李晓黎，王　磊(综述)，张黎明(审校)

(哈尔滨医科大学附属第一医院神经内科，哈尔滨 150001)

镁离子与高血压关系的研究进展

李晓黎△，王磊(综述)，张黎明※(审校)

(哈尔滨医科大学附属第一医院神经内科，哈尔滨 150001)

摘要：人类原发性高血压是一种受多因素调控的疾病。高血压患者常有血流动力学异常，使外周阻力增加导致血管结构和功能发生改变(包括动脉管壁增厚、血管紧张度异常、内皮功能紊乱等)。镁离子水平的微小改变可明显影响心肌兴奋性、血管紧张度及血管收缩性。因此，镁离子对于血压的调节可能十分重要。镁离子与高血压之间呈现一种负相关性，这也说明了镁离子在高血压的发病过程中可能扮演了重要的角色。

关键词：高血压；镁离子；血管张力

高血压是心脑血管疾病的主要危险因素之一。高血压是易患基因与环境因素之间复杂作用的结果，它直接改变了神经、体液、细胞、亚细胞等对血压的调节作用[1]。镁离子是一种重要的元素，在心血管系统中参与众多的生物学功能。在亚细胞水平，镁离子可调节具有收缩性的蛋白质，还可调节钠、钾、钙离子的跨膜转运，充当腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)酶激活的一种重要的辅助因子。此外，镁离子还可控制线粒体通路和能量依赖性细胞质的代谢调节，调节氧化磷酸化过程，影响DNA和蛋白质的合成[2]。细胞外镁离子或细胞内游离镁离子水平的微小改变主要影响心脏的兴奋性和血管紧张度、收缩性以及反应性[3]。现就镁离子与高血压关系的研究进展予以综述。

1流行病学研究

流行病学研究已发现原发性高血压、高血压性心脏病、缺血性心肌病与低镁有关，补充镁离子可预防心血管疾病[4]。关于镁离子与高血压之间关联性最有力的流行病学证据来自夏威夷心脏研究中心，其对饮食中的各种成分与血压之间的关系进行了研究；结果显示，除饮食中摄取镁离子外还需要补充镁离子，高镁离子摄入者的收缩压和舒张压要低于低镁离子摄入者[5]。后来的流行病学研究以及临床研究也证明了增加镁离子摄入量有助于预防高血压和心血管疾病[6]。一项针对美国护士的大型前瞻性研究表明，每日摄入>300 mg镁离子较每日摄入<200 mg镁离子的女性高血压发病风险可降低23%[7]。在提高儿童低密度脂蛋白的饮食干预研究中，每日增加65 mg镁离子的摄入量可使收缩压与舒张压分别降低0.91 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和0.72 mmHg[8]。研究人员分析了651例无心血管疾病男性的61种饮食变量，发现总镁离子摄入量与血压呈负相关，而饮食中钾、磷、纤维与血压也呈负相关[9]。以上研究表明，富镁蔬菜、全谷物、水果可能与素食主义者的低血压有关。支持这一观点的数据均来自高血压预防饮食方案临床研究，这一研究表明高血压患者食用富镁的水果、蔬菜、低脂饮食可使收缩压与舒张压分别降低11.4 mmHg 和5.5 mmHg[10]。最新针对美国人和芬兰人营养素摄取与血压之间关系的大型前瞻性研究也报道，富镁饮食可降低血压水平，尤其对于高龄患者[11]。饮食中的镁离子可能充当其他营养素的代替品。富镁瓜果、蔬菜可预防心血管疾病。英国人饮食中总镁摄入量的25%来自水果，25%来自蔬菜[12]。一项大型回顾性研究对比死于高血压与死于其他疾病患者饮水中的钙镁含量发现，日常饮水中镁离子含量与高血压的死亡风险呈负相关[13]。以上的流行病学与试验研究均支持镁离子与血压呈负相关。

