Magnesium aus ­internistischer Sicht für Herz und Kreislauf

Magnesium und Ernährungsgewohnheiten durchleuchten.

Magnesium und Ernährungsgewohnheiten durchleuchten.

Aus internistischer Sicht stellen sich mit der oralen und parenteralen Substitution von Magnesium besonders Indikationen zu Herz und Kreislauf in den Vordergrund.

Unter dem Strich hat Magnesium eine Reihe potenzieller positiver Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System, Und zwar insbesondere zeigt es antiarrhythmische Eigenschaften. Seine physiologischen Eigenschaften versprechen die therapeutischen Vorteile, die Magnesium bei der Behandlung verschiedener Tachyarrhythmien haben kann. Aus internistischer Sicht sind deswegen die oralen und parenteralen Magnesium-Substitutionen besonders für Herz und Kreislauf von Bedeutung. Vor allem bei der koronaren Herzkrankheit und chronischer Herzinsuffizienz, die mit ­einer Diuretikagabe behandelt wird, zeigen sich günstige Effekte.



Magnesium stellt für den lebenden Organismus einen essenziellen Mineralstoff dar, von dem durchschnittlich 12mmol/Tag mit der Nahrung aufgenommen werden. Der größte Magnesiumspeicher ist der Knochen, der ca. 60% des Magnesiumpools bildet.

Der Knochen ist als Langzeitdepot zu sehen, da Magnesium sehr langsam abgegeben wird. Knapp 39% des restlichen Magnesiumpools, so genannte schnelle Depots, finden sich in den Organen wieder, vor allem aber in der glatten Muskulatur.

Nur rund 1% des Magnesiumhaushalts verweilt ständig im Blut, sodass die schnellen Depots, in dem Fall meist die Muskulatur, Magnesium zur Verfügung stellen müssen. Das Erdalkalimetall Magnesium wurde in den frühen 90er Jahren wieder aktuell, nachdem die ersten oralen Medikationen mit höherem Gehalt zur Verfügung standen. Seit diesem Zeitpunkt haben sich die Fachgebiete, unter anderem die Geburtshilfe, vor allem die Innere Medizin und Notfallmedizin näher mit Magnesium beschäftigt.

 

Magnesiumbedarf: Aufnahme – Ausscheidung

Bei einem täglichen Magne­sium­bedarf von 300–400mg, entsprechend 12–17mmol, ist die Niere das bestimmende Organ für die Serum-Magnesiumkonzentration im Blut. Die Rück­resorption von Magnesium wird im proximalen Tubulus an die Natriumrückresorption gekoppelt und bei Hypovolämie gesteigert. Umgekehrt ist die Magnesiumresorption bei einer Hypovolämie vermindert.

Weiters beeinflussen Mineral- und Glucocorticoide die Magnesium­resorption bzw. Ausscheidung. ­Eine vermehrte Sekretion von Mineral- und Glucocorticoiden führt zu einer höheren Ausscheidung von Magnesium und umgekehrt.

Daneben spielen auch Effekte der Leber eine Rolle, wo es unter höherer physischer und psychischer Belastung zu einer Depletion von Magnesium kommt. In diesem Zusammenhang wird Magnesium häufig als Antistressmineral bezeichnet, da bei chronischen Stresszuständen die Magnesiumverluste über die Niere, zum Teil auch über die Haut besonders ausgeprägt sind.



 

Der natürliche Antagonist zu Magnesium ist Kalzium, wobei Kalzium in der Henleschen Schleife in Bezug auf die Resorption von Magnesium hemmend eingreift. Weiters findet sich eine Synergie von Kalium und Magnesium. Der Magnesiumtransport in der Henleschen Schleife geht parallel zur Kaliumausscheidung und führt unter Schleifendiuretika zu einem massiven Magnesium- und Kalium-Verlust.

Umgekehrt ist Kalium teilweise dafür verantwortlich, dass Magnesium über Transportsysteme und spezifische Kanäle in die Zelle transportiert werden kann. Wesentlich ist dabei, dass ein Kalium- und ein Magnesiummangel­ gleichzeitig auftreten können und bei Ausgleich eines einzelnen Mangelzustandes das zweite Elektrolyt immer mitzusubstituieren ist.

 

Magnesium und die Zellen

Weiters zählen zu den hormonal beeinflussenden Effekten auch die des Parathormons. Das Hormon bewirkt eine Zunahme der Magnesiumresorption, wird aber durch die gleichzeitige Hyperkalziämie als Antagonist teilweise oder zur Gänze aufgehoben.

