PMC

Skuteczność transdermalnego wchłaniania magnezu

Jedno z pierwszych badań nad transdermalnym wchłanianiem magnezu zostało opublikowane przez lekarza naturopatę i założyciela American Holistic Medical Association Normana Shealy’ego, M.D. Ph.D. w 2000 roku. Był on wczesnym orędownikiem szczególnych korzyści płynących z transdermalnych zastosowań magnezu. Shealy argumentował, że niedobór magnezu może być wyrównany przez aplikację transdermalną w ciągu 4 do 6 tygodni, podczas gdy suplementacja doustna jest skuteczna dopiero po 4 do 12 miesiącach. Nie udało się znaleźć pełnej publikacji tego badania porównawczego. Opublikowano jedynie abstrakt z konferencji, który nie zawierał żadnych dodatkowych danych potwierdzających to stwierdzenie.

Innym badaniem, które jest często cytowane jako dowód na to, że transdermalne wchłanianie magnezu oferuje prostą, opłacalną i skuteczną metodę zwiększenia komórkowego poziomu magnezu, było badanie, które miało miejsce w okresie 12 tygodni i obejmowało łącznie dziewięciu pacjentów w wieku od 22 do 69 lat (tylko słaba moc statystyczna). Po dostarczeniu próbki włosów, chociaż wiadomo, że jest ona tylko mniej reprezentatywna dla całkowitej manipulacji magnezem w organizmie, do analizy zawartości minerałów, każdy badany pacjent został poinstruowany, aby zastosować 20 rozpyleń oliwy magnezowej. Pierwotne leczenie składało się z codziennego rozpylania w dowolnym miejscu na ciele, jak również z 20-minutowego moczenia stóp z użyciem 100 mL oliwy magnezowej (przy użyciu zwykłej wodnej kąpieli stóp) dwa razy w tygodniu. Na koniec 12-tygodniowej kuracji przeprowadzono dalszą analizę włosów. Po aplikacji transdermalnej przez 12 tygodni u wszystkich pacjentów z wyjątkiem jednego nastąpił znaczny wzrost magnezu komórkowego w zakresie od -7,1% do 262%. Jeden pacjent zakończył stosowanie preparatu przedwcześnie, trzy tygodnie przed ostateczną analizą. Ogólnie zaobserwowano średni wzrost włosów o 59,7%. Brak danych na temat stężenia magnezu w surowicy .

Badaniem o podobnej wątpliwej jakości dla udowodnienia transdermalnej absorpcji magnezu jest badanie Waringa z University of Birmingham, Wielka Brytania, gdzie 19 osób poddano kąpieli całego ciała (temperatura 50-55 °C) przez 7 dni w roztworze siarczanu magnezu (sól Epsom) przez 12 min. Próbki krwi pobierano przed pierwszą kąpielą, 2 h po pierwszej kąpieli oraz 2 h po siódmej kolejnej kąpieli. Kąpiele odbywały się codziennie o tej samej porze przez 7 dni trwania eksperymentu. Próbki moczu pobierano przed pierwszą kąpielą, a następnie 2 h po pierwszej kąpieli oraz podczas wszystkich kolejnych kąpieli. Próbki moczu pobierano również 24 godziny po ostatniej kąpieli. Wszystkie próbki moczu zostały skorygowane pod względem zawartości kreatyniny. U wszystkich z 19 badanych, z wyjątkiem trzech, stwierdzono wzrost stężenia magnezu w osoczu, choć w niektórych przypadkach był on niewielki. Wartości przed pierwszą kąpielą wynosiły średnio 104,68 ± 20,76 ppm/mL; po pierwszej kąpieli średnia wynosiła 114,08 ± 25,83 ppm/mL. Kontynuacja kąpieli przez 7 dni u wszystkich z wyjątkiem dwóch osób spowodowała wzrost wartości średnich do 140,98 ± 17,00 ppm/mL. Przedłużone moczenie w soli Epsom powoduje zatem wzrost stężenia magnezu we krwi. Pomiar poziomu magnezu w moczu wykazał wzrost z poziomu kontrolnego, średnio 94,81 ± 44,26 ppm/mL do 198,93 ± 97,52 ppm/mL po pierwszej kąpieli. U tych osób, u których poziom magnezu we krwi nie wzrósł, nastąpił odpowiednio duży wzrost poziomu magnezu w moczu, co świadczy o tym, że jony magnezu przekroczyły barierę skórną i zostały wydalone przez nerki, prawdopodobnie dlatego, że poziom magnezu we krwi był już optymalny. Ogólnie, poziom magnezu w moczu 24 h po pierwszej kąpieli spadł w stosunku do wartości początkowych stwierdzonych po 1. dniu (średnia 118,43 ± 51,95), co sugeruje pewne zatrzymanie magnezu w tkankach po kąpieli, ponieważ poziom magnezu we krwi był nadal wysoki. Pomiar poziomu magnezu w moczu 24 h po siódmej kąpieli dał wartości prawie z powrotem do poziomu kontrolnego. Badanie to zostało jednak opublikowane tylko w Internecie na stronie komercyjnej Epson-salt-council, a nie w naukowym, recenzowanym czasopiśmie.

