Magnesiumrika livsmedel och effekt av dietärt och supplementärt magnesium på muskelstyrka och relativ muskelmassa hos individer över medelåldern

Litteraturarbete

Magnesiumrika livsmedel och effekt av dietärt och supplementärt magnesium på muskelstyrka och relativ muskelmassa hos individer över medelåldern

Författare: Annie Danielsson Handledare: Kjell Edman Examinator: Maria Bergström Termin: VT20

Ämne: Kemi

Abstrakt

Muskelstyrka och muskelmassa avtar med stigande ålder och är associerat med mortalitet, svaghet, osteoporos, fall och frakturer. Hos yngre individer har

magnesiumtillskott signifikant ökat muskelstyrka. Det rekommenderade dagliga intaget (RDI) av magnesium enligt Nordiska näringsrekommendationer (NNR) är lägre än rekommendationen av U.S Food and Nutrition Board (FNB). Syftet med detta

litteraturarbete var att studera publicerad litteratur inom ämnet magnesium och muskler med avsikt att undersöka ifall ett ökat magnesiumintag hos individer över medelåldern påverkar muskelstyrka och relativ muskelmassa samt undersöka vilka livsmedel som ur ett ekonomiskt perspektiv kan konsumeras för att bidra till att NNR´s RDI uppnås.

Litteratursökning identifierade sex artiklar som var relevanta för frågeställningen ”Kan en högre dos magnesium öka muskelstyrka?”. Samma artiklar användes för ytterligare en frågeställning; ”Kan en högre dos magnesium förbättra relativ muskelmassa?”.

Litteratursökning för den andra frågeställningen identifierade inte fler artiklar som var relevanta för frågeställningen. För den tredje frågeställningen ”Vilka livsmedel kan med fördel ur ett ekonomiskt perspektiv bidra till ett högre intag av magnesium?” användes information från Livsmedelsverkets livsmedelsdatabas och medelvärdet av tre

livsmedelsbutikers jämförelsepriser. Sammanställningen av den forskning som finns visade att en kost som uppnår NNR´s dagsrekommendation främjar muskelstyrka men det gjorde inte ett högre intag av magnesium via kosttillskott. Ett ökat intag av både dietärt och supplementärt magnesium observerades främja relativ muskelmassa men det verkar som att dietärt magnesium har högre biotillgänglighet än magnesium i

kosttillskott. De mest ekonomiska livsmedlen som kan konsumeras för att bidra till en högre dos magnesium i kosten var fullkornsprodukter som frukostflingor, pasta och hårt bröd.

Abstract

Muscle strength and muscle mass declines with increasing age. This is associated with mortality, frailty, osteoporosis, falls and fractures. Magnesium supplementation has been shown to increase muscle strength significantly in young subjects. The

recommended daily amount of magnesium according to Nordic nutrition

recommendations (NNR) is lower than that of U.S. Food and Nutrition Board (FNB).

The aim of this thesis work was to study published literature on the subject magnesium and muscle in order to investigate if an increased magnesium intake in subjects middle aged or older affects muscle strength and relative muscle mass and to evaluate which common foods contributes the most to achieve the RDI of NNR from an economic point of view. Searches identified six articles relevant to the issue “Could an increased dose of magnesium improve muscle strength?”. The same articles were used to answer a second issue; “Could an increased dose of magnesium improve relative muscle mass?”.

Searches for the second issue did not yield more articles relevant to the issue. For the

third issue; “Which foods has, from an economic point of view, an advantage in

contributing to a higher magnesium intake?” information from the Swedish food

agency´s food database was used and the mean cost from three different food chains

comparison prizes. A compilation of data from the published scientific studies showed

that a diet which fulfills the recommended daily amount of magnesium according to

NNR promotes muscle strength in subjects middle aged or older; however, an increased

amount of magnesium taken as a supplement did not show any significant increase in

muscle strength. An increased intake of both dietary and supplementary magnesium

promoted relative muscle mass, but the bioavailability of dietary magnesium seems to

be higher than the bioavailability of supplements. The most economic groceries which

contributes to a higher dose of magnesium in the diet was full grain products such as breakfast cereals, pasta and hard bread.

Nyckelord

Magnesium, Muskelstyrka, Muskelmassa, Livsmedel, Kosttillskott

Innehåll

1 Inledning ____________________________________________________________1

1.1 Magnesium ______________________________________________________ 1

1.1.1 Magnesiums kemiska och fysiska egenskaper ________________________ 1

1.1.2 Magnesium biokemi och fysiologi _________________________________ 2

1.2 Bakgrund _______________________________________________________ 3

1.2.1 Magnesium i kost ______________________________________________ 3

1.2.2 Magnesium absorption och exkretion ______________________________ 3

1.2.3 Prover för analys av magnesiumstatus _____________________________ 4

1.2.4 Hypomagnesaemia_____________________________________________ 5

1.2.5 Hypermagnesameia ____________________________________________ 5

1.2.6 Muskelfunktioner och kraftmätning ________________________________ 5

1.3 Syfte ___________________________________________________________ 7

1.4 Frågeställningar __________________________________________________ 7

1.5 Arbetets disposition _______________________________________________ 8

2 Metod ______________________________________________________________8

2.1 Övergripande design av arbetet; litteraturstudie och livsmedelsstudie ________ 8

2.2 Litteraturstudie ___________________________________________________ 8

2.2.1 Datainsamling ________________________________________________ 8

2.2.2 Urval _______________________________________________________ 8

2.2.3 Sökord och tillvägagångssätt_____________________________________ 8

2.2.4 Validitet ____________________________________________________ 10

2.3 Livsmedelsstudie ________________________________________________ 10

2.4 Forskningsetiska överväganden _____________________________________ 10

3 Resultat ____________________________________________________________10

4 Diskussion __________________________________________________________13

5 Slutsats ____________________________________________________________16

6 Referenser__________________________________________________________17

1 Inledning

1.1 Magnesium

I naturen förekommer magnesium främst som divalent katjon i vattendrag (1). Magnesium är starkt reaktiv och förekommer i flera mineralföreningar som till exempel kalcium-magnesium karbonater (dolomit, magnesisk kalcit, aragonit). I vatten med hög mineralhalt finns också karbonaterna magnesit (MgCO

) och hydromagnesit (Mg

(CO

)

(OH)

×4H

O). Oorganiska mineralföreningar med magnesium är natrium magnesium sulfater som (epsomit, mirabilit, blödit, tenardit) (2). I naturen förekommer oorganiskt magnesium i till exempel mineralen periklas som består av bland annat magnesiumoxid (3). Magnesium används inom sjukvård, för framställning av legeringar, gödselmedel och inom pyroteknik. Inom sjukvården har magnesium använts som laxeringsmedel eller antacidum

och då som salt av exempelvis magnesiumsulfat, magnesiumhydroxid,

magnesiumcitrat och magnesiumklorid (5). Många salter av magnesium som till exempel

magnesiumklorid är vattenlösliga och de precipiterar inte lika lätt som andra metaller, vilket gör det tillgängligt för celler (1). I ryggradsdjur utgör magnesium den fjärde mest förekommande katjonen i kroppen (6).

1.1.1 Magnesiums kemiska och fysiska egenskaper

Metalliskt magnesium har en smältpunkt på 648,8 °C samt en kokpunkt vid 1090 °C. Metallens densitet vid 20 °C är 1,7 g/cm

vilket gör den till en av de lättare metallerna (1). I det periodiska systemet tillhör magnesium grupp två, alkaliska jordartsmetaller. Magnesium har

elektronkonfigurationen 1s

2s

2p

3s

, vilket förklarar att den bildar divalenta katjoner med oxidationstalet +II. Magnesiums elektronegativiteten är 1,3 och de två 3s elektronerna avges lätt.

