PMC

Effectiviteit van Transdermale Magnesium Absorptie

Eén van de eerste studies naar transdermale magnesium absorptie werd gepubliceerd door de natuurgeneeskundige arts en oprichter van de American Holistic Medical Association Norman Shealy, M.D. Ph.D in 2000. Hij was een vroege pleitbezorger voor de bijzondere voordelen van transdermale toepassingen van magnesium. Shealy betoogde dat een magnesiumtekort door transdermale toepassing binnen 4 tot 6 weken kan worden gecompenseerd, terwijl orale suppletie pas na 4 tot 12 maanden effectief is. Een volledige publicatie van deze vergelijkende studie kon niet worden gevonden. Er werd alleen een abstract voor een conferentie gepubliceerd, waaruit geen aanvullende gegevens bleken om deze bewering te staven.

Een andere studie die vaak wordt aangehaald als bewijs dat transdermale magnesiumabsorptie een eenvoudige, kosteneffectieve en efficiënte methode biedt om het cellulaire magnesiumgehalte te verhogen, was een proef die plaatsvond over een periode van 12 weken en waarbij in totaal negen patiënten betrokken waren in de leeftijd van 22 tot 69 jaar (slechts zwak statistisch vermogen). Na verstrekking van een haarmonster, waarvan bekend is dat het slechts in geringe mate representatief is voor de totale magnesiumhuishouding van het lichaam, voor analyse van het gehalte aan mineralen, kreeg iedere geteste patiënt de opdracht 20 sprays magnesiumolie te gebruiken. De oorspronkelijke behandeling bestond uit de dagelijkse spray, overal op het lichaam, en uit een voetbad van 20 minuten met 100 ml magnesiumolie (met een gewoon watervoetbad), twee keer per week. Aan het einde van de 12 weken durende behandeling werd een nieuwe haaranalyse uitgevoerd. Na transdermale toepassing gedurende 12 weken vertoonden alle patiënten, op één na, een significante stijging van cellulair magnesium, variërend van -7,1% tot 262%. Eén patiënt stopte voortijdig met de applicatie, drie weken voor de eindanalyse. Over het geheel genomen werd een gemiddelde toename van 59,7% in haar waargenomen. Er waren geen gegevens over de magnesiumconcentratie in serum beschikbaar.

Een studie van vergelijkbare twijfelachtige kwaliteit voor het aantonen van transdermale magnesiumabsorptie is een onderzoek van Waring van de Universiteit van Birmingham, Verenigd Koninkrijk, waarbij 19 proefpersonen gedurende 7 dagen een volledig lichaamsbad (temperaturen 50-55 °C) ondergingen in een oplossing van magnesiumsulfaat (Epsomzout) gedurende 12 minuten. Er werden bloedmonsters genomen vóór het eerste bad, om 2 uur na het eerste bad en om 2 uur na het zevende opeenvolgende bad. De baden werden dagelijks op hetzelfde tijdstip genomen gedurende 7 dagen voor het experiment. Urinemonsters werden verzameld vóór het eerste bad en vervolgens 2 uur na het eerste bad en bij alle volgende baden. Er werden ook urinemonsters genomen 24 uur na het laatste bad. Alle urinemonsters werden gecorrigeerd voor het creatininegehalte. Van de 19 proefpersonen vertoonden alle proefpersonen, op drie na, een stijging van de magnesiumconcentratie in het plasma, hoewel deze in sommige gevallen gering was. De waarden vóór het eerste bad hadden een gemiddelde van 104,68 ± 20,76 ppm/mL; na het eerste bad was het gemiddelde 114,08 ± 25,83 ppm/mL. De voortzetting van het baden gedurende 7 dagen bij alle individuen, behalve twee, gaf aanleiding tot een gemiddelde van 140,98 ± 17,00 ppm/mL. Langdurig baden in Epsomzout verhoogt dus de magnesiumconcentratie in het bloed. De meting van het magnesiumgehalte in de urine vertoonde een stijging van het controleniveau, gemiddeld 94,81 ± 44,26 ppm/mL tot 198,93 ± 97,52 ppm/mL na het eerste bad. Bij de personen bij wie de magnesiumspiegels in het bloed niet verhoogd waren, was de magnesiumspiegel in de urine navenant gestegen, wat erop wijst dat de magnesiumionen de huidbarrière waren gepasseerd en via de nieren werden uitgescheiden, vermoedelijk omdat de bloedspiegels al optimaal waren. Over het algemeen daalden de magnesiumgehalten in de urine 24 uur na het eerste bad ten opzichte van de beginwaarden die na dag 1 werden gevonden (gemiddeld 118,43 ± 51,95), hetgeen suggereert dat magnesium na het baden enigszins in de weefsels werd vastgehouden, aangezien de bloedgehalten nog steeds hoog waren. De meting van het magnesiumgehalte in de urine 24 uur na het zevende bad gaf waarden die bijna weer op het controleniveau lagen. Deze studie is echter alleen op het internet gepubliceerd – op de commerciële site van de Epson-zoutraad – maar niet in een wetenschappelijk, peer-reviewed tijdschrift.

