منیزیم یکی از مواد معدنی ضروری برای سلامت بدن است که نقش مهمی در تنظیم بسیاری از فرآیندهای زیستی دارد. این ماده معدنی به‌ویژه در تقویت سیستم ایمنی بدن و کاهش التهاب‌ها تاثیرگذار است. مطالعات علمی نشان داده‌اند که کمبود منیزیم می‌تواند آسیب‌های جدی به عملکرد سیستم ایمنی وارد کند و بدن را در معرض خطر ابتلا به بیماری‌های عفونی و حتی سرطان قرار دهد. در این مقاله، به بررسی نقش منیزیم در تقویت سیستم ایمنی، التهاب‌ها و ارتباط آن با بیماری‌های عفونی و سرطان خواهیم پرداخت.
اهمیت منیزیم در بدن
منیزیم (Mg) دومین کاتیون فراوان درون سلول‌های بدن بعد از پتاسیم و چهارمین عنصر فراوان در بدن انسان است. در زمان تولد، بدن انسان دارای ۷۶۰ میلی‌گرم منیزیم است که در سن ۴ تا ۵ ماهگی به حدود ۵ گرم افزایش می‌یابد. مقدار کل منیزیم در بدن بین ۲۰ تا ۲۸ گرم متغیر است و بیش از ۹۹٪ آن درون سلول‌ها قرار دارد.
محل اصلی ذخیره‌سازی منیزیم، استخوان‌ها هستند که حدود ۵۰٪ تا ۶۵٪ از کل منیزیم بدن را شامل می‌شوند. این عنصر به همراه کلسیم و فسفر در ساختار اسکلت نقش دارد. منیزیم همچنین در بافت‌های عضلانی نرم و اندام‌ها توزیع شده و حدود ۳۴٪ تا ۳۹٪ از کل منیزیم بدن را تشکیل می‌دهد. درصد کمی از منیزیم (کمتر از ۱٪ تا ۲٪)، در خون و مایعات خارج سلولی یافت می‌شود.
نقش منیزیم در فرآیندهای بیولوژیکی
منیزیم به‌عنوان یک کوفاکتور حیاتی در بیش از ۶۰۰ فرآیند بیولوژیکی نقش دارد. این فرآیندها شامل تنظیم چرخه سلولی، تمایز، آپوپتوز و ساختار اسیدهای نوکلئیک است.
منیزیم با ترکیبات دارای بار منفی مانند فسفات‌ها ترکیب شده و در بیوشیمی تولید انرژی، سنتز پروتئین و گلیکولیز نقش کلیدی دارد. این عنصر بر تحریک‌پذیری نورون‌ها، عملکرد عضلانی و حفظ ریتم قلب نیز تأثیرگذار است.
ارتباط منیزیم با سیستم ایمنی
تحقیقات نشان داده‌اند که منیزیم نقش مهمی در عملکرد سلول‌های ایمنی T دارد. این سلول‌ها در شناسایی و از بین بردن پاتوژن‌ها و سلول‌های سرطانی نقش کلیدی ایفا می‌کنند. کمبود منیزیم ممکن است به ضعف سیستم ایمنی، به‌ویژه در افراد سالمند و ورزشکاران، منجر شود. این عنصر همچنین در تنظیم پاسخ‌های ایمنی ذاتی و اکتسابی مؤثر است. به‌عنوان مثال، منیزیم به تولید ایمونوگلوبولین کمک کرده و برای سنتز ویتامین D، که نقش کلیدی در پاسخ ایمنی دارد، ضروری است.
تأثیر کمبود منیزیم بر التهاب و بیماری‌ها
کمبود منیزیم می‌تواند باعث افزایش التهاب سیستمیک شود که با سطوح بالای فاکتور نکروز تومور (TNF)-α و سیتوکین‌های پیش‌التهابی مشخص می‌شود. این کمبود با شرایطی مانند اختلال عملکرد اندوتلیال، استرس فیزیولوژیکی و سندروم‌های التهابی همراه است. مطالعات نشان داده‌اند که مصرف مکمل‌های منیزیم می‌تواند تولید سیتوکین‌های پیش‌التهابی را کاهش داده و از انتقال NF-κB جلوگیری کند. این عملکردها باعث کاهش التهاب و بهبود پاسخ ایمنی می‌شوند.