Magnesium är starkt reducerande, reagerar med vatten och är pyrofor

. I fuktig luft oxiderar magnesium långsamt och i vatten med temperaturer under 100 °C reagerar magnesium långsamt. I utspädda syror (aq) frigörs väte då magnesium tillförs (8).

Magnesiumoxid (MgO) kan framställas genom upphettning av magnesiumkarbonat till 1000 °C (3).

I vatten bildar magnesiumoxid magnesiumhydroxid (4) som har löslighetskonstanten (K

) 5,6 10

, det innebär att den är mycket svårlöslig (9). I magsäckens saltsyra (pH 1,5) däremot övergår magnesiumoxid till magnesiumklorid som är mycket lättlöslig, se figur 1.

Figur 1. Jämviktsekvationen för magnesiumoxid i magsäck.

Magnesiumoxid fungerar både som laxerande och antacidum. I dess kemiska struktur är ett syre dubbelbundet av en magnesiumatom och föreningen löser sig dåligt i vatten (4). Fria

magnesiumjoner i en vattenlösning förekommer hydrerade och har då en radie som är 400 gånger större än radien för enbart magnesiumjonen. Detta är utmärkande för magnesium då andra katjoner inte ökar lika kraftigt i storlek när de hydreras. Detta har också betydelse för hur magnesium känns igen av transportprotein i biologiska membran. Transportproteinet måste klara av att både känna igen hydrerat magnesium och att dehydrera det för att katjonen skall passera ett biologiskt membran (1). Både magnesium och kalcium är divalenta katjoner med sex vattenmolekyler i sina innersta hydratiseringslager, men magnesium har ytterligare ett hydratiseringslager med nio vattenmolekyler till (5), se figur 2. Magnesiumjonen är dock mindre (0,72 Å) jämfört med kalciumjonen (1,0 Å) (10).

1 Substans som neutraliserar eller motverkar aciditet gastrointestinalt (4).

2 Material som kan självantända i luft vid rumstemperatur (7).

Figur 2. A) Magnesium omgärdat av två hydratiseringslager är större än kalcium med enkelt hydratiseringslager. Röda cirklar i figuren visar relativa storleken på de hydrerade jonerna. B) Två lager vattenmolekyler lämnar magnesiumjonen, en mer energikrävande process än dehydreringen av kalcium där endast ett lager avges vid passage genom ett membran (5).

1.1.2 Magnesium biokemi och fysiologi

De flesta djur har ca 0,4 g magnesium per kilo kroppsvikt. Magnesium återfinns bland annat i skelettet. Halten i skelettet varierar mellan arter och sjunker med ålder (11) men uppskattningsvis 48

% magnesium återfinns i skelettet (12). Ungefär 33 % av det magnesium som finns i skelettet kan fungera som en reservoar vid akuta förändringar i magnesiums serumhalter (11). Allt magnesium i skelettet är alltså inte biotillgängligt, inte ens om individen lider av magnesiumbrist (1). I cytosolen är uppemot 50 % av allt magnesium bundet till ATP. Magnesium binder till fosfatgrupperna i ATP och minskar därmed den elektrostatiska repulsionen mellan negativt laddade fosfatgrupper.

Magnesium stabiliserar på så sätt fosfatgrupperna i ATP-molekylen (13). Andra nukleotider

stabiliseras enligt samma princip av magnesium (14). Tillsammans med ATP binder magnesium till över 300 enzymers aktiva säten och deltar som kosubstrat i reaktioner (1, 6). Magnesium, likt andra metalljoner, bidrar till proteiners strukturella funktion genom att stabilisera proteinet när det är veckat och således upprätthålla proteiners tertiär struktur (14). Magnesium är en hård lewissyra

och binder syreatomer i karboxylgrupper hos asparaginsyra och glutaminsyra alternativt

karbonylgrupper i en proteinkedja. Denna inbindning sker i större utsträckning än till exempel inbindning av mangan som är en mellanstark lewissyra (16). Möjligen kan ändå mangan ersätta

3 Ett ämne som saknar elektronpar i en valenselektronorbital och agerar som elektronpartagare (15).

H

O H

O H

O

H

O H

O

Membran

H

O

H

O H

O

H

O

H

O H

O

H

O H

O

H

O

H

O

H

O H

O

H

O

H

O H

O

H

O

H

O H

O

Mg

Ca

H

O H

O

H

O

H

O H

O

H

O H

O

H

O H

O H

O H

O H

O H

O

H

O H

O

Mg

Ca

Mg

Ca

A

B

H

O H

O

H

O

H

O

magnesium i viss utsträckning vid magnesiumbrist eftersom upptaget av mangan ökar vid

magnesiumbrist (17) men inga komplex av mangan och fosfor har detekterats vid magnesiumbrist (18). Det är möjligt att magnesium är en naturlig antagonist till kalcium vid inbindning till protein (19). Magnesium krävs för mitokondriefunktion, cellproliferation (20), nukleinsyrors konformation (genom att neutralisera negativa laddningar) (21), celladhesion, transmembrantransport av

kalciumjoner och natrium samt insulin signalöverföring. Det har också observerats i försöksdjur att magnesium verkar ha betydelse för insulin sekretion (20).

1.2 Bakgrund

1.2.1 Magnesium i kost

Det rekommenderade dagliga intaget (RDI) för magnesium varierar i olika länder. Bland annat rekommenderar U.S Food and Nutrition Board (FNB) 320 mg/dag för kvinnor i åldrarna 31 – 70 år och 420 mg/dag för män i samma ålder (22). Nordiska näringsrekommendationer (NNR) däremot rekommenderar ett dagligt intag av 280 mg/dag för kvinnor och 350 mg/dag för män, utan

åldersangivelse (23). Uppemot 10 % av den amerikanska dagsrekommendationen för magnesium kan konsumeras via dricksvatten (24) men det mest betydande intaget sker via klorofyll (varje klorofyllmolekyl innehåller en magnesiumjon) och således grönbladiga grönsaker (5). Övriga källor till magnesium är till exempel mandlar och fullkornsprodukter som bröd, berikade frukostflingor och banan (25). Ytterligare hittas magnesium i nötter, bär, fisk och skaldjur (26).

Magnesiuminnehållet i svenskt dricksvatten är cirka 4,3 mg/L (27).

1.2.2 Magnesium absorption och exkretion

Magnesiumhomeostas upprätthålls av njurar, tunntarm och skelett. Likt kalcium absorberas magnesium i tarmarna, lagras som benmineral och exkretion sker via njurar och avföring.

Magnesiumoxid som är ett oorganiskt salt har låg biotillgänglighet på grund av dess låga löslighet men däremot högre halt elementalt magnesium än organiska salter som magnesiumcitrat (28). I magsäcken övergår magnesiumoxid till magnesiumhydroxid som sedan kan reagera och bilda magnesiumklorid vilket har en hög biotillgänglighet. Dessa reaktioner är dock tidskrävande och biotillgängligheten av magnesium vid konsumtion av magnesiumoxid kvarstår som låg.

