Magnesium vid mag-tarm sjukdom (MAGIC)

Denna tvärsnittsstudie syftar till att förbättra bedömningen av magnesiumstatus hos patienter med kroniska tarmjukdomar. Studien kommer att utvärdera och jämföra ett urval av biokemiska och funktionella markörer för att fastställa vilka som ger den mest exakta, tillförlitliga och kliniskt användbara återspeglingen av magnesiumstatus i hela kroppen. Det långsiktiga målet är att stödja utvecklingen av en mer känslig screeningstrategi för magnesiumbrist i klinisk praktik, särskilt för befolkningar med ökad risk på grund av gastrointestinala förluster eller malabsorption.

Magnesiumbrist är ofta underdiagnostiserad på grund av begränsningarna med standardmätning av plasmagmagnesium. Även om totalt kroppsmagnesium huvudsakligen lagras i ben och mjukvävnad, återspeglar den nuvarande standarddiagnostiska metoden (plasmamagnesium) endast en liten del av det totala magnesiumet (<1%) och korrelerar inte väl med intracellulärt magnesiuminnehåll. Som ett resultat upptäcks många fall av subklinisk eller funktionell magnesiumbrist inte, särskilt i befolkningar med kroniska gastrointestinala tillstånd som förändrar absorption och utsöndring.

Studiedesign och motivering:

Studien kommer att bestå av fyra besök och inkludera två grupper:

1. Patienter med gastrointestinal sjukdom eller tillstånd, indelade i tre undergrupper: de med inflammatorisk tarmsjukdom (IBD; Crohns sjukdom eller ulcerös kolit), de med ileostomi eller patienter med gallsyradiarré.
2. Friska kontroller utan känd gastrointestinal sjukdom.

De tre patientundergrupperna är utvalda baserat på kända riskfaktorer för magnesiumdepletion: kronisk diarré, tarmresektion och malabsorption. Den friska kontrollgruppen fungerar som en referenspopulation.

Alla deltagare kommer att genomgå ett standardiserat kliniskt undersöknings- och biologiskt provtagningsprotokoll, inklusive:

• Blodprovtagning för plasmagmagnesium, joniserat magnesium och intracellulärt magnesium (PBMC, RBC och buffy coat)
• 24-timmars urinsamling för magnesiumutsöndring
• Ett intravenöst magnesiumbelastningstest (retentionstest)
• Muskelbiopsi för kvantifiering av total magnesiumkoncentration i skelettmuskulatur
• Avföringsprov för analys av tarmmikrobiomsammansättning
• Bedömning av muskelfunktion (handgreppsstyrketest och sit-to-stand-test)
• Kroppssammansättningsmätning (bioimpedansanalys)
• Patientrapporterade utfall som täcker trötthet, gastrointestinala symtom, psykiskt välbefinnande och livskvalitet
• Matfrekvensfrågeformulär som bedömer magnesiumintag via kosten

En delmängd av deltagare som genomgår kliniskt indikerade endoskopiska procedurer kommer att ha tarmbiopsier (duodenal eller kolonslemhinna) insamlade för explorativa analyser av vävnadsmagnesiumkoncentration och uttryck av magnesiumtransporterare, inklusive TRPM6, TRPM7, CNNM4 och SLC41A1.

Analytiska metoder:

Magnesiumkoncentrationer kommer att mätas med induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS), vilket möjliggör mycket känslig och specifik kvantifiering av totalt magnesiuminnehåll i olika biologiska matriser. Plasma- och urinprover kommer att analyseras för totalt magnesium och joniserat magnesium, där tillämpligt.

Intracellulärt magnesium i perifera blodmononukleära celler (PBMC), röda blodkroppar (RBC) och buffy coat kommer att analyseras enligt standardiserade separationsprotokoll. Särskilda försiktighetsåtgärder vidtas under provhantering och lagring för att undvika spårmetallkontamination, inklusive användning av spårmetallfria provtagningsrör, ultrapura reagens och certifierade laboratorieplaster.

Muskelvävnadsprover kommer att kryokonserveras och analyseras i samarbete med ett referenslaboratorium med expertis inom spårmetallvävnadsanalys. Innan nedbrytning och ICP-MS-kvantifiering kan vävnadsprover genomgå frystorkning och homogenisering under cleanroom-förhållanden.

För deltagare som genomför magnesiumretentionstestet kommer baslinjemagnesiumutsöndring i urin att jämföras med utsöndringen efter en standardiserad intravenös magnesiumsulfatbelastning. Magnesiumretention kommer att beräknas som skillnaden mellan den infunderade magnesiumdosen och den mängd som utsöndras i urin under 24 timmar. Denna metod anses vara referensstandarden för att bedöma totala kroppsmagnesiumlager, men används sällan i klinisk praktik på grund av sin komplexitet.

Datahantering och statistisk analys:

Data kommer att samlas in med REDCap och lagras på säkra institutionella servrar med åtkomst begränsad till studiepersonal. Alla deltagare kommer att tilldelas ett unikt studie-ID för att säkerställa konfidentialitet. Beskrivande statistik kommer att användas för att sammanfatta demografiska och kliniska egenskaper. Skillnader mellan grupper kommer att analyseras med lämpliga statistiska tester (t.ex. ANOVA, Kruskal-Wallis, chi-två) beroende på datadistribution.

Korrelationsanalyser kommer att utföras för att jämföra plasmagmagnesium med intracellulära och vävnadsmagnesiumnivåer. Receiver Operating Characteristic (ROC)-kurvor kan genereras för att utvärdera känsligheten och specificiteten hos olika biomarkörer mot magnesiumretentionstestet och/eller muskelmagnesiuminnehåll som referensstandarder.

Undergruppsanalyser kan utforska skillnader baserade på sjukdomstyp, förekomst av resektion, sjukdomsaktivitet, läkemedelsanvändning (t.ex. protonpumpshämmare, diuretika) och näringsintag.

Etiska överväganden:

Studien har granskats och godkänts av relevant forskningsetikkommitté och följer Helsingforsdeklarationen och nationell lagstiftning om forskningsetik. Skriftligt informerat samtycke kommer att erhållas från alla deltagare före några studieprocedurer. Muskelbiopsi och tarmbiopsi är frivilliga och utförs endast hos deltagare som samtycker till dessa procedurer.

Deltagare informeras om potentiella risker relaterade till muskelbiopsi (t.ex. blåmärken, ömhet, sällsynt risk för infektion) och intravenös magnesiuminfusion (t.ex. tillfällig värme, rodnad, hypotoni). Alla biologiska prover kommer att lagras och hanteras enligt gällande föreskrifter för biobanksmaterial och kan användas för framtida forskning inom samma område om deltagarna ger sitt samtycke.

Förväntad påverkan:

Denna studie förväntas ge nya insikter i den kliniska utvärderingen av magnesiumstatus hos patienter med gastrointestinala sjukdomar. Genom att jämföra traditionella och alternativa markörer för magnesiumstatus med referensmått som muskelmagnesium och magnesiumretention kommer studien att hjälpa till att identifiera mer exakta, praktiska och skalbara metoder för att upptäcka brist i riskpopulationer.

Resultaten kan vägleda framtida riktlinjer för näringsscreening, stödja tidigare diagnos av magnesiumbrist och bidra till förbättrad hantering av symtom och komorbiditeter relaterade till kronisk magnesiumdepletion.