An der Zellmembran spielen Kalzium und Magnesium ebenso eine wichtige Rolle, wobei bei Untergang von Zellen (Zellnekrosen) eine Überladung von Kalzium vorliegt. Dieser Vorgang ist vor allem bei Zelluntergang in Folge eines Myokardinfarktes nachweisbar und zeigt, wie wesentlich sich Magnesium unter anderem für das Herz darstellt.

Mangelzustände können weiters durch Veränderung der ionalen Ströme Herzrhythmusstörungen darstellen, die bis zu den gefährlichen Torsaden führen. Rund 2/3 des über die Nahrung zugeführten Magnesiums gehen mit dem Stuhlgang wieder verloren.

Bei einem intrazellulären Magnesiummangel kommt es neben kardialen Problemen auch zu neuromuskulären Störungen in der glatten Muskulatur des Darms, was gleichzeitig zu einer Diarrhoe führen kann und damit wiederum eine Minderresorption von zugeführtem Magnesium nach sich zieht.



Daher ist bei einem ernsthaften Magnesiummangel die parenterale Zufuhr unter klinischer Überwachung angezeigt, da nur so eine sichere Substitution ­erfolgen kann. Die manchmal beschriebenen Unverträglichkeiten von Magnesium bei oraler Zufuhr mit dem Symptom weicher Stuhl oder Durchfall können durch eine eher seltene Überdosierung, häufiger aber durch die Aufnahme von Magnesium zusammen mit fetthaltigen Speisen erklärt werden.

 

Sportler und aktive Menschen

Bei Zufuhr von Fett und Magnesium kommt es zu einer Seifenbildung, die wiederum eine massiv abführende Wirkung auslöst. Der tägliche Magnesiumbedarf von 300–400mg ist ein Durchschnittswert und muss bei entsprechendem Ansteigen der psychischen und physischen Leis­tung höher werden.

Hobbysportler, Saunagänger und aktive Menschen brauchen täglich bis zu 800mg Magnesium, trotz einer entsprechenden Nahrungsmittelzufuhr, die ballaststoffreich und vitaminreich sein sollte.

Im täglichen Leben zeigt sich ein Magnesiummangel neben Konzentrationsproblemen, Fahrigkeit und Leistungsverlust vor allem in den unangenehmen Bein- und Wadenkrämpfen, die in der Nacht häufiger auftreten.

Erklärt werden diese nächtlichen Symptome vor allem durch den sekundären Magnesiummangel, der über die schnellen Depots der glatten Muskulatur entsteht, da diese wiederum Magnesium zu Verfügung stellen.

Da dies vor allem in Ruhephasen geschieht, sollten Magnesiumsubstitutionen mittels oraler Form vor allem gegen Abend durchgeführt werden, um diesem Mangelsymptom zu begegnen.

 



 

Magnesium und Nahrung

Bei oraler Magnesiumsubstitution sollten vom Arzt vor Verschreibung oder Empfehlung von Magnesium die Ernährungsgewohnheiten durchleuchtet werden. Menschen, die im Berufsleben nicht nur Stresssituationen haben und öfter Ausgleichssport und Bewegung brauchen, benötigen mehr Magnesium.

Zu den magnesiumreichsten Nahrungsmitteln gehören alle Bestandteile eines gesunden Frühstücks, beginnend mit Weizenkeimen, Haferflocken, Korn oder Hirse bzw. alle Formen von Müsli. Auch reines Kakaopulver sowie dunkle Schokolade sind magnesiumreich, gehören aber zu den Energiespendern mit Zucker, zum Teil auch Fett. Dies gilt auch für Nüsse, die in vielerlei Hinsicht als absolut gesund zu bezeichnen sind, aber im gerös­teten und vor allem gesalzenen Zustand als dauernde Magnesiumspender nicht in Frage kommen.

Bei Obst und Gemüse hält sich die Magnesiumzufuhr in bescheidenen Grenzen, da letztlich auch die Böden durch das Auswaschen des sauren Regens immer magnesiumärmer werden. Dazu kommt ein Überdüngen des Bodens. Die häufige Meinung, dass Bananen sehr magnesiumreich sind, sollte nicht Platz greifen, da die Banane zwar ein Energiespender ist, aber Kalium in höherer Konzentration als Magnesium enthält. Für den Hobby- oder Leistungssportler erscheint daher eine Mischung aus Magnesium in Form von Mikropellets oder Granulat, zusammen mit dem Genuss einer Banane als vorteilhaft (siehe Tabelle).

