1.2. 마그네슘

마그네슘은 인체에서 네 번째로 흔한 미네랄(칼슘, 칼륨, 나트륨 다음)이며 두 번째 세포 내 양이온으로 칼륨 다음으로 풍부합니다[ 13 ]. 이 원소는 많은 생리적 반응, 특히 심혈관계와 호흡계에 필요합니다[ 14 ]. 정상적인 세포막 기능을 위해서는 마그네슘에 의한 아데노신 삼인산분해효소(ATPase)의 활성화가 필수적이며, 이 활성화가 Na ⁺ -K ^{+ 펌핑의 에너지원입니다. 세포 내 Na +} 와 Ca2 ⁺ 의 증가 와 K ⁺ 의 손실은 세포 내 마그네슘 결핍에 의해 결정될 수 있습니다[ 15 ].

신체 내 마그네슘 분포와 관련하여 총 신체 마그네슘의 약 99%가 뼈, 근육 및 비근육 연부 조직에서 발견됩니다.또한 총 신체 마그네슘의 1%는 적혈구와 혈청(세포 외 마그네슘)에 위치하고 있으며 자유 또는 이온화된 것, 단백질에 결합된 것, 인산염, 중탄산염 및 구연산염이나 황산염과 같은 음이온과 복합된 것의 세 가지 종류로 분류할 수 있습니다.또한 세포 내 마그네슘의 1~5%는 이온화되고(총 5~20mmol/L) 나머지는 단백질, 음전하 분자 및 아데노신 삼인산에 결합됩니다[ 16 ].

마그네슘은 수많은 효소의 보조 인자로 작용하여 이온 채널과 에너지 생성을 조절하며 정상적인 세포 생리학과 대사를 유지하는 데 필수적입니다. 마그네슘의 역할 중에는 심장 기능, 신경 자극 조절, 심장 내 전도, 칼륨 및 칼슘 채널을 포함한 여러 이온 수송체의 조절을 통한 심근 수축이 중요합니다. 또한 혈관 긴장도, 죽상 경화증, 혈전증, 혈관 석회화, 내피 세포 및 혈관 평활근 세포의 증식 및 이동을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 주요 마그네슘 항상성 조절자는 신장이므로 신장 질환으로 인해 심혈관 질환의 위험이 증가할 수 있습니다. 저마그네슘혈증의 생물학적 증거와 이와 심장 질환 간의 인과 관계가 존재하는 경우 마그네슘 보충이 중요한데, 혈청 마그네슘 농도가 낮거나 마그네슘 섭취가 낮으면 죽상경화증, 관상동맥심장질환, 부정맥 및 심부전 유병률이 증가한다는 연관성을 입증한 관찰 연구가 많이 있기 때문입니다[ 13 , 17 , 18 ].

마그네슘은 보편적인 원소이기 때문에 혈청 및 식이 마그네슘 섭취가 심혈관 질환, 경동동맥 내막-중막 두께, 동맥 고혈압 및 콜레스테롤 합성에 미치는 역할에 대한 여러 연구가 수행되었습니다. 다양한 관찰 및 개입 연구에 따르면 혈청 마그네슘 수치가 낮을수록 여러 심혈관 위험 요인과 경동동맥 내막-중막 두께가 더 두꺼워지는 것으로 나타났습니다. 마그네슘 투여는 심혈관 질환을 예방할 수 있으며 신경 보호제입니다[ 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ]. 게다가 마그네슘 수치가 낮으면 내피 기능 장애와 염증이 발생하여 C-반응성 단백질(CRP)과 사이토카인 분비가 증가하고 핵인자 카파 B(NF-κB)가 증가하고 혈소판 기능 장애가 발생하여 혈전증이 발생할 수 있습니다. 마그네슘의 최적 복용량은 정의되지 않았지만 안정성과 심혈관 건강에 중요한 기능을 합니다. 그러나 마그네슘과 스타틴의 조합은 콜레스테롤, CRP 및 경동동맥 내막중막 두께를 감소시키는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 이 조합을 적시에 사용하면 뇌졸중과 관련된 이환율과 사망률을 줄일 수 있습니다[ 25 , 26 , 27 , 28 ].

