Magnésium - EM Premium

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Biologiemédicale
[90100635]
Magnésium
AnneBoutten:Praticienhospitalier
laboratoiredeBiochimieA,hôpitalBichatClaudeBernard,46rueHenriHuchard,75877Pariscedex18France
Résumé
Lemagnésium est,aveclepotassium,leprincipal cationintracellulaire.L'ionMg(Mg2+) est impliquédans de
nombreusesfonctionscellulaires:letransportdesionsK+etCa2+,latransmissiondessignauxdetransduction,
laproliférationcellulaireetlaproductiond'énergie.LeMgestlecofacteurdenombreuxsystèmesenzymatiques,
etnotammentdesréactionsATPdépendantes.LadéterminationdelaconcentrationduMgtotaldanslesérum,
leplasma,l'urineoulesérythrocytes,etplusrécemmentcelleduMgionisésanguinetduMglibrecytosolique,
estutilepourdéterminerlestatutenMgdel'organisme.L'étatdecarencealimentaireenMgn'estpasraredans
les pays industrialisés, et aggraverait différentes pathologies (éclampsie, diabète, asthme, maladies
cardiovasculaires...).
Plan Masquerleplan
Intérêtphysiopathologique
Étapepréanalytique(+)
Techniquesdedosageetperformances(+)
Interprétationdesrésultats(+)
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Intérêtphysiopathologique
Lemagnésium(Mg)est,aprèslepotassium(K),l'ionintracellulaireleplusabondantchezl'homme.Ilintervient
commecofacteurd'enzymesdanslasynthèsedesglucides,deslipides,desprotéinesetdesacidesnucléiques.Il
joueunrôleclédanstouteslesréactionsénergétiquespourl'activationdesmoléculesd'adénosinetriphosphate
(ATP), dans la transmission des signaux de transduction, l'intégrité des membranes et le cycle cellulaire.
Physiologiquement, il intervient aussi dans les mécanismes d'excitabilité neuromusculaire, en modulant les
transportsdesionsK+etcalciumCa2+parlespompesetlescanauxioniquesmembranaires.Sonrôledansla
contraction musculaire s'étend aux muscles lisses vasculaires, ce qui a suggéré son implication en pathologie
cardiovasculaire. Le Mg intervient dans la calcification des tissus mous et les processus d'ossification, dans
l'agrégationplaquettaire,lapréventionetlaréductiondel'athérosclérose[5,15].
L'organismecontientenviron1moledeMgrépartieentrel'os,principaleformederéservefacilementmobilisable
de Mg (65 % environ du magnésium corporel), les muscles et les tissus mous (34 %), les liquides
extracellulaires(1%).LeMgestabsorbéauniveauintestinal(iléonetcôlonprincipalement),etcirculesoustrois
formesdansleplasma:uneformelibreioniséeultrafiltrable(6080%),uneformeliéeauxprotéines(2035%)
etuneformecomplexée(15%).Sonexcrétionestfécale(70%),eturinairesousformedephosphates(30
%);90%dumagnésiumfiltréparlereinsontréabsorbésauniveautubulaire[15].
LemétabolismeduMgestréguléprincipalementauniveaudurein,maisaussidel'intestinetdel'os[15].Cette
régulation,prochedecelleduCa,estencoremalcaractérisée.Elleferaitintervenirl'hormoneparathyroïdienne
(PTH) qui stimule la réabsorption rénale de Mg, l'absorption intestinale et la libération du Mg osseux. Le Mg
inhiberait par rétrocontrôle la sécrétion de PTH. La 1,25dihydroxyvitamine D3 augmenterait l'absorption
intestinaledeMg.LeshormonessexuellesseraientresponsablesdesvariationsdesrapportsCa/Mgaucoursdu
cyclemenstruel.L'hyperaldostéronismeprolongés'accompagned'unefuiteduMg.
La prise alimentaire module également la concentration sérique de magnésium. Les apports journaliers
recommandés sont de 350 mg chez l'homme, 280 mg chez la femme, majorés pendant la grossesse et la
lactationà355mg[15].Lesprincipalessourcesalimentairessontlescéréales,leslégumesverts,leslégumes
secs et l'eau de boisson. L'absorption intestinale de Mg est diminuée par la présence de fibres, de phytates,
l'alcool,unexcèsdephosphatesetdeCa.
LemétabolismeduMgestévaluéparles dosagesduMgtotaldanslesérum,leplasma,lesurinesetlelysat
d'érythrocytes;duMgionisédanslesangtotal,lesérumetleplasma.Ledosagedelafractioncytosoliquelibre
duMgneserapastraitéici.Ilfaitappelàdestechniquescomplexes(sondesfluorescentes)quirestentréservées
àdeslaboratoiresspécialisés.
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Étapepréanalytique
Milieubiologiqueetmodalitésderecueil
LeMgtotaletionisécirculantestmesurédanslesangveineuxoucapillaireartériolisé,recueillidansuntubene
contenantpasd'anticoagulantoudel'héparine.LesanticoagulantssusceptiblesdecomplexerleMg2+(éthylène
diaminetétraacétique[EDTA],citrate,oxalate)nedoiventpasêtreutilisés,exceptésiledosageesteffectuépar
spectrophotométried'absorptionatomique.Ilfautéviterlaposeprolongéed'ungarrot,etpréleverdepréférence
lematin,àjeun.
