今日の臨床サポート

高マグネシウム血症

著者: 熊谷天哲1) 帝京大学医学部附属病院 腎臓内科

著者: 花房規男2) 東京女子医科大学 血液浄化療法科

監修: 花房規男 東京女子医科大学 血液浄化療法科

著者校正済:2022/07/20
現在監修レビュー中
患者向け説明資料

概要・推奨   

  1. 腸管疾患のある高齢患者では、腎機能障害がなくても高度の高マグネシウム血症になることがある。
  1. 高マグネシウム血症は低マグネシウム血症に比べて頻度が低い(推奨度2)
  1. 高マグネシウム血症は腎機能障害のある患者で認めることが多い(推奨度2)
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薬剤監修について:
オーダー内の薬剤用量は日本医科大学付属病院 薬剤部 部長 伊勢雄也 以下、林太祐、渡邉裕次、井ノ口岳洋、梅田将光による疑義照会のプロセスを実施、疑義照会の対象については著者の方による再確認を実施しております。
※薬剤中分類、用法、同効薬、診療報酬は、エルゼビアが独自に作成した薬剤情報であり、 著者により作成された情報ではありません。
尚、用法は添付文書より、同効薬は、薬剤師監修のもとで作成しております。
※同効薬・小児・妊娠および授乳中の注意事項等は、海外の情報も掲載しており、日本の医療事情に適応しない場合があります。
※薬剤情報の(適外/適内/⽤量内/⽤量外/㊜)等の表記は、エルゼビアジャパン編集部によって記載日時にレセプトチェックソフトなどで確認し作成しております。ただし、これらの記載は、実際の保険適応の査定において保険適応及び保険適応外と判断されることを保証するものではありません。また、検査薬、輸液、血液製剤、全身麻酔薬、抗癌剤等の薬剤は保険適応の記載の一部を割愛させていただいています。
(詳細はこちらを参照)
著者のCOI(Conflicts of Interest)開示:
熊谷天哲 : 特に申告事項無し[2022年]
花房規男 : 未申告[2022年]
監修:花房規男 : 未申告[2022年]

改訂のポイント:
  1. 定期レビューを行い、治療法や最新の文献について加筆修正を行った。

病態・疫学・診察

疫学情報・病態・注意事項  
  1. マグネシウム濃度は、通常の診療で測定されることは少ない。
  1. 血中マグネシウム濃度の正常値は1.8~2.4 mg/dLである。単位の変換は、1mEq/L = 0.5 mM = 1.2 mg/dLである。体内のマグネシウムは60~70%が骨組織に、30%が筋肉・肝臓など軟部組織に分布し、細胞外液中には約1%しか存在しない。体内のマグネシウムバランスは主に腎臓の尿細管で調節されている。
 
マグネシウム代謝

出典

img1:  Hypomagnesemia and hypermagnesemia.
 
 Rev Endocr Metab Disord. 2003 May;4(2):1・・・
 
  1. 高マグネシウム血症は、腎機能障害やマグネシウムの投与がなければまれである。
  1. 臨床上は推算GFR 30mL/min/1.73m2未満のstageG4以上のCKD患者が最も多い。マグネシウムを含む胃薬や下剤を使用している患者では注意が必要である。
  1. 妊婦で子癇前症、子癇に対してマグネシウム製剤の静注を施行した患者では高マグネシウム血症の発症に対して注意が必要である。
  1. 高マグネシウム血症は低マグネシウム血症に比べて頻度は少ない。また、症状のみで高マグネシウム血症を疑うことは難しいことが多く、他の電解質異常がある場合や腎機能障害、マグネシウム製剤の常用がある場合には血中マグネシム濃度測定を考慮する。
  1. 高マグネシウム血症の鑑別は、尿中マグネシウム排泄量、クレアチニンクリアランスをまず測定することから始める(図アルゴリズム, 合併疾患・鑑別疾患: >詳細情報 )。実際の症例では、高度の高マグネシウム血症は中等度以上の慢性腎障害の場合が多い。ただし、高齢者で腸管疾患のある患者でマグネシウム製剤を使用している場合には、高マグネシウム血症になることがあり、注意が必要である。
  1. 治療法として、カルシウム製剤の静注が呼吸抑制や不整脈の予防に一時的に効果がある。また尿からのマグネシウム排泄を促進するため、生理食塩水投与とフロセミドの静注を行う。
  1. 予防が大切であり、高度の腎機能障害(急性腎障害、慢性腎障害)のある患者では、マグネシウム製剤の使用は慎重に行う必要がある。
  1. 末期腎不全の患者で維持透析中の患者ではマグネシウム濃度を正常範囲より若干高めに維持することで血管の石灰化を抑制できる可能性がある。
 
