Traduction de l'étude
Le magnésium : un ion aux multiples actions précieuses, souvent insuffisamment fourni : de l'in vitro à la recherche clinique
par Mario Barbagallo Nutriments 2023, 15(14), 3135 ;
Le magnésium (Mg) est un ion clé pour de nombreux processus métaboliques, étant un cofacteur de plus de 600 enzymes impliquées dans le métabolisme cellulaire et dans de multiples processus biologiques. Le magnésium est nécessaire à la synthèse et à la production d'énergie de l'adénosine triphosphate (ATP) mitochondriale, à la synthèse et à la stabilité des acides nucléiques, à la synthèse des protéines, ainsi qu'à la phosphorylation oxydative. Le magnésium est également impliqué dans l’action des enzymes glycolytiques, des protéines kinases et de tous les processus et réactions de phosphorylation impliquant la consommation d’ATP. À l’échelle mondiale, environ 70 % des enzymes de l’organisme ont besoin de magnésium pour fonctionner correctement [1].
La teneur totale en magnésium du corps humain est d’environ 24 g (1 mole) et elle est majoritairement intracellulaire. Le magnésium est un composant majeur des os, avec le calcium (Ca), alors que seulement 1 % du magnésium est présent dans le sang. Les concentrations sériques de magnésium sont strictement contrôlées avec une plage normale comprise entre 0,75 et 0,95 mmol/L (1,7 à 2,5 mg/dL ou 1,5 à 1,9 meq/L). En raison de ce contrôle strict, les concentrations sériques totales de magnésium (MgT) ne reflètent pas toujours avec précision le statut en magnésium de l’organisme. L'hypomagnésémie (définie comme un taux sérique de magnésium inférieur à 0,75 mmol/L) ne survient qu'en cas de déficit sévère en magnésium, tandis que la majorité des déficits subcliniques en magnésium restent non détectés. Ainsi, le MgT est rarement utile pour identifier les déficits subcliniques en magnésium. Un rapport Mg/Ca peut être utile puisque les fonctions des deux cations sont étroitement liées. Ainsi, Mg est un léger antagoniste du Ca, et l’afflux/efflux cellulaire de Mg et de Ca utilise les mêmes transporteurs [2].
Bien qu'il n'y ait pas d'accord entre les différentes lignes directrices nationales et internationales, la quantité de magnésium alimentaire nécessaire est suggérée autour de 300 à 400 mg par jour chez les adultes en bonne santé (5 à 6 mg/kg/jour). Le magnésium est le noyau central de la molécule de chlorophylle dans les tissus végétaux ; ainsi, il est présent dans tous les légumes à feuilles vertes. Bien que le magnésium soit présent dans de nombreux autres aliments, notamment les légumineuses, les graines, les noix, les fruits de mer, le chocolat et les céréales complètes ou raffinées, les régimes occidentaux dépourvus de ces types d’aliments sont généralement pauvres en magnésium. Une insuffisance nutritionnelle en magnésium a été fréquemment constatée dans les pays industrialisés occidentaux. Les données de la NHANES III aux États-Unis et en France ont montré que l'apport en magnésium dans la population de tous âges est bien inférieur aux besoins quotidiens recommandés [3,4]. Cela correspond à la faible consommation d'aliments riches en magnésium signalée par les Dietary Guidelines for Americans 2015-2020 [5] (le pourcentage de personnes en dessous des recommandations, tous âges et deux sexes aux États-Unis, était proche de 100 % pour les céréales complètes, ~90 % pour le total des légumes, plus de 80 % pour les haricots et les pois, et ~ 60 % pour les noix, selon les données de la NHANES 2007-2010), qui indiquaient également que 49 % de la population américaine, tous groupes d'âge confondus, avait un apport en magnésium inférieur à le besoin moyen estimé. D'autres estimations ont indiqué que plus de 60 % des Américains consomment moins que l'apport quotidien recommandé [6].
Les aliments transformés et ultra-transformés qui constituent une part substantielle de l’alimentation des pays occidentaux ont une teneur en magnésium considérablement réduite, et une proportion importante de cet ion (jusqu’à ~ 80 %) est perdue lors de la transformation, de la cuisson ou du raffinage des aliments [7 ].