Najobfitszym źródłem biologicznie dostępnego magnezu jest jednak hydrosfera (czyli oceany i rzeki). Morze Martwe, najgłębsze i najbardziej zasolone jezioro na Ziemi, jest znane od czasów biblijnych ze swoich właściwości leczniczych, a skuteczność kąpieli w Morzu Martwym jest dobrze znana (rysunek 1). W morzu stężenie magnezu wynosi około 55 mmol/L, a w Morzu Martwym, jako skrajny przykład, stężenie magnezu wynosi 198 mmol/L i stale wzrasta z upływem czasu. Dla porównania, typowe stężenie magnezu w surowicy ludzkiej wynosi tylko ~0,8 mmol/L . Tak więc istnieje znaczny gradient w organizmie ludzkim.

Przewiduje się, że bliskie utonięcie w Morzu Martwym spowoduje poważne zaburzenia elektrolitowe i niewydolność oddechową. To sugeruje, że magnez nie odnosi się do tematu wchłaniania skórnego. W jednym z badań kohortowych dane zostały zaczerpnięte z archiwum Soroka University Medical Center. Kohorta składała się z 69 pacjentów, którzy prawie utonęli w Morzu Martwym. Istniały dwie główne manifestacje bliskiego utonięcia w Morzu Martwym: zaburzenia równowagi elektrolitowej i ostre uszkodzenie płuc. Stężenie wapnia, magnezu i fosforu w surowicy (ale nie sodu, potasu i chlorków) było nieprawidłowe u większości pacjentów. Mediana poziomu elektrolitów w surowicy (i zakres) przy przyjęciu wynosiła 10,9 mg/dl (9-24) dla wapnia, 4,3 mg/dl (1-30) dla magnezu i 4,1 mg/dl (2-9) dla fosforu. Poziomy te ulegały szybkiej normalizacji po zastosowaniu wymuszonej diurezy w ciągu 24 h. Ostre uszkodzenie płuc – hipoksyjne obustronne zapalenie płuc – wystąpiło u 29 pacjentów. Wentylacja mechaniczna była wymagana u 11 pacjentów. Sześćdziesięciu pięciu pacjentów wyzdrowiało w pełni, podczas gdy pozostali czterej mieli niewielkie następstwa .

Przenikanie elektrolitów przez ludzką skórę było mierzone u zdrowych ochotników i u pacjentów z łuszczycą po kąpieli w Morzu Martwym (balneoterapia wodą z Morza Martwego) lub w symulowanych roztworach soli kąpielowych. Znaczący wzrost poziomu bromu, rubidu, wapnia i cynku w surowicy krwi zaobserwowano tylko u pacjentów z łuszczycą po codziennej, czterotygodniowej kąpieli w Morzu Martwym. Świnki morskie „kąpały się” w symulowanych roztworach soli z Morza Martwego zawierających radionuklidy wapnia, magnezu, potasu i Br. Ślady każdego z radionuklidów zostały wykryte we krwi i w niektórych organach wewnętrznych po 60 minutach kąpieli. Rozmieszczenie radionuklidów w narządach wykazywało fizjologiczny wzór. Pomimo, że całe badanie przeprowadzono w roztworach hipertonicznych, istnieje zdecydowane przenikanie soli przez zdrowy (człowiek i świnka morska) i uszkodzony (łuszczyca) naskórek. Balneoterapia wodą z Morza Martwego nie prowadzi jednak do pogorszenia ciśnienia krwi. Znaczne spożycie wody z Morza Martwego (na ogół w nietypowych przypadkach bliskich utonięcia) jest toksyczne i może powodować zaburzenia rytmu serca z powodu zaburzeń stężenia elektrolitów. Analiza laboratoryjna błota z Morza Martwego nie wykazała stężeń minerałów, które mogłyby stanowić zagrożenie dla zdrowia przy ich zamierzonym zastosowaniu.

