Kazan medical journalKazan medical journalКазанский медицинский журнал0368-48142587-9359Eco-Vector1152710.17816/KMJ2019-197Theoretical and clinical medicineТеоретическая и клиническая медицинаResearch ArticleClinical and methodological aspects in the diagnosis of magnesium deficiency in patients with paroxysmal atrial fibrillationКлинико-методологические аспекты в диагностике дефицита магния у пациентов с пароксизмальной фибрилляцией предсердийBozhkoYa GБожкоЯков Григорьевичyakov-bozhko@yandex.ruArkhipovM VАрхиповМихаил Викторовичyakov-bozhko@yandex.ruBelokonovaN AБелоконоваНадежда Анатольевнаyakov-bozhko@yandex.ruKiselevaD VКисёлеваДарья Владимировнаyakov-bozhko@yandex.ruUral State Medical UniversityУральский государственный медицинский университетThe Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of RASИнститут геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН290320191002VOL 100, NO2 (2019)ТОМ 100, №2 (2019)19720329032019Copyright ©; 2019, Bozhko Y.G., Arkhipov M.V., Belokonova N.A., Kiseleva D.V.Copyright ©; 2019, Божко Я.Г., Архипов М.В., Белоконова Н.А., Кисёлева Д.В.2019Bozhko Y.G., Arkhipov M.V., Belokonova N.A., Kiseleva D.V.Божко Я.Г., Архипов М.В., Белоконова Н.А., Кисёлева Д.В.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/11527

Aim. To determine magnesium deficiency in patients with paroxysmal atrial fibrillation using a comprehensive clinical and laboratory approach.

Methods. The prospective cohort study included 35 patients of the cardiology department of the Medical association «Novaya bolnitsa». The main group consisted of 22 patients with frequently recurrent paroxysmal atrial fibrillation, the control group - 13 patients without cardiac arrhythmias. The clinical status, Holter-monitoring of the electrocardiogram, the results of the clinical test for magnesium deficiency, laboratory parameters of calcium, magnesium in blood plasma and formed elements, magnesium in whole blood, free fatty acids and plasma osmolarity were evaluated.

Results. The clinical score of magnesium deficiency was significantly higher in patients from the main group compared to the control [16.5 (11÷21) vs 13 (8÷15), p <0.001]. In the main group, there was a decrease of magnesium in the whole blood [0.55 (0.5÷0.59) vs 0.61 (0.58÷0.54), p=0.002] and inside the blood cells [0.68 (0.53÷1.29) vs 1.38 (1.29÷1.44), p <0.001]. In patients with atrial fibrillation there is a shift of the ratio of calcium to magnesium in blood plasma [2.5 (2.5÷3) vs 2.9 (2.8÷3.15), p=0.029] and intracellularly [4.85 (2.62÷9.3) vs 1.7 (1.4÷1.95), p=0.002]. The redistribution of calcium and magnesium is influenced not only by the initial concentration of cations, but also by free fatty acids. The best redistribution was obtained when the concentration of free fatty acids was 900 µmol/l, magnesium 1 mmol/l, and calcium 3 mmol/l, which is consistent with the optimal value of cations in the blood plasma.

Conclusion. Patients with paroxysmal atrial fibrillation had a significantly lower magnesium content in whole blood and inside the blood cells; magnesium concentration in the cells and in whole blood closely correlated with the results of the clinical test for evaluating magnesium deficiency; intracellular magnesium content can be influenced by the complexing interaction with free fatty acids.

Цель. Определить наличие дефицита магния у пациентов с пароксизмальной фибрилляцией предсердий на основе применения комплексного клинико-лабораторного подхода.

Методы. В проспективное когортное исследование были включены 35 пациентов кардиологического отделения Медицинского объединения «Новая больница». Основную группу составили 22 пациента с часто рецидивирующей пароксизмальной формой фибрилляции предсердий, контрольную - 13 пациентов без пароксизмальных нарушений ритма сердца. Проводили оценку клинического статуса, данных холтеровского мониторирования электрокардиограммы, результатов клинического теста наличия дефицита магния, лабораторных показателей кальция, магния в плазме и форменных элементах крови, магния в цельной крови, свободных жирных кислот и осмолярности в плазме крови.

Результаты. Результат клинической оценки дефицита магния в баллах был достоверно выше у пациентов основной группы в сравнении с контрольной [16,5 (11÷21) против 13 (8÷15); p <0,001]. В основной группе зарегистрировано снижение концентрации магния в цельной крови [0,55 (0,5÷0,59) против 0,61 (0,58÷0,54); p=0,002] и внутри форменных элементов [0,68 (0,53÷1,29) против 1,38 (1,29÷1,44); p <0,001]. У пациентов с фибрилляцией предсердий установлено нарушение соотношения кальция и магния в плазме крови [2,5 (2,5÷3) против 2,9 (2,8÷3,15); p=0,029] и внутриклеточно [4,85 (2,62÷9,3) против 1,7 (1,4÷1,95); p=0,002]. На перераспределение кальция и магния может оказывать влияние исходная концентрация не только катионов, но и свободных жирных кислот. Наилучшее перераспределение было получено при концентрации свободных жирных кислот 900 мкмоль/л и содержании магния 1 ммоль/л, а кальция - 3 ммоль/л, что согласуется с оптимальным значением катионов в плазме крови.