기능적 내피세포는 기저 혈관 평활근의 수축 상태를 조절하고 프로스타사이클린과 일산화질소 혈관 확장제를 합성합니다. 내피세포 기능 장애 상태에서는 죽상경화증, 상당한 관상동맥 협착이 있거나 없는 병적 관상동맥 혈관 반응성, 자간전증-자간전을 포함한 여러 질병 과정에 관여합니다. 건강하고 임신하지 않은 자원 봉사자와 자간전증 환자의 배양된 인간 내피세포에서 마그네슘 주입으로 프로스타사이클린 내피세포 방출이 증가했는데, 이는 혈관 마그네슘의 작용이 프로스타사이클린 방출에 의해 매개된다는 것을 시사합니다. 자간전증에서 내피세포 기능 장애로 인한 병적 혈소판 접착, 응집 및 그로 인한 미세혈관 폐쇄는 마그네슘에 의해 유도되는 프로스타사이클린 방출에 의해 길항됩니다[ 29 , 30 ].

1.3. 마그네슘과 내피 기능 장애

혈관 내피세포는 국소 조절자를 통해 혈관 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 이는 혈관 긴장도, 세포 접착, 혈관 염증 및 평활근 증식 과정을 능동적, 반응적으로 제어합니다[ 31 ].

마그네슘 결핍은 내피 세포의 항상성을 방해하기 때문에 심혈관 위험 인자와 결합되어 내피 기능 장애의 촉진제로 간주됩니다. 저마그네슘혈증이 내피 기능에 미치는 영향은 산화 스트레스의 유발과 내피 세포 산화제 생산의 자극에 기여하기 때문에 중요합니다[ 32 , 33 , 34 ]. 반면에 마그네슘은 혈관 산화 스트레스를 억제합니다[ 35 ]. NADPH 산화효소, 잔틴 산화효소를 포함한 내인성 산화 촉진 효소와 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제, 글루타치온 퍼옥시다아제, 카탈라아제와 같은 미토콘드리아 호흡 및 항산화 효소의 활성 간의 불균형은 산화 스트레스를 초래합니다[ 36 ].

이 맥락에서 혈관 내피 세포가 반응하는 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다.변화가 복잡하고 다인자적이기 때문입니다[ 37 _] .반응성 산소종(ROS)의 이중 역할에 대한 논의가 점점 더 많아지고 있습니다.기저 조건에서 초산화물 음이온(O2¯), 히드록실 라디칼(OH), 과산화수소(H2O2)와 같은 ROS는 _혈관 내피 _세포 의 세포 내 신호 전달에 중요한 역할을 할 수 있습니다.반면, 과도한 산화 스트레스가 있는 경우 ROS는 혈관 내피 세포에서 혈전 생성 경로와 염증 경로를 자극하여 내피 세포 기능 장애의 발병에 기여합니다.마그네슘은 혈관 내피 세포의 자유 라디칼에 대한 취약성을 줄여줍니다[ 38 , 39 ].

반응성 산소종, 특히 슈퍼옥사이드 음이온은 대부분 막 관련 니코틴아마이드 디뉴클레오타이드(인산)(NADH/NADPH) 산화효소 복합체와 비효소적 공급원에서 유래합니다. 이러한 산화 촉진 효소는 일산화질소 생체이용률 억제제인 ​​슈퍼옥사이드 음이온의 중요한 저장소이므로 혈관 내피 세포와 평활근 세포막에서 작용합니다. NADH/NADPH 산화효소는 혈관 작용제인 앙지오텐신 II, 트롬빈, 종양괴사인자-α, 혈소판 유래 성장 인자[ 40 ]에 의해 자극됩니다. 특정 연구에서는 저마그네슘 배양 배지에서 자란 내피 세포가 내피 세포에서 NADPH 산화효소 활성을 유도한다는 것이 입증되었습니다[ 41 ].

