We weten dat te lage en hoge magnesiumwaarden in ons bloed kunnen zorgen voor ECG afwijkingen en ritmestoornissen, maar magnesium staat ook bekend als behandeling van ritmestoornissen. Maar hoe zit dat precies? Welke rol speelt magnesium bij aritmie? Dat gaan we uitzoeken!

In onze artikelen over hypomagnesiëmie en hypermagnesiëmie zijn we in gegaan op het ontstaan van afwijkende magnesium waarden in ons bloed en de gevolgen daarvan op het ritme en ECG. Echter staat magnesium ook bekend als behandeling van ritmestoornissen zoals Torsade de Pointes. Dat heeft te maken met de invloed van magnesium op de actiepotentiaal. We gaan eens nader bekijken hoe dat werkt.

Magnesium is het vierde meest voorkomende kation (positief geladen ion) in ons lichaam, intracellulair zelfs de op één na meest voorkomende. Magnesium heeft vooral een rol in transport van eiwitten en het functioneren van enzymen, onder andere bij het maken van ATP (adenosine-tri-fosfaat), de belangrijkste brandstof van onze cellen.

Er zijn allerlei linken gelegd tussen hypomagnesiëmie en cardiovasculaire ziekten: het kan het risico vergroten op het ontstaan van hoge bloeddruk (Ref. 1), atriumfibrilleren (Ref. 2) en linker ventrikelhypertrofie (Ref. 3). Er zou zelfs ook een link zijn met het ontstaan van ischemische hartziekten (Ref. 4) en het zou de totale mortaliteit kunnen verhogen (Ref. 5).

We kennen Magnesium verder in de behandeling van bijvoorbeeld atriumfibrilleren (Ref. 6,7) en ventrikelfibrilleren (Ref. 8), maar meer bekend nog Torsade de Pointes (Ref. 9,10). Er zijn ook case reports van succesvol gebruik van magnesiumsuppletie bij bijvoorbeeld atriale tachycardie (Ref. 11) en andere SVT’s (Ref. 12).

Magnesium in ons lichaam

Magnesium is dus een belangrijk kation in ons lichaam. Het bevindt zich slechts voor een klein deel in het bloed: ongeveer 99% van onze totale magnesium bevindt zich in de botten, spieren en overige weefsels. Slechts één procent zit dus in het bloed: deels vrij in het bloed, deels in de rode bloedcellen. Van die totale 1% is slechts weer 1-5% geïoniseerd (ongebonden en actief) en de rest is aan eiwitten gebonden. We nemen magnesium uit voeding op (ongeveer 25-75%) in onze darmen en het gaat via de ontlasting weer ons lichaam uit. De magnesium die in de nieren komt wordt vrijwel volledig weer geabsorbeerd om de balans te bewaken.

Magnesium is een belangrijke factor bij veel processen waarbij ATP een rol speelt (Ref. 13). Denk aan het reguleren van een normale pH en vooral het transport van andere ionen zoals natrium, kalium en calcium. Alle mechanismen die zorgen voor transport de cel in en uit hebben energie nodig (ATP) en daarbij is magnesium weer belangrijk. In de vaatwand doet magnesium iets vergelijkbaars, waar het verplaatsen van onder andere stikstof en prostacycline indirect afhankelijk is van magnesium (Ref. 14). Ook de stolling en immuunrespons in de vaten is afhankelijk van magnesium. In myocardweefsel heeft magnesium een rol bij het beperken van infarctgrootte, schade na een myocardinfarct en vaatspasmen tegengaan (Ref. 15).

Magnesium en elektrofysiologie

Zoals we weten is de actiepotentiaal afhankelijk van de in- en uitstroom van natrium, kalium en calcium via voltage-afhankelijke kanalen. Magnesium heeft een rol in deze in- en uitstroom en het functioneren van die transportkanalen. De rustpotentiaal van de cel wordt bijvoorbeeld gereguleerd met de natrium-kalium pomp (Na+-K+-ATPase). De uitstroom van natrium via de natriumkanalen is erg afhankelijk van de magnesiumconcentratie intracellulair. Hoe hoger deze concentratie, hoe trager de natriumuitstroom. Ook de instroom van calcium is weer afhankelijk van magnesium: zowel intra- als extracellulaire magnesium concentraties beïnvloeden de T-type en L-type calciumkanalen. Daarnaast is ook het functioneren van het kaliumkanaal IKr afhankelijk van magnesium.

Toediening van magnesium zorgt dus met name voor vertraging van geleiding, met als gevolg toename van de PR-interval, QRS-duur en A-V geleidingsintervallen (Ref. 16). Ook neemt de refractaire periode zowel atriaal als ventriculair toe.

We kennen het toedienen van magnesium vooral in de behandeling van Torsade de Pointes (TdP). Een te laag magnesium zorgt voor wisselende QTc intervallen met als gevolg een hoger risico op aritmieën door triggered activity zoals TdP. Torsade de Pointes ontstaat door vroege nadepolarisaties, welke onderdrukt worden met toediening van magnesium. Dit met name door het dempen van de IKr kanalen en L-type calciumkanalen.

Magnesium bij post-operatief en acuut atriumfibrilleren

Atriumfibrilleren is een relatief veel voorkomende complicatie van hartchirurgie. Er zijn ook linken te leggen tussen een te lage intracellulaire magnesiumconcentratie en het ontstaan van atriumfibrilleren na hartchirurgie (Ref. 17,18). We weten ook dat lage magnesiumconcentraties in het bloed gevolg kunnen zijn van het gebruik van cardiopulmonale bypass tijdens zo’n operatie. Het suppleren van magnesium zou hier dus effectief kunnen zijn.

