäartros och knäprotesplastik: en recension. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2013;5(1):25.