2镁离子在人类高血压中的地位

临床研究发现，大多数情况下，高血压患者存在某种形式的低镁血症，镁离子与血压呈现明显的负相关性[14]。关于肾素-血管紧张素系统、镁离子、血压之间的关系已有描述。高肾素高血压患者与血压正常者相比血镁水平较低，血镁水平与血浆肾素活性呈负相关[15]。由于血浆肾素活性增强标志着肾素-血管紧张素系统被激活，血管紧张素Ⅱ相关性高血压可能与之相关，至少在某种程度上与低镁血症对血管和心脏的影响有关。早期研究认为，总镁含量并不能代表游离镁离子含量，即那些具有生理活性的镁离子[16]。现今，通过应用有效的镁离子选择性荧光探针以及特定镁离子选择性电极能够准确测量镁离子水平是否在正常范围内[17]。高血压患者镁离子代谢改变的潜在原因尚不清楚，但遗传、饮食、激素、药物可能在其中起了作用。饮食中镁离子摄入不足，镁离子代谢异常可导致血脂异常、胰岛素抵抗、血管痉挛、血管内皮损伤以及高血压中特征性小动脉改变。在细胞水平，镁离子的异常调节是很关键的一点。镁离子缓冲、流入、调动、流出的改变都会降低镁离子含量。最新研究表明，高血压患者的红细胞中、醛固酮增多患者的淋巴细胞中以及在高血压患者的血管平滑肌细胞中钠镁交换使镁离子流出，这一交换过程可能是高血压患者细胞内镁离子水平异常的主要原因[18]。并非所有临床研究均显示高血压患者有镁消耗，研究发现高血压患者血镁水平并无变化[19]。这也就是说并非所有高血压患者均有低镁血症，反之镁缺乏也不一定会造成高血压。

3镁离子影响人类高血压的潜在机制

事实上，已有大量临床证据表明镁离子涉及高血压的发病机制，但镁离子所扮演的确切角色尚不清楚，镁离子对高血压影响有3个主要的潜在机制：①离子假说机制；②镁离子依赖性钙离子介导机制；③镁离子依赖性钠离子介导机制[20]。有学者通过研究表明，细胞内镁离子水平与血压及胰岛素对糖负荷的反应性呈负相关，并提出了相应的离子假说，在许多病理情况下细胞表现出异常性；异常细胞内离子是指细胞内镁离子及钾离子减少、细胞内钙离子及钠离子增加，胰岛素抵抗不仅出现在高血压中，还可见于肥胖症、心肌缺血性疾病、高胰岛素血症和非胰岛素依赖型糖尿病[21]。镁的缺乏可能与胰岛素抵抗、高血压，肥胖和2型糖尿病之间有关联，它在调节细胞泵的方面，如氢离子-钾离子-ATP酶和钙离子-ATP酶对于外周血管张力的调节是必要的，如果镁离子缺乏，那么这种调节功能就将减弱。镁依赖性钙介导机制表明，细胞内镁离子缺乏将导致细胞内钙离子超载，它是增加血管平滑肌细胞延展性、外周血管阻力及血压的主要中介物之一[22]。细胞膜钙/镁含量的改变可能是极其重要的因素。Kosch等[23]报道，高血压组较血压正常的对照组中红细胞膜上的钙/镁比增加。研究表明，细胞内钠离子是导致高血压的最重要的离子，并且低镁血症可提高细胞内钠离子水平，引起血管阻力增加和高血压[24]。因此，镁离子作为重要调节器在众多细胞功能过程中起调节作用，其在调节血管张力和阻力方面也非常重要，但镁离子不会单独起作用，它可能是与其他许多因素交互作用，这可能就是高血压的发病机制。

4镁离子在治疗人类高血压方面的地位

关于镁离子对于临床高血压的治疗价值方面，1925年发现静脉注射镁离子可改善恶性高血压[25]。考虑到镁离子便宜且易获取，因此从理论上说其在临床高血压的治疗方面有很强的竞争力，然而在临床实践中并非如此。研究表明，口服或静脉注射镁离子有显著降低血压的作用[26]。对于已经应用利尿剂或其他抗高血压药物的患者来说，补充镁离子可使血压进一步下降[7]。然而，部分试验没能证明补充镁离子的降压作用。来自高血压预防试验的结果显示，针对698例患者为期6个月的镁离子治疗没能起到作用[27]。结果的多变性可能是由于研究样本数量较少、周期较短、不同的治疗方案、镁离子使用方式的不同、补充镁离子的浓度不同、高血压患者个体差异性等。研究一致表明，镁离子对于黑人种、有明确低镁血症的患者、使用利尿剂的患者及长期补充镁离子的患者有效[28]。同样的，对于继发性高血压(如子痫前期)，镁离子同样有降低血压的作用[29]。尽管没有起到广泛抗高血压作用，但它确实对于一小部分高血压患者有效。这些数据至少可以表明镁离子可抑制高血压的发展。补充镁离子联合使用利尿剂，尤其是噻嗪类利尿剂对于阻止细胞内钾镁流失是十分重要的。镁离子的潜在性作用已经被关注。联合国医疗卫生委员会在关于预防、发现、评估、治疗高血压的第六届报告中将高血压患者日常饮食中补充充足的镁离子作为高血压治疗的饮食推荐[30]。