Osiem normalnych osób zostało zanurzonych w wodzie uzdrowiskowej Bath na dwie godziny, a reakcje nerkowe, hematologiczne i sercowo-naczyniowe zostały porównane z tymi w okresach kontrolnych przed i po zanurzeniu. Zanurzenie w wodzie uzdrowiskowej Bath spowodowało bardzo znaczącą diurezę w porównaniu ze stanem kontrolnym przed zanurzeniem (p < 0.01). Średnia (SEM) całkowita nadmiarowa objętość wody wydalonej w wyniku zanurzenia w ciągu 2 h wynosiła 510 (85) ml. Dwukrotny wzrost wydalania sodu był wynikiem zanurzenia (szybkość przed zanurzeniem wynosiła 86 (15) pmol/min, a w drugiej godzinie 170-8 (29) pmol/min) (p < 0,01). Znaczący wzrost wydalania potasu był również obserwowany podczas zanurzenia i był tej samej wielkości co wydalanie sodu (z 78-6 (19) pmol/min przed zanurzeniem do 156-2 (28) pmol/min do drugiej godziny) (p < 0,01). Wystąpiła średnia utrata masy ciała 0-53 (0-14) kg. Odpowiada to utracie wody w wyniku diurezy, a także pewnej utracie w wyniku pocenia się. Nie zaobserwowano istotnych zmian w klirensie kreatyniny w trakcie zanurzenia, który wahał się od średnich wartości 109 do 121 ml/min. Na znak, że absorpcja magnezu przez zdrową skórę ludzką podczas kąpieli nie jest możliwa, a jeśli tak, to po 2 godzinach kąpieli (35 °C) w osoczu nie wystąpiły żadne zmiany w stężeniach elektrolitów, wapnia, fosforanów i magnezu. Stwierdzono natomiast istotny spadek stężenia albumin w osoczu (z 44-5 do 41-5 g/L) (p < 0,001) .

Długotrwałe badania armii izraelskiej z zastosowaniem balsamu ochronnego do skóry zawierającego magnez (IB1) wykazały, że magnez nie jest wchłaniany przez skórę, co zostało sprawdzone w przedklinicznych badaniach na zwierzętach u świń, w przeciwieństwie do lipofilnej natury musztardy siarkowej i VX, silnych chemicznych środków bojowych, które szybko przenikają przez skórę, powodując poważne długotrwałe obrażenia, a czasami śmierć .

Balsam ochronny do skóry miejscowo (IB1) zawierający magnez został przetestowany w badaniu na ludziach. Badania przedkliniczne na kilku modelach zwierzęcych dowiodły skuteczności ochronnej IB1. W randomizowanym, kontrolowanym placebo badaniu klinicznym fazy I sprawdzono, czy balsam bogaty w magnez, po wielokrotnym zastosowaniu miejscowym, prowadzi do zmian stężenia magnezu w surowicy u 34 zdrowych ochotników. 34 uczestnikom podawano 10 mL balsamu bogatego w magnez lub balsamu placebo trzy razy dziennie przez okres trzech dni. W badaniu sprawdzono bezpieczeństwo wielokrotnego stosowania, w tym wykluczono transdermalne przenikanie magnezu, które może prowadzić do niebezpiecznego poziomu magnezu we krwi, ponieważ balsam zawiera siarczan magnezu. Inne cele obejmowały wykrycie dermatologicznych działań niepożądanych, ocenę wygody stosowania oraz wpływu na codzienną aktywność. Co ważne, nie odnotowano żadnych poważnych działań niepożądanych, a balsam nie przeszkadzał w wykonywaniu codziennych czynności. Nie stwierdzono istotnych różnic w poziomie magnezu pomiędzy grupą placebo a grupą badaną w żadnej z aplikacji. W żadnej z grup nie stwierdzono toksycznych poziomów magnezu.