동시에 마그네슘 결핍은 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제, 글루타치온 퍼옥시다아제, 카탈라아제와 같은 항산화 효소의 활동을 감소시켜 세포 및 조직의 항산화 농도를 감소시키고 염증 세포에 의한 과산화수소 및 슈퍼옥사이드 음이온 생성을 증가시킵니다[ 42 ].

내피세포 기능 장애의 특정 특징은 평활근 세포에 작용하여 효율적인 혈관 확장제이자 ​​항증식 분자인 내피세포 유래 일산화질소(EDNO)의 생물학적 활성이 손상되는 것입니다.EDNO는 내피세포 일산화질소 합성효소가 존재하는 상태에서 L-아르기닌이 L-시트룰린으로 전환되어 생성됩니다.산화 스트레스로 인해 저마그네슘혈증이 내피세포 일산화질소 합성효소의 분리에 개입합니다.결과적으로 일산화질소에 대한 과도한 초산화물 음이온의 형성이 자극되어 내피세포 기능 장애가 발생합니다[ 31 ].따라서 일산화질소 합성이 감소하거나 불활성화되면 내피세포 기능 장애가 발생합니다.

세포외 저 마그네슘혈증은 내피 투과성을 증가시킵니다[ 41 ]. 생리학적으로 내피는 선택적으로 투과성 막으로 작용합니다. 장벽 기능을 보존하기 위해서는 내피의 구조적, 기능적 무결성을 유지하는 것이 필수적입니다. 내피 세포 또는 기타 세포 유형에 의한 자유 라디칼 생성 증가로 인해 일반적으로 내피 장벽을 통과하지 못하는 다양한 분자에 대한 내피 단층 투과성이 크게 증가합니다[ 37 ].

다양한 연구에 따르면 TRPM7과 MagT1은 마그네슘 항상성에 관여하는 특정 수송체로, 세포 외부 마그네슘이 세포로 유입되는 것을 촉진하고 마그네슘 신호를 조절합니다[ 35 , 43 ]. 게다가 이러한 수송체의 결과로 마그네슘은 내피 세포의 생존, 증식 및 운동성을 조절합니다. 마그네슘은 장벽 안정화 매개체의 조절을 통해 내피 장벽 기능을 제어합니다. 세포골격 재조직과 내피 세포의 핵심 요소인 접합 단백질의 발현은 마그네슘 처리에 의해 자극되는 반면, MagT1 또는 TRPM7 억제는 반대 효과를 유도합니다. 저마그네슘혈증이 내피 세포의 무결성에 해로운 영향을 미치는 것은 분명하며, 마그네슘 보충제는 혈관 기능 장애를 예방하거나 치료하는 데 효과적일 수 있습니다[ 35 ].

칼슘 길항제로 인식되는 마그네슘은 칼슘 채널과 경쟁적으로 결합하여 내피 세포에서 신호 전달을 감소시킵니다. 마찬가지로 마그네슘은 세포의 나트륨 이온과 결합 부위를 놓고 경쟁합니다. 이러한 작용의 결과로 세포 내 칼슘과 나트륨이 감소하고 프로스타글란딘 E 수치가 증가하고 내피 기능 장애가 개선되며 내피 혈관 확장이 유발됩니다. 마그네슘은 또한 세포 내 K 조절에 개입하여 나트륨-칼륨 펌핑(Na ^{+ /K + -ATPase)을 통해 K의 전달을 제어합니다. Na +} / K ⁺ -ATPase 를 자극하여 혈관 평활근 세포를 과분극시키면 혈관 확장 효과가 발생합니다[ 35 ].

