Preview

Нефрология

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Влияние уровня магния в питьевой воде на состояние сердечно-сосудистой системы спонтанно-гипертензивных крыс

https://doi.org/10.36485/1561-6274-2021-25-4-71-81

Полный текст:

Аннотация

ВВЕДЕНИЕ. Магний – второй по распространенности внутриклеточный катион, является кофактором для более 300 ферментов, влияет на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы посредством различных механизмов, в частности, через действие на гладко-мышечные клетки сосудов, модуляцию ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, регуляцию натриевого и кальциевого гомеостаза. Поэтому поддержание нормального уровня магния в крови является актуальной задачей, а потребление питьевой воды, обогащенной магнием, может рассматриваться как метод коррекции недостаточного поступления экзогенного магния.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ оценить влияние потребления питьевой воды с различным содержанием ионов магния и комплекса магния с кальцием на состояние сердечно-сосудистой системы крыс с генетически детерминированной артериальной гипертензией.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Самцы крыс линии SHR с 6–7-недельного возраста в течение двух месяцев получали питьевую воду различного состава: в первой группе (hCа+Mg) – с повышенным содержанием кальция и магния (120 мг/л Са2+ и 45 мг/л Мg2+), во второй (nCа+Mg) – нормализованную по минеральному составу питьевую воду (60 мг/л Са2+ и 25 мг/л Мg2+), в третьей (hMg) – обогащенную Мg2+ (45 мг/л), в четвертой (control) контрольной группе – петербургскую водопроводную воду с низким содержанием минералов (8 мг/л Са2+ и 3 мг/л Мg2+). Крыс линии WKY были разделены на 2 группы: одна группа (hMg) получала воду, обогащенную Мg2+ (45 мг/л), контрольная WKY (control) группа – воду с низким содержанием минералов (8 мг/л Са2+ и 3 мг/л Мg2+). Через 2 мес у крыс измеряли АД на хвосте манжеточным методом, анализировали уровень мочевины, холестерина, общего кальция и альбумина в сыворотке крови, рассчитывали индексы массы левого желудочка (ИМЛЖ) и массы миокарда (ИММ). Авторитмическую сократительную активность воротной вены (ВВ) регистрировали методом миографии (in vitro) в изометрическом режиме. Анализировали: частоту, общую и максимальную амплитуды фазно-тонических сокращений, площадь под кривой сокращений за 1 мин, характеризующую выполняемую веной работу.

РЕЗУЛЬТАТЫ. У крыс SHR обогащение питьевой воды только Мg2+ имело менее выраженный антигипертензивный эффект по сравнению с группой hСа2++Мg2+. У крыс WKY обогащение воды магнием не влияло на АД. Модификация минерального состава питьевой воды не влияла на ИММ и ИМЛЖ как у крыс SHR, так и у WKY. Выявлены межлинейные различия сократительной активности ВВ крыс  контрольных групп (амплитуда сокращений ВВ крыс SHR была в выше, чем WKY). Потребление обогащенной минералами воды уменьшало амплитуду сокращений ВВ. Наибольшее снижение было отмечено в группе hMg2+ (у SHR в 2,6 раза, у WKY в 1,5 раза по сравнению с контролем соответствующей линии). Величина выполняемой ВВ работы у контрольных SHR была больше, чем у контрольных крыс линии WKY, а обогащение воды магнием вызывало уменьшение выполняемой ВВ работы только у крыс линии SHR (на 55,6 %).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Потребление крысами питьевой воды, обогащенной только магнием, имеет антигипертензивный эффект, однако, угнетает спонтанную сократительную активность ВВ. Целесообразно использовать комплекс магния с кальцием, который снижает АД, но при этом обеспечивает сохранение адекватного уровня сократительной активности ВВ.

Об авторах

Г. Т. Иванова
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Россия

Иванова Галина Тажимовна, канд. биол. наук, лаборатория физиологии сердечно-сосудистой и лимфатической систем, старший научный сотрудник

199034, Россия, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6

Тел.: 8 (812) 328-07-01



М. М. Парастаева
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
Россия

Парастаева Марина Магрезовна, канд. биол. наук, научно-исследовательский институт нефрологии, лаборатория клинической физиологии почек, старший научный сотрудник

197022, Россия, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 17, корп. 54

Тел.: (812) 346-39-26



О. Н. Береснева
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
Россия

Береснева Ольга Николаевна, канд. биол. наук, научно-исследовательский институт нефрологии, лаборатория клинической физиологии почек, старший научный сотрудник

197022, Россия, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 17, корп. 54

Тел.: (812) 346-39-26



Список литературы

1. Catling LA, Abubakar I, Lake IR et al. A systematic review of analytical observational studies investigating the association between cardiovascular disease and drinking water hardness. J Water Health 2008;6(4):433–442. doi: 10.2166/wh.2008.054

2. Muñoz-Castañeda JR, Pendón-Ruiz de Mier MV, Rodrí- guez M, Rodríguez-Ortiz ME. Magnesium replacement to protect cardiovascular and kidney damage? Lack of prospective clinical trials. Int J Mol Sci 2018;19(3):664. doi: 10.3390/ijms19030664