Oorganiska magnesiumsalter kan, beroende på framställning, ha en biotillgänglighet som är

ekvivalent med den för organiska magnesiumsalter (29). Uppskattningsvis sker exkretion av 260 mg magnesium per dag via avföringen och 75 mg per dag via njurarna i en man som väger 70 kg, se figur 3. Majoriteten av magnesiumupptaget sker via passiv transport i tunntarmen. Magnesium rör sig då mellan epitelceller efter en elektrokemisk gradient och lösningens koncentration. Ytterligare sker aktiv transport av magnesium genom epitelceller. Transmembrantransportörerna transient receptor potential channel melastatin member 6 och 7 (TRPM6 och TRPM7) gör att

magnesiumjoner rör sig passivt från lumen till epitelcellernas insida. Transporten från

epitelcellernas insida till blodet är fortfarande okänd men möjligen sker det i aktiv transport genom antiport med natrium. Absorptionen av magnesium regleras av flera faktorer men en av dessa är möjligen genom transkriptionskontroll av TRPM6 i tunntarmen, det kvarstår att fastställa vad som reglerar detta uttryck i tarmen. Absorptionen av magnesium är inte direkt proportionell till

konsumerat magnesium eftersom absorptionen beror på kroppens magnesiumstatus (30). Om en man som väger 70 kg konsumerar 360 mg magnesium dietärt absorberas cirka 120 mg och 20 mg sekreras tillbaka till tarmen, se figur 3 (12). En lägre magnesiumstatus kommer bidra till ett ökat upptag från tarmen och vice versa. Vid ett lågt magnesiumstatus ökar således intransport av

magnesium i tunntarmen men också i tjocktarmen (30). I glomerulus i njuren filtreras ungefär 80 %

av all magnesium i plasman ut. Till skillnad från många andra joner reabsorberas inte majoriteten av

de utfiltrerade magnesiumjonerna direkt i proximala tubuli, istället sker störst reabsorption

(uppemot 50 – 60 %) i Henles slynga. Av den kvarvarande andelen magnesium som når distala tubuli absorberas sedan 70 – 80 % vilket lämnar endast 3 % av det magnesium som filtrerats ut i glomerulus kvar i urinen (31). I en man som väger 70 kg upptar vävnader cirka 100 mg magnesium per dag från blodet, 12 900 mg finns i skelettvävnad, 6600 mg i benvävnad och 4900 mg i övrig vävnad, se figur 3 (12).

Figur 3. Massan magnesium angivet i milligram i kompartments samt homeostas och biotillgänglighet i man på 70 kg (12). Angivna värden är omvandlade till milligram från millimol med faktorn 0,04113 (5).

1.2.3 Prover för analys av magnesiumstatus

Magnesiumstatus kan mätas i serum/plasma, urin samt erythrocyter. Dessa lämpar sig för ändamålet eftersom de påverkas av magnesium i kosten. För att detektera extracellulära förändringar har serum visat sig vara snabbt och billigt att analysera (3), däremot innehåller röda blodkroppar rikligt med magnesium och hemolys kan påverka pålitligheten hos uppmätta magnesiumhalter i serum (32).

Referensintervall för magnesium i serum är 1,5 mg/dL – 3,9 mg/dL (33). Serumhalten av magnesium återspeglar inte intracellulärt magnesium och endast 1 % av kroppens totalhalt av

magnesium återfinns extracellulärt, därför är magnesiumhalten i urin mer värdefullt att provta för att bedöma en individs magnesiumstatus. Detta eftersom magnesium i urinen regleras efter kroppens behov. Vid ökat intag av magnesium utsöndras mer via urinen och vid magnesiumbrist utsöndras mindre via urinen (34). För att bättre bedöma magnesiumstatus kan ett magnesium-retentionstest utföras. Det innebär att administrerat magnesium sätts i relation till exkretionen av det (5). Om 60 – 70 % av administrerat magnesium utsöndras med urinen inom 24 timmar är magnesiumbrist inte troligt (32). Ett annat sätt att utvärdera en individs magnesiumstatus är med validerade

frågeformulär, ett exempel på sådant är The Cancer Council Victoria´s Food Frequency Questionaire (35).

Dagligt dietärt intag 360 mg

Tarm Absorption: 120 mg Sekretion: 20 mg

Daglig fekal utsöndring 260 mg

Blod

Dagligt upptag 100 mg

Njure

Filtrering: 2500 mg Reabsorption: 2300 mg

Daglig utsöndring via urin 75 mg

Övrig vävnad 4900 mg

Ben

12 900 mg

Muskel

6 600 mg

1.2.4 Hypomagnesaemia

Bakomliggande faktorer till ett lågt magnesiumstatus kan till exempel vara kostvanor. Ytterligare kan ett lågt status associeras med andra underliggande faktorer som kronisk diarré (6), diabetes, osteoporos, njursjukdomar, hyperkalcemi

, aldosteronism

eller hyperthyroidism (5). Det är även möjligt att ärva sjukdomar, exempelvis Gitelmans syndrom, som påverkar magnesiumupptaget (38).

Magnesiumbrist kan detekteras med urinprov eller kontrolleras med serumhalter (5). Det är dock individuella skillnader i magnesiumhalter. En individ kan ha normala magnesiumhalter i serum men ändå lida av magnesiumbrist (5).

1.2.5 Hypermagnesameia

Hypermagnesemeia kan orsakas av njursjukdom (39) men också av överkonsumtion av

magnesiumsalter. I högre koncentrationer kan magnesium leda till neuromuskulära dysfunktioner som koma, dåsighet, avsaknad av reflexer, nedsatt funktion av andningscentrum och lågt blodtryck.

Utöver detta associeras höga koncentrationer magnesium med hjärtsjukdom som bradykardi

, hjärtblock

, förmaksflimmer och hjärtstillestånd (5). Avsaknad av reflexer kan användas för att diagnostisera hypermagnesemeia, det har observerats att reflexer kan minska vid magnesiumhalter som överskrider 2,5 mmol/L i serum och försvinna helt vid halter över 5 mmol/L (42).

1.2.6 Muskelfunktioner och kraftmätning

1.2.6.1 Åldersrelaterad muskelförlust

Skelettmuskulatur behövs för hållning, mekaniska signaler för muskelkraft samt hormonell och endokrin interaktion mellan ben och muskel (26). En åldersrelaterad förlust av muskelstyrka och muskelmassa kan börja tidigt, redan vid 27 års ålder men en drastisk ökning har noterats efter 60 års ålder (43). Uppskattningsvis 1 – 29 % av individer över 60 år lider av sarkopeni

(45). När

muskelmassa och styrka förlorats är det svårt att återfå, vilket motiverar preventiva åtgärder redan i medelåldern. En förlust av muskelfunktion i detta avseende fungerar som bidragande riskfaktor för mortalitet, sarkopeni, skörhet

, osteoporos och fall (25, 35). Bland äldre i Sverige uppskattades fallolyckor kosta 14 miljarder kronor år 2009 (47) och år 2050 beräknas 32 % av befolkningen vara äldre än 60 (48), vilket kan innebära att antalet drabbade av åldersrelaterad muskelförlust ökar.

1.2.6.2 Muskelstyrka

Muskelstyrka är den kraft som skapas vid isometrisk, isokinetisk eller isoton sammandragning och mäts manuellt eller med dynamometer. Kraften som muskulatur bidrar med varierar med

pennationsvinkel

, muskelns tvärsnittsarea samt fascikellängd

(51). Att träna de olika formerna av muskelkontraktion (isometrisk, isokinetisk eller isoton sammandragning) har olika utfall för

muskelstyrka och muskelmassa. Vilken typ av muskelkontraktion som tränas kan varieras för att förbättra prestation hos sjukdomsdrabbade (52).