5小结

镁离子与高血压之间关系紧密。流行病学研究和实验研究均支持镁离子缺乏在高血压发病机制中扮演着重要角色。镁离子与高血压呈负相关，膳食中补充镁离子可降低血压；反之，镁离子缺乏可造成血压升高。但镁离子对血压影响的具体机制还需要多方面深入研究，在制订最终应用镁离子治疗高血压的方案之前，良好的控制性、长期的临床试验以及小心谨慎的态度是十分必要的。

参考文献

[1]Rondón LJ,Marcano E,Rodríguez F,etal.Blood pressure,magnesium and other mineral balance in two rat models of salt-sensitive,induced hypertension:effects of a non-peptide angiotensin Ⅱ receptor type 1 antagonist[J].Magnes Res,2014,27(3):113-130.

[2]Kisters K,Gröber U.Lowered magnesium in hypertension[J].Hypertension,2013,62(4):e19.

[3]Afsar B,Elsurer R.The relationship between magnesium and ambulatory blood pressure,augmentation index,pulse wave velocity,total peripheral resistance,and cardiac output in essential hypertensive patients[J].J Am Soc Hypertens,2014,8(1):28-35.

[4]Feng P,Niu X,Hu J,etal.Relationship of serum magnesium concentration to risk of short-term outcome of acute ischemic stroke[J].Blood Press,2013,22(5):297-301.

[5]Kanbay M,Yilmaz MI,Apetrii M,etal.Relationship between serum magnesium levels and cardiovascular events in chronic kidney disease patients[J].Am J Nephrol,2012,36(3):228-237.

[6]Khan AM,Sullivan L,McCabe E,etal.Lack of association between serum magnesium and the risks of hypertension and cardiovascular disease[J].Am Heart J,2010,160(4):715-720.

[7]Suter PM.The effects of potassium,magnesium,calcium and ber on risk of stroke[J].Nutr Rev，1999,57(3):84-88.

[8]Simons-Morton DG,Hunsberger SA,Van Horn L,etal.Nutrient intake and blood pressure in the Dietary Intervention Study in Children[J].Hypertension,1997,29(4):930-936.

[9]Reffelmann T,Ittermann T,Dörr M,etal.Low serum magnesium concentrations predict cardiovascular and all-cause mortality[J].Atherosclerosis,2011,219(1):280-284.

[10]Milan A,Mulatero P,Rabbia F,etal.Salt intake and hypertension therapy[J].J Nephrol，2002,15(1):1-6.

[11]Pogosova GV,Ausheva AK,Karpova AV.Magnesium and cardiovascular disease:new data and perspectives[J].Kardiologiia,2014,54(2):86-89.

[12]Vilskersts R,Kuka J,Liepinsh E,etal.Magnesium nitrate attenuates blood pressure rise in SHR rats[J].Magnes Res,2014,27(1):16-24.

[13]Yang CY,Chiu HF.Calcium and magnesium in drinking water and the risk of death from hypertension[J].Am J Hypertens,1999,12(9 Pt 1):894-899.

[14]Altura BM,Shah NC,Shah GJ,etal.Magnesium deficiency upregulates sphingomyelinases in cardiovascular tissues and cells:cross-talk among proto-oncogenes,Mg2+,NF-κB and ceramide and their potential relationships to resistant hypertension,atherogenesis and cardiac failure[J].Int J Clin Exp Med,2013,6(10):861-879.