  1. 高マグネシウム血症は低マグネシウム血症に比べて頻度が低い(推奨度2)
  1. まとめ:高マグネシウム血症の頻度は低マグネシウム血症に比べて頻度が低かった。
  1. 代表事例:マグネシウム濃度異常は他の電解質異常に伴うことが多いため、電解質の検査に提出された1,033例でマグネシウム濃度を測定した。487例で低マグネシウム血症を認め、59例で高マグネシウム血症を認めた。内科医がマグネシウム濃度を測定しようとしたのは、低マグネシウム血症の症例の内10%、高マグネシウム血症の症例の内13%であった[1]
  1. 結論:高マグネシウム血症は低マグネシウム血症に比べて頻度が少ない。内科医がマグネシウム濃度異常を予測できた症例は少なかった。
  1. 追記:この論文では電解質の異常を疑った際には、マグネシウム濃度測定をルーチンにすることを推奨している。
 
  1. 高マグネシウム血症は腎機能障害のある患者で認めることが多い(推奨度2)
  1. まとめ:高マグネシウム血症のある患者の70%以上に腎機能障害を認めた。
  1. 代表事例:入院中の患者で高マグネシウム血症の患者のプロフィールを調べた。2.4mg/dL以上の高マグネシウム血症の患者の内73%で腎機能障害を認めた[2]
  1. 結論:高マグネシウム血症は腎機能障害のある患者で認めることが多い。
  1. 追記:2.4mg/dL以上の高マグネシウム血症は27%で認められたのに対して、4.8mg/dL以上の高マグネシウム血症は1%以下であった。
 
  1. 腸管疾患のある患者ではマグネシウム投与により高マグネシウム血症になりやすい(推奨度2)
  1. まとめ:高度の高マグネシウム血症の患者8人の内7人にマグネシウム吸収を促進する可能性のある腸管疾患を認めた。
  1. 代表事例:1984年から1989年の間の入院患者で8人に高度の高マグネシウム血症を認めた。その内7人にマグネシウム吸収を促進する可能性のある腸管疾患(胃炎、腸炎、急性の潰瘍病変など)を認めた。意外なことに、以前から腎不全のある患者は1人のみであった。患者は1人を除いて高齢であった[3]
  1. 結論:高度の腎機能障害がない場合でも高齢の患者でマグネシウム吸収を促進する可能性のある腸管疾患がある場合には、高マグネシウム血症になり得る。
  1. 追記:低血圧、徐脈、呼吸不全、心電図異常、うつ傾向が認められたが、高マグネシウム血症が疑われたのは8例中2例のみであった。
 
  1. カルシウム製剤はマグネシウムの作用に拮抗する(推奨度2)
  1. まとめ:カルシウム製剤はマグネシウムの作用に拮抗するため、高マグネシウム血症の一時的な治療として使用することが可能である。
  1. 代表事例:カルシウム製剤は以前より、マグネシウムの作用に拮抗するものと考えられてきた。動物実験でカルシウム投与は高マグネシウム血症による低血圧を速やかに改善した。高マグネシウム血症による呼吸抑制に対しても使用される。新生児では大人よりカルシウム製剤の効果は少ないが、臨床的にカルシウム製剤の使用は推奨される。
  1. 結論:高マグネシウム血症の一時的な治療としてカルシウム製剤の使用が推奨される[4]
 
  1. 利尿薬のフロセミド投与は尿からのマグネシウム排泄を増加させる(推奨度2)
  1. まとめ:利尿薬のフロセミドは尿細管 (ヘンレ係蹄の太い上行脚)におけるマグネシウムの再吸収を抑制し、尿中へのマグネシウム排泄を増加させるため、高マグネシウム血症の治療として推奨される。
  1. 代表事例:比較的高度の腎機能障害(血清クレアチニン5.3 mg/dL)で高マグネシウム血症(6.9 mEq/L)を認めた88歳の症例で血液透析による治療を家族が希望しなかった際に、生理食塩水とフロセミド静注により高マグネシウム血症は改善した。フロセミドによるマグネシウム排泄増加のメカニズムとしては、以下のことが想定されている。ヘンレ係蹄では管腔側が陽性に荷電することにより、陽イオンのMg2+が受動的に細胞間のparacellular経路を通じて吸収される。フロセミドはNa+-K+-2Cl- cotransporter (NKCC2)を阻害することにより、renal outer medullary potassium (ROMK)による管腔側の陽性荷電がなくなり、マグネシウムの再吸収が低下する。
 