نقش منیزیم در فعالیت‌های سلولی و آنزیمی
در سلول‌های پستانداران، بسیاری از آنزیم‌ها به منیزیم به‌عنوان یک کوفاکتور وابسته هستند. این عنصر در حفظ ساختار فعال DNA، RNA و ATP نقش اساسی دارد. همچنین، منیزیم در تنظیم پیام‌رسان‌های ثانویه، تعادل بارهای الکتریکی و عملکرد ناقل‌ها و کانال‌های یونی مشارکت دارد. از جمله تأثیرات آن، تنظیم سطح “کلسیم آزاد داخل سلولی” و pH داخل سلولی است که در فرآیندهایی مانند انقباض سلولی، ترشح، حرکت و تکثیر سلولی اهمیت دارند.
منیزیم و بیماری‌های مرتبط با کمبود آن
کمبود منیزیم با پاتولوژی‌های مختلفی از جمله آسم، دیابت نوع ۲، هایپرلیپیدمی، آترواسکلروز و پرفشاری خون مرتبط است. این کمبود همچنین ممکن است باعث بروز شرایطی مانند صرع، میگرن، اختلال عملکرد عضلانی و از دست دادن استخوان شود. بسیاری از افراد بستری‌شده با بیماری‌های حاد دچار کمبود منیزیم هستند که معمولاً ناشی از از دست دادن این عنصر از طریق کلیه‌ها یا مصرف داروها است.
منیزیم در تغذیه و منابع آن
منیزیم به‌طور گسترده در منابع غذایی مختلفی مانند دانه‌ها، حبوبات، آجیل (مانند بادام و بادام‌زمینی)، غلات کامل (مانند برنج قهوه‌ای)، برخی میوه‌ها و کاکائو یافت می‌شود. با این حال، استفاده از روش‌های کشاورزی که شامل استفاده از کودهای با غلظت‌های بالای پتاسیم و آمونیوم است، به کاهش منیزیم در غذاها کمک کرده است.
در بدن انسان بالغ، حدود ۶۰٪ از کل منیزیم در سیستم اسکلتی ذخیره شده و به‌عنوان یک مخزن برای حفظ غلظت منیزیم در خون عمل می‌کند.
مقدار مصرف روزانه توصیه‌شده منیزیم (RDA)
مقدار مصرف روزانه توصیه‌شده (RDA) برای منیزیم در بزرگسالان برابر با ۴.۵ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن است. این مقدار در شرایط خاص مانند دوران بارداری، شیردهی یا پس از بیماری‌های ناتوان‌کننده افزایش می‌یابد. بررسی‌های اخیر نشان می‌دهند که میانگین مصرف منیزیم در کشورهای غربی معمولاً کمتر از مقدار توصیه‌شده است.
منابع غذایی منیزیم
مصرف منیزیم به ترکیب غذا و همچنین غلظت منیزیم موجود در آب آشامیدنی بستگی دارد. منابع غذایی غنی از منیزیم شامل موارد زیر است:
- سبزیجات برگ سبز (مانند اسفناج و کلم بروکلی)
- غلات کامل
- دانه‌ها و آجیل
- حبوبات
مواد غذایی مانند شکلات، سبزیجات، میوه‌ها، گوشت و ماهی نیز حاوی مقادیر متوسط منیزیم هستند، اما محصولات لبنی معمولاً مقدار کمتری منیزیم دارند. همچنین، آب آشامیدنی، به‌ویژه آب سخت، می‌تواند منبع مهمی از منیزیم باشد؛ به‌عنوان مثال، آب سخت ممکن است حاوی تا ۳۰ میلی‌گرم منیزیم در هر لیتر باشد.
تأثیر فرآوری و پخت بر محتوای منیزیم
فرآیندهای تصفیه و فرآوری مواد غذایی می‌توانند محتوای منیزیم را تا ۸۵٪ کاهش دهند. همچنین، روش‌های پخت مانند جوشاندن، کاهش قابل توجهی در محتوای منیزیم غذا ایجاد می‌کنند. این کاهش‌ها می‌توانند یکی از دلایل بروز کمبود منیزیم در برخی جوامع باشند.
نقش کلیه در تنظیم سطح منیزیم
کلیه نقش اساسی در تنظیم سطوح منیزیم بدن ایفا می‌کند و غلظت بهینه آن را در جریان خون حفظ می‌نماید. به طور معمول:
- حدود ۸۰٪ از منیزیم پلاسما قابل فیلتر شدن است.
