منیزیم در زیست‌شناسی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

منیزیم یک عنصر اساسی در سیستم‌های بیولوژیکی است. منیزیم به‌طور معمول به عنوان یون + Mg2 ظاهر می‌شود. این یک ماده مغذی معدنی ضروری (به عنوان مثال عنصر) برای زندگی است[۱][۲] و در هر نوع سلول و هر ارگانیسم وجود دارد. به عنوان مثال، ATP (آدنوزین تری فسفات)، منبع اصلی انرژی در سلول‌ها، برای اینکه از نظر بیولوژیکی فعال باشد، باید به یون منیزیم متصل شود. آنچه ATP نامیده می‌شود اغلب در واقع Mg-ATP است.[۳] به همین ترتیب، منیزیم در پایداری تمام ترکیبات پلی فسفات در سلول‌ها، از جمله ترکیبات مرتبط با سنتز DNA و RNA، نقش دارد. بیش از ۳۰۰ آنزیم برای عملکرد کاتالیزوری خود به یون‌های منیزیم احتیاج دارند، از جمله تمام آنزیم‌های استفاده‌کننده یا سنتز کننده ATP یا آنهایی که از نوکلئوتیدهای دیگر برای سنتز DNA و RNA استفاده می‌کنند.

در گیاهان، منیزیم برای سنتز کلروفیل و فتوسنتز لازم است.

کاربرد منیزیم در سیستم‌های بیولوژیکی

تعادل منیزیم برای سلامت همه موجودات حیاتی است. منیزیم یون نسبتاً فراوانی در پوسته و گوشته زمین است و در هیدروسفر بسیار زیست پذیر است. این در دسترس بودن، با یک ترکیب شیمیایی مفید و بسیار غیرمعمول، ممکن است منجر به استفاده از آن در تکامل به عنوان یونی برای سیگنالینگ، فعال سازی آنزیم و کاربرد کاتالیزوری شود. با این حال، ماهیت غیرمعمول یونی منیزیم، همچنین منجر به یک چالش اساسی در استفاده از این یون در سیستم‌های بیولوژیکی شده‌است. غشاهای بیولوژیکی در برابر منیزیم (و سایر یون‌ها) نفوذ ناپذیر هستند، بنابراین وظیفهٔ پروتئین‌های حمل و نقل دهنده است که باید جریان منیزیم را هم به داخل سلول‌ها و هم به اجزا داخل سلول تسهیل کنند.

کلروفیل موجود در گیاهان آب را به اکسیژن به شکل O2 تبدیل می‌کند. هموگلوبین موجود در حیوانات مهره دار اکسیژن را به شکل O2 در خون حمل می‌کند. کلروفیل بسیار شبیه به هموگلوبین است، به جز اینکه منیزیم در مرکز مولکول کلروفیل و آهن در مرکز مولکول هموگلوبین است، و به همراه تعدادی تفاوت‌های دیگر در ساختار این دو، تفاوت دیگری قابل مشاهده نیست.[۴] این فرایند سلول‌های زنده روی زمین را زنده نگه می‌دارد و سطح پایه CO2 و O2 را در جو حفظ می‌کند.

Chlorophyll-a-3D-vdW.png

سلامتی انسان

اطلاعات بیشتر: کمبود منیزیم

مصرف ناکافی منیزیم اغلب باعث اسپاسم عضلات می‌شود و با بیماری‌های قلبی عروقی، دیابت، فشار خون بالا، اختلالات اضطرابی، میگرن، پوکی استخوان و سکته مغزی همراه است. کمبود حاد (به hypomagnesemia مراجعه کنید) نادر است و بیشتر به عنوان یک اثر جانبی دارو (مانند الکل مزمن یا استفاده از ادرار آور) نسبت به مصرف کم غذا به خودی خود شایع است، اما می‌تواند در افرادی که به مدت طولانی مدت از طریق ورید تغذیه می‌شوند، رخ دهد.

شایع‌ترین علامت مصرف بیش از حد منیزیم خوراکی اسهال است. مکمل‌های مبتنی بر کلات‌های اسید آمینه (مانند گلیسینات، لیزینات و غیره) توسط دستگاه گوارش بسیار بهتر تحمل می‌شوند و عوارض جانبی ترکیبات قدیمی استفاده شده را ندارند، در حالی که مکمل‌های غذایی با رهش مداوم از بروز اسهال جلوگیری می‌کنند. [نیاز به منبع] از آنجا که کلیه‌های انسانهای بالغ منیزیم اضافی را به‌طور مؤثر دفع می‌کنند، مسمومیت منیزیم خوراکی در بزرگسالان با عملکرد طبیعی کلیه بسیار نادر است. به نوزادانی که توانایی کمتری در دفع منیزیم اضافی حتی در شرایط سلامتی دارند نیز نباید از مکمل‌های منیزیم استفاده کرد، مگر اینکه تحت نظر پزشک باشد.