Mgérythrocytaire:lesangestrecueillidansuntubecontenantdel'héparine.
Mgionisé[15]:lesangestrecueillidansuntubesansgeldesilicone(détériorationdesélectrodes)
contenantdel'héparinedontlaconcentrationfinalenedoitpasdépasser40UI/mL,l'héparineliantle
Mg2+.Laponctionveineusedoitêtreeffectuéedansdesconditionsanaérobiesentre6et8heuresle
matin.
Mg urinaire : un échantillon des urines des 24 heures est recueilli dans un tube en plastique sans
conservateur.
Conditionsdetransport,deconservationetdeprétraitement
Maintenirlestubesdesangbouchésetenpositionverticale.Séparerrapidementleplasmadesélémentsfigurés
dusang.LescaractéristiquesdestabilitéduMgdanslesdifférentsmilieuxbiologiquessontprésentéesdansle
tableauI.
PourledosageduMgérythrocytaire,leshématiessont isoléesetlavées, puis soumisesà hémolysecomplète
(chocosmotique,solutiond'acidetrichloracétiquediluéousaponine).
Pour le dosage du Mg ionisé, le sang doit être prélevé et transporté au laboratoire dans des conditions
anaérobies, éventuellement dans la glace, afin d'éviter de perturber l'équilibre de complexation du Mg
plasmatique.
Lesurinesdoivent êtreprétraitéespar acidification jusqu'àunpHcomprisentre1 et3,puisdiluéesavant le
dosage.
HautdepagePlandel'article
Techniquesdedosageetperformances
LesprincipalestechniquesdedosageduMgactuellementutiliséesetleurscaractéristiquessontprésentéesdans
letableauII.
Mesuredumagnésiumtotal
Techniquescolorimétriques
Cesontlestechniqueslesplusutiliséesdansleslaboratoiresdebiologiemédicale.
Les cations divalents, dans certaines conditions de pH, se combinent avec ces colorants pour former des
complexes qui absorbent dans le visible. Ces techniques font appel à différents colorants, principalement la
calmagite, le magon ou bleu de xylidile, le formazan. Un chélateur spécifique du Ca2+ (acide éthylène glycol
tétraacétique [EGTA] ou BAPTA) est utilisé pour éliminer l'interférence du Ca2+. L'addition de cyanure de K
permetdediminuerl'interférencedesmétauxlourds.Lesprotéines,leslipides,labilirubineetdesconcentrations
élevéesdeCa2+peuventinterférer.LesanalyseursVitros®utilisentundérivéduformazanpourlequelleMga
uneaffinitéplusgrandequepourlesprotéines,cequipermetdedoserleMgliéauxprotéines.
Techniqueenzymatique
Elleutiliselesystèmeenzymatiquehexokinaseglucose6phosphatedéshydrogénase,etexploiteladépendance
visàvisdumagnésiumdelaréactiondetransfertduphosphate(fig1).
Techniquederéférence
Latechniquederéférencepourledosagedumagnésiumestlaspectrophotométried'absorptionatomique[12].
Performancesdestechniques
Ilexistedenombreuxréactifscommercialisésutilisantlestechniquescolorimétriques,adaptéesauxanalyseurs
automatiques. Une adaptation pour le dosage du Mg total érythrocytaire est proposée avec certains réactifs.
Selonlesréactifs,lalimitededétectionestcompriseentre0,03et0,08mmol/L,lalimitedelinéaritésesitue
entre1,6et2,5mmol/L[3].
Mesuredumagnésiumionisé
Techniquesutilisées.Principes
Lesméthodespotentiométriques,apparuesen1990,utilisentdesélectrodessélectivesduMg.Desanalyseurs
spécialiséscommencentàs'implanterdansleslaboratoires(Microlyte6,Kone;MagnesiumAnalyzer,AVL;Stat
Profile8,Nova)[2, 7, 8, 16].Ilspermettentl'analysesimultanéeduMg,Ca,K,sodium,chlorure,pH,dansle
sérum,leplasmaoulesangtotal.

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Performancestechniques
La répétabilité et la reproductibilité des résultats obtenus avec ces analyseurs varient avec le niveau de
concentration(coefficientsdevariation[CV]respectivementcomprisentre0,5et3%,etentre1et7%)[2,7,
8, 16]. Les ions Ca interfèrent sur la mesure du Mg. La présence de certaines substances (silicone [2],
détergents,thiocyanateschezlesfumeurs [7]) est àl'origine derésultatserronés. Comme pourleCaionisé
[15],l'augmentationdepHdiminuelaconcentrationdeMgionisé.Lesanalyseurscalculentsystématiquement
leMgionisécorrigéàpH7,4enfonctiondelacalcémie.
HautdepagePlandel'article
Interprétationdesrésultats
La concentration du Mg érythrocytaire serait un meilleur reflet du Mg présent dans les cellules. En effet, au
coursdecertainsdéficitsfrustes,laconcentrationenMgérythrocytaireestabaissée,alorsquelaconcentration
plasmatiqueestnormale[11].