- روزانه تقریباً ۸۴ میلی‌مول منیزیم فیلتر می‌شود.
- حدود ۹۵٪ از منیزیم فیلتر شده توسط کلیه بازجذب می‌شود.
بازجذب منیزیم در بخش‌های مختلف کلیه به صورت زیر انجام می‌شود:
- ۱۵–۲۰٪ در توبول‌های پروکسیمال
- ۶۵–۷۵٪ در بخش ضخیم صعودی حلقه هانله (TALH)
- باقی‌مانده در توبول‌های دیستال
در نهایت، تنها مقدار اندکی منیزیم (۳–۵ میلی‌مول) از طریق ادرار دفع می‌شود.
ارتباط رژیم غذایی کم‌منیزیم با بیماری‌ها
مطالعات نشان داده‌اند که رژیم غذایی با منیزیم کم می‌تواند خطر ابتلا به عفونت‌های ویروسی را افزایش دهد و توسعه سلول‌های سرطانی متاستاتیک را تسریع کند. تحقیقات اخیر همچنین نشان‌دهنده ارتباط کمبود منیزیم با التهاب و استرس اکسیداتیو ناشی از COVID-19 بوده است.
تأثیر استرس اکسیداتیو بر بیماری‌های مزمن
در دو دهه گذشته، تحقیقات گسترده نشان داده‌اند که استرس اکسیداتیو مداوم می‌تواند منجر به التهاب مزمن شود. این فرآیند به نوبه خود نقش مهمی در توسعه بیماری‌های مزمن ایفا می‌کند، از جمله:
- سرطان
- دیابت
- بیماری‌های قلبی-عروقی
- بیماری‌های عصبی و ریوی
استرس اکسیداتیو همچنین می‌تواند منجر به فعال شدن فاکتورهای رونویسی مختلف شود که پیامدهای زیر را در پی دارد:
- بیان بیش از ۵۰۰ ژن شامل ژن‌های مربوط به:
- فاکتورهای رشد
- سیتوکین‌های التهابی
- کموکین‌ها
- مولکول‌های چرخه سلولی و ضدالتهابی
این فرآیند، مسیرهای التهابی را فعال می‌کند که می‌توانند:
- سلول‌های نرمال را به سلول‌های توموری تبدیل کنند.
- بقای سلول‌های توموری، تکثیر، مقاومت به شیمی‌درمانی و تابش، تهاجم و آنژیوژنز را تقویت کنند.
- سلول‌های بنیادی توموری را حفظ کنند.
به طور کلی، ارتباط بین استرس اکسیداتیو، التهاب مزمن و سرطان بسیار قوی است.
نقش منیزیم در عملکرد سیستم ایمنی
نقش منیزیم در سیستم ایمنی تا مدت‌ها ناشناخته بود. با این حال، اخیراً لوتشر و همکارانش در تحقیقات پیش‌بالینی و بالینی، اهمیت منیزیم را در تنظیم عملکرد ایمنی بررسی کردند. یافته‌های آن‌ها نشان داد که منیزیم برای عملکرد صحیح پروتئین سطح سلولی در لنفوسیت‌های CD8+ T ضروری است. این پروتئین، به نام LFA-1 (آنتی‌ژن مرتبط با عملکرد لنفوسیت)، نقشی حیاتی در پاسخ‌های ایمنی ایفا می‌کند.
نقش LFA-1 و منیزیم در عملکرد سیستم ایمنی
LFA-1 به‌عنوان یک پروتئین سطحی تراغشایی، نقش کلیدی در تنظیم عملکرد لنفوسیت‌های T و ارتباط با ماتریس خارج‌سلولی ایفا می‌کند. این پروتئین، که به گروه اینتگرین‌ها تعلق دارد، در فرآیندهای مختلفی از جمله انتقال لنفوسیت‌ها از رگ‌های خونی به بافت‌های هدف و آغاز سیگنال‌دهی در سلول‌های T نقش دارد. به‌طور خاص، LFA-1 اطلاعات موجود در میکرو محیط سلولی را پردازش کرده و به تنظیم پاسخ‌های ایمنی کمک می‌کند.
در تحقیقات بالینی، لوتشر و همکارانش نشان دادند که سطح پایین منیزیم در سرم با بیماری‌های پیشرفته‌تر و کاهش طول عمر در بیمارانی که تحت درمان با CAR T cells و آنتی‌بادی‌های مهارکننده نقاط کنترل ایمنی قرار داشتند، مرتبط است. کاهش منیزیم می‌تواند باعث تسریع پیشرفت بیماری و کاهش بقا شود. این یافته‌ها بر اهمیت منیزیم در عملکرد صحیح سیستم ایمنی تأکید دارند.