4 Ökad kalciumnivå i blodet (36).

5 Ökad produktion av aldosteron, högt blodtryck och minskad halt kalium i blodet (37).

6 Långsam hjärtfrekvens, < 50 slag per minut (40).

7 Ledningsrubbning av elektriska impulser från förmak till kammare (41).

8 Åldersrelaterad förlust av muskelmassa och styrka (44).

9 Ett tillstånd av ökad känslighet för stressfaktorer, trötthet, muskelsvaghet, ofrivillig viktminskning och försämrad fysiologisk funktion (46).

10 Vinkel mellan intramuskulär sena och muskelfibrer (49).

11 Längden på en ansamling muskelfibrer (50).

Greppstyrka kan mätas med en handdynamometer som består av justerbara handtag som pressas isomeriskt mot varandra (53). Normalvärdet för greppstyrka är högre hos män än kvinnor och det sjunker med ålder för bägge grupper, se tabell 1 (54). Även om greppstyrka mäts endast i händerna kan den information som erhålls representera global muskelstyrka i kroppen (55). Extensionsstyrka i knä kan mätas med en handhållen dynamometer (56). För att mäta muskelstyrkan pressas

instrumentet manuellt mot muskeln vars styrka ska mätas. När personen som mäter muskelstyrkan bryter muskelmotståndet hos individen som undersöks registreras den högsta genererade kraften och tiden det tog för att bryta motståndet (57). Se tabell 2 för normalvärden vid knäextension (58).

Extensionsstyrkan i knä kan också mätas med stoldynamometer (59). Stolen mäter då vridmoment i newton-meter (60).

Tabell 1. Greppstyrka i dominant hand hos kvinnor och män över 30 års ålder (54)

Tabell 2. Extensionsstyrka i dominant knä hos kvinnor och män över 50 års ålder (58)

1.2.6.3 Muskelkraft

Skillnaden mellan muskelstyrka och muskelkraft är en tidsaspekt. Vid muskelstyrka mäts hur mycket kraft som kan genereras och vid muskelkraft mäts hur mycket kraft som kan genereras inom kortast möjliga tid. I benmuskulatur kan muskelkraft även mätas som Leg explosive power (LEP), detta mått på extensionskraft är arbetet som benets lårmuskel (musculus quadriceps femoris) presterar under perioder av en halv sekund eller mindre (61). Det är värdefullt att mäta benets extensionskraft eftersom det kan vara avgörande för en individs förmåga att klara vardagliga aktiviteter (62) som till exempel att gå i trappor. Benets extensionskraft fungerar också som en indikation på fallrisk (63).

Vad gäller nedre extremiteter finns flera metoder för att mäta kraft och en allmänt accepterad mätmetod saknas (64). Ett exempel på mätinstrument för extensionskraft i nedre extremiteter är Nottingham Power Rig (61). Instrumentet är försett med ett justerbart säte och fotpedal. När en individ sitter i sätet kan pedalen pressas tills benet når full extension. Detta sätter ett svänghjul i rotation och kraften mäts i watt. Vinkeln mellan fotled, knä och höft liknar de vinklar som uppstår vid rörelse från sittande på en stol till stående (61).

1.2.6.4 Relativ muskelmassa

Med åldrande sker förlust av muskelstyrka snabbare än förlust av muskelmassa och att bibehålla muskelmassa har inte motverkat åldersrelaterad förlust av muskelstyrka, varför de två begreppen inte går att korrelera till varandra (65, 66). Utöver förlust av muskelstyrka definieras också sarkopeni med förlust av muskelmassa, varför det är intressant att mäta muskelmassa.

För att undersöka relativ muskelmassa används vanligen dual-energy X-ray absorptiometry (DXA).

Utrustningen genererar röntgenstrålar vid två olika våglängder och differentialen i skannade områden kan användas för att beräkna bland annat mjukvävnadens komposition (67). Den fettfria massa (FFM) som DXA kan mäta går att korrelera till fettfri kroppsmassa i nedre

Ålder Män (kg) Kvinnor (kg)

31–59 41,9  9,21 24,0  5,93

> 60 31,3  7,95 19,1  5,18

Ålder Män (kg) Kvinnor (kg)

50–59 45,6  6,8 30,4  8,8

60–69 37,0  7,3 26,2  5,9

70–79 36,4  8,1 23,0  4,8

(appendicular lean mass, aLM) och total fettfri kroppsmassa (lean body mass, LBM) (68). Med kännedom om mjukvävnadens komposition går det att tillförlitligt beräkna muskelmassa (69). Ett mått på muskelmassa är appendicular skeletal muscle mass index (ASMMI). Detta erhålls genom summering av fyra lemmars muskelmassa (70). Relativ muskelmassa kan också mätas med Bioelectrical Impendance Analyzer (BIA) (56). Instrumentet mäter muskelmassa och fettmassa i kroppen genom att skicka en svag elektrisk impuls genom extremiteterna och registrera motstånd.

Eftersom muskler leder ström bättre än fett kan skillnaden i ledningsförmåga användas för att erhålla ett mått på relativ muskelmassa (71). BIA medför en förlust i noggrannhet och reliabilitet men är en billig mätmetod. DXA är däremot en dyr mätmetod (68).

1.2.6.5 Teorier som utgångspunkt för litteraturarbetet

Inom forskningen är nutritionens inverkan på åldersrelaterad muskelförlust relativt begränsad till proteinintag (68) och magnesium kvarstår som relativt outforskat. I muskel behövs magnesium för elektrolytbalans (mellan kalcium, kalium och natrium), proteinsyntes, fettoxidation, ATP-

produktion, glykolys och syreupptagning. Vikten av att ha magnesium i skelettmuskulaturen kan således utgöra en förklaring till varför 27 % av totalmängden magnesium i kroppen återfinns i skelettmuskulatur (26). Utöver direkt fysiologisk relevans har även magnesium förknippats med en indirekt fysiologisk effekt på serumhalter av C-reaktivt protein, CRP

(73). Hos äldre är

inflammation förknippat med försämrad muskelstyrka och minskad muskelmassa (74).

Inom populationer varierar graden av försämrad muskelstyrka, möjligen beror detta på yttre faktorer i en individs levnadsmiljö (75). Existerande studier indikerar att kosten är en bidragande faktor till denna variation (76). Stigande ålder är associerat med ett minskat näringsintag (29) men det

associeras också med ett försämrat svar på anabolt stimuli för muskelsyntes. Det är möjligt att detta beror på hormonella eller immunologiska förändringar (77). Enligt en studie utförd 1992 av Brilla et al. 1992 menar Dominguez et al. 2006 (78) att en signifikant ökad muskelstyrka hos yngre individer associerats med magnesiumtillskott. Därför är konsumtionen av magnesium intressant att undersöka närmare för äldre. Endast 5 % i Sverige beräknas konsumera mindre än rekommenderat (79) men NNR´s rekommendation är lägre än FNB´s varför ett högre intag är mer intressant att studera ur ett samhällsperspektiv.

Globalt råder större svårigheter att uppnå dagsrekommendationerna för magnesiumintag (80) varför det är av intresse att undersöka innehållet av magnesium i några vanligt förekommande livsmedel.

