LABORATORIO DE URGENCIAS

Magnesio Iónico

Dr Dennis Begos (MD, Associate Medical Director ,Medical and Scientific Affairs, Nova Biomedical)

Clinical Laboratory, April/May 2021

La mayor parte del magnesio del organismo se localiza en los huesos y los músculos; sin embargo, la pequeña proporción extracelular de magnesio ionizado desempeña un papel importante en varios procesos fisiológicos.
Generalmente, cuando se evalúa la concentración de magnesio, se mide el magnesio total. En este artículo se analiza la importancia del magnesio ionizado y por qué deberíamos medir directamente esta fracción, en lugar del magnesio total.

Magnesio
El magnesio (Mg) es el cuarto catión más abundante en el cuerpo humano.
La distribución del Mg en el organismo es:
                         * Hueso: 55%
                         * Músculos: 38%.
                         * Tejidos blandos: 14%.
                         * Fluido extracelular: 1%.
El Mg se encuentra en la dieta a partir de diversas fuentes: verduras de hoja verde (Mg forma parte de la molécula de clorofila), frutos secos, semillas, frutas, yogur y cereales no refinados como trigo y  avena. Aunque se encuentra en una gran variedad de alimentos, gran parte se pierde durante el procesamiento, y además el contenido de Mg de las frutas y verduras ha disminuido entre un 20 y 30% en los últimos 60 años. Así, se estima que hasta el 60% de los adultos sanos no ingieren la cantidad recomendada de Mg en su dieta [2].
Se absorbe en el intestino y se excreta por los riñones
Aunque sólo un 1% del Mg total se localiza extracelularmente, se trata de una fracción extremadamente importante, ya que el Mg interviene en multitud de procesos fisiológicos, muchos de los cuales son críticos para la salud en general, como la conducción y la contractilidad cardiaca, la producción de energía, el transporte de iones y la coagulación.

El magnesio ionizado no siempre se correlaciona con el magnesio total

La parte del Mg extracelular que es fisiológicamente activa en estos procesos es el Mg ionizado (iMg).
El Mg en el suero se encuentra en tres estados: unido a proteínas (20-30%), complejado con aniones (5-15%) e ionizado (55-70%). La cantidad de Mg unido o complejado pueden variar significativamente,  en distintas situaciones de algunas enfermedades.
Las pruebas de laboratorio convencionales normalmente sólo miden el Mg sérico total (tMg), que a menudo no refleja el iMg. Los pacientes en la UCI, los pacientes perioperatorios, los pacientes en los extremos de la edad (ancianos o neonatos), y con enfermedad renal crónica pueden tener una variación significativa en sus niveles de iMg sin mucho cambio en el tMg, o viceversa. Esta variabilidad puede deberse a cambios en los niveles de proteínas séricas o relacionarse con los niveles de otros aniones o cationes en la sangre, que harían fluctuar el nivel de iMg.
Hallazgos en diferentes estudios:
a) A diferencia del calcio ionizado, que se mide habitualmente, y que también se calcula fácilmente a partir de los niveles de calcio total y albúmina,iMg no se mide habitualmente ni se calcula fácilmente [3].
b) En un estudio realizado en Suecia, el 25% de los pacientes de la UCI tenían una iMg baja a pesar de una tMg normal, y el 9% tenían una iMg alta en presencia de una tMg normal (Johansson & Whiss, 2007 [4]).
c) En un estudio sobre pacientes de la UCI, el 30% de las mediciones de tMg no se correlacionaron con la iMg; la mayoría de los casos de tMg baja eran falsos negativos, lo que podría conducir a una sobre-suplementación con Mg y a un aumento de los costes de laboratorio (Yeh et al., 2017 [5]).
d) Un estudio ha mostrado resultados similares de una discrepancia del 30% entre tMg e iMg [6]. Los autores de este estudio comentaron: "Las concentraciones fiables de magnesio ionizado en suero solo pueden obtenerse por medición directa y no por cálculo a partir del magnesio total en suero y la albúmina"[6]. Se puede afirmar que el tMg no refleja el iMg, en aproximadamente un tercio de los pacientes, y para una evaluación precisa del Mg funcional el iMg es el analito preferido para medir, especialmente en pacientes críticos.
e) Un estudio reciente evaluó a individuos sanos después de recibir un suplemento de Mg por vía oral. Ese estudio encontró que el iMg era un marcador más sensible para evaluar el aumento agudo de Mg después de la ingesta oral, y el estudio se está ampliando a un ensayo aleatorio y controlado más grande. En este grupo, el iMg, pero no el tMg, aumentó tras la ingestión oral de Mg: "Demostramos la superioridad de las concentraciones de iMg2+ en sangre, en comparación con las concentraciones de magnesio total en suero y el contenido total de magnesio en orina, como medida rápida y sensible de la ingesta dietética de magnesio en humanos sanos. El hallazgo de que una sola dosis de 300|mg de magnesio puede alterar el iMg2+, pero no el magnesio total, sugiere que el método del iMg2+ es más sensible"[7].