ヘンレ係蹄上行脚におけるマグネシウム再吸収

参考文献:
  1. David EC Cole et al.: Inherited disorders of renal magnesium handling. J Am Soc Nephrol 11:1937-1947, 2000
  1. Leo Monnens et al.: Great strides in the understanding of renal magnesium and calcium reabsorption. Nephrol Dial Transplant 15:568-571, 2000

出典

img1:  著者提供
 
 
 
  1. 結論:高マグネシウム血症の治療として生理食塩水投与と利尿薬フロセミドの使用が推奨される[5]
 
 
  1. 腎機能障害のある患者でマグネシウム製剤の使用は致命的になることがある(推奨度2)
  1. まとめ:マグネシウム製剤を投与された急性腎不全の高齢女性が高度の高マグネシウム血症を呈し、死亡した。
  1. 代表事例:術前の腸管処置のため、高齢女性がマグネシウム含有の下剤を投与された。患者は急性腎不全を合併しており、高度の高マグネシウム血症を呈し、持続血液透析で治療を行ったが、高マグネシウム血症による徐脈、心筋梗塞、呼吸不全にて死亡した[6]
  1. 結論:大量のマグネシウム製剤使用の前には、腎機能が正常であることを確認する必要があり、急性腎不全の患者ではマグネシウム製剤の大量投与は避けるべきである。
 
  1. 末期腎不全の患者では、血中マグネシウム濃度が正常より若干高いほうが血管の石灰化進行抑制に関して有利である可能性がある(推奨度2)
  1. まとめ:血液透析あるいは腹膜透析中の患者でのいくつかのretrospective studyで血中マグネシウム濃度が高い群で血管の石灰化進行が遅かった。
  1. 代表事例:44人の腹膜透析患者を調べた研究では、血管の石灰化が進行しなかった群では、進行した群に比べて血清マグネシウム濃度が高かった(3.0±0.5 vs 2.7±0.5 mg/dL)。両群間に血中カルシウム、リン濃度、副甲状腺ホルモンの濃度の違いはなかった[7]
  1. 56人の血液透析患者の僧帽弁輪部石灰化をエコーで調べた研究では、血清マグネシウム濃度が3 mg/dL未満の群で石灰化がより多く認められた[8]
  1. 結論:透析中の患者では正常より若干高い血中マグネシウム濃度が血管石灰化抑制に関して有利である可能性がある。
  1. 追記:上記はretrospective studyの結果であり、prospective studyはほとんど行われていない。確実なエビデンスとするためには、今後のprospective studyが待たれる。
 
  1. マグネシウム投与は動脈硬化・石灰化を抑制する(推奨度2)
  1. まとめ:マグネシウムには動脈硬化抑制効果がある可能性があるとする観察研究が2つある。また腎不全モデル動物でマグネシウム投与により動脈の石灰化が抑制された。最近、CKDのstage 3,4を対象としたRCTで酸化マグネシウムの投与により冠動脈の石灰化が抑制されることが示され、注目される。
  1. 代表事例:93人の血液透析患者を対象とした観察研究では血清マグネシウム濃度と頚動脈内膜中膜厚の間には逆相関が認められた[9]
  1. 血液透析患者でマグネシウム投与の2カ月間の効果を見た研究では、投与により頚動脈内膜中膜厚が有意に減少した[10]。腎不全モデルラットに炭酸マグネシウムを投与すると、動脈の石灰化が抑制された[11]
  1. 糖尿病や心血管系疾患の既往など冠動脈石灰化リスクをもつCKDのstage 3,4を対象として酸化マグネシウム投与の冠動脈石灰化に対する効果をみた研究では、コントロール群に比べて酸化マグネシウム投与群で有意に冠動脈石灰化スコアの悪化は抑制された[12]
  1. 結論:マグネシウム投与は動脈硬化・石灰化を抑制する。
  1. 追記:冠動脈石灰化ハイリスクのCKD stage 3,4の患者でマグネシウム投与により冠動脈石灰化が抑制された。心血管疾患の既往などの冠動脈石灰化リスクのないCKDでも同様の結果が得られるか、現在、eGFR 15-45 mL/min/1.73m2のCKD患者を対象としてマグネシウム投与の冠動脈石灰化に関する効果をみるRCT (MAGiCAL-CKD)がデンマークで行われており[13]、その結果が注目される。
 