Med kännedom om livsmedel som är rika på magnesium kan fördelen hos dem sett ur en ekonomisk synvinkel undersökas. Information om detta skulle eventuellt underlätta måltidsplanering inom äldreboenden och andra vårdinstanser och bidra till att magnesiumintaget för fler personer når upp till RDI. Detta skulle också vara relevant för kostnadseffektiv vård av kroniska sjukdomar, till exempel diabetes som frekvent associeras med låga halter av magnesium båda intracellulärt och extracellulärt (81).

1.3 Syfte

Syftet med detta litteraturarbete är att studera publicerad litteratur inom ämnet magnesium och muskler med avsikt att undersöka ifall ett ökat magnesiumintag hos individer över medelåldern påverkar muskelstyrka och relativ muskelmassa samt undersöka vilka livsmedel som ur ett ekonomiskt perspektiv kan konsumeras för att bidra till att NNR´s RDI uppnås.

1.4 Frågeställningar

Kan en högre dos magnesium öka muskelstyrka?

12 Indikator på akut infektion och inflammatorisk sjukdom (72).

Kan en högre dos magnesium förbättra relativ muskelmassa?

Vilka livsmedel kan med fördel ur ett ekonomiskt perspektiv bidra till ett högre intag av magnesium?

1.5 Arbetets disposition

Föreliggande arbete inleds med ett metodavsnitt där studiens design beskrivs tillsammans med information om hur sökstrategin varit utformad med avseende på datainsamling, urval och sökord.

Ytterligare beskrivs det hur sökningar gått till och vilka parametrar inom studier som har valts ut för detta arbetes ändamål. I arbetet ingår också en diskussion kring validitet och forskningsetiska överväganden. Framträdande resultat redovisas i tabellform och efterföljs av diskussion kring resultatets förhållandesätt till andra studier, en metoddiskussion, resultatets betydelse för ämnet magnesium och muskler samt resultatets betydelse för samhället. Arbetet avslutas med slutsatser som besvarar frågeställningarna.

2 Metod

2.1 Övergripande design av arbetet; litteraturstudie och livsmedelsstudie

Denna studie har utformats som en systematisk litteraturstudie med analys av insamlade

litteraturdata och inkluderar även en granskning av livsmedel efter magnesiuminnehåll och kostnad.

2.2 Litteraturstudie 2.2.1 Datainsamling

I första hand har databasen PubMed använts med anledning av dess breda urval av tidskrifter och böcker inom biomedicin och hälsa. Andra databaser som använts är Food Science and Technology Abstracts (FSTA), Cochrane Library och Google Scholar. Ytterligare har sökningar utförts i Cinahl för dess innehåll av artiklar inom omvårdnad.

2.2.2 Urval

De första sökningarna begränsades till att endast gälla kontrollerade kliniska interventionsstudier eftersom dessa besvarar effektiviteten hos olika terapier och interventioner. Detta gav endast 59 träffar varför sökkriterierna breddades till att inkludera analytiska studier som tvärsnittsstudier och kohortstudier. Tvärsnittsstudier undersöker orsak och verkan utan att förklara förhållandet dem emellan (82), vilket bedömdes som relevant för denna litteraturstudie. Kohortstudier undersöker risken för ett utfall till följd av en exponering, vilket är relevant för att besvara denna studies frågeställningar. Ytterligare inklusionskriterier var att deltagare i studierna skulle vara över 39 år och att studien skulle undersöka magnesium och muskelstyrka. Samtliga artiklar hade också som krav att vara peer reviewed. Till exklusionskriterierna hörde fall-kontroll studier eftersom dessa har lägre reliabilitet än exempelvis kliniska studier och kohortstudier (82). För denna studies analys exkluderades även review-artiklar för att undvika en upprepning av resultat och sekundärkällor.

Ytterligare exklusionskriterie var studier som undersökte magnesium och muskelstyrka i

förhållande till sjukdom, exempelvis alkoholism och cystisk fibros. Även studier som undersökte magnesium och muskelstyrka i förhållande till atleter uteslöts.

2.2.3 Sökord och tillvägagångssätt

I PubMed utfördes en sökning med ”Magnesium” och ”Muscle”. I övrigt utfördes sökningar med

sökorden ”Magnesium” och ”Muscle strength” samt ”Magnesium” och ”Sarcopenia”. I PubMed

utfördes dessa sökningar med ämnesord i Medicinal Subject Headings (MeSH) och i FSTA

användes Thesaurus.

Initialt utfördes sökningar i PubMed för bakgrundsinformation. Därefter utfördes en MeSH sökning med sökorden ”Magnesium” och ”Muscle”, sökkriterierna review och clinical trial för att avgöra vilken aspekt inom muskelfunktion som magnesium i störst grad relaterats till. Från denna sökning övergick arbetet till att gälla magnesium och muskelstyrka, se tabell 3. Sammanlagt 6 artiklar ingick i studiens analys. Studiens frågeställning om muskelstyrka besvarades genom sammanställning av de sex valda artiklarna. Jämförbara parametrar inom respektive studie valdes ut, till dessa

inkluderades parametrar inom metod, deltagare och resultat. Inom metod jämfördes studiedesign, magnesium från endast kost eller kosttillskott, prov som använts för att validera magnesiumintaget samt studiernas duration. Deltagare jämfördes efter antal som genomfört studien och kön. Inom respektive studies resultat jämfördes magnesiums effekt på muskelstyrka i nedre extremiteter och greppstyrka. När de sex artiklarna sammanställts utökades litteraturstudien med frågeställningen

”Kan en högre dos magnesium förbättra relativ muskelmassa?”. Ny MeSH sökning i PubMed utfördes med sökorden ”Magnesium” och ”body composition” och med endast kliniska studier som sökkriterium. Sökningen gav 15 träffar men inga nya artiklar eftersom studier som hittades antingen redan ingick i detta litteraturarbete eller inte mötte inklusionskriterierna för detta litteraturarbete. I resultattabellen inkluderades p-värden från respektive artikels egen statistiska analys beträffande muskelstyrka och relativ muskelmassa. Totaldos magnesium som konsumerats inom respektive artikel beräknades med i artikeln angivna basalvärden för magnesium, vilka adderades med

eventuellt kosttillskott om sådant förekom i studien. I de artiklar som procentuellt antal kvinnor inte framgick beräknades detta med angivet manligt respektive kvinnligt deltagarantal.

Tabell 3. Sökstrategins urvalsprocess

Databas Sökord Begränsning Utfall Lästa

abstracts

Valda artiklar PubMed Magnesium and

muscle

Clinical trial

Review 317 21 0

PubMed Magnesium and

muscle strength Clinical trial 8 7 3

PubMed Magnesium and

sarcopenia - 3 2 1

FSTA Magnesium and

Muscle strength - 0 0 0

FSTA Magnesium and

Sarcopenia - 1 1 0

Cochrane Magnesium and

muscle strength - 41 4 0

Cochrane Magnesium and

sarcopenia - 4 0 0

Google scholar

Magnesium and muscle strength

Ämnesord skall finnas i

artikelns rubrik 16 1 0

Google scholar

Magnesium and sarcopenia

Ämnesord skall finnas i

artikelns rubrik 2 1 0

Cinahl Magnesium and

muscle - 36 1 1

Cinahl Magnesium and

sarcopenia - 17 1 1

*Artiklar som återkommit i flera databaser är inkluderade i kolumnen utfall men ej i kolumnen lästa abstracts eller valda artiklar.