Er is dan ook het nodige onderzoek gedaan naar magnesiumsuppletie en het ontstaan van atriumfibrilleren. Helaas zijn de resultaten wisselend omdat er niet altijd een grote populatie is gebruikt, wisselende doseringen van de magnesiumsuppletie en wisselende momenten van toediening (Ref. 19, 20, 21, 22).

Het resultaat hiervan is dat we niet precies weten hoeveel magnesium op welk moment nu geschikt zou zijn, en al helemaal niet welke andere middelen die rondom deze periode worden toegediend nu wellicht een ongewenst effect hebben of juist het effect van de magnesium versterken. Meer (beter) onderzoek is hiervoor nodig.

Ook van de acute aritmieën is atriumfibrilleren natuurlijk de meest voorkomende. Er zijn studies die laten zien dat hypomagnesiëmie gelinkt is aan het ontstaan van atriumfibrilleren en dat mensen met atriumfibrilleren lagere magnesiumwaarden hebben dan gezonde personen (Ref. 23,24). Er is onderzoek gedaan naar de toepassing van magnesium bij atriumfibrilleren en daarin ziet men wel effect op de hartfrequentie, niet persé op het ritme zelf. Mogelijk zou magnesium dus wel een rol kunnen spelen in een stukje rate control. Het kan echter nog altijd niet tippen aan middelen als Amiodaron of calciumkanaalblokkers.

Magnesium bij Torsade de Pointes

Verreweg de meest bekende en gebruikte toepassing van magnesium is bij Torsade de Pointes. Zoals reeds benoemd remt magnesium de IKr kanalen en L-type calciumkanalen. Hiermee worden nadepolarisaties en het ontstaan van abnormale automaticiteit voorkomen danwel onderdrukt. De basis van deze ‘common practice’ is gelegd door een onderzoek uit 1988 (Ref. 25) waarin een reeks van 12 patiënten met TdP (allemaal met verlengde QTc, meestal door medicatie) werd behandeld met magnesium. De TdP converteerde bij 9 van de 12 mensen na één enkele gift van 2 gram magnesiumsulfaat. Na een extra dosis converteerden de drie andere patiënten ook naar sinusritme.

Afsluiting

Bedankt voor het lezen van dit artikel. Vergeet je niet te abonneren op ons YouTube-kanaal. Ook zijn we te volgen op LinkedIn en Instagram! Verspreid het kanaal ook vooral onder je collega’s en andere geïnteresseerden, dat wordt enorm gewaardeerd!

Referenties

  1. Dietary magnesium intake and risk of incident hypertension among middle-aged and older US women in a 10-year follow-up study (Song et al, 2006)
  2. Serum and dietary magnesium and incidence of atrial fibrillation in whites and in African Americans–Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study (Reffelmann et al, 2010)
  3. Low serum magnesium concentrations predict increase in left ventricular mass over 5 years independently of common cardiovascular risk factors (Reffelmann et al, 2010)
  4. Circulating and dietary magnesium and risk of cardiovascular disease: a systematic review and meta-analysis of prospective studies (Del Gobbo et al, 2013)
  5. Low serum magnesium concentrations predict cardiovascular and all-cause mortality (Reffelmann et al, 2011)
  6. Use of intravenous magnesium to treat acute onset atrial fibrillation: a meta-analysis (Ho et al, 2007)
  7. Meta-analysis of magnesium therapy for the acute management of rapid atrial fibrillation (Onalan et al, 2007)
  8. A randomised trial to investigate the efficacy of magnesium sulphate for refractory ventricular fibrillation (Hassan et al, 2002)
  9. Treatment of torsade de pointes with magnesium sulfate (Tzivoni et al, 1988)
  10. Efficacy of magnesium sulfate for treatment of ventricular tachycardia in amitriptyline intoxication (Sarisoy et al, 2007)
  11. Magnesium sulfate for conversion of supraventricular tachycardia refractory to intravenous adenosine (LeDuc, 1996)
  12. Effect of intravenous magnesium sulfate on supraventricular tachycardia (Wesley et al, 1989)
  13. Cell physiology of magnesium (Wolf et al, 2003)
  14. Physiological and pathophysiological role of magnesium in the cardiovascular system: implications in hypertension (Laurent, 2000)
  15. An experimental model examining the role of magnesium in the therapy of acute myocardial infarction (Leor et al, 1995)
  16. The electrophysiological effects of intravenous magnesium on human sinus node, atrioventricular node, atrium, and ventricle (Rasmussen et al, 1989)
  17. Myocardial magnesium: relation to laboratory and clinical variables in patients undergoing cardiac surgery (Reinhart et al, 1991)
  18. Myocardial extraction of intracellular magnesium and atrial fibrillation after coronary surgery (Abdil-Masseh et al, 2012)
  19. Magnesium prophylaxis for arrhythmias after cardiac surgery: a meta-analysis of randomized controlled trials (Shiga et al, 2004)
  20. Effects of magnesium on atrial fibrillation after cardiac surgery: a meta-analysis (Miller et al, 2005)
  21. Interventions for prevention of post-operative atrial fibrillation and its complications after cardiac surgery: a meta-analysis (Burgess et al, 2006)
  22. Systemic magnesium to reduce postoperative arrhythmias after coronary artery bypass graft surgery: a meta-analysis of randomized controlled trials (De Oliveira Jr et al, 2012)
  23. Serum magnesium concentrations in atrial fibrillation (Singh et al, 1976)
  24. Serum magnesium levels in symptomatic atrial fibrillation and their relation to rhythm control by intravenous digoxin (DeCarli et al, 1986)
  25. Treatment of torsade de pointes with magnesium sulfate (Tzivoni et al, 1988)

Categorized in:

Tagged in:

, ,