De meest overvloedige bron van biologisch beschikbaar magnesium is echter de hydrosfeer (d.w.z. oceanen en rivieren). De Dode Zee, het diepste en meest zoute meer op aarde, is al sinds bijbelse tijden bekend om zijn genezende eigenschappen en de effectiviteit van baden in de Dode Zee is algemeen bekend (figuur 1). In de zee is de magnesiumconcentratie ongeveer 55 mmol/L en in de Dode Zee, als extreem voorbeeld, is de magnesiumconcentratie naar verluidt 198 mmol/L en is deze in de loop der tijd gestaag toegenomen. Ter vergelijking: de normale magnesiumconcentratie in menselijk serum is slechts ~0,8 mmol/L . Er is dus een aanzienlijke gradiënt in het menselijk lichaam.

Nabij-verdrinking in de Dode Zee leidt naar verwachting tot ernstige afwijkingen in de elektrolytenhuishouding en ademhalingsstoornissen. Dit suggereert dat magnesium geen betrekking heeft op het onderwerp opname door de huid. In een cohortstudie werden de gegevens geabstraheerd uit de archieven van het Soroka University Medical Center. Het cohort bestond uit 69 patiënten die bijna verdronken waren in de Dode Zee. Er waren twee belangrijke verschijnselen van bijna-verdrinking in de Dode Zee: verstoring van het elektrolytenevenwicht en acuut longletsel. Serum calcium, magnesium en fosfor (maar niet natrium, kalium en chloride) waren abnormaal bij de meeste patiënten. De mediane serumelektrolytspiegels (en spreiding) bij opname waren 10,9 mg/dL (9-24) voor calcium, 4,3 mg/dL (1-30) voor magnesium, en 4,1 mg/dL (2-9) voor fosfor. Deze waarden normaliseerden snel met geforceerde diurese binnen 24 uur. Acuut longletsel – namelijk hypoxische bilaterale pneumonitis – trad op bij 29 patiënten. Mechanische beademing was nodig bij 11 patiënten.

De penetratie van elektrolyten door de menselijke huid werd gemeten bij gezonde vrijwilligers en bij psoriatische patiënten na baden in de Dode Zee (Dode Zee-water balneotherapie) of in gesimuleerde bad-zout oplossingen. Significante verhogingen van de serumniveaus van broom, rubidium, calcium en zink werden alleen waargenomen bij de psoriatische patiënten na dagelijks baden in de Dode Zee gedurende een kuur van vier weken. Cavia’s “baadden” in gesimuleerde badzoutoplossingen uit de Dode Zee die radionucliden bevatten van calcium, magnesium, kalium en Br. Sporen van elke radionuclide werden gedetecteerd in het bloed en in sommige inwendige organen na 60 minuten baden. De radionucliden vertoonden een fysiologisch patroon in hun verdeling over de organen. Hoewel het gehele onderzoek werd uitgevoerd in hypertone oplossingen, is er een duidelijke penetratie van de zouten door gezonde (mens en cavia) en beschadigde (psoriatische) epidermis. Balneotherapie met Dode Zee water leidt echter niet tot een verslechtering van de bloeddruk. Aanzienlijke inname van Dode-Zee-water (over het algemeen in ongebruikelijke gevallen van bijna-verdrinking) is toxisch en kan leiden tot hartritmestoornissen als gevolg van afwijkingen in de elektrolytenconcentratie. Een laboratoriumanalyse van Dode Zee-modder bracht geen mineraalconcentraties aan het licht die een gezondheidsrisico zouden kunnen vormen voor het beoogde gebruik ervan.