آماده‌سازی دارویی با منیزیم برای درمان بیماری‌هایی از جمله کمبود منیزیم و هیپومنیزمی و همچنین اکلامپسی استفاده می‌شود.[۵]اینگونه آماده‌سازی‌ها معمولاً به صورت سولفات منیزیم یا کلرید هنگام تزریق وریدی انجام می‌شود. منیزیم با کارایی مناسب (۳۰ تا ۴۰ درصد) توسط بدن از هر نمک منیزیم محلول، مانند کلرید یا سیترات جذب می‌شود. منیزیم به‌طور مشابه از نمکهای اپسوم جذب می‌شود، اگرچه سولفات موجود در این نمک‌ها در دوزهای بالاتر به اثر ملین آنها می‌افزاید. جذب منیزیم از نمکهای محلول در اکسید و هیدروکسید (شیر منیزیا) نامنظم و دارای کارایی ضعیف تری است، زیرا این امر به خنثی سازی و محلول نمک توسط اسید معده بستگی دارد، که ممکن است کامل نباشد (و معمولاً نیز کامل نیست).

از اوراتات منیزیم به عنوان درمان کمکی در بیماران تحت درمان بهینه برای نارسایی احتقانی قلب شدید، افزایش میزان بقا و بهبود علائم بالینی و کیفیت زندگی بیمار استفاده می‌شود.[۶]

پیشنهادات رژیمی

انستیتوی پزشکی آمریکا (IOM) در سال ۱۹۹۷ میزان مورد نیاز تخمینی (EARs) و میزان توصیه شده رژیم غذایی (RDA) برای منیزیم را به روز کرد. اگر اطلاعات کافی برای ایجاد EARs و RDA وجود نداشته باشد، به جای آن از میزان تخمین خورده مناسب (AI) استفاده می‌شود. EARs فعلی منیزیم برای زنان و مردان ۳۱ ساله و بالاتر به ترتیب ۲۶۵ میلی‌گرم در روز و ۳۵۰ میلی‌گرم در روز است. RDA 320 و ۴۲۰ میلی‌گرم در روز است. RDA به این دلیل بالاتر از EARs است تا مقادیری را شناسایی کند که افراد با نیازهای بالاتر از حد متوسط را پوشش دهد. RDA برای بارداری بسته به سن زن ۳۵۰ تا ۴۰۰ میلی‌گرم در روز است. RDA برای شیردهی به همین دلیل از ۳۱۰ تا ۳۶۰ میلی‌گرم در روز است. برای کودکان ۱ تا ۱۳ ساله RDA با افزایش سن از ۶۵ تا ۲۰۰ میلی‌گرم در روز افزایش می‌یابد. در مورد ایمنی، IOM همچنین در صورت کافی بودن شواهد، سطح بالای دریافت قابل تحمل (UL) را برای ویتامین‌ها و مواد معدنی تعیین می‌کند. در مورد منیزیم، UL روی ۳۵۰ میلی‌گرم در روز تنظیم می‌شود. UL مخصوص منیزیم است که به عنوان یک مکمل غذایی مصرف می‌شود، دلیل این امر این است که منیزیم زیاد در یک زمان مصرف می‌تواند باعث اسهال شود. UL برای منیزیم از طریق مواد غذایی اعمال نمی‌شود. در مجموع از EARs , RDA و UL به عنوان مصرف مرجع رژیم یاد می‌شود.[۷]

منبع مصرف روزانه منیزیم[۸]
سن مذکر مونت حاملگی شیردهی
۰ تا ۶ ماه ۳۰ میلی‌گرم ۳۰ میلی‌گرم
۷ تا ۱۲ ماه ۷۵ میلی‌گرم ۷۵ میلی‌گرم
۱ تا ۳ سال ۸۰ میلی‌گرم ۸۰ میلی‌گرم
۴ تا ۸ سال ۱۳۰ میلی‌گرم ۱۳۰ میلی‌گرم
۹ تا ۱۳ سال ۲۴۰ میلی‌گرم ۲۴۰ میلی‌گرم
۱۴ تا ۱۸ سال ۴۱۰ میلی‌گرم ۳۶۰ میلی‌گرم ۴۰۰ میلی‌گرم ۳۶۰ میلی‌گرم
۱۹ تا ۳۰ ۴۰۰ میلی‌گرم ۳۱۰ میلی‌گرم ۳۵۰ میلی‌گرم ۳۱۰ میلی‌گرم
۳۱ تا ۵۰ ۴۲۰ میلی‌گرم ۳۲۰ میلی‌گرم ۳۶۰ میلی‌گرم ۳۲۰ میلی‌گرم
۵۱ به بالا ۴۲۰ میلی‌گرم ۳۲۰ میلی‌گرم