2.2.4 Validitet

Eftersom magnesiums betydelse för muskelstyrka och muskelmassa är ett relativt outforskat område finns i dagsläget inte underlag för att entydigt besvara frågeställningar. De artiklar som inkluderats i denna studie konstateras även vara de enda av liknande slag i Welch, Skinner och Hicksons

tvärsnittsstudie från 2017 (26).

2.3 Livsmedelsstudie

För granskning av näringsinnehåll valdes livsmedelsgrupper ut från kostcirkeln efter egenskaper som bidrar till högt magnesium innehåll. Valda livsmedelsgrupper blev således grönsaker, bröd, flingor, gryn, pasta, ris, kött eller fisk. För kostnadsundersökningen användes tre av Sveriges största livsmedelskedjors näthandel. Studiens frågeställning om vilka livsmedel som ur ett ekonomiskt perspektiv kan konsumeras för att bidra till ett högre intag av magnesium besvarades genom nedladdning av Livsmedelsverkets Livsmedelsdatabas (83) i Microsoft Excell för Mac Version 16.36 (20041300). Samtliga livsmedel sorterades efter magnesiuminnehåll från högst till lägst och valdes ut efter inklusionskriterierna. Kostnaden för respektive livsmedel beräknades med

medelvärde från 3 olika livsmedelskedjors internetbutikers jämförelsepriser. Portionsstorlekar erhölls genom sökningar med respektive livsmedel i Livsmedelsdatabasen. Livsmedel värderades med poäng 1 – 5 efter placering inom respektive kategori (magnesiuminnehåll per 100 gram, magnesiuminnehåll per portion och kostnad). Livsmedel med högst halt magnesium per 100 g värderades till 5 poäng, livsmedlet med näst högst halt värderades till 4 poäng och efterföljande livsmedel värderades enligt liknande princip tills 0 poäng utdelades. Livsmedel med högst halt magnesium per portion värderades enligt samma princip. Livsmedel med lägst kostnad värderades till 5 poäng och efterföljande till 4 poäng enligt liknande princip tills 0 poäng utdelades.

2.4 Forskningsetiska överväganden

För att besvara denna studies frågeställningar har ingen artikel som bedriver djurförsök inkluderats.

Samtliga artiklar som inkluderats har bedrivit studier som godkänts efter etiskprövning. Samtliga deltagare i de vetenskapliga studierna som inkluderats har gett samtycke.

3 Resultat

Inkluderade artiklar

Två kliniska studier, tre kohortstudier och en epidemiologisk studie uppfyllde litteraturstudiens inklusionskriterier, se tabell 4. Litteratursökning för frågeställningen ”Kan en högre dos magnesium förbättra relativ muskelmassa?” identifierade inte fler artiklar som var relevanta för

frågeställningen.

Artikel 1 – 2 var interventionsstudier som undersökte effekten av magnesiumoxid som kosttillskott, övriga artiklar var observationsstudier som undersökte endast dietärt magnesium intaget via kosten.

Studiedurationen i de artiklar som ingick i litteraturarbetet varierade mellan 8 veckor och 3 år.

Interventionsstudierna pågick 8 till 12 veckor och observationsstudierna pågick en längre tid, 16 månader till 3 år, se tabell 4.

Interventionsstudierna hade sammanlagt 193 deltagare vilket är lägre i jämförelse med observationsstudierna som hade sammanlagt 159 869 deltagare. Artikel 1, 2 och 4 har enbart studerat kvinnor, se tabell 4. Artikel 3 – 4 kom från Storbritannien, artikel 1 och 5 från Italien, artikel 6 från Australien och artikel 2 var från Iran.

Doser av magnesium har redovisats som beräknat intag från kost alternativt beräknat intag från kost

i kombination med kosttillskott. Majoriteten av de undersökta studierna har validerat

magnesiumintaget med halten magnesium i antingen serum eller urin, artikel 3 och 6 har validerat intaget med ett frågeformulär, se tabell 4.

Tabell 4. Översikt av studiedetaljer i sex artiklar

Artikelnumrering Artikel Studiedesign

Prov för validering av magnesiumintag

Total oral dos elementalt

Mg (mg/d)

Deltagare som fullföljt studien

(%

kvinnor)

Ålder Studiens duration

1

Veronese et al.

(2014)

Klinisk studie Urin & Serum 464 – 924b 124 (100) > 66 12 veckor

2 Moslehi et

al. (2013) Klinisk studie Serum 246 – 370b 69 (100) > 40 8 veckor

3 Welch et

al. (2017) Kohortstudie Frågeformulär 201 – 619a 155 421

(53) > 39 16

månader

4 Welch et

al. (2016) Kohortstudie Urin 186 - 613a 2570

(100) >50 Framgår inte 5

Dominguez et al.

(2006)

Epidemiologisk

studie Serum Framgår

intea 1138 (54) > 52 3 år

6 Scott et al.

(2010) Kohortstudie Frågeformulär Framgår

intea 740 (50) > 55 2,6 år a: Magnesium i endast kost

b: Magnesium i kost och kosttillskott av magnesiumoxid sammanlagt

Samtliga deltagare som inkluderats uppmätte normativa värden för greppstyrka och benstyrka i respektive studies början och samtliga studier tog hänsyn till deltagares fysiska aktivitet vid statistisk analys.

Muskelstyrka

Av de sex studier som valts ut visade artikel 2 – 6 en signifikant bidragande effekt av magnesium på muskelstyrka och artikel 1 visade ingen signifikant skillnad av ett intag via kosttillskott. Artikel 2 uppmätte signifikant skillnad inom både interventionsgrupp och kontrollgrupp varför det resultatet inte var tillförlitligt. Till skillnad från interventionsstudierna fann således observationsstudierna signifikanta kopplingar mellan magnesium och muskelstyrka, se tabell 5. Artikel 2 – 4 som visat signifikant förbättring av muskelstyrka med magneisumintag jämförde effekten av magnesium hos individer med magnesiumbrist och individer med ett intag som uppnådde NNR´s RDI. I artikel 5 och 6 framgick att magnesiumkonsumtionen skett via kost och inte kosttillskott men det framgick inte vilken halt av magnesium som konsumerats. I artikel 1 noterades ingen förbättring i

muskelstyrka hos individer som led av magnesiumbrist efter intag av magnesiumtillskott med magnesiumoxid, även om kosttillskottet innebar att NNR´s RDI uppnåddes. Båda de brittiska studierna som inkluderats, artikel 3 – 4, visade en signifikant effekt på muskelstyrka med

magnesiumintag via kosten. En av de italienska studierna, artikel 5, och den australiensiska studien, artikel 6, visade också signifikant effekt på muskelstyrka där magnesium intagits via kosten. Artikel 1 från Italien och artikel 2 från Iran visade ingen signifikant effekt på muskelstyrka med

magnesiumintag via kosttillskott med magnesiumoxid. Artikel 4 visade att benkraft förbättrades signifikant med ett magnesiumintag via kost men inte greppstyrka, se tabell 5.

Relativ muskelmassa

Artikel 2, 3, 4 och 6 visade en signifikant bidragande effekt av magnesium på relativ muskelmassa och artikel 1 visade ingen signifikant effekt, se tabell 5. Artikel 5 undersökte inte magnesiums effekt på relativ muskelmassa. I interventionsstudierna var magnesiums bidragande effekt på relativ

muskelmassa signifikant i artikel 2 (p <0,05) men inte i artikel 1. I artikel 3,4 och 6 där dietärt

magnesium studerades var effekten på relativ muskelmassa signifikant i samtliga studier (p <0,001, p = 0,001, p <0,001). Artikel 2, 3 och 4 jämförde effekten av magnesium hos individer med

magnesiumbrist med individer med ett intag som uppnådde NNR´s RDI. Artikel 2 visade att kosttillskott med magnesiumoxid signifikant förbättrade relativ muskelmassa då kosttillskotten gjorde att NNR´s RDI uppnåddes, högre konsumtion visade ingen signifikant förbättring.