Acht normale proefpersonen werden twee uur lang ondergedompeld in badkuipwater en de nier-, hematologische en cardiovasculaire reacties werden vergeleken met die in de controleperioden vóór en na onderdompeling. Onderdompeling in badkuipwater resulteerde in een zeer significante diurese in vergelijking met de controletoestand vóór onderdompeling (p < 0.01). Het gemiddelde (SEM) totale overtollige volume water dat werd uitgescheiden als gevolg van de onderdompeling gedurende de 2 uur durende periode bedroeg 510 (85) ml. Een tweevoudige toename in natriumuitscheiding was het gevolg van onderdompeling (de snelheid voor onderdompeling was 86 (15) pmol/min en 170-8 (29) pmol/min gedurende het tweede uur) (p < 0.01). Een significante toename van de kaliumuitscheiding werd ook waargenomen bij onderdompeling en was van dezelfde grootte als de natriumuitscheiding (van 78-6 (19) pmol/min voor onderdompeling tot 156-2 (28) pmol/min tijdens het tweede uur) (p < 0.01). Er trad een gemiddeld gewichtsverlies op van 0-53 (0-14) kg. Dit komt overeen met het verlies van water door diurese en ook enig verlies door zweten. Er werd geen significante verandering gezien in de creatinineklaring gedurende de onderdompeling, die varieerde van gemiddelde waarden van 109 tot 121 ml/min. Als teken dat een opname van magnesium door de gezonde menselijke huid tijdens het baden niet mogelijk is, of als dit wel het geval is, trad er slechts een zeer beperkte verandering op in de plasmaconcentraties van elektrolyten, calcium, fosfaat, of magnesium na 2 uur baden (35 °C). Er werd een significante daling van de plasma-albumineconcentratie waargenomen (van 44-5 tot 41-5 g/L) (p < 0,001) .

Extensieve studies van het Israëlische leger met een magnesium bevattende huidbeschermende lotion (IB1) toonden aan dat magnesium niet door de huid wordt geabsorbeerd, zoals getest in preklinische dierstudies bij varkens, in tegenstelling tot de lipofiele aard van zwavelmosterd en VX, krachtige chemische strijdmiddelen die snel door de huid dringen en ernstige langdurige verwondingen en soms de dood veroorzaken .

De uitwendige huidbeschermende lotion (IB1) die magnesium bevat, werd getest in een studie bij mensen. Preklinische studies in verschillende diermodellen hebben de beschermende werking van IB1 aangetoond. In een gerandomiseerde, placebogecontroleerde fase I klinische studie werd onderzocht of een magnesiumrijke lotion, na herhaalde topische toepassing, leidt tot veranderingen in de serum magnesiumconcentraties bij 34 gezonde vrijwilligers. De 34 proefpersonen kregen driemaal daags 10 ml magnesiumrijke lotion of placebolotion toegediend gedurende een periode van drie dagen. In de studie werd de veiligheid van herhaalde toepassingen getest, waarbij ook de transdermale permeatie van magnesium werd uitgesloten, die zou kunnen leiden tot een gevaarlijke magnesiumspiegel in het bloed, aangezien de lotion magnesiumsulfaat bevat. Andere doelstellingen waren de opsporing van dermatologische bijwerkingen, de beoordeling van het gebruiksgemak en het effect op de dagelijkse activiteiten. Belangrijk was dat er geen ernstige bijwerkingen werden vastgesteld en dat de lotion niet interfereerde met de dagelijkse taken. Er waren geen significante verschillen in magnesiumgehaltes tussen de placebogroep en de onderzoeksgroep bij elk van de toepassingen. Er werden in geen van beide groepen toxische magnesiumgehaltes gevonden