  1. マグネシウム濃度の高い透析液での透析は血管の石灰化を改善する可能性がある(推奨度2)
  1. まとめ:維持透析患者でマグネシウム濃度の高い透析液での透析は血管の石灰化を改善する可能性をin vitroの系で示した。
  1. 代表事例:血清が石灰化に及ぼす影響に関して新しい評価法であるserum calcification propensityを測定した。これは非結晶性のリン酸カルシウムを含むprimary calciprotein particles (CPP)から結晶性のハイドロキシアパタイトを含むsecondary CPPへの移行の時間(T50)を計測するものである。透析液のマグネシウム濃度を1.0から2.0 mEq/Lに増加させた群と通常の1.0 mEq/Lの群を比較した。透析液のマグネシウム濃度を増加させるとT50はベースラインの247±69分から302±66分に増加した[14]。すなわち石灰化の進展が抑制されることが示された。
  1. 結論:マグネシウム濃度の高い透析液での血液透析は血管の石灰化を改善する可能性がある。
  1. 追記:RCTでのインターベンションの結果であり、興味深い。マグネシウム濃度の高い透析液での透析で実際の血管石灰化が改善するかどうか、研究の進展が待たれる。
問診・診察のポイント  
 
問診:
  1. 慢性腎障害の既往の有無、マグネシウムを含む胃薬や下剤の使用量、使用頻度

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文献 

R Whang, K W Ryder
Frequency of hypomagnesemia and hypermagnesemia. Requested vs routine.
JAMA. 1990 Jun 13;263(22):3063-4.
Abstract/Text This study was designed to assess the effectiveness of identifying serum magnesium abnormalities by comparing physician-initiated requests for this analyte with routine magnesium determinations. Because magnesium abnormalities frequently accompany other electrolyte abnormalities, we measured magnesium in 1033 serum specimens submitted for electrolyte analyses. Physician-initiated requests for magnesium measurements were received for 81 (7.4%) of these specimens. Serum magnesium abnormalities were identified in 546 of the 1033 specimens (hypomagnesemia [less than 0.74 mmol/L], 487; hypermagnesemia [greater than 0.99 mmol/L], 59). Only 10% of the hypomagnesemic patients (48/487) and 13% of the hypermagnesemic patients (7/59) were identified by physician-initiated requests for this analyte. Fifty-three patients were both hypomagnesemic/hypokalemic and 30 patients were both hypomagnesemic/hyponatremic, but only 8 (15%) and 3 (10%), respectively, had physician-initiated requests for magnesium. Because magnesium abnormalities in significant numbers of patients are not being detected, we recommend routine measurement of this analyte when analyses of electrolytes are required for the care of patients.

PMID 2342219
M Crook
A study of hypermagnesaemia in a hospital population.
Clin Chem Lab Med. 1999 Apr;37(4):449-51. doi: 10.1515/CCLM.1999.073.
Abstract/Text The purpose of this present study was to assess the prevalence of hypermagnesaemia in a hospital population. Furthermore, the relationship between hypermagnesaemia and other common electrolyte disturbances such as hypo- and hypercalcaemia, hypo- and hyperkalaemia and hypo- and hyperphosphataemia was studied. Twenty-seven percent of magnesium requests showed a serum magnesium concentration equal to, or greater than, 1.0 mmol/l. Hyperkalaemia (a plasma potassium concentration of equal to, or greater than, 5.0 mmol/l) was found in 18% of the patients with hypermagnesaemia and 25 % of these patients showed hyperphosphataemia (a plasma phosphate concentration of equal to, or greater than, 1.5 mmol/l). Of the serum magnesium requests, hypermagnesaemia was particularly common on the intensive care (23%) and the renal unit (43%). Hypermagnesaemia was also seen in patients undergoing cardiothoracic surgery (17 %) and who had an acute myocardial infarction (8 %). Seventy-three percent of patients with a plasma magnesium of greater than 1.0 mmol/l showed abnormal renal function. However, it was rare to find a serum magnesium of greater than 2.0 mmol/l (less than 1% of magnesium requests).

PMID 10369117
B A Clark, R S Brown
Unsuspected morbid hypermagnesemia in elderly patients.
Am J Nephrol. 1992;12(5):336-43.
Abstract/Text This study was designed to determine the incidence, etiology and consequences of severe hypermagnesemia. We retrospectively reviewed all hospital admissions over a 5-year period from 1984 to 1989 and identified 8 cases of severe hypermagnesemia (serum Mg > or = 6.0 mg/dl) due to magnesium ingestion. All but 1 patient were elderly (mean age 70 +/- 6 years). The etiology when identified was due to magnesium-containing cathartics (n = 3) or antacids (n = 3). The total amount of magnesium ingested was not excessive, but bowel disorders that may have enhanced absorption (such as active ulcer disease, gastritis, colitis, perforated viscus, massive gastric dilatation) were present in 7 of the 8 patients. Unexpectedly, only 1 had preexisting renal failure. Renal function was found to be normal in 1, only mildly to moderately impaired in 5 (creatinine < 3.6 mg/dl) and severely impaired in 2 (creatinine 7.6, 15.7 mg/dl). Clinical sequelae of hypermagnesemia were hypotension (n = 7), bradycardia (n = 2), respiratory depression (n = 3), EKG abnormalities (n = 6), depressed mental status (n = 5). Hypocalcemia (range 5.7-7.4 mg/dl) more severe than could be attributed to either hypoalbuminemia or acute renal failure was present in 7. A low anion gap (range-2 to 9) was present in 5. Most striking was the fact that despite clinical sequelae, the hypermagnesemia was unsuspected in 6 of the 8 cases. Hypermagnesemia can occur without severe renal insufficiency in association with bowel disease, particularly in elderly individuals, and may be a clinically unrecognized cause of cardiovascular dysfunction, hypocalcemia and neurologic or respiratory depression.