Tabell 5. Uppmätta förändringar i muskelstyrka, relativ muskelmassa och signifikans i sex artiklar¨

Artikel

numrering Författare Studiedesign

Förändring i greppstyrka

(hand)

Förändring i extensionsstyrka

(knä)g

Förändring i relativ muskelmassa

p-värden grepp- styrka

p-värden benstyrka

p-värden relativ muskelmassa

1

Veronese et al.

(2014)

Klinisk studie 1,5 kg 5,2 Nm 0,03 kg/m2f >0,05 >0,05 >0,05

2 Moslehi et

al. (2013) Klinisk studie 1,5 kg 1,0 kg 0,7 kge Signifikant

(0,002)a

Ej signifikantb

Signifikant (<0,05)

3 Welch et

al. (2017) Kohortstudie 0,5 kg Ej studerat 2,2 %c Signifikant

(<0,001) - Signifikant (<0,001)

4 Welch et

al. (2016) Kohortstudie 0,0 kg 19,6 watt/kgh 2,6 %c 0,5 Signifikant

(0,002)

Signifikant (0,001) 5

Dominguez et al.

(2006)

Epidemiologisk

studie 5,0 kg 15,0 watth Ej studerat Signifikant

(0,001) 0,07 -

6 Scott et al.

(2010) Kohortstudie Ej studerat 1,4 kg 1,2 kgd - Signifikant

(0,01)

Signifikant (<0,001) a: både interventionsgrupp och placebo mätte signifikant skillnad

b: I text konstaterat ej signifikant, värde saknas c: förändring i FFM; fat free mass

d: förändring i aLM; appendicular lean mass e: förändring i LBM; lean body mass

f: förändring i ASMMI; Appendicular Skeletal Muscular Mass Index g: siffervärden är ej direkt jämförbara med varandra inom kolumnen h: isokinetisk styrka

Livsmedelsanalys

Billigaste kilopriset studerades för 12 livsmedel, se tabell 6. Med litteraturstudiens poängsystem var fullkornsprodukter som till exempel frukostflingor mest ekonomiskt att konsumera för att bidra till att NNR´s dagsrekommendation för magnesium uppnåddes, se tabell 7. Magnesiuminnehållet per 100 g livsmedel togs fram för 54 livsmedel och högst magnesiumhalt per 100 g hade hårt bröd (fullkorn råg m. sesamfrö vetekli vetegroddar fibrer 24 %) som innehöll 190 mg/100 g.

Magnesiuminnehållet per portionsstorlek granskades i 20 livsmedel och högst halt magnesium per

portionsstorlek hade röd quinoa som innehöll 95 mg per portion. Livsmedlet med billigaste kilopris

var pasta (>50 % fullkorn) som kostade 26,13 kr/kg och innehöll 63,4 mg magnesium per portion,

se bilaga tabell 1.

Tabell 6. Medelvärdet av magnesiumrika livsmedelskostnader angivet i kr/kg

Livsmedel Butik 1

(kr/kg)

Butik 2 (kr/kg)

Butik 3 (kr/kg)

Medel- värde (kr/kg)

Spenat färsk 169,50 131,80 149,75 150,35

Sojabönor

Hårt bröd fullkorn råg fibrer ca 16% typ sport 30,82 36,27 36,27 34,45 Hårt bröd fullkorn råg fibrer 15,5% typ Husman 24,90 28,75 26,83 26,83 Frukostflingor vetekli fullkorn berikad 49,27 59,93 55,93 55,04 Frukostflingor müsli vete havre råg korn fullkorn

m. frukt nötter fröer 34,21 42,79 41,27 39,42

Quinoa röd 107,90 99,90 121,90 109,90

Couscous 23,95 27,95 33,95 28,62

Pasta fullkorn>50% 25,50 26,95 25,95 26,13

Ris råris långkornigt 39,95 43,25 36,58 39,93

Kycklingbröstfilé färsk 119,00 150,00 129,10 132,70

Tonfisk 260,00 379,80 449,00 362,93

Tabell 7. Värdering av magnesiumrika livsmedel med hänsyn till magnesiuminnehåll och kostnad

Livsmedel Mg per 100

g -poäng

Mg per

portionspoäng Kostnadspoäng Summa

Quinoa röd 0 5 0 5

Pasta fullkorn>50% 0 2 5 7

Frukostflingor müsli vete havre råg

korn fullkorn m. frukt nötter fröer 5 3 1 9

Frukostflingor vetekli fullkorn

berikad 4 1 0 5

Hårt bröd fullkorn råg fibrer ca 16%

typ sport 3 0 2 5

Hårt bröd fullkorn råg fibrer 15,5%

typ Husman 2 0 4 6

Spenat färsk 1 0 0 1

Couscous kokt m. salt fullkorn 0 4 3 7

4 Diskussion

Muskelstyrka

I interventionsstudierna som inkluderats i denna studie råder konsensus; ett ökat intag av

magnesium genom kosttillskott med magnesiumoxid bidrar inte till en ökad muskelstyrka. En högre

dos magnesiumoxid än den som ingår i artikel 1 verkar inte heller relevant att undersöka då

deltagare i denna studie rapporterade symptom som diarré och klåda, tecken på överkonsumtion av magnesium. Artikel 3 – 4 visar att personer som lider av magnesiumbrist kan få en ökad

muskelstyrka vid en kosthållning som är naturligt rik på magnesium. Det svarar inte på ifall en högre dos än NNR´s rekommenderade dagliga intag skulle bidra till ökad muskelstyrka hos individer som inte lider av magnesiumbrist. En review artikel av Nielsen et al. 2006 har också funnit samband med ett ökat dietärt magnesiumintag och förbättrad muskelstyrka hos individer som redan lider av magnesiumbrist (59, 84). Eftersom många av de proteiner i muskelvävnad som ansvarar för muskelkontraktion binder magnesium (85) är det sannolikt att en magnesiumbrist kan försämra muskelstyrka. Som nämnts tidigare så verkar däremot inte ett kosttillskott med

magnesiumoxid hjälpa individer som lider av magnesiumbrist. Detta även om rekommenderat dagligt intag enligt NNR uppnås efter kosttillskott. Möjligen kan det förklaras med biotillgänglighet och fungera som en indikation på att fler former av magnesium bör testas kliniskt, utöver detta kan även magsäckens produktion av saltsyra undersökas närmre ifall det skulle förklara varför upptaget av magnesium i kosten verkar underlättats men inte upptaget från kosttillskott. Vilken form av magnesium som skulle lämpa sig för en sådan studie är komplext. Magnesium förekommer i kosten i många former och eventuellt varierar också dietärt magnesiums effekt på muskelstyrka beroende på i vilken form magnesium är. Detta skulle delvis förklara de motsägelsefulla effekterna av dietärt magnesium som observerats i artiklar från olika länder, eftersom olika kosthållning råder i olika länder. Skillnader i serum-magnesiumhalt mellan etniska grupper har dessutom uppmäts (12) och en studie av Goodpaster et al. 2006 (65) har visat skillnader i muskelstyrka mellan olika etniska