Consecuencias de la dismagnesemia

La hipomagnesemia (generalmente debida a una ingesta dietética inadecuada) es más frecuente que la hipermagnesemia porque los riñones son muy buenos para excretar Mg hasta que el aclaramiento de creatinina cae por debajo de 10|mL/min [8].
Las consecuencias de un trastorno del magnesio, ya sea hipo o hiper, pueden ser importantes. Dado que el Mg interviene en numerosos procesos fisiológicos, las concentraciones del mismo que están fuera de la normalpueden afectar a muchos sistemas.
Una de las complicaciones más graves y potencialmente mortales de la hipomagnesemia son las arritmias cardíacas, debidas a una conducción y contractilidad anormales del corazón. En el contexto agudo, la hipomagnesemia también puede provocar convulsiones, calambres musculares, migrañas y anomalías secundarias de otros electrolitos como el potasio, el sodio y el calcio [2].
La hipermagnesemia se observa en personas con enfermedades renales crónicas graves, puede verse en personas que toman medicamentos con magnesio (normalmente laxantes) y puede causar rubor, bradicardia, hipotensión, depresión respiratoria y debilidad muscular [2]. Las infusiones de magnesio también se utilizan para tratar a las mujeres embarazadas en el parto prematuro, donde los niveles de tMg suelen controlarse estrechamente [9].
Se ha demostrado que un nivel bajo de iMg, pero no de tMg, es un factor de riesgo para la preeclampsia, lo que sugiere de nuevo que el iMg es el analito preferido para medir [10].
La mayoría de los estudios del pasado que evalúan los niveles de Mg con hallazgos clínicos, han estudiado el tMg, no el iMg.
Un estudio que sí evaluó el iMg en pacientes de la UCI encontró que el desarrollo de hipomagnesemia ionizada era un predictor independiente de mortalidad [11]. El estudio encontró una pobre correlación entre la tMg y la iMg, ya que hasta el 85% de los pacientes con tMg baja tenían una iMg normal [11].
En un amplio estudio de la Clínica Mayo, se evaluaron retrospectivamente más de 280¦000 pacientes, y se encontró que los pacientes con una tMg de <1,7 o >2,3|mg/dL tenían una mayor mortalidad por todas las causas que los que tenían una tMg normal al ingreso. Los pacientes con una tMg normal tenían menos arritmias cardíacas y menos días de ventilación [12].
En un análisis de más de 3500 pacientes inscritos en el Dallas Heart Study, se descubrió que la hipomagnesemia (tMg) era un predictor independiente de mortalidad: por cada 0,2|mg/dL de descenso de tMg, se producía un aumento del 20-40% en la mortalidad por todas las causas en pacientes con y sin enfermedad renal crónica (ERC) (Véase la figura 1 en Ferrè et al., 2018)
Un gran meta-análisis también encontró una correlación inversa entre los niveles de tMg y las enfermedades cardiovasculares, con una disminución del 30% del riesgo por cada aumento de 0,2 mmol/L de tMg [14].
El estudio Atherosclerosis Risk in Communities, gran estudio basado en la población, encontró una relación entre los niveles bajos de tMg y la ERC, con niveles más bajos de tMg que predicen un mayor riesgo de ERC y de enfermedad renal terminal .