PMID 1489003
J P Mordes, W E Wacker
Excess magnesium.
Pharmacol Rev. 1977 Dec;29(4):273-300.
Abstract/Text
PMID 364497
Hiroki Yamaguchi, Hisaki Shimada, Kazuhiro Yoshita, Yutaka Tsubata, Kouzou Ikarashi, Tetsuo Morioka, Noriko Saito, Shinji Sakai, Ichiei Narita
Severe hypermagnesemia induced by magnesium oxide ingestion: a case series.
CEN Case Rep. 2019 Feb;8(1):31-37. doi: 10.1007/s13730-018-0359-5. Epub 2018 Aug 22.
Abstract/Text Hypermagnesemia is generally considered an exceptional iatrogenic condition usually caused by magnesium-containing cathartics. In particular, this condition often develops when magnesium-containing cathartics are administered to elderly patients with renal insufficiency or bowel movement dysfunction. Although magnesium oxide (MgO) is widely prescribed as a laxative, serum magnesium concentration has not been examined in most cases. In this report, we present the cases of four elderly patients with constipation and symptomatic hypermagnesemia caused by MgO ingestion, one of which had a lethal course. All of the patients were older than 65 years and with renal dysfunction. In addition, they had difficulties in expressing their symptoms because of cerebrovascular events or dementia. These cases suggest that hypermagnesemia caused by magnesium-containing cathartics is more likely to develop than previously recognized and that physicians should be aware that patients with chronic kidney disease and the elderly are at risk of hypermagnesemia on magnesium administration. We recommend serum magnesium monitoring for high-risk patients after initial prescription or dose increase.

PMID 30136128
J R Schelling
Fatal hypermagnesemia.
Clin Nephrol. 2000 Jan;53(1):61-5.
Abstract/Text Severe symptomatic hypermagnesemia is a rare clinical problem that predominantly results from excess exogenous magnesium intake in patients with renal failure. This report describes an elderly woman who was given a magnesium-containing cathartic for pre-operative bowel preparation in the context of unrecognized acute renal failure. She subsequently developed one of the highest serum magnesium concentrations ever reported. The hypermagnesemia was successfully treated with continuous arteriovenous hemodialysis, but she ultimately died from complications of hypermagnesemia, that included junctional bradycardia, myocardial infarction and respiratory failure. This case illustrates the importance of ensuring intact renal function prior to administering large quantities of oral magnesium. More specifically, large doses of magnesium salts should be avoided in patients with acute renal failure.

PMID 10661484
H E Meema, D G Oreopoulos, A Rapoport
Serum magnesium level and arterial calcification in end-stage renal disease.
Kidney Int. 1987 Sep;32(3):388-94.
Abstract/Text In this paper we examine the relationship of serum levels of Ca, P, Ca X P, P/Mg, Ca X P/Mg, alkaline phosphatase, and iPTH to the development or regression of peripheral arterial calcifications (AC) in 44 patients with end-stage renal disease being treated by continuous ambulatory peritoneal dialysis (CAPD). The average follow-up time of this longitudinal study was 27 months (range 6-67 months). The patients were divided into two groups: Group A, those showing one or more increases of AC; and Group B, patients in whom AC either did not develop or decreased during the follow-up. There was no significant difference in serum Ca, P, Ca X P, alkaline phosphatase of iPTH between the two groups. However, serum Mg was significantly lower in Group A than in Group B (2.69 +/- 0.52 and 3.02 +/- 0.51 mg/dl, respectively, P less than 0.001), while the ratios P/Mg and Ca X P/Mg were significantly higher. Our observations suggest that in end-stage renal disease hypermagnesemia may retard the development of arterial calcifications.