­­Die Magnesium-Mengenlehre (Pflanzlicher Magnesiumgehalt in mg/100g)


Der natürliche Antagonist zu Magnesium ist Kalzium, wobei Kalzium in der Henleschen Schleife in Bezug auf die Resorption von Magnesium hemmend eingreift. Weiters findet sich eine Synergie von Kalium und Magnesium. Der Magnesiumtransport in der Henleschen Schleife geht parallel zur Ka­lium­ausscheidung und führt unter Schleifendiuretika zu einem massiven Magnesium- und Kaliumverlust.



 

Magnesium und Herz

Magnesium besitzt als essenzieller Mineralstoff für das Herz eine Schlüsselfunktion für die Steuerung transmembranöser Elektrolytströme. Die Wirkung von Magnesium auf das Herz ist durch die Aktivierung der Natrium-­Kalium-ATP/ase und damit der Stabilisierung des Membranpotenzials gegeben.

Magnesium hebt die ventrikuläre Flimmerschwelle im Bereich der Reizbildung und der Reizleitung und führt zu einer Verlangsamung der Sinusknotenfrequenz, einer Verlängerung der Sinusknotenerholungszeit und der atrioventrikulären Refraktärzeit. Die deutliche Beeinflussung des Sinus- und AV-Knotens charakterisiert Magnesium als einen physiologischen Kalziumantagonisten.

Durch Magnesium wird die Entstehung von Arrhythmien auf der Grundlage früher und später Nachpotenziale therapeutisch beeinflusst. In der Myokardzelle lassen sich bei einer niedrigen Magnesiumkonzentration membrandestabilisierende Einflüsse zuordnen, während eine hohe Magnesiumkonzentration membranstabilisierend wirkt.

Somit ist Magnesium ein Antiarrhythmikum und kann auch als solches in oraler und parenteraler Form eingesetzt werden. Shechter und Mitarbeiter zeigten im Jahr 2000, dass durch ­eine Therapie mit Magnesium bei stabiler koronarer Herzkrankheit die Endothelfunktion deutlich verbessert werden kann. Weiters steigt die körperliche Leistungsfähigkeit von Patienten mit koronarer Herzkrankheit.

Dies konnte vor allem bei Herz-Patienten mit einer Substitution von Magnesium und Kalium erreicht werden. Stühlinger und Mitarbeiter haben 2001 erstmals Empfehlungen zur parenteralen Magnesiummedikation veröffentlicht.

 

Empfehlungen zur parenteralen Magnesiummedikation

Parenterales Magnesium als Antiarrhythmikum:

Parenteral Magnesium für das Herz – wann die Indikation sinnvoll ist:



 

Torsade de pointes

Als Torsade de pointes wird eine besondere Form der Kammer­tachykardie bezeichnet, bei der es zu einer bedrohlichen Rhythmusstörung mit undulierenden Kammerausschlägen in der QRS-Achse, die als spezielle Form des Kammerflatterns angesehen werden kann, kommt.

Wobei Auslöser meistens Bradykardien beziehungsweise ein AV-Block III ist. Grades, massive Elektrolytstörungen mit Hypomagnesiämie und Hypokaliämie sowie Pharmaka, die die Repolarisation verlängern. Zu diesen zählen trizyklische Antidepressiva.

Das elektrische Korrelat der Torsaden sind frühe Nachpotenziale, die sich durch Magnesium unterdrücken lassen. Auch in den Richtlinien der American Heart Association finden sich klare Empfehlungen für den Einsatz von parenteralem Magnesium.

 

Digitalisassoziierte ventrikuläre Tachyarrhythmien und multifokale atriale Tachykardien

Digitalisüberdosierungen bzw. Vergiftungen können zu unterschiedlichen Arrhythmien führen. Am häufigsten finden sich ventrikuläre Tachyarrhythmien mit Inaktivierung der Natrium-Kalium-ATP/ase.

In den meisten Fällen kommt eine Digitalisintoxikation gemeinsam mit einer Hyperkaliämie vor. Magnesium aktiviert die Natrium-Kalium-ATP/ase und wirkt dem Effekt der Intoxikation entgegen. Es kommt zu einem Anheben der Flimmerschwelle, zur Stabilisierung des Rhythmus.