3. Kass L, Weekes J, Carpenter L. Effect of magnesium supplementation on blood pressure: a meta-analysis. Eur J Clin Nutr 2012;66:411–418. doi: 10.1038/ejcn.2012.4

4. Jee SH, Miller ER 3rd, Guallar E et al. The effect of magnesium supplementation on blood pressure: a meta-analysis of randomized clinical trials. Am J Hypertens. 2002;15:691–696. doi: 10.1016/s0895-7061(02)02964-3

5. Zhang X, Li Y, Del Gobbo LC et al. Effects of magnesium supplementation on blood pressure: a meta-analysis of randomized double-blind placebo-controlled trials. Hypertension 2016;68(2):324–333. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.07664

6. Han H, Fang X, Wei X et al. Dose-response relationship between dietary magnesium intake, serum magnesium concentration and risk of hypertension: a systematic review and meta-analysis of prospective cohort studies. Nutr J 2017;16(1):26. doi: 10.1186/s12937-017-0247-4

7. Dibaba DT, Xun P, Song Y et al. The effect of magnesium supplementation on blood pressure in individuals with insulin resistance, prediabetes, or noncommunicable chronic diseases: a meta-analysis of randomized controlled trials. Am J Clin Nutr 2017;106(3):921–929. doi: 10.3945/ajcn.117.155291

8. Joris PJ, Plat J, Bakker SJ, Mensink RP. Long-term magnesium supplementation improves arterial stiffness in overweight and obese adults: results of a randomized, double-blind, placebocontrolled intervention trial. Am J Clin Nutr 2016;103:1260–1266. doi: 10.3945/ajcn.116.131466

9. Reddy ST, Soman SS, Yee J. Magnesium balance and measurement. Adv Chronic Kidney Dis 2018;25(3):224–229. doi: 10.1053/j.ackd.2018.03.00

10. de Baaij JH, Hoenderop JG, Bindels RJ. Magnesium in man: implications for health and disease. Physiol Rev 2015;95(1):1–46. doi: 10.1152/physrev.00012.2014

11. Saris NE, Mervaala E, Karppanen H. An update on physiological, clinical and analytical aspects. Clin Chim Acta 2000;294:1– 26. doi: 10.1016/s0009-8981(99)00258-2

12. Belin RJ, He K. Magnesium physiology and pathogenic mechanisms that contribute to the development of the metabolic syndrome. Magnes Res 2007;20(2):107–129

13. DiNicolantonio JJ, O'Keefe JH, Wilson W. Subclinical magnesium deficiency: a principal driver of cardiovascular disease and a public health crisis. Open Heart 2018;5(1):e000668. doi: 10.1136/openhrt-2017-000668

14. Costello R, Wallace TC, Rosanoff A. Magnesium. Adv Nutr 2016;7(1):199–201. doi: 10.3945/an.115.008524

15. Barbagallo M, Dominguez LJ, Galioto A et al. Oral magnesium supplementation improves vascular function in elderly diabetic patients. Magnes Res 2010;23(3):131–137. doi: 10.1684/mrh.2010.0214

16. Katopodis P, Karteris E, Katopodis KP. Pathophysiology of drug-induced hypomagnesaemia. Drug Saf 2020;43(9): 867–880. doi:10.1007/s40264-020-00947-y

17. Rosanoff A. The high heart health value of drinking-water magnesium. Med Hypotheses 2013;81(6):1063– 1065. doi: 10.1016/j.mehy.2013.10.003

18. Zelt JG, McCabe KM, Svajger B et al. Magnesium modifies the impact of calcitriol treatment on vascular calcification in experimental chronic kidney disease. J Pharmacol Exp Ther 2015;355(3):451–462. doi: 10.1124/jpet.115.228106

19. Ter Braake AD, Smit AE, Bos C et al. Magnesium prevents vascular calcification in Klotho deficiency. Kidney Int 2020;97(3):487–501. doi: 10.1016/j.kint.2019.09.034

20. Villa-Bellosta R. Impact of magnesium:calcium ratio on calcification of the aortic wall. PLoS One 2017;12(6):e0178872. doi: 10.1371/journal.pone.0178872

21. Rodelo-Haad C, Pendón-Ruiz de Mier MV, Díaz-Tocados JM et al. The Role of disturbed Mg homeostasis in chronic kidney disease comorbidities. Front Cell Dev Biol 2020;(8):543099. doi: 10.3389/fcell.2020.543099

22. Sakaguchi Y, Hamano T, Isaka Y. Magnesium and progression of chronic kidney disease: benefits beyond cardiovascular protection? Adv Chronic Kidney Dis 2018;25(3):274–280. doi: 10.1053/j.ackd.2017.11.001

23. Sakaguchi Y, Hamano T, Matsui I et al. Low magnesium diet aggravates phosphate-induced kidney injury. Nephrol Dial Transplant 2019;34(8):1310–1319. doi: 10.1093/ndt/gfy358