PMID 3669498
I Tzanakis, A Pras, D Kounali, V Mamali, V Kartsonakis, D Mayopoulou-Symvoulidou, N Kallivretakis
Mitral annular calcifications in haemodialysis patients: a possible protective role of magnesium.
Nephrol Dial Transplant. 1997 Sep;12(9):2036-7.
Abstract/Text
PMID 9306378
Ioannis Tzanakis, Kyriakos Virvidakis, Aggeliki Tsomi, Emmanouel Mantakas, Nikolaos Girousis, Nektarios Karefyllakis, Antonia Papadaki, Nikolaos Kallivretakis, Theodoros Mountokalakis
Intra- and extracellular magnesium levels and atheromatosis in haemodialysis patients.
Magnes Res. 2004 Jun;17(2):102-8.
Abstract/Text Traditional risk factors do not adequately explain the high prevalence of cardiovascular disease in patients with chronic renal insufficiency. Currently, there is a lot of evidence that hypomagnesaemia may play a significant role in the pathogenesis of cardiovascular diseases in general population. The aim of this study was to test the hypothesis that magnesium status in haemodialysis patients is related to the degree of atheromatosis of carotid arteries, as assessed by B-mode ultrasound. Intima-media thickness of both common carotids was assessed by B-mode ultrasound in 93 stable chronic haemodialysis patients and in 182 age- and sex-matched healthy controls. Intracellular magnesium as well as serum magnesium levels were obtained in the haemodialysis patients. Intracellular magnesium was estimated by determination of this ion in isolated peripheral lymphocytes. Haemodialysis patients had also a significantly higher mean common carotid intima-media thickness than controls (0.87+/-0.16 vs 0.76+/-0.13 mm, p < 0.001). Multivariate analysis revealed that in haemodialysis patients both serum magnesium and intracellular magnesium were negatively associated with common carotid intima-media thickness (p = 0.001 and p = 0.003 respectively). Significant associations between the age of the haemodialysis patients, the existence of diabetes mellitus as well as the serum calcium x serum phosphate product with common carotid intima-media thickness of haemodialysis patients were also observed. A strong negative association of both extracellular and intracellular magnesium with common carotid intima-media thickness exists in haemodialysis patients. The above finding suggests that magnesium may play an important protective role in the development and/or acceleration of arterial atherosclerosis in patients with chronic renal insufficiency.

PMID 15319142
Faruk Turgut, Mehmet Kanbay, Melike Rusen Metin, Ebru Uz, Ali Akcay, Adrian Covic
Magnesium supplementation helps to improve carotid intima media thickness in patients on hemodialysis.
Int Urol Nephrol. 2008;40(4):1075-82. doi: 10.1007/s11255-008-9410-3. Epub 2008 Jun 21.
Abstract/Text BACKGROUND: The atherosclerotic process progresses more dynamically in hemodialysis (HD) patients than in the general population. In HD patients, lower magnesium levels were reported to be associated with increased atherosclerosis of the common carotid artery. We tested the hypotheses that magnesium supplementation helps to improve carotid intima media thickness (IMT) in HD patients.
MATERIALS AND METHODS: A total of 47 patients on HD were included in the study. Patients were randomly divided into two groups: group A (Mg group), in which patients were given magnesium citrate orally at a dosage of 610 mg every other day for 2 months and group B (control group), in which patients received only calcium acetate therapy as a phosphate binder. At baseline and 2 months later, all patients underwent a carotid artery ultrasound scan to measure carotid IMT.
RESULTS: At the end of 2 months, mean serum calcium, phosphorus, and calcium x phosphorus product were not changed in both groups. As expected, mean serum Mg level significantly increased in the Mg group at the end of 2 months. In addition, serum parathyroid hormone (PTH) level significantly decreased in the Mg group at the end of 2 months (P = 0.003). Baseline carotid IMT was similar between the groups. Bilateral carotid IMT was significantly improved in patients treated with magnesium citrate compared to initial values (P = 0.001 for left, P = 0.002 for right).
CONCLUSION: Based on the present data, magnesium may play an important protective role in the progression of atherosclerosis in patients on dialysis. Further studies are needed to assess more accurately the role of magnesium in atherosclerotic regression in dialysis patients.