grupper i samma land, något som också skulle kunna förklara de olika effekterna av dietärt magnesium som observerats i artiklar från olika länder. Det går inte heller att utesluta att en generellt god kosthållning bidragit till de positiva effekter som attribueras magnesium, en slutsats som stöds av Welch et al. 2016. I artikel 2 uppmättes signifikanta skillnader i muskelstyrka för både interventionsgrupp och placebogrupp. Detta kan vara en placeboeffekt (59) men möjligen beror det på en generellt god kosthållning. Flera studier talar för magnesiums eventuellt preventiva verkan mot sarkopeni (26, 59, 86) varför rutinmässig kontroll av magnesiumhalter hos äldre under reguljära hälsoundersökningar borde införas, en slutsats som stöds av Dominguez et al. 2006. Vilken provtyp som borde testas i en sådan hälsoundersökning för att utvärdera magnesiumstatus är däremot svårt att besvara. Urinprov av magnesium är en god indikation på magnesiumstatus men i avseende på endast muskelstyrka råder delade uppfattningar kring vad som bör provtas. Studier har bekräftat att serumhalten magnesium har betydelse för muskelstyrka (35, 87) samtidigt som studier har hävdat att magnesium i serum inte korrelerar med muskelstyrka (56). I artikel 4 ökade benstyrka signifikant med ett högre intag av dietärt magnesium men inte greppstyrka (25). Eventuellt kan detta förklaras med musklers olika belastning och vara en indikation på vikten av fysisk aktivitet. Scott et al. 2010 (35) menar att kost i sig inte kan förhindra en åldersrelaterad muskelförlust och att fysisk aktivitet är viktigare.

Diskussion för framtida forskning

I och med magnesiums effekt på anabola hormoner och inflammation är det möjligt att magnesium har en långtidseffekt på både muskelstyrka och muskelmassa (25, 56). Till författarens kännedom är den kortaste observationsstudien som visat signifikant effekt på greppstyrka 16 månader (26) medan den längsta kliniska interventionsstudien som utförts pågått 12 veckor (59). Eventuellt skulle detta indikera behovet av en längre klinisk studie. En annan faktor som kan påverka resultatet i studier som involverar magnesium och muskelstyrka är antalet deltagare. I observationsstudier har den informationsinsamling med lägst antal individer som givit signifikant resultat i greppstyrka

inkluderat 1138 individer (87). Det största antalet som undersökts i interventionsstudier är däremot 124 individer (59). Detta kan eventuellt indikera ett behov av att testa fler deltagare i kliniska interventionsstudier. Det är också tydligt att flest studier inom området endast granskar kvinnor, något som redan belysts av Welch et al. 2017 (26). Med anledning av avsaknad av allmänt

accepterad mätmetod för muskelstyrka i nedre extremiteter och det faktum att samtliga artiklar som

inkluderats saknat referensvärden för normalmuskelstyrka är ämnet svårt att studera. För framtida studier skulle en universellt accepterad och standardiserad mätmetod vara relevant.

Muskelmassa

Majoriteten av de artiklar som valts ut tyder på en signifikant förbättring i relativ muskelmassa med magnesiumintag och artikel 2 visade en signifikant förbättring av relativ muskelmassa med

magnesiumtillskott. I den artikeln konsumerade 93 % av deltagarna mindre än 265 mg /dag före studiens början (56), något som möjligen förklarar det faktum att dess deltagare uppmätte

signifikanta effekter inom relativ muskelmassa. Utöver detta nyttjade studien som gett signifikant skillnad BIA som analysmetod, vilket har lägre reliabilitet än DXA (70).

Eftersom dietärt magnesium bidragit till signifikant positiva effekter på relativ muskelmassa är det motiverat att säkra att kosthållning hos individer över 39 år inkluderar rikligt med magnesium.

Eventuellt är behovet hos denna målgrupp större eftersom de tenderar att utsöndra mer via urin och avföring samtidigt som de intar mindre via kosten (88).

Livsmedelsstudie

Ett livsmedel med hög halt magnesium per 100 g korrelerar inte med livsmedel med hög halt per portion. Ur en ekonomisk synvinkel är pasta (>50 % fullkorn) fördelaktig och ger ett

magnesiumintag på 63,4 mg magnesium per portion. Med hänsyn till kostnad och andel magnesium per portion och 100 g var frukostflingor mest fördelaktiga enligt studiens poängsystem. Till

författarens kännedom finns inga tidigare studier som undersöker hur magnesiumrika livsmedel ur ett ekonomiskt perspektiv bidrar till en högre dos konsumerad magnesium varför litteraturstudiens förhållandesätt till andra studier i detta avseende inte går att jämföra.

Metoddiskussion

En styrka hos föreliggande litteraturstudie är att alla studier som inkluderats har använt validerade metoder för att fastställa magnesiumintaget hos deltagare. Denna litteraturstudie har dessutom eftersträvat ett resultat som går att applicera på de allra flesta inom samhället som tillhör åldersgruppen 39 år eller äldre. Detta genom att exkludera relationen mellan magnesium och sjukdomar som alkoholism och cystisk fibros men även studier där magnesiums effekt undersökts på atleter. Ytterligare undersöks endast magnesiums betydelse för muskelstyrka i nedre extremiteter samt greppstyrka, dessa muskelgrupper är av intresse för bedömning av sarkopeni. Ingen deltagare uppmätte muskelsvaghet i avseende på greppstyrka eller benstyrka vid respektive studies början varför resultaten går att applicera på individer med normal muskelstyrka.

För att besvara denna studies frågeställningar har sex artiklar valts ut, det låga antalet kan förklaras med ämnets outforskade natur. Det är möjligt att litteraturstudien fått ett annat utfall ifall det varit möjligt att inkludera fler artiklar. Två av de valda artiklar har dessutom samma författare vilket är en svaghet. Det gjordes heller ingen åtskillnad mellan vilka valideringsmetoder som skulle

inkluderas för att avgöra deltagares magnesiumstatus. Således ingår två studier som uppmätt intaget av magnesium endast med frågeformulär vilket kan generera fel i och med minnesfel och över- respektive underrapportering. En annan nackdel är fördelningen mellan antalet observations- och interventionsstudier som ingår. Endast två interventionsstudier ingår i litteraturstudien och resten är observationsstudier. Eftersom observationsstudier, i detta fall kohort och epidemiologiska studier, endast studerar ifall exponering kan relateras till ett visst utfall säger det inget om

verkningsmekanismerna bakom utfallet. För bevisföring hade observationsstudierna behövt följas

upp av fler kliniska studier där verkningsmekanismerna av magnesiumstatus studeras. Ytterligare

inkluderar denna studie även studier som endast undersöker kvinnor, vilket innebär att resultaten

från dessa inte går att generaliseras till att även gälla män. Det var dock motiverat att inkludera

studier som endast undersökte kvinnor eftersom syftet i denna studie var att undersöka om

muskelstyrka och relativ muskelmassa hos både kvinnor och män främjas av ett ökat magnesiumintag.

I de artiklar som inkluderats har ingen urskiljning skett mellan mätmetoder för muskelstyrka. Detta innebär att vissa studier har använt olika märken på de handdynamometrar som använts, Jamar (25) alternativt Smith & Nephew (87) för att nämna några. Ingen åtskillnad har skett för mätning av relativ muskelmassa även om DXA är att föredra vid klinisk forskning (70), således ingår studier med BIA som analysmetod för relativ