Биохимические функции магния

22.01.2014

Магний наряду с калием является основным катионом внутриклеточной среды. Его концентрация в клетках в 10—15 раз выше, чем во внеклеточной жидкости (25—30 мэкв/л). Градиент концентрации магния на границе мембраны сравним с градиентом калия. Предполагается активный механизм переноса ионов Mg2+ через мембраны, однако экспериментальные доказательства этого недостаточны. В гидроэлектролитическом обмене магний принимает меньшее участие, чем другие катионы.
В клетках ионы Mg2+ образуют комплексы с белками и нуклеиновыми кислотами. Магний участвует в межуточном метаболизме как специфический активатор или кофактор ряда ферментных систем. Он является, в частности, активным компонентом ферментов, в которых кофактором служит тиамин-пирофосфат. В митохондриях клеток ионы Mg2+ активируют процессы окислительного фосфорилирования; последние резко тормозятся при дефиците магния. Ион Mg2+ является активатором ферментов, переносящих фосфорные группы в обменных реакциях — миокиназы, дифосфопиридиннуклеотидкиназы, креатинкиназы. Им активируются также карбоксилаза и оксидаза пировиноградной кислоты, ферменты, участвующие в реакциях цикла Кребса, щелочная фосфатаза. Почти во всех случаях Mg2+ может быть заменен Mn2+, хотя это представляется мало вероятным, если исходить только из химических характеристик данных катионов.
Важную роль играет Mg2+ в обмене нуклеиновых кислот и нуклеотидов в клетках. Он активирует ДНК-полимеразу, РНК-полимеразу, полинуклеотидазу, рибонуклеазу, дезоксирибонуклеазу и ряд других ферментов нуклеинового обмена. Предполагается, что Mg2+ стимулирует спонтанное соединение информационной РНК со свободными рибосомами, после чего последние приобретают биосинтетическую активность.
Магний в противоположность кальцию ингибирует миозинаденозинтрифосфатазу и активирует гидролиз ацетилхолина через холинэстеразу. Возбудимость нервных окончаний при этом тормозится, мышцы расслабляются.
Магний в определенных количествах необходим для формирования костной ткани (активация ферментов цикла Кребса и щелочной фосфатазы). По-видимому, присутствие некоторого количества магния в составе кристаллов гидроксиапатита способствует повышению прочности костей и зубов, а его наличие в кристаллах кальцита — прочности скорлупы яиц у кур. Данные, полученные в нашей лаборатории, позволяют предполагать, что уровень магния в маточной жидкости является фактором, регулирующим интенсивность процесса кальцификации скорлупы яиц в матке кур.
Магний необходим также для нормальной деятельности рубцовой микрофлоры у жвачных, являясь, по-видимому, активатором ее ферментов.