منیزیم و تحریک عملکرد لنفوسیت‌های T
پاسخ ایمنی مؤثر توسط لنفوسیت‌های T، به‌ویژه لنفوسیت‌های CD8+ T، تا حد زیادی به حضور منیزیم وابسته است. منیزیم با حمایت از عملکرد LFA-1 به‌عنوان یک عامل تعیین‌کننده در سیگنال‌دهی سلولی، نقش کلیدی در افزایش توانایی این سلول‌ها برای شناسایی و نابودی سلول‌های سرطانی دارد.
منیزیم همچنین تأثیر قابل‌توجهی در:
- ایمنی‌درمانی سرطان
- تقویت سیتوتوکسیتی هدف‌محور لنفوسیت‌های T
- بهبود عملکرد سیستم ایمنی در مقابله با عفونت‌ها و سلول‌های توموری
ایمنی‌درمانی شامل روش‌هایی مانند مهار نقاط کنترل ایمنی، درمان سلولی پذیرشی و واکسن‌سازی سرطان است که موفقیت آن‌ها به تعادل منیزیم در بدن وابسته است.
اثرات کمبود منیزیم بر ایمنی و التهاب
کمبود منیزیم، که در افراد مسن شایع‌تر است، به‌طور مستقیم با افزایش التهاب و استرس اکسیداتیو مرتبط است. این وضعیت با مکانیسم‌های زیر میانجی‌گری می‌شود:
- فعال‌سازی گیرنده NMDA
- فعال‌سازی NF-κB
- تقویت مسیرهای پیش‌التهابی
همچنین، در موارد کمبود منیزیم:
- تعداد نوتروفیل‌ها و عملکرد فاگوسیتوز تغییر می‌کند.
- واکنش‌های ایمنی خاص کاهش می‌یابد.
- التهاب به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد.
یکی از شواهد قوی برای اهمیت منیزیم در ایمنی، شناسایی سندرم XMEN (کمبود ایمنی مرتبط با منیزیم) است. این وضعیت ژنتیکی با عفونت‌های مزمن ویروس اپشتین-بار (EBV) و سرطان‌های ناشی از آن مرتبط است و نقش حیاتی منیزیم در سیستم ایمنی را تأیید می‌کند.
مزایای تأمین کافی منیزیم
مصرف منیزیم کافی می‌تواند اثرات مثبت زیادی بر سلامت سیستم ایمنی داشته باشد، از جمله:
- بهبود عملکرد ریه‌ها و کاهش علائم آسم
- افزایش سنتز ایمونوگلوبولین‌ها (Ig)
- کاهش التهاب و تنظیم پاسخ‌های ایمنی
به‌طور کلی، منیزیم یک کوفاکتور ضروری برای فرآیندهای بیولوژیکی حیاتی، از جمله تنظیم تعادل و فعال‌سازی سیستم ایمنی، محسوب می‌شود. حفظ سطح مناسب منیزیم در بدن می‌تواند به کاهش بیماری‌های التهابی، افزایش مقاومت در برابر عفونت‌ها و بهبود نتایج درمانی در بیماران مبتلا به سرطان کمک کند.
نتیجه‌گیری
در این بخش از مقاله، روشن شد که منیزیم نه‌تنها در تنظیم سیستم ایمنی بدن نقش مهمی ایفا می‌کند، بلکه کمبود آن می‌تواند باعث ایجاد اختلالات جدی در عملکرد این سیستم، افزایش التهاب‌ها و افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های عفونی و سرطان‌ها شود. بنابراین، حفظ سطوح مناسب منیزیم در بدن می‌تواند به‌عنوان یکی از اقدامات پیشگیرانه در مقابله با بیماری‌ها و تقویت ایمنی بدن مورد توجه قرار گیرد. در بخش‌های بعدی، به بررسی جزئیات بیشتر و راه‌های تأمین منیزیم در رژیم غذایی خواهیم پرداخت.
منبع:
Ashique, Sumel, et al. “A narrative review on the role of magnesium in immune regulation, inflammation, infectious diseases, and cancer.” Journal of Health, Population and Nutrition 42.1 (2023): 74.