문헌에서 얻은 데이터에 따르면, 경구 마그네슘 요법을 받는 관상동맥 질환 환자의 동맥 내피 기능과 운동 기간이 상당히 개선된 것으로 나타났습니다.내피 기능은 마그네슘 수치와 직접적으로 관련이 있기 때문입니다[ 44 , 45 ]. 2형 당뇨병 환자를 대상으로 실시한 유사한 연구에서는 콜린과 마그네슘을 병용 투여하는 것이 콜린이나 마그네슘만을 투여하는 것보다 염증 반응과 내피 기능 장애를 줄이는 데 더 효과적이라는 것이 입증되었습니다[ 46 ]. 말기 신장 질환 환자에서 혈액 투석의 혜택을 볼 수 있듯이, 거대혈관 내피 기능과 혈청 마그네슘 수치 사이에는 상당한 관련성이 있습니다. 반면, 미세혈관 내피 기능은 혈청 마그네슘 농도와 관련이 없습니다[ 47 ].

1.4. 마그네슘과 염증

생체 내 및 시험관 내에서 수행된 실험 연구에서 마그네슘이 염증 반응을 조절한다는 것이 입증되었습니다. 세포 외 마그네슘 감소는 내피 세포에서 NFkB 전사를 활성화했습니다[ 41 ]. NFkB는 전반적인 면역 및 염증 반응을 유발하고 사이토카인, 케모카인, 성장 인자 및 접착 분자의 유전자 발현을 제어하는 ​​역할을 합니다. 억제 단백질 IkB와 결합하면 NFkB는 세포질에서 비활성 상태를 유지합니다. 박테리아, 바이러스, 사이토카인 또는 산화 스트레스에 노출되면 NFkB 활성화가 시작됩니다. 이 단계에서 IkB의 단백질 분해를 통해 핵 인식 부위가 드러나고 NFkB가 핵으로 이동합니다. DNA에 부착되어 mRNA 발현을 결정합니다[ 48 ].

NFkB 활성화의 결과는 내피 기능 장애로, 이는 염증성 및 동맥경화성 표현형을 유발합니다. 산화 스트레스와 만성 염증은 분리할 수 없는 현상이라는 것은 확실합니다. 내피 세포에서 생성되는 일산화질소는 접착 분자의 발현을 억제하여 IkB를 안정화시켜 염증 반응을 현저히 감소시킵니다. 마그네슘 보충은 세포질에서 핵으로의 NFkB 전위를 상당히 약화시키고, 내피 세포에서 IkB 분해를 억제하며, 암묵적으로 염증 반응을 감소시킵니다[ 49 ].

마그네슘 결핍에 의해 유발되는 염증 반응을 매개하는 중심 역할은 NFkB를 활성화하여 케모카인과 접착 분자를 생성하는 IL-1α에 할당됩니다. 이는 주로 IL-8과 RANTES(활성화에 따라 조절되고 정상 T 세포가 발현 및 분비됨)를 증가시킵니다. 이는 죽상경화 병변이 있는 환자에서 과발현되는 케모카인입니다. 게다가 IL-1α 억제는 저마그네슘으로 유도되는 단핵구세포의 내피 세포 접착을 방지합니다[ 41 ].

염증에 관련된 또 다른 중요한 요인은 중추 신경계와 말초 신경계 모두에서 발견되는 타키키닌 계열의 펩타이드인 물질 P(SP)인 것으로 보입니다[ 50 ]. 마그네슘 결핍은 SP 방출을 통해 매개되는 신경성 염증과 관련이 있습니다. SP 방출은 염증 매개변수(순환 IL-1, IL-6, 종양 괴사 인자 TNFα, 히스타민, PGE2, 백혈구 및 심장 조직 염증)와 산화 스트레스 요인의 상당한 증가가 선행되는 생리병리학적 사건입니다. 마그네슘을 제한함으로써 특정 SP 분해 효소인 중성 엔도펩티다아제(NEP)의 억제는 높은 수준의 신경성 염증을 유지하여 장 및 심장 기능 장애를 증가시킵니다[ 51 ].