Вывод. Пациенты с пароксизмальной фибрилляцией предсердий имели достоверно более низкое содержание магния в цельной крови и внутри ее форменных элементов в сравнении с пациентами без данной аритмии; концентрация магния внутри клеток и в цельной крови тесно коррелировала с результатами клинического теста оценки дефицита магния; на внутриклеточное содержание магния может оказывать влияние комплексообразующее взаимодействие со свободными жирными кислотами.

paroxysmal atrial fibrillationmagnesium deficiencyintracellular magnesiumfree fatty acidscalcium-magnesium indexпароксизмальная фибрилляция предсердийдефицит магниявнутриклеточный магнийсвободные жирные кислотыкальциево-магниевый индексKolte D., Vijayaraghavan K., Khera S. et al. Role of magnesium in cardiovascular diseases. Cardiol. Rev. 2014; 22 (4): 182–192. DOI: 10.1097/CRD.0000000000000003.Kolte D., Vijayaraghavan K., Khera S. et al. Role of magnesium in cardiovascular diseases. Cardiol. Rev. 2014; 22 (4): 182-192. DOI: 10.1097/CRD.0000000000000003.Abbott R.D., Ando F., Masaki K.H. et al. Dietary magnesium intake and the future risk of coronary heart di­sease (the Honolulu Heart Program). Am. J. Cardiol. 2003; 92 (6): 665–669. DOI: 10.1016/S0002-9149(03)00819-1.Abbott R.D., Ando F., Masaki K.H. et al. Dietary magnesium intake and the future risk of coronary heart disease (the Honolulu Heart Program). Am. J. Cardiol. 2003; 92 (6): 665-669. DOI: 10.1016/S0002-9149(03)00819-1.Ichihara A., Suzuki H., Saruta T. Effects of magnesium on the reninangiotensin-aldosterone system in human subjects. J. Lab. Clin. Med. 1993; 122 (4): 432–440. PMID: 8228558.Ichihara A., Suzuki H., Saruta T. Effects of magnesium on the reninangiotensin-aldosterone system in human subjects. J. Lab. Clin. Med. 1993; 122 (4): 432-440. PMID: 8228558.King J.L., Miller R.J., Blue J.P.Jr. et al. Inadequate dietary magnesium intake increases atherosclerotic plaque development in rabbits. Nutr. Res. 2009; 29 (5): 343–349. DOI: 10.1016/j.nutres.2009.05.001.King J.L., Miller R.J., Blue J.P.Jr. et al. Inadequate dietary magnesium intake increases atherosclerotic plaque development in rabbits. Nutr. Res. 2009; 29 (5): 343-349. DOI: 10.1016/j.nutres.2009.05.001.DiCarlo L.A.Jr., Morady F., de Buitleir M. et al. Effects of magnesium sulfate on cardiac conduction and refractoriness in humans. J. Am. Coll. Cardiol. 1986; 7 (6): 1356–1362. DOI: 10.1016/S0735-1097(86)80157-7.DiCarlo L.A.Jr., Morady F., de Buitleir M. et al. Effects of magnesium sulfate on cardiac conduction and refractoriness in humans. J. Am. Coll. Cardiol. 1986; 7 (6): 1356-1362. DOI: 10.1016/S0735-1097(86)80157-7.Khan A.M., Lubitz S.A., Sullivan L.M. et al. Low serum magnesium and the development of atrial fibrillation in the community: the Framingham Heart Study. Circulation. 2013; 127 (1): 33–38. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.111.082511.Khan A.M., Lubitz S.A., Sullivan L.M. et al. Low serum magnesium and the development of atrial fibrillation in the community: the Framingham Heart Study. Circulation. 2013; 127 (1): 33-38. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.111.082511.Misialek J.R., Lopez F.L., Lutsey P.L. et al. Serum and dietary magnesium and incidence of atrial fibrillation in whites and in African Americans — Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study. Circ. J. 2013; 77 (2): 323–329. DOI: 10.1253/circj.CJ-12-0886.Misialek J.R., Lopez F.L., Lutsey P.L. et al. Serum and dietary magnesium and incidence of atrial fibrillation in whites and in African Americans - Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study. Circ. J. 2013; 77 (2): 323-329. DOI: 10.1253/circj.CJ-12-0886.Krijthe B.P., Kunst A., Benjamin E.J. et al. Projections on the number of individuals with atrial fibrillation in the European Union, from 2000 to 2060. Eur. Heart J. 2013; 34: 2746–2751. DOI: 10.1093/eurheartj/eht280.Krijthe B.P., Kunst A., Benjamin E.J. et al. Projections on the number of individuals with atrial fibrillation in the European Union, from 2000 to 2060. Eur. Heart J. 2013; 34: 2746-2751. DOI: 10.1093/eurheartj/eht280.Brüggenjürgen B., Rossnagel K., Roll S. et al. The impact of atrial fibrillation on the cost of stroke: the berlin acute stroke study. Value Health. 