PMID 18568412
Tineke M De Schutter, Geert J Behets, Hilde Geryl, Mirjam E Peter, Sonja Steppan, Kristina Gundlach, Jutta Passlick-Deetjen, Patrick C D'Haese, Ellen Neven
Effect of a magnesium-based phosphate binder on medial calcification in a rat model of uremia.
Kidney Int. 2013 Jun;83(6):1109-17. doi: 10.1038/ki.2013.34. Epub 2013 Mar 13.
Abstract/Text Calcium-based phosphate binders are used to control hyperphosphatemia; however, they promote hypercalcemia and may accelerate aortic calcification. Here we compared the effect of a phosphate binder containing calcium acetate and magnesium carbonate (CaMg) to that of sevelamer carbonate on the development of medial calcification in rats with chronic renal failure induced by an adenine diet for 4 weeks. After 1 week, rats with chronic renal failure were treated with vehicle, 375 or 750 mg/kg CaMg, or 750 mg/kg sevelamer by daily gavage for 5 weeks. Renal function was significantly impaired in all groups. Vehicle-treated rats with chronic renal failure developed severe hyperphosphatemia, but this was controlled in treated groups, particularly by CaMg. Neither CaMg nor sevelamer increased serum calcium ion levels. Induction of chronic renal failure significantly increased serum PTH, dose-dependently prevented by CaMg but not sevelamer. The aortic calcium content was significantly reduced by CaMg but not by sevelamer. The percent calcified area of the aorta was significantly lower than vehicle-treated animals for all three groups. The presence of aortic calcification was associated with increased sox9, bmp-2, and matrix gla protein expression, but this did not differ in the treatment groups. Calcium content in the carotid artery was lower with sevelamer than with CaMg but that in the femoral artery did not differ between groups. Thus, treatment with either CaMg or sevelamer effectively controlled serum phosphate levels in CRF rats and reduced aortic calcification.

PMID 23486515
Yusuke Sakaguchi, Takayuki Hamano, Yoshitsugu Obi, Chikako Monden, Tatsufumi Oka, Satoshi Yamaguchi, Isao Matsui, Nobuhiro Hashimoto, Ayumi Matsumoto, Karin Shimada, Yoshitsugu Takabatake, Atsushi Takahashi, Jun-Ya Kaimori, Toshiki Moriyama, Ryohei Yamamoto, Masaru Horio, Koichi Yamamoto, Ken Sugimoto, Hiromi Rakugi, Yoshitaka Isaka
A Randomized Trial of Magnesium Oxide and Oral Carbon Adsorbent for Coronary Artery Calcification in Predialysis CKD.
J Am Soc Nephrol. 2019 Jun;30(6):1073-1085. doi: 10.1681/ASN.2018111150. Epub 2019 Apr 29.
Abstract/Text BACKGROUND: Developing strategies for managing coronary artery calcification (CAC) in patients with CKD is an important clinical challenge. Experimental studies have demonstrated that magnesium inhibits vascular calcification, whereas the uremic toxin indoxyl sulfate aggravates it.
METHODS: To assess the efficacy of magnesium oxide (MgO) and/or the oral carbon adsorbent AST-120 for slowing CAC progression in CKD, we conducted a 2-year, open-label, randomized, controlled trial, enrolling patients with stage 3-4 CKD with risk factors for CAC (diabetes mellitus, history of cardiovascular disease, high LDL cholesterol, or smoking). Using a two-by-two factorial design, we randomly assigned patients to an MgO group or a control group, and to an AST-120 group or a control group. The primary outcome was percentage change in CAC score.
RESULTS: We terminated the study prematurely after an interim analysis with the first 125 enrolled patients (of whom 96 completed the study) showed that the median change in CAC score was significantly smaller for MgO versus control (11.3% versus 39.5%). The proportion of patients with an annualized percentage change in CAC score of ≥15% was also significantly lower for MgO compared with control (23.9% versus 62.0%). However, MgO did not suppress the progression of thoracic aorta calcification. The MgO group's dropout rate was higher than that of the control group (27% versus 17%), primarily due to diarrhea. The percentage change in CAC score did not differ significantly between the AST-120 and control groups.
CONCLUSIONS: MgO, but not AST-120, appears to be effective in slowing CAC progression. Larger-scale trials are warranted to confirm these findings.

Copyright © 2019 by the American Society of Nephrology.
PMID 31036759
Iain Bressendorff, Ditte Hansen, Morten Schou, Charlotte Kragelund, Lisbet Brandi
The effect of magnesium supplementation on vascular calcification in chronic kidney disease-a randomised clinical trial (MAGiCAL-CKD): essential study design and rationale.
BMJ Open. 2017 Jun 23;7(6):e016795. doi: 10.1136/bmjopen-2017-016795. Epub 2017 Jun 23.
Abstract/Text INTRODUCTION: Chronic kidney disease (CKD) is associated with an increased risk of cardiovascular disease and mortality, which is thought to be caused by increased propensity towards vascular calcification (VC). Magnesium (Mg) inhibits phosphate-induced VC in vitro and in animal models and serum Mg is inversely associated with cardiovascular mortality in predialysis CKD and in end-stage renal disease. This paper will describe the design and rationale of a randomised double-blinded placebo-controlled multicentre clinical trial, which will investigate whether oral Mg supplementation can prevent the progression of coronary artery calcification (CAC) in subjects with predialysis CKD.
METHODS AND ANALYSIS: We will randomise 250 subjects with estimated glomerular filtration rate of 15 to 45 mL/min/1.73 m2 to 12 months treatment with either slow-release Mg hydroxide 30 mmol/day or matching placebo in a 1:1 ratio. The primary end point is change in CAC score as measured by CT at baseline and after 12 months treatment. Secondary end points include change in pulse wave velocity, bone mineral density, measures of mineral metabolism and clinical end points related to cardiovascular and renal events.
ETHICS AND DISSEMINATION: This trial has been approved by the local biomedical research ethics committees and data protection agencies and will be performed in accordance with the latest revision of the Helsinki Declaration. The trial will examine for the first time the effect of increasing the uptake of a putative VC inhibitor (ie, Mg) on progression of CAC in subjects with predialysis CKD.
TRIAL REGISTRATION NUMBER: NCT02542319, pre-results.