[15]Resnick LM,Oparil S,Chait A,etal.Factors affecting blood pressure responses to diet:the Vanguard study[J].Am J Hypertens,2000,13(9):956-965.

[16]Touyz RM,Marshall PR,Milne FJ.Altered cations and muscle membrane ATPase activity in deoxycorticosterone acetate-salt spontaneously hypertension rats[J].J Hypertens,1991,9(8):737-

750.

[17]Yogi A,Callera GE,Antunes TT,etal.Transient receptor potential melastatin 7(TRPM7) cation channels,magnesium and the vascular system in hypertension[J].Circ J,2011,75(2):237-245.

[18]Joosten MM,Gansevoort RT,Mukamal KJ,etal.Response to lowered magnesium in hypertension[J].Hypertension,2013,62(4):e20.

[19]Rylander R,Bullarbo M.[304-POS]：Use of oral magnesium to prevent gestational hypertension[J].Pregnancy Hypertens,2015,5(1):150.

[20]Yang ZW,Wang J,Zheng T,etal.Low [Mg2+](o) induces contraction and [Ca2+](i) rises in cerebral arteries:roles of Ca2+,PKC and PI3[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2000,279(6):2898-2907.

[21]Barbagallo M,Dominguez LJ,Bardicef O,etal.Altered cellular magnesium responsiveness to hyperglycemia in hypertensive subjects[J].Hypertension,2001,38(3 Pt 2):612-615.

[22]Saris NE,Mervaala E,Karppanen H,etal.Magnesium.An update on physiological,clinical and analytical aspects[J].Clin Chim Acta,2000,294(1/2):1-26.

[23]Kosch M,Hausberg M,Westermann G,etal.Alterations in calcium and magnesium content of red cell membranes in patients with primary hypertension[J].Am J Hypertens,2001,14(3):254-258.

[24]Sanders GT,Huijgen HJ,Sanders R.Magnesium in disease:a review with special emphasis on the serum ionized magnesium[J].Clin Chem Lab Med,1999,37(11/12):1011-1033.

[25]Kiraci G,Demirhan A,Tekelioglu UY,etal.A comparison of the effects of lidocaine or magnesium sulfate on hemodynamic response and QT dispersion related with intubation in patients with hypertension[J].Acta Anaesthesiol Belg,2014,65(3):81-86.

[26]Yang ZW,Gebrewold A,Nowakowski M,etal.Mg2+-induced endothelium-dependent relaxation of blood vessels and blood pressure lowering:role of NO[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol,2000,278(3):628-639.

[27]Kolte D,Vijayaraghavan K,Khera S,etal.Role of magnesium in cardiovascular diseases[J].Cardiol Rev,2014,22(4):182-192.

[28]Ford ES.Race,education,and dietary cations:findings from the Third National Health And Nutrition Examination Survey[J].Ethn Dis,1998,8(1):10-20.

[29]Jurcovicova J,Krueger KS,Nandy I,etal.Expression of platelet-derived growth factor-A mRNA in human placenta:effect of magnesium infusion in pre-eclampsia[J].Placenta,1998,19(5/6):423-427.

[30]The sixth report of the Joint National Committee on prevention,detection,evaluation,and treatment of high blood pressure[J].Arch Intern Med,1997,157(21):2413-2446.

Research Progress of the Relationship between Magnesium Ions and HypertensionLIXiao-li,WANGLei,ZHANGLi-ming.(DepartmentofNeurology,FirstAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Harbin150001,China)

Abstract:The essential hypertension is connected with multiple factors.The abnormality of hemodynamics usually exists in hypertension patients,which can increase peripheral resistance leading to changes in the vascular structure and function.The changes include thickening of the arterial wall,abnormality of vascular tone,endothelial dysfunction and so on.Tiny changes in the magnesium ion level can significantly affect cardiac excitability,vascular tone and contractility.Therefore,magnesium ion may play a key role in the regulation of blood pressure.There is a negative correlation between magnesium ion and hypertension,which also illustrates that magnesium ion may play a key role in the pathogenesis of hypertension.

Key words:Hypertension; Magnesium ion; Vascular tone

收稿日期：2014-11-17修回日期：2015-05-09编辑：郑雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.22.013

中图分类号：R741

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)22-4067-03