Los mecanismos exactos por los que la hipomagnesemia provoca un aumento de la morbilidad y la mortalidad aún no se han dilucidado por completo, se han propuesto muchas teorías sólidas.
Dada la naturaleza del papel del Mg en múltiples procesos fisiológicos, es probable que existan varias vías, que pueden dividirse en efectos agudos y crónicos.
Los efectos agudos, es probable que las arritmias cardíacas puedan relacionarse a un entorno electroquímico alterado desempeñen un papel importante en la muerte súbita [16].
Otro acontecimiento negativo agudo es la hipomagnesemia en pacientes con infecciones agudas o sepsis. Se ha observado que los pacientes de la UCI con sepsis y un nivel bajo de iMg o tMg tienen una mayor mortalidad [11, 17]. Esto podría deberse a una tormenta de citoquinas más agresiva, ya que se sabe que el Mg desempeña un papel en la atenuación de la producción de citoquinas, especialmente la interleucina (IL)-1, la IL-6 y el factor de necrosis tumoral (TNF) [2, 11, 13, 18, 19].
El hilo conductor de los efectos crónicos es el papel de la hipomagnesemia en la promoción de los cambios ateroscleróticos, que pueden afectar a numerosos sistemas orgánicos. Un nivel bajo de Mg puede acelerar el desarrollo de la aterosclerosis por varias vías:
     - Disfunción de las células endoteliales. Se sabe que el Mg bajo tiene un efecto inhibidor sobre la proliferación de las células endoteliales, lo que puede provocar cambios trombóticos o inflamatorios en las arterias [20].
     - Calcificación del músculo liso vascular. La deficiencia de Mg promueve la formación de cristales de hidroxiapatita, lo que puede conducir a la calcificación del músculo liso de las arterias, una característica distintiva de la aterosclerosis [21, 22]. También puede mediar en la calcificación por su efecto en el transporte de calcio por la membrana [23].
     - Hipercoagulabilidad. Se sabe que el magnesio inhibe la agregación plaquetaria, por lo que un nivel bajo de Mg puede provocar un estado trombótico [24].
     - Aumento de la inflamación. Es bien sabido que la inflamación desempeña un papel en el desarrollo y la progresión de las placas ateroscleróticas [25].
Estos hallazgos se ven reforzados por un estudio realizado en pacientes en hemodiálisis en Japón [26]. En más de 140¦000 pacientes en diálisis, tanto el Mg elevado como el bajo fueron predictores de mortalidad .
Aunque el Mg elevado no fue un predictor independiente, el Mg bajo fue un predictor significativo y dependiente de la concentración de la mortalidad por enfermedad cardiovascular y de la mortalidad por infección [26]. "El principal hallazgo de nuestro estudio es que un nivel de Mg sérico más bajo fue un predictor significativo e independiente de la mortalidad por ECV entre los pacientes en hemodiálisis crónica. También encontramos una asociación significativa entre la hipomagnesemia y mortalidad no relacionada con la ECV, especialmente las muertes por infección"[26].
Aunque todos estos datos muestran una correlación, no demuestran necesariamente una causalidad. Es posible que el Mg bajo sea un epifenómeno, o una consecuencia de la enfermedad, pero basándonos en lo que sabemos sobre la fisiología del Mg parece probable que sea, al menos, parcialmente responsable. Varios estudios sugieren que este es el caso. En la cohorte del Estudio del Corazón de Framingham, los pacientes con una mayor ingesta dietética de Mg tenían tasas significativamente menores de calcificación de las arterias coronarias y de la aorta [27]. En los pacientes en diálisis, el uso de un dializado con alto contenido de Mg mantiene los niveles de iMg en un rango normal o ligeramente elevado [28, 29]. La hipomagnesemia puede ser un problema para los pacientes en diálisis porque los alimentos ricos en Mg son también generalmente ricos en potasio, que deben ser evitados. Recientemente, se ha hecho un esfuerzo por mantener el Mg en el lado alto de lo normal en los pacientes en diálisis mediante el uso de un dializado con alto contenido de Mg. Un estudio preliminar que evaluó una cohorte de estos pacientes en Alemania demostró que los pacientes del grupo de dializado con alto contenido de Mg tenían un iMg significativamente más alto y presentaban una mortalidad por todas las causas y cardiovascular a los tres años significativamente menor (14,5 % frente al 0 % tras ajustar por edad y comorbilidades) (véase la figura 2 en Schmaderer et al., 2017; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5622686/ [29]). Estos estudios, y otros similares [30], sugieren que mantener un nivel de Mg entre normal y ligeramente elevado es beneficioso para la salud en general.

Resumen

# El magnesio es un importante electrolito que desempeña un papel clave en numerosas actividades fisiológicas.
# La mayor parte del magnesio del organismo reside en los músculos y los huesos, y sólo un 1% aproximadamente se encuentra en el espacio extracelular. Este 1% de magnesio extracelular es muy importante para mantener la homeostasis en muchos sistemas críticos, como el transporte de iones, la inflamación, la función muscular, la función cardíaca, la señalización celular, la función neurológica y la coagulación.
# La forma fisiológicamente activa del magnesio es la fracción ionizada, que puede variar mucho de una persona a otra y, por lo general, representa el 55-70% del magnesio extracelular.
# La mayoría de los analizadores miden el magnesio total en lugar del magnesio ionizado, pero el magnesio total no representa con exactitud el magnesio ionizado en aproximadamente un tercio de los individuos.
# No existe una fórmula precisa para convertir el magnesio total en magnesio ionizado, por lo que es de vital importancia medir el magnesio ionizado para evaluar el estado del magnesio, especialmente en pacientes en estado crítico, pacientes con edades extremas, pacientes perioperativos y pacientes con enfermedad renal.
# Tanto el magnesio crónicamente alto como el bajo puede aumentar la mortalidad por cualquier causa. # Un nivel de magnesio agudamente bajo puede provocar una muerte súbita de origen cardíaco y, potencialmente, una respuesta inflamatoria más grave a la infección.
# El magnesio crónicamente bajo parece desempeñar un papel en la aceleración de la aterosclerosis.
# Los suplementos de magnesio pueden ayudar a mitigar algunos de los efectos negativos de los niveles crónicamente bajos de magnesio.

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