마그네슘 결핍이 염증성 스트레스를 유발하는 메커니즘은 칼슘 길항제로서의 마그네슘의 역할과 밀접한 관련이 있습니다. 저마그네슘혈증은 L형 칼슘 채널을 활성화하거나 세포 내 저장소(예: 근육소포)에서 칼슘을 방출하여 세포 내 칼슘을 증가시킵니다. TNFα 방출은 세포 내 칼슘 증가에 의해 유도되고, 따라서 염증 반응이 시작되어 사이토카인이 생성됩니다[ 52 ].

실험 동물에서 세포외 마그네슘 농도가 감소하면 염증 반응이 유도되어 식세포 자극을 결정하고 다형핵 백혈구(주로 중성구와 호산구)와 대식세포가 증가합니다. 또한 염증성 사이토카인, 특히 IL-6과 TNFα가 증가하는 것이 관찰되었습니다[ 53 ]. 이러한 사이토카인의 생성은 생체 내 마그네슘 처리 후 세포 내 마그네슘이 증가하면서 상당히 감소했습니다[ 54 ]. 알파2-마크로글로불린과 알파1-산성 당단백질의 급성기 단백질은 이를 인코딩하는 mRNA 수준과 병행하여 증가했습니다[ 55 ]. 마그네슘은 전신 염증을 줄이고 내피 기능 장애를 개선하여 심혈관 질환, 당뇨병 및 대사 증후군을 예방하는 데 관여합니다. 마그네슘 결핍과 관련된 만성 질환에서 가장 흔히 사용되는 염증 마커는 CRP입니다. 대부분의 경우, 마그네슘 결핍은 낮은 수준의 염증이나 염증 스트레스가 위험 요인으로 간주되는 병리학적 상태와 관련이 있습니다. 정상 혈청 마그네슘 농도에서는 염증 마커에 상당한 개선이 없으며, 아마도 염증 및 산화 스트레스에 영향을 미치는 다른 영양 및 대사 요인 때문일 것입니다[ 35 , 52 ].

마그네슘 결핍은 RDA 미만의 식이 섭취량을 가진 개인에서 높은 CRP를 동반하는 것으로 나타났습니다. 마그네슘 보충은 혈청 CRP 수치를 상당히 개선했습니다[ 56 , 57 ]. 유사한 연구에 따르면 혈청 CRP 수치는 마그네슘 RDA의 75% 미만을 섭취하는 어린이에서 1.94배( p < 0.05) 증가했습니다[ 56 ]. 다양한 메타분석, 체계적 고찰 및 연구의 결과에 따르면 식이 마그네슘 섭취는 혈청 CRP 수치와 유의하고 역상관 관계가 있습니다[ 52 , 54 , 58 , 59 , 60 , 61 ]. 마그네슘 섭취와 대사 증후군 간의 역상관 관계도 보고되었습니다[ 62 , 63 ]. 전신 염증에 대한 마그네슘의 유리한 영향은 당뇨병 환자에게도 반영됩니다. 마그네슘 섭취와 혈청 염증 표지자 수치 및 HOMA-IR 간의 관계에 관해서, 마그네슘 섭취는 hs-CRP, IL-6, 피브리노겐 및 HOMA-IR과 유의하게 역상관 관계가 있는 것으로 보이며, 혈청 마그네슘 수치는 hs-CRP 및 HOMA-IR과 역상관 관계가 있는 것으로 보입니다[ 64 ]. 또 다른 메타분석에서는 식이 마그네슘 섭취와 혈청 마그네슘 농도가 총 심혈관 사건 위험과 역상관 관계가 있다는 결론을 내렸습니다[ 65 ]. 마그네슘 결핍은 급성 염증 과정에서의 과염증과 만성 질환에서 저등급 염증을 모두 유지한다는 것은 매우 분명합니다[ 66 , 67 ].