Diese eher selten auftretenden Tachykardien finden sich vor allem postoperativ bei Intensivpatienten sowie bei Patienten mit respiratorischer Insuffizienz. Im EKG finden sich unterschiedliche P-Konfigurationen sowie PEP- und PQ-Intervalle. Diese abnormen Automatien sind durch parenterales Magnesium, das auf der Intensivstation postoperativ gegeben werden sollte, zu durchbrechen.



 

Perioperatives Management

Erstmals wurden im Jahre 1992 in kontrollierten Untersuchungen Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen mit parenteralem Magnesium behandelt. Es kam zu einer Reduktion der ventrikulären Arrhythmien sowie zu einer deutlichen Reduktion von supraventrikulären Ereignissen.

Auch hier sollte in Zusammenarbeit mit dem Anästhesisten die perioperative Magnesiumtherapie besprochen und angewandt werden.

Auch bei ventrikulären Arrhythmien nach Gabe von Klasse-III-Antiarrhythmika ist die Magnesiumtherapie vor allem bei Nicht­ansprechen der Klasse-III-Therapie als Alternative vorzusehen.

Zudem können Mischungen verschiedener Antiarrhythmika zu unberechenbaren Summationseffekten sowie zu proarrhythmischen Ereignissen führen. Eine entsprechende Entschärfung durch parenterales Magnesium lässt sich herbeiführen.

Bei ventrikulären Arrhythmien infolge von Neuroleptika oder Tricyclicaüberdosierung sowie bei therapierefraktärem Kammerflimmern sollte ein Therapieversuch mit parenteralem Magnesium erfolgen.

Bei monomorphen Kammertachykardien wurden erstmals im Jahr 1993 in randomisierten Doppelblindstudien Erfolge mit parenteralem Magnesium erreicht. Auch hier wurde wie in anderen Fällen eine Bolustherapie durchgeführt.



 

Magnesium und Herzinsuffizienz

Neben den Effekten auf die Herzmuskelzelle muss die Bedeutung von Magnesium hinsichtlich der chronischen Herzinsuffizienz erwähnt werden. Durch die Früherkennung der Herzinsuffizienz mit Echokardiogramm und der Bestimmung von BNP (Brain Natriuretic Peptid) und Klinik werden vermehrt ACE-Hemmer, Betablocker, AT-I-Rezeptorblocker und Diuretika eingesetzt.

Vor allem ab dem Stadium NYHA III ist der Einsatz von diuretischen Medikationen zumindest intermittierend unabwendbar. Viele Patienten leiden unter renalen Kalium- und Magnesiumverlusten, die wiederum Muskelkrämpfe und Rhythmusstörungen auslösen. Aus diesem Grund sind bei derartigen Patienten ständige Magnesium- und Kaliumsubstitutionen indiziert.

 

Indikationen zur oralen Magnesiumtherapie

Zu den wichtigsten Patientengruppen, die eine orale Magne­sium­therapie brauchen, zählen jene mit stabiler koronarer Herzkrankheit sowie ventrikulären Extrasystolen bei chronischer stabiler KHK und Herzinsuffizienz. Bereits 1990 beschrieb Holzgartner bei einem Kollektiv von mehr als 1.000 Patienten eine deutliche subjektive Besserung unter oraler Magnesiumtherapie.

Es kommt zu einem signifikanten Rückgang der ventrikulären Extrasystolen bereits nach vierwöchiger Therapie, vor allem bei Patienten mit chronischem Vorhofflimmern.

1995 zeigte Feyertag bei einem kleineren Patientenkollektiv in einer kontrollierten Untersuchung, dass eine orale Gabe von 15mmol Magnesium in Kombination mit 6mmol Kalium über drei Wochen zu einer Reduktion der Arrhythmiehäufigkeit um 57% führt.

Weitere doppelblinde randomisierte und placebokontrollierte Studien fanden im Jahr 1997 unter Zehender statt, die wiederum eine Verbesserung nicht nur des subjektiven Wohlbefindens, sondern auch der ventrikulären Extrasystolen ergab. Bei bereits oben beschriebener Diuretikagabe kommt die orale Medikation zu tragen und verbessert Magnesium- und Kaliummangelsymptome.