© Article author(s) (or their employer(s) unless otherwise stated in the text of the article) 2017. All rights reserved. No commercial use is permitted unless otherwise expressly granted.
PMID 28645983
Iain Bressendorff, Ditte Hansen, Morten Schou, Andreas Pasch, Lisbet Brandi
The Effect of Increasing Dialysate Magnesium on Serum Calcification Propensity in Subjects with End Stage Kidney Disease: A Randomized, Controlled Clinical Trial.
Clin J Am Soc Nephrol. 2018 Sep 7;13(9):1373-1380. doi: 10.2215/CJN.13921217. Epub 2018 Aug 21.
Abstract/Text BACKGROUND AND OBJECTIVES: Serum calcification propensity is a novel functional test that quantifies the functionality of the humeral system of calcification control. Serum calcification propensity is measured by T50, the time taken to convert from primary to secondary calciprotein particle in the serum. Lower T50 represents higher calcification propensity and is associated with higher risk of cardiovascular events and death in patients with ESKD. Increasing magnesium in serum increases T50, but so far, no clinical trials have investigated whether increasing serum magnesium increases serum calcification propensity in subjects with ESKD.
DESIGN, SETTING, PARTICIPANTS, & MEASUREMENTS: We conducted a single-center, randomized, double-blinded, parallel group, controlled clinical trial, in which we examined the effect of increasing dialysate magnesium from 1.0 to 2.0 mEq/L for 28 days compared with maintaining dialysate magnesium at 1.0 mEq/L on T50 in subjects undergoing hemodialysis for ESKD. The primary end point was the value of T50 at the end of the intervention.
RESULTS: Fifty-nine subjects were enrolled in the trial, and of these, 57 completed the intervention and were analyzed for the primary outcome. In the standard dialysate magnesium group, T50 was 233±81 minutes (mean±SD) at baseline (mean of days -7 and 0) and 229±93 minutes at follow-up (mean of days 21 and 28), whereas in the high dialysate magnesium group, T50 was 247±69 minutes at baseline and 302±66 minutes at follow-up. The difference in T50 between the two groups at follow-up (primary analysis) was 73 minutes (between-group difference; 95% confidence interval, 30 to 116; P<0.001), and the between-group difference in serum magnesium was 0.88 mg/dl (95% confidence interval, 0.66 to 1.10; P=0.001).
CONCLUSIONS: Increasing dialysate magnesium increases T50 and hence, decreases calcification propensity in subjects undergoing maintenance hemodialysis.
PODCAST: This article contains a podcast at https://www.asn-online.org/media/podcast/CJASN/2018_08_21_CJASNPodcast_18_9_B.mp3.

Copyright © 2018 by the American Society of Nephrology.
PMID 30131425
Makoto Kontani, Akinori Hara, Shinji Ohta, Takayuki Ikeda
Hypermagnesemia induced by massive cathartic ingestion in an elderly woman without pre-existing renal dysfunction.
Intern Med. 2005 May;44(5):448-52.
Abstract/Text A 76-year-old woman was referred to our hospital for unresponsiveness and hypotension. She had developed constipation that had led to ileus and had received 34 g of magnesium citrate (Magcolol P) orally the day before. She was lethargic, her blood pressure was less than 50 mmHg, and electrocardiogram (ECG) revealed sinus arrest with junctional escape rhythm. Her serum concentration of magnesium (Mg) was markedly elevated (16.6 mg/dl =13.7 mEq/l). Emergency colonoscopy revealed ischemic colitis. As her condition ameliorated, her renal function returned to normal. Hence, the present case suggests that severe hypermagnesemia can occur in the absence of pre-existing renal dysfunction in elderly patients with gastrointestinal diseases.

PMID 15942092

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