En agriculture, l’acidification des sols est devenue un problème mondial majeur. L'acidification progressive des sols au cours des cinquante dernières années a été principalement causée par la libération de protons (H+) lors des réactions de transformation et de recyclage du carbone, de l'azote, du soufre et des engrais. L'acidification des sols peut avoir contribué à la rareté du magnésium puisque des niveaux réduits de magnésium ont été associés aux sols acides. Certains agents pesticides utilisés en agriculture dans les cultures, comme le glyphosate, chélatent le Mg [8], diminuant encore davantage la teneur en Mg du sol. À ce sujet, il a également été suggéré que la teneur en magnésium des légumes et des fruits aurait diminué ces dernières années.
Les avantages du magnésium sont connus en termes de motilité intestinale et d’acidité gastrique, bien que des preuves récentes suggèrent que le magnésium alimentaire pourrait également affecter positivement le microbiote intestinal [9] et jouer un rôle clé dans les maladies inflammatoires de l’intestin [10]. En raison du large éventail d’actions homéostatiques cruciales, une quantité appropriée de magnésium corporel est fondamentale pour le fonctionnement cellulaire et corporel régulier. Les troubles du magnésium ont été impliqués dans la pathogenèse d'un grand nombre de maladies, notamment les maladies cardiovasculaires, métaboliques, pulmonaires, neurologiques et infectieuses (y compris le COVID-19), les maladies et fractures osseuses et les troubles musculaires, entre autres [1]. Au moins deux liens possibles non alternatifs (et probablement liés négativement), à savoir (a) une inflammation chronique et (b) une diminution de la défense immunitaire, ont été émis l'hypothèse d'être à l'origine de l'association d'une homéostasie en magnésium mal approvisionnée et de la longue liste de pathologies qui ont été associée à un statut déficient en Mg. Il est bien établi, tant in vitro qu'in vivo, qu'un déficit en magnésium et une hypomagnésémie entraînent une inflammation et augmentation de la production de radicaux libres d'oxygène [1,7,11]. Un déficit en magnésium stimule la production et la libération d'interleukine-1β et du facteur de nécrose tumorale-α, de neuropeptides pro-inflammatoires, d'agrégabilité et d'adhésivité plaquettaires et de peroxydation lipidique, tout en inhibant la croissance et la migration endothéliales et en réduisant la production de glutathion hépatique antioxydant, de superoxyde dismutase et vitamine E [1,12,13,14]. En conséquence, la supplémentation en magnésium peut réduire considérablement différents marqueurs inflammatoires humains, en particulier les taux sériques de protéine C réactive et d’oxyde nitrique [15].
Le magnésium stimule également la réponse immunitaire car il est un cofacteur pour la synthèse des immunoglobulines (Ig), la convertase C'3, l'adhésion des cellules immunitaires, la cytolyse dépendante des anticorps, la liaison des lymphocytes IgM, la réponse des macrophages aux lymphokines et d'autres processus strictement associés à la réponse immunitaire. fonction des cellules T et B [16,17]. De plus, le Mg est nécessaire à la synthèse et à l’activation de la vitamine D, un autre facteur impliqué dans la pathogenèse des maladies infectieuses. Les données existantes semblent confirmer l’association entre un statut altéré en Mg et plusieurs maladies infectieuses, dont le COVID-19 [18]. Ainsi, un faible taux de magnésium sérique s’est avéré associé à une incidence plus élevée de symptômes longs du COVID-19 et à un prédicteur significatif de mortalité, de durée de séjour et de l’apparition de symptômes longs du COVID-19 chez les personnes âgées touchées par le COVID-19 [19 ]. Chez les patients obèses atteints de COVID-19, une fonction rénale réduite et de faibles taux de magnésium étaient associés à une mortalité accrue (20). Chez plus d’un millier de patients hospitalisés pour une forme grave de COVID-19, le rapport Mg/Ca ≤ 0,20 était fortement associé à la mortalité [2].
Plusieurs études ont laissé entendre que le magnésium joue un rôle dans le développement des maladies cardiovasculaires (MCV). Une relation inverse a été suggérée entre l’apport en magnésium et l’hypertension, et l’hypoMg pourrait être considérée comme un marqueur de risque potentiel de maladie cardiovasculaire précoce [21]. La fonction endothéliale peut être compromise dans des conditions de carence en magnésium, ce qui augmente la vulnérabilité à l'inflammation et au développement de l'artériosclérose [22]. Il a été suggéré que l'hypoMg était fréquente chez les patients atteints de fibrillation auriculaire (FA). L'étude Framingham a montré précédemment que les individus appartenant au quartile le plus bas de Mg sérique étaient significativement plus susceptibles de développer une FA que ceux du quartile supérieur. L’incidence de l’hypoMg chez les patients atteints de FA de novo admis aux urgences et en réanimation était de 8,5 % [23]. L’apport sérique et alimentaire en magnésium était également associé à des marqueurs de MCV subclinique et à la présence de divers paramètres fonctionnels et structurels de MCV subclinique [24].