W badaniu przeprowadzonym na izolowanej skórze ludzkich zwłok nie stwierdzono również istotnych różnic w przenikaniu przez skórę magnezu z roztworów zawierających chlorek magnezu (MgCl2). Celem niniejszej pracy było porównanie biernego przenikania magnezu przez skórę ludzką z farmaceutycznie czystego MgCl2 w postaci kremu z przenikaniem farmaceutycznie czystego MgCl2 w postaci roztworu. Zbadano efektywność transdermalnego przenikania magnezu z MgCl2 krem I i MgCl2 krem II przez skórę w porównaniu z kontrolą dodatnią – roztworem MgCl2 i kontrolą ujemną – roztworem buforu fosforanowego. Krem lub roztwór MgCl2 odpowiadający 2,76 mg magnezu nakładano na 2,52 cm2 skóry i umieszczano na komórce dyfuzyjnej. Próbki pobierano po 1, 2, 3, 4, 5 i 24 h i analizowano metodą absorpcyjnej spektroskopii atomowej przy długości fali 285 nm. Eksperymenty przeprowadzono w trzech powtórzeniach. Wyniki analizowano za pomocą testu t niesparowanych. Łączne przenikanie magnezu z kremu magnezowego I, kremu magnezowego II, roztworu MgCl2 i buforu fosforanowego przez skórę ludzką po 24 h wynosiło odpowiednio 29,79 ± 13,92, 24,53 ± 9,98, 6,18 ± 1,36 i 5,62 ± 1,83 μg. Badanie to wykazało, że krem magnezowy prowadzi do statystycznie istotnego (p < 0,05) przenikania magnezu w porównaniu z dwoma roztworami kontrolnymi; krem magnezowy I wykazał większe przenikanie magnezu niż krem magnezowy II, ale różnica nie była statystycznie istotna. W przypadku roztworu MgCl2 uzyskano podobny wynik jak w przypadku buforu fosforanowego. Opracowany krem magnezowy był w stanie z powodzeniem dostarczyć magnez z farmaceutycznego MgCl2 przez ludzką skórę. Transdermalny magnez może odegrać ważną rolę w leczeniu objawów nieoptymalnego stanu magnezu. Jednakże, aby ustalić skuteczność preparatów, konieczne są dalsze badania in vitro i na zwierzętach.

Ostatnie badanie pilotażowe miało na celu określenie, czy magnez w kremie może być wchłaniany transdermalnie u ludzi w celu poprawy stanu magnezu (6). Obecne preparaty obejmują olejki magnezowe i kremy transdermalne, z których magnez może być wchłaniany przez skórę i wprowadzany do krążenia systemowego. Ten krem został wyprodukowany, w trakcie badań i rozwoju, dla Center for Magnesium Education & Research, przez Urist Cosmetics of Vancouver, B.C. Canada. Pełna lista składników znajduje się w wykazie składników firmy S1.

Jednakże, w przeciwieństwie do nabłonka przewodu pokarmowego, podstawową funkcją skóry jest działanie jako bariera, która zwykle ogranicza wchłanianie egzogennych substancji chemicznych do organizmu. W tym pojedynczo zaślepionym, równolegle zaprojektowanym badaniu pilotażowym uczestnicy (n = 25, czterech uczestników odpadło, w wieku 34,3 ± 14,8 lat, wzrost 171,5 ± 11 cm, waga 75,9 ± 14 kg) zostali losowo przydzieleni do grupy stosującej krem magnezowy 56 mg/dobę (n = 11) lub grupy stosującej krem placebo (n = 10) przez dwa tygodnie. Poziom magnezu w surowicy i 24-godzinne wydalanie z moczem mierzono na początku i po 14 dniach interwencji. Dzienniczki żywieniowe były rejestrowane przez osiem dni w tym okresie. Poziom magnezu w surowicy i w moczu w grupach testowych i placebo nie różnił się na początku. Po interwencji kremem Mg2+ nastąpił klinicznie istotny wzrost magnezu w surowicy (0,82 do 0,89 mmol/L, p = 0,29), którego nie zaobserwowano w grupie placebo (n = 10) (0,77 do 0,79 mmol/L), ale ta różnica była istotna statystycznie (p = 0,02)) tylko w podgrupie nie-sportowców (n = 20). Wydalanie magnezu z moczem wzrosło w stosunku do wartości wyjściowej nieznacznie w grupie Mg2+, ale bez istotności statystycznej (p = 0,48). W grupie Mg2+ stwierdzono wzrost stężenia Mg2+ w surowicy o 8,54% i wzrost Mg2+ w moczu o 9,1%, podczas gdy w grupie placebo wartości te były mniejsze, tj. +2,6% dla Mg2+ w surowicy i -32% dla Mg2+ w moczu. W grupie placebo zarówno stężenia w surowicy, jak i w moczu nie wykazały statystycznie istotnych zmian po zastosowaniu kremu placebo. W tym dwutygodniowym badaniu pilotażowym, transdermalne podawanie 56 mg Mg/dobę (niska dawka w porównaniu z dostępnymi komercyjnymi transdermalnymi produktami Mg2+) wykazało większą procentową zmianę zarówno markerów w surowicy, jak i w moczu od okresu przed interwencją do okresu po niej, w porównaniu z uczestnikami stosującymi krem placebo. Jednak w oparciu o te dane z oryginalnego streszczenia, Kass i wsp. wykazują jedynie niewielki wzrost magnezu w surowicy poprzez transdermalny krem zawierający magnez .