2007; 10 (2): 137–143. DOI: 10.1111/j.1524-4733.2006.00160.x.Brüggenjürgen B., Rossnagel K., Roll S. et al. The impact of atrial fibrillation on the cost of stroke: the berlin acute stroke study. Value Health. 2007; 10 (2): 137-143. DOI: 10.1111/j.1524-4733.2006.00160.x.Sheikh A., Patel N.J., Nalluri N. et al. Trends in hospitalization for atrial fibrillation: epidemiology, cost, and implications for the future. Prog. Cardiovasc. Dis. 2015; 58 (2): 105–116. DOI: 10.1016/j.pcad.2015.07.002.Sheikh A., Patel N.J., Nalluri N. et al. Trends in hospitalization for atrial fibrillation: epidemiology, cost, and implications for the future. Prog. Cardiovasc. Dis. 2015; 58 (2): 105-116. DOI: 10.1016/j.pcad.2015.07.002.Andrade J., Khairy P., Dobrev D. et al. The clinical profile and pathophysiology of atrial fibrillation: relationships among clinical features, epidemiology, and mechanisms. Circ. Res. 2014; 114: 1453–1468. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.114.303211.Andrade J., Khairy P., Dobrev D. et al. The clinical profile and pathophysiology of atrial fibrillation: relationships among clinical features, epidemiology, and mechanisms. Circ. Res. 2014; 114: 1453-1468. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.114.303211.Mubagwa K., Gwanyanya A., Zakharov S., Macianskiene R. Regulation of cation channels in cardiac and smooth muscle cells by intracellular magnesium. Arch. Biochem. Biophys. 2007; 458: 73–89. DOI: 10.1016/j.abb.2006.10.014.Mubagwa K., Gwanyanya A., Zakharov S., Macianskiene R. Regulation of cation channels in cardiac and smooth muscle cells by intracellular magnesium. Arch. Biochem. Biophys. 2007; 458: 73-89. DOI: 10.1016/j.abb.2006.10.014.Reinhart R.A., Marx J.J., Broste S.K., Haas R.G. Myocardial magnesium: relation to laboratory and cli­nical variables in patients undergoign cardiac surgery. J. Am. Coll. Cardiol. 1991; 17: 651–670. DOI: 10.1016/S0735-1097(10)80179-2.Reinhart R.A., Marx J.J., Broste S.K., Haas R.G. Myocardial magnesium: relation to laboratory and clinical variables in patients undergoign cardiac surgery. J. Am. Coll. Cardiol. 1991; 17: 651-670. DOI: 10.1016/S0735-1097(10)80179-2.Henyan N.K., Gillespie E.L., White C.M. et al. Impact of intravenous magnesium on post-cardiothoracic surgery atrial fibrillation and length of hospital stay: a meta-Henyan N.K., Gillespie E.L., White C.M. et al. Impact of intravenous magnesium on post-cardiothoracic surgery atrial fibrillation and length of hospital stay: a metaanalysis. Ann. Thorac. Surg. 2005; 80: 2402-2406. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2005.03.036.analysis. Ann. Thorac. Surg. 2005; 80: 2402–2406. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2005.03.036.Громова О.А., Калачёва А.Г., Торшин И.Ю. и др. О диагностике дефицита магния. Архив внутренней мед. 2014; (2): 5-10.Gromova O.A., Kalachyova A.G., Tor­shin I.Yu. et al. About the diagnosis of magnesium deficiency. Arkhiv vnutrenney meditsiny. 2014; (2): 5–10. (In Russ.)Тарасов Е.А., Блинов Д.В., Зимовина У.В., Сандакова Е.А. Дефицит магния и стресс: вопросы взаимосвязи, тесты для диагностики и подходы к терапии. Терап. архив. 2015; (9): 114-122. DOI: 10.17116/terarkh2015879114-122.Tarasov E.A., Blinov D.V., Zimovina U.V., Sandakova E.A. Magnesium deficiency and stress: Issues of their relationship, diagnostic tests, and approaches to therapy. Terapevticheskiy arkhiv. 2015; (9): 114–122. (In Russ.)Орёл Н.М. Биохимия липидов. Практикум для студентов биол. фак. спец. 1-31 01 01 «Биология», специализации 1-31 01 01-05 «Биохимия». Минск: БГУ. 2007; 35 с.Orel N.M. Biokhimiya lipidov. (Lipid biochemistry.) A workshop for students of a biological department. Speciality. 1-31 01 01 «Biology», specialization 1-31 01 ­01-05 «Biochemistry». Minsk: BSU. 2007; 35 p. (In Russ.)