Ook in een onderzoek op geïsoleerde huid van menselijke kadavers kon geen significant verschil worden gevonden voor de huidpenetratie van magnesium uit oplossingen die magnesiumchloride (MgCl2) bevatten. Het doel van deze studie was om de passieve permeatie van magnesium door de menselijke huid van MgCl2 van farmaceutische kwaliteit, geformuleerd in crème, te vergelijken met die van MgCl2 van farmaceutische kwaliteit in oplossing. De transdermale permeatie-efficiëntie van magnesium uit MgCl2 crème I en MgCl2 crème II werd bestudeerd over de huid in vergelijking met de positieve controle MgCl2 oplossing en de negatieve controle fosfaatbuffer oplossing. De crème of MgCl2-oplossing, overeenkomend met 2,76 mg magnesium, werd aangebracht per 2,52 cm2 huid en op de diffusiecel aangebracht. De monsters werden na 1, 2, 3, 4, 5 en 24 uur verzameld en geanalyseerd met behulp van atoomabsorptiespectroscopie bij 285 nm. De experimenten werden in drievoud uitgevoerd. De resultaten werden geanalyseerd met behulp van een ongepaarde t-toets. De cumulatieve magnesiumpermeatie van magnesiumcrème I, magnesiumcrème II, MgCl2-oplossing en fosfaatbuffer over de menselijke huid na 24 uur bleek respectievelijk 29,79 ± 13,92, 24,53 ± 9,98, 6,18 ± 1,36 en 5,62 ± 1,83 μg te zijn. Uit deze studie bleek dat een magnesiumcrème leidt tot een statistisch significante (p < 0,05) magnesiumpermeatie in vergelijking met de twee controleoplossingen; magnesiumcrème I vertoonde een grotere magnesiumpermeatie dan magnesiumcrème II, maar het verschil was niet statistisch significant. De MgCl2-oplossing vertoonde een vergelijkbaar resultaat als de fosfaatbuffer. Een geformuleerde magnesiumcrème was in staat om met succes het magnesium van farmaceutische kwaliteit MgCl2 via de menselijke huid af te geven. Transdermaal magnesium kan een belangrijke rol spelen bij de behandeling van symptomen van een suboptimale magnesiumstatus. Verdere in vitro en dierstudies zijn echter nodig om de werkzaamheid van de formuleringen vast te stellen.

Een recente pilotstudie had tot doel te bepalen of magnesium in een crème transdermaal kan worden opgenomen bij de mens om de magnesiumstatus te verbeteren (6). De huidige formuleringen omvatten magnesiumoliën en transdermale crèmes, waaruit het magnesium via de huid en in de systemische circulatie kan worden opgenomen. Deze crème werd, in het kader van onderzoek en ontwikkeling, vervaardigd voor het Center for Magnesium Education & Research, door Urist Cosmetics uit Vancouver, B.C. Canada. Voor volledige ingrediënten, zie S1 tekst ingrediëntenlijst van bedrijf.

In tegenstelling tot het gastro-intestinale epitheel, is een primaire functie van de huid te fungeren als een barrière, die normaal gesproken de absorptie van exogene chemicaliën in het lichaam beperkt. In deze single blind, parallel opgezette pilotstudie werden deelnemers (n = 25 vier deelnemers vielen uit, leeftijd 34,3 ± 14,8 jaar, lengte 171,5 ± 11 cm, gewicht 75,9 ± 14 Kg) willekeurig toegewezen aan ofwel een 56 mg/dag magnesium crème (n = 11) of een placebo crème groep (n = 10) gedurende twee weken. Het magnesiumserum en de 24 uurs urinaire uitscheiding werden gemeten op de basislijn en op 14 dagen van de interventie. Gedurende deze periode werden gedurende acht dagen voedingsdagboeken bijgehouden. Het serum en de urinaire magnesium van de Mg-testgroep en de placebogroep verschilden niet bij de aanvangswaarde. Na de Mg2+ crème-interventie was er een klinisch relevante toename van serummagnesium (0,82 tot 0,89 mmol/L, p = 0,29) die niet werd gezien in de placebogroep (n = 10) (0,77 tot 0,79 mmol/L), maar dit verschil was alleen statistisch significant (p = 0,02)) in een subgroep van niet-atleten (n = 20). De uitscheiding van magnesium in de urine was in de Mg2+ groep iets hoger dan bij de uitgangswaarde, maar zonder statistische significantie (p = 0,48). De Mg2+ groep vertoonde een toename van 8,54% in serum Mg2+ en een toename van 9,1% in urine Mg2+, terwijl deze cijfers voor de placebogroep lager waren, namelijk +2,6% voor serum Mg2+ en -32% voor urine Mg2+. In de placebogroep vertoonden zowel de serum- als de urineconcentraties geen statistisch significante verandering na het aanbrengen van de placebocrème. In deze pilotstudie van twee weken vertoonde de transdermale toediening van 56 mg Mg/dag (een lage dosis vergeleken met de beschikbare commerciële transdermale Mg2+ producten) een grotere procentuele verandering in zowel serum- als urinemarkers van vóór tot na de interventie vergeleken met proefpersonen die de placebocrème gebruikten. Op basis van deze gegevens uit het oorspronkelijke abstract laten Kass et al. echter slechts een lichte stijging van serum magnesium zien via transdermale magnesium-bevattende crème .