2.1. 마그네슘과 COVID-19 병인 사이의 상호작용

^{SARS-CoV-2 감염의 초기 단계는 양이온 Mg 2+} 에 의존할 수 있다는 가설이 있습니다 . SARS-CoV-2 구조에서 바이러스 단백질 스파이크 S에 대한 수용체는 많은 조직에 존재하는 안지오텐신 전환 효소 2(ACE2)이며, 이를 통해 COVID-19의 폐 및 폐 외 증상을 설명합니다[ 103 ].

다른 코로나바이러스와 마찬가지로 SARS-CoV-2는 세포 내로 바이러스가 유입되는 세포 내 경로를 활성화하기 위해 S 단백질의 단백 분해 절단이 필요합니다. 막관통 단백 분해 효소 세린 단백 분해 효소 2(TMPRSS2), 카텝신 L 및 전단백질 전환효소-푸린을 포함한 숙주 세포 단백 분해 효소가 단백 S의 절단에 참여하고 SARS-CoV-2가 세포 내로 유입되는 것을 활성화하는 것으로 나타났습니다[ 84 , 93 ]. 마그네슘은 이러한 단백질의 억제에 중요한 역할을 합니다[ 84 ]. Fan 등이 수행한 연구의 예비 결과[ 104 ]에 따르면 마그네슘 처리가 메틸화를 증가시켜 프로모터에서 TMPRSS2 전사를 방지하고 결과적으로 이 단백 분해 효소의 발현을 감소시킨다고 합니다. 이러한 결과가 확인된다면, TMPRSS2 유전자의 표현형 발현을 수정하여 COVID-19 예방 및 조기 및 경증 형태의 COVID-19 치료에 있어서 Mg ^{2+ 개입의 역할에 대한 또 다른 메커니즘을 제공합니다[} 84 , 104 ]. 또한, 칼슘 이온과의 길항적 기능[ 84 , 92 ] 의 결과로 마그네슘은 칼슘 의존 단백질인 푸린의 활동을 예방할 수 있습니다[ 92 , 105 ].

이전에 언급한 내용을 고려하면 마그네슘 결핍이 SARS-CoV-2의 감염성을 촉진할 수 있다는 것은 분명합니다. 따라서 미국에서 실시한 대규모 후향적 코호트 연구[ 106 ](1150개 카운티의 287,326,503명 및 COVID-19 확진 사례 5,401,483건)에서 마그네슘 함량이 낮은 지역의 카운티에서 COVID-19 누적 발생률의 평균 수준이 대조 지역에 비해 유의하게 높은 것으로 나타났습니다. 동시에 환경의 마그네슘 농도와 카운티 수준의 COVID-19 누적 발생률 사이에 유의한 음의적 비선형 연관성이 관찰되었습니다.

바이러스가 세포 수준에 진입하면 마그네슘 결핍은 염증 반응을 악화시켜 소위 사이토카인 폭풍에 기여할 수 있으며, 이는 COVID-19의 심각한 임상 증상의 병인에 관여하는 것으로 나타났습니다[ 84 , 85 , 107 ]. 또한 마그네슘 결핍 매개체는 염증성 매개체 농도 증가와 관련이 있습니다[ 85 , 86 , 89 ]. 종종 진단되지 않는 낮은 마그네슘 혈청 수치는 면역 체계에 대한 다양한 공격에 대한 반응성을 강화하고 따라서 COVID-19로 인한 다중 장기 손상의 병리 생리학에 관여하게 됩니다.

미량 영양소 Mg ²⁺ 의 낮은 식이 섭취는 당뇨병 및 심혈관 질환의 높은 발병률과 관련이 있습니다[ 89 , 108 , 109 ]. 이는 SARS-CoV-2 감염이 확인된 환자의 심각한 합병증과 관련이 있는 의학적 상태입니다[ 110 , 111 ].