24. Diaz-Tocados JM, Peralta-Ramirez A, Rodríguez-Ortiz ME et al. Dietary magnesium supplementation prevents and reverses vascular and soft tissue calcifications in uremic rats. Kidney Int 2017; 92(5):1084–1099. doi: 10.1016/j.kint.2017.04.011

25. Rebholz CM, Tin A, Liu Y et al. Dietary magnesium and kidney function decline: the healthy aging in neighborhoods of diversity across the life Span study. Am J Nephro. 2016;44(5):381–387. doi: 10.1159/000450861

26. Conde MV, Gonzalez MC, Quintana-Villamandos B et al. Liver growth factor treatment restores cell-extracellular matrix balance in resistance arteries and improves left ventricular hypertrophy in SHR. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2011;301(3):H1153–65. doi: 10.1152/ajpheart.00886.2010

27. Каюков ИГ, Береснева ОН, Парастаева ММ и др. Влияние возраста и сокращения массы действующих нефронов на состояние миокарда и коронарного русла у молодых крыс. Регионарное кровообращение и микроциркуляция 2015;14(4):66–73. doi: 10.24884/1682-6655-2015-14-4-66-73

28. Okoshi K, Ribeiro HB, Okoshi MP et al. Improved systolic ventricular function with normal myocardial mechanics in compensated cardiac hypertrophy. Jpn Heart J 2004;45(4):647–656. doi: 10.1536/jhj.45.647

29. Береснева ОН, Барабанова ВВ, Каюков ИГ и др. Влияние фуросемида на сократительную активность воротной вены крыс с экспериментальной хронической почечной недостаточностью. Нефрология 2000;4(2):60–63

30. Rosborg I, Kozisek F (Eds.) Drinking water minerals and mineral balance (second ed.), Springer International Publishing, London 2020. doi:10.1007/978-3-030-18034-8

31. Kozisek F. Regulations for calcium, magnesium or hardness in drinking water in the European Union member states. Regul Toxicol Pharmacol 2020; 112:104589. doi: 10.1016/j.yrtph.2020.104589

32. Pickering G, Mazur A, Trousselard M et al. Magnesium status and stress: the vicious circle concept revisited. Nutrients 2020; 12(12): 3672. doi: 10.3390/nu12123672

33. Wolf JP, Luthringer C, Berthelot A, Berthelay S. Blood pressure and plasma renin activity after magnesium supplementation in the spontaneously hypertensive rat: a study during developing and established hypertension. Magnesium 1987; 6(5): 243–248

34. Смирнов АВ, Чурина СК, Парастаева ММ и др. Влияние минерального состава питьевой воды на прогрессирование экспериментальной уремии у крыс. Нефрология 2004;8(1):71– 76. doi: 10.24884/1561-6274-2004-8-1-71-76

35. Chen Y, Chang Y, Zhang N et al. Atorvastatin attenuates myocardial hypertrophy in spontaneously hypertensive rats via the C/EBPβ/PGC-1α/UCP3 pathway. Cell Physiol Biochem 2018;46(3):1009–1018. doi: 10.1159/000488832

36. Shimamura K, Kurozumi N, Yamamoto K, Sunano S. Electrical and mechanical properties of spontaneous contraction in hypertensive rat portal vein. Pflugers Arch 1989;414(1):37–43. doi: 10.1007/BF00585624

37. Baudel MASM, Shi J, Large WA, Albert AP. Insights into activation mechanisms of store-operated TRPC1 channels in vascular smooth muscle. Cells 2020;9(1):179. doi: 10.3390/cells9010179

38. Loirand G, Pacaud P, Baron A et al. Calcium-activated cation channel in rat portal vein myocytes. Z Kardiol 1991;80(7):59–63

39. Albert AP, Large WA. A Ca2+-permeable non-selective cation channel activated by depletion of internal Ca2+ stores in single rabbit portal vein myocytes. J Physiol 2002;538(Pt 3):717–728. doi: 10.1113/jphysiol.2001.013101

40. Albert AP, Large WA. Store-operated Ca2+-permeable non-selective cation channels in smooth muscle cells. Cell Calcium 2003;33(5-6):345–356. doi: 10.1016/s0143-4160(03)00048-4


Для цитирования:


Иванова Г.Т., Парастаева М.М., Береснева О.Н. Влияние уровня магния в питьевой воде на состояние сердечно-сосудистой системы спонтанно-гипертензивных крыс. Нефрология. 2021;25(4):71-81. https://doi.org/10.36485/1561-6274-2021-25-4-71-81

For citation:


Ivanova G.T., Parastaeva M.M., Beresneva O.N. Effect of the level of magnesium in drinking water on the state of the cardiovascular system of spontaneous hypertensive rats. Nephrology (Saint-Petersburg). 2021;25(4):71-81. (In Russ.) https://doi.org/10.36485/1561-6274-2021-25-4-71-81

Просмотров: 29


ISSN 1561-6274 (Print)
ISSN 2541-9439 (Online)