 



Gegen System- sowie Zellstress (oxidativen Stress)

Bei stabiler koronarer Herzkrankheit zeigte – wie bereits erwähnt – Shechter im Jahr 2000 in einer kontrollierten Untersuchung anhand von 15 Patienten, dass durch eine Therapie mit oralem Magnesium bei stabiler koronarer Herzkrankheit die Endothelfunktion signifikant verbessert wird. Das Antistressmineral Magnesium wirkt sich sowohl auf den System- als auch Zellstress (oxidativen Stress) reduzierend aus, daneben korreliert die plättchenabhängige Thrombose auch teilweise mit der ­Höhe des intrazellulären Magnesiumspiegels.

Weiter fand sich beim gleichen Autor eine Untersuchung, die die körperliche Leistungsfähigkeit von Patienten bei KHK nach sechsmonatiger Magnesiumtherapie unterstrich. Auch hierzu haben die Forscher eine Kombination von Magnesium mit Kalium bei insgesamt 187 Patienten eingesetzt.

Dabei untersuchten fünf internationale Zentren in einer doppelblinden randomisierten, kontrollierten Studie den primären Endpunkt – die körperliche Leistungsfähigkeit am Ergometer. Die daraus folgenden signifikanten Leistungsverbesserungen sollten daher bei einer stabil koronaren Herzkrankheit zu einer Magnesiumtherapie führen.

 

Magnesiumspiegel im Blut

Die häufige Frage, inwieweit ein Total-Magnesiumspiegel im Blut eine Aussage über den Magnesiumhaushalt wiedergibt, lässt sich folgendermaßen beantworten:

Eine Überdosierung von Magnesium kann nur bei renaler Insuffizienz oder parenteraler Gabe passieren, wobei sich die Infusionstherapie im Blutspiegel ­(totales Magnesium) besser darstellen lässt.



Eine genaue Aussage über den Magnesiumhaushalt ist nur mit den ionisierten bzw. gebundenen Werten oder intrazellulärem Magnesium möglich, die allerdings nur an wenigen Stellen in Österreich verfügbar sind, da diese Bestimmung finanziell äußerst aufwändig ist.

 

Fazit: Magnesium hat für Herz und Kreislauf von großer Bedeutung!

Aus internistischer Sicht sind die oralen und parenteralen Magnesium-Gaben vor allem für Herz und kreislauf von großer Bedeutung. ­Dabei ist die koronare Herzkrankheit in stabiler Form mit einem oralen Magnesium, das auch ­Kalium beinhalten sollte, indiziert.

Weiter findet man günstige Effekte bei chronischer Herz­insuffizienz, die mit einer Diuretikagabe behandelt wird.

Die parenteralen Indikationen liegen vor allem im Bereich der ­Arrhythmien, wobei die Torsade de pointes-Tachykardien, die digitalisassoziierte ventrikuläre Tachyarrhythmie sowie die multifokalen atrialen Tachykardien in der Behandlungsstrategie mit Magnesium einen Fixplatz haben.

In den meisten Fällen verwendet man Magnesiumsulfat. Wobei im akuten Notfall bis zu 3 Ampullen à 200mg Magnesiumsulfat im Bolus unter Monitorkontrolle notwendig sein können.

Ein weiteres Betätigungsfeld sind die perioperativen Arrhythmien, die vor allem auf der Intensivstation häufiger postoperativ auftreten können, wobei Magnesium sowohl bei ventrikulären wie bei supraventrikulären Ereignissen als erster Therapieversuch eingesetzt werden kann.

Sinnvoll erscheint Magnesium auch bei der Behandlung von Neuroleptika und Tricyclicaüberdosierungen zu sein, da häufig ventrikuläre Arrhythmien bei ­toxischen Dosen auftreten.

Nicht zuletzt sind die große Anzahl von Hobbysportlern und Stressmenschen anzusprechen, die durch einen erhöhten Magnesiumverbrauch bzw. durch ein ständiges Hochfahren der adrenergen Systeme einen erhöhten Magnesiumbedarf haben und diesen noch mit Saunagängen verschärfen. Hier ist die Selbstmedikation von Magnesium in Granulatform oder als Pellets anzuraten.




Literatur:

Baker WL. Treating arrhythmias with adjunctive magnesium: identifying future research directions. Eur Heart J Cardiovasc Pharmacother. 2017;3(2):108–117. doi:10.1093/ehjcvp/pvw028


Quelle: Magnesium aus ­internistischer Sicht. Prim. Dr. Bernd Zirm. MEDMIX 1-2/2008.

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