실험 연구[ 112 , 113 ] 에서 마그네슘 결핍이 염증 과정의 방아쇠로 작용할 수 있다는 사실이 밝혀진 이후 , 마그네슘이 풍부한 식단이 COVID-19에서 잠재적인 임상적 이점을 가져올 수 있다는 가설이 제기되었습니다.

따라서 과일, 채소 및 통곡물을 매일 올바르게 섭취하면 리포폴리사카라이드 결합 단백질, TNF-알파 및 IL-6와 같은 일부 염증성 표지자 수치가 현저히 감소하는 것으로 관찰되었습니다[ 89 , 114 ]. Veronese et al.[ 112 ]은 체계적 고찰 및 메타분석에서 Mg ²⁺ 보충이 다양한 염증 표지자(특히 CRP)를 현저히 감소시키고 NO 수치를 증가시키는 유익한 효과가 있음을 보여주었습니다 .

염증, 면역 체계 및 응고 계단의 조절에서 마그네슘의 중요한 역할을 고려할 때, 최적의 마그네슘 수준이 SARS-CoV-2에 감염된 환자의 더 나은 예후에 기여할 수 있다고 가설을 세울 수 있습니다. 이 사실은 또한 최근 연구[ 89 , 115 , 116 , 117 , 118 , 119 , 120 ]에서도 언급되었으며, 이는 마그네슘이 COVID-19 증상에 대해 보호 효과가 있음을 시사합니다.

또한 저마그네슘혈증 환자가 가장 자주 입원한다는 연구[ 89 , 115 , 117 , 119 , 120 , 121 ]가 있으며, 중증 COVID-19 환자의 마그네슘 수치가 덜 심각한 환자에 비해 낮다는 보고도 있습니다(참고문헌~[ 57 , 116 , 120 , 122 , 123 ]).

따라서 마그네슘 보충은 심혈관, 신경, 응고 장애 및 만성 염증에 대한 Mg ²⁺ 의 다른 치료적 용도와 유사한 방식으로 COVID-19와 관련된 많은 병리에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다 .

반면, COVID-19의 중증 형태에서는 고마그네슘혈증이 발견되었습니다[ 115 , 120 ]. 고마그네슘혈증은 심혈관, 신경 및 호흡기에 부정적인 영향을 미쳐 SARS-CoV-2에 감염된 환자의 진행을 악화시킬 수 있으므로 이 사실을 고려해야 합니다. 임상에서 고마그네슘혈증은 일반적으로 마그네슘 함유 제제 투여 시 발생하는 오류로 인해 발생합니다[ 115 , 124 ]. COVID-19에서 고마그네슘혈증은 스트레스 또는 패혈증 상태에서 조직으로부터 괴사성 사건으로 Mg ²⁺ 양이온이 빠르게 이동하기 때문에 설명할 수도 있으며 신장 손상과는 관련이 없는 것으로 보입니다(반대로 신병증은 Mg ²⁺ 농도 감소와 관련이 있음)[ 84 , 115 , 117 , 120 ].

2.2. 마그네슘과 호흡기 손상

효소 활성제로서 마그네슘은 세포주기, 대사 조절, 근육 수축, 혈관 긴장도 유지 등 다양한 생리적 기능에 필수적이다. SARS-CoV-2 감염에서 마그네슘 섭취는 염증, 산화 스트레스, 평활근 수축을 억제함으로써 폐 증상을 완화하고, 신경계를 보호하고, 심혈관 기능, 간 및 신장 손상, 혈당 수치를 개선할 수 있다[ 85 ].