منابع غذایی

سبزیجات سبز مانند اسفناج به دلیل فراوانی مولکول‌های کلروفیل که حاوی یون هستند، منیزیم تأمین می‌کنند. آجیل (به ویژه آجیل برزیلی، بادام هندی و بادام)، دانه‌ها (به عنوان مثال دانه کدو تنبل)، شکلات تلخ، لوبیای سویا بو داده، سبوس و برخی غلات کامل نیز منابع خوبی از منیزیم هستند.[۹]

اگرچه بسیاری از غذاها حاوی منیزیم هستند، اما معمولاً در مقادیر کم یافت می‌شود. همانند اکثر مواد مغذی، بعید است که نیازهای روزانه منیزیم با یک وعده از هر ماده غذایی تأمین شود. خوردن طیف گسترده‌ای از میوه‌ها، سبزیجات و غلات به اطمینان از دریافت کافی منیزیم کمک می‌کند.

از آنجا که منیزیم به راحتی در آب حل می‌شود، غذاهای تصفیه شده که غالباً در آب فرآوری یا پخته و خشک می‌شوند، به‌طور کلی منابع ضعیفی از این ماده مغذی هستند. به عنوان مثال، نان گندم کامل دو برابر نان سفید منیزیم دارد زیرا جوانه و سبوس غنی از منیزیم هنگام پردازش آرد سفید، از بین می‌رود. جدول منابع غذایی منیزیم بسیاری از منابع غذایی منیزیم را پیشنهاد می‌کند.

آب «سخت» می‌تواند منیزیم را نیز تأمین کند، اما آب «نرم» حاوی یون کمتری است. بررسی‌های رژیم غذایی میزان مصرف منیزیم از آب را ارزیابی نمی‌کند، که ممکن است منجر به دست کم گرفتن مقدار کل منیزیم و تغییرپذیری آن شود.

منیزیم زیاد ممکن است بدن را برای جذب کلسیم دشوار کند. بی خوابی، اسپاسم عضلانی نیز علائم کمبود منیزیم است. با این حال، همان‌طور که اشاره شد، تصور می‌شود که علائم کم منیزیم ناشی از کمبود رژیم غذایی خالص به ندرت دیده می‌شود.

جستار وابسته

•منیزم

•هموگلوبین

•آنزیم

•کمبود منیزیم

•رژیم غذایی

FoodSourcesOfMagnesium.jpg

منابع

  1. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1533-6_258
  2. Bolanle, Ajayi Olubunmi; Israel, Malachi Oluwaseyi (2014-10-29). "Effect of Sesamum indicum L. Seed oil Supplementation on Hepatic and Renal Mineral Concentrations of Hypercholesterolemic Rats". American Journal of Life Sciences. 2 (5): 308. doi:10.11648/j.ajls.20140205.19. ISSN 2328-5737.
  3. «Definition: magnesium from Online Medical Dictionary». web.archive.org. ۲۰۰۷-۱۲-۲۵. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۱۱-۱۸.
  4. Blankenship, Robert E. (1994-12-01). "Protein structure, electron transfer and evolution of prokaryotic photosynthetic reaction centers". Antonie van Leeuwenhoek. 65 (4): 311–329. doi:10.1007/BF00872216. ISSN 1572-9699.
  5. Euser Anna G.; Cipolla Marilyn J. (2009-04-01). "Magnesium Sulfate for the Treatment of Eclampsia". Stroke. 40 (4): 1169–1175. doi:10.1161/STROKEAHA.108.527788. PMC 2663594. PMID 19211496.
  6. Stepura, O.B.; Martynow, A.I. (2009-01). "Magnesium orotate in severe congestive heart failure (MACH)". International Journal of Cardiology. 131 (2): 293–295. doi:10.1016/j.ijcard.2007.11.022. ISSN 0167-5273. Check date values in: |date= (help)
  7. "Office of Dietary Supplements - Magnesium". ods.od.nih.gov. Retrieved 2020-11-18.
  8. «memorandum reber to deputy director plans highest priority requirements for missiles january 8 1959 top secret». Cold War Intelligence. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۱۱-۱۸.
  9. «Magnesium-Rich Food Information». Cleveland Clinic. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۱۱-۱۸.