Le déficit en magnésium a été associé à un risque accru de troubles psychiatriques, notamment de dépression, d’anxiété et d’attaques de panique, ainsi qu’à diverses maladies neurologiques, notamment le déclin cognitif et la démence, la migraine et les accidents vasculaires cérébraux. La supplémentation en magnésium peut être utile dans ces conditions et a été utilisée comme adjuvant pour prévenir les crises de migraine et dans le traitement de l'insomnie [25,26,27]. En ce qui concerne les effets neuroprotecteurs, une teneur élevée en magnésium sérique était associée de manière transversale à des volumes cérébraux plus importants et à un risque plus faible de maladie cérébrovasculaire subclinique chez les participants à l'étude neurocognitive sur le risque d'athérosclérose dans les communautés (ARIC-NCS), suggérant des effets bénéfiques sur les voies liées à la neurodégénérescence et aux lésions cérébrovasculaires. [28].
Un ensemble important de preuves suggèrent qu'un déficit chronique en magnésium pourrait être impliqué dans la pathogenèse de divers troubles métaboliques, tels que le syndrome métabolique, la résistance à l'insuline, l'hypertension, la dyslipidémie, l'intolérance au glucose et le diabète de type 2 (DT2) [1,29]. . L'utilisation de suppléments de magnésium pourrait jouer un rôle bénéfique dans l'amélioration des paramètres de glucose chez les personnes atteintes de DT2 et chez les personnes à haut risque de diabète, en réduisant la glycémie en soi après un test oral de tolérance au glucose de 2 heures et en améliorant les marqueurs de sensibilité à l'insuline (30).
Le magnésium, en raison de ses légères propriétés de blocage des canaux Ca, a des effets relaxants sur le muscle lisse bronchique, et une utilisation potentielle comme traitement d'appoint dans les conditions de constriction bronchique a été suggérée. Parmi un groupe de patients atteints de mucoviscidose, 47 % présentaient une hypomagnésémie et 12 % un apport alimentaire insuffisant en Mg ; 82 % avaient respectivement un rapport Ca/Mg sérique élevé et un faible rapport d’apport Ca/Mg. Les deux ratios Ca/Mg étaient associés au risque de développer des maladies cardiovasculaires, du DT2, un syndrome métabolique et même plusieurs cancers. Ainsi, plus de la moitié des patients atteints de mucoviscidose présentaient un risque élevé de carence en magnésium et de développer d’autres maladies chroniques [31].
Le magnésium est impliqué dans la synthèse et la sécrétion de la vitamine D et de l’hormone parathyroïdienne (PTH). La privation de magnésium est associée à l'hypoparathyroïdie, à une faible production de 1,25-dihydroxyvitamine D3 et à une résistance aux actions de la PTH et de la vitamine D (32). Une carence en magnésium peut contribuer à altérer la minéralisation osseuse et à altérer la solidité, la qualité et la densité minérale osseuse. Une revue systématique avec méta-analyse a révélé une forte association des concentrations sériques de Mg avec des fractures incidentes [33]. Il a également été suggéré que la supplémentation en magnésium augmente les performances physiques en relation avec le rôle crucial du magnésium dans l'ATP musculaire.
En conclusion, de nombreuses maladies humaines ont été liées à des déficits en magnésium, notamment les maladies cardiovasculaires, l’hypertension et les accidents vasculaires cérébraux, le syndrome cardio-métabolique et le DT2, la dépression, la démence, les troubles digestifs et musculaires et la fragilité osseuse, entre autres. La diminution de l’apport en magnésium dans les pays occidentaux, due à la consommation généralisée d’aliments ultra-transformés et à la réduction de la teneur en magnésium du sol, pourrait aggraver le déficit. Maintenir un équilibre optimal en magnésium tout au long de la vie peut aider à maintenir une vie plus longue et en bonne santé.