따라서 폐 조직에서 황산마그네슘은 케모카인(대식세포 염증 단백질-2), 사이토카인(IL-6), 프로스타글란딘 E2 및 사이클로옥시게나제-2를 포함한 염증성 분자를 억제하는데, 이는 아마도 L형 칼슘 채널을 억제함으로써일 것이다[ 107 ]. 급성 폐 손상 실험 모델에서 황산마그네슘은 기관지 주변 염증 세포 침윤, 폐포 중격 침윤, 폐포 부종 및 폐포 삼출을 포함한 염산으로 유발된 폐 조직병리학적 병변을 개선했다[ 125 ]. 게다가, 마우스에서 수행된 실험 연구에서 마그네슘을 투여하면 리포폴리사카라이드로 유발된 급성 폐 병변에서 산화 스트레스와 염증 반응이 현저히 완화되었다[ 85 , 126 ].

또한 황산마그네슘은 전압 의존성 칼슘 채널을 차단하여 기도 평활근의 수축을 억제하는데, 이는 마그네슘이 기관지 천식 치료에 사용될 수 있는 메커니즘입니다[ 85 ].

심각한 형태의 COVID-19에서는 염증성 사이토카인(IFN-γ, TNF-α, 인터루킨, 케모카인)의 증가된 방출에 따라 강한 염증 반응과 "사이토카인 폭풍"이 발생하여 장기 손상이 증가하고 환자 상태의 악화가 가속화될 수 있습니다[ 127 , 128 ]. 앞서 언급했듯이 마그네슘은 폐에 항산화 및 항염 효과가 있습니다. 즉, IL-6, NF-κB, L형 칼슘 채널을 억제하여 염증 반응, 산화 스트레스, 폐 염증을 감소시킵니다[ 85 , 125 , 129 ]. 따라서 황산 마그네슘을 투여하면 COVID-19로 인한 폐 증상 관리에 적용할 수 있는 좋은 전망이 있습니다[ 85 , 118 , 125 , 129 ].

SARS-CoV-2 감염은 혈전성 및 염증성 상태를 유도하여 급성 감염 중과 COVID-19 이후 기간 모두에서 환자에게 심각한 혈전성 질환의 위험을 증가시킬 수 있습니다[ 130 , 131 , 132 ]. COVID-19에서 저산소증과 결합된 비정상적인 염증 반응은 내피 기능 장애, 응고 인자와 항응고 인자의 불균형, 트롬빈 ​​생성과 관련되어 혈전색전증 사건을 유발합니다[ 130 , 131 , 133 ]. COVID-19 환자의 경우 폐 기능 장애가 혈압 상승과 관련될 수 있습니다[ 133 ]. 또한 폐 및 정맥 혈전색전증은 심근 손상, 심장 및 뇌 허혈과 같은 심각한 심혈관 문제를 일으킬 수 있습니다[ 130 , 131 , 132 , 133 , 134 ].

2.3. 마그네슘과 심혈관 손상

관상동맥질환과 고혈압은 COVID-19 환자에서 흔히 동반되는 질환입니다[ 85 , 135 ]. SAR-CoV-2 바이러스의 ACE-2 수용체에 대한 친화성은 이 질병의 병태생리의 핵심이라고 제안되었습니다. SARS-CoV-2 감염은 주로 호흡기계에 영향을 미치지만 급성 관상동맥증후군, 심근염, 심부전, 부정맥과 같은 심혈관 합병증을 일으킬 수도 있습니다. 더욱이 COVID-19는 폐렴의 징후와 증상이 없더라도 심각한 심실 기능 장애를 유발할 수 있습니다[ 136 ]. 1차 감염에 대한 과도한 염증 반응, 면역혈전증, 심근 손상과 같은 여러 메커니즘이 관련되어 있습니다. 심혈관 질환의 병력이 있는 SARS-CoV-2에 감염된 환자의 사망률은 증가했습니다. 보충 마그네슘 요법은 혈압을 낮추고, 심방세동의 위험을 감소시키고, 임상 전 죽상경화증을 개선하고, 다양한 다른 심혈관 질환을 예방할 수 있습니다[ 137 , 138 ].