LedosageduMgioniséplasmatiquecorrespondàuneévaluationdelafractionbiologiquementactiveet, àce
titre, permet d'évaluer le statut du Mg, en particulier dans les pathologies rénales, cardiovasculaires et
hépatiques[1, 15]; et de détecter les états de carence de Mg. En effet, la concentration plasmatique en Mg
ionisé n'est pas toujours corrélée à celle du Mg total, mais elle est bien corrélée à la concentration de Mg
intracellulaire[1].
LedosageduMgurinairepermetd'identifierl'originerénaleounond'unecarence.Uneexcrétionjournalière<
0,5mmol,etunerétentionduMgaucoursdestestsdechargeen Mgsont observéesaucoursdescarences
d'apport[4].Uneexcrétionurinaireaugmentéeassociéeàunehypomagnésémies'observeaucoursdesfuites
rénalesdeMg.LeMgurinaireaégalementuneutilitédanslecadredelapréventiondelalithiaserénale[13].Le
Mgeneffetinhibelanucléationdescristauxdephosphatedecalcium,etréduitl'excrétionurinairedesoxalates,
élémentsdéterminantsdanslaformationdecristauxd'oxalatedeCa.
Facteursdeconversiond'unités
1mg/Lx0,041=1mmol/L
1mmol/Lx24,3=1mg/L
Valeursusuellesenfonctiondel'âge
DansletableauIIIsontrassemblées les valeursusuellesduMgdanslesérum selonl'âge[5, 14], dans les
urines[4]etlesérythrocytes[1,10].LesconcentrationsdeMgionisémesuréesdanslesérum,leplasmaoule
sangsontvoisines[16],etnediffèrentpasenfonctiondel'âge[7]nidusexe[16],maisvarientenfonctiondu
typed'analyseurutilisé[8].
Principauxfacteursdevariationsphysiologiques(tableauIV)
La magnésémie surtout ionisée est soumise à un rythme circadien, avec un minimum à 9 heures et un
maximunà15heures[10].
Il faut rejeter tout échantillon fortement hémolysé, car la concentration du Mg des hématies est trois fois
supérieureàcelleduplasma.Demême,unehématurieengendreunemagnésuriefaussementaugmentée.
Valeursobservéesdanslespathologieslesplusfréquemmentrencontrées
Lesprincipalescausesd'hypermagnésémieetd'hypomagnésémie[1, 5, 9, 15]sontrapportéesdansletableau
V.
Hypermagnésémie>1,1mmol/L
L'hypermagnésémie entraîne, pour des concentrations de l'ordre de 3 mmol/L, une diminution du tonus
neuromusculaire,avecladisparitiondesréflexestendineuxetdestroublesdigestifs,pourdesconcentrationsde
5mmol/L,desperturbationsdel'électrocardiogramme(ECG),unebradycardieetunehypotension,etpourdes
concentrationsde 6 à15mmol/L,uneparalysiemusculaireincluantlesmuscles respiratoires,allant jusqu'au
comaavecarrêtcardiaque.
Lesprincipalescausesd'hypermagnésémiesontl'insuffisancerénale(Mgtotaletionisé)etl'excèsd'apportpar
voieintraveineuse.
Hypomagnésémie<0,75mmol/L
Chezl'homme,l'hypomagnésémieestsouventaccompagnéed'unediminutionconcomitanteduCaetduK.La
responsabilité de chacun des ions dans le tableau clinique est difficile à définir, leurs métabolismes étant
étroitementliés.LessignesprécocesdudéficitenMgsontdestroublesdigestifsetpsychiques(hyperémotivité,
anxiété, vertiges). Des concentrations inférieures à 0,5 mmol/L s'accompagnent d'une hyperirritabilité
musculaire(crisesdetétanieoudespasmophilie).
Les hypomagnésémies < 0,7 mmol/L sont rares. Elles sont liées soit à une perturbation de l'absorption
intestinale,soitàunexcèsd'éliminationpardiminutiondelaréabsorptiontubulairerénale(diabète...).Certains
médicaments comme les diurétiques, la ciclosporine, le cisplatine entraînent une fuite excessive de Mg en

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inhibantlaréabsorptionrénale.Deplus,ilexistedesmaladiesgénétiquesraresassociéesàunefuitedeMget
duesàlamutationdeprotéinesdetransportdurein[9].L'alcoolismemêmemodérés'accompagned'undéficit
enMg.
Le déficit en Mg a récemment été impliqué dans la physiopathologie cardiovasculaire (troubles du rythme,
insuffisance cardiaque, hypertension artérielle, accidents vasculaires cérébraux, complications vasculaires du
diabète,athérosclérose),l'asthmeetl'éclampsie[15].
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Références
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analyzerNOVA8.ScandJClinLabInvest1998;58:127133
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©2003ElsevierSAS.Tousdroitsréservés.
Touteréférenceàcetarticledoitporterlamention:AnneBoutten.Magnésium.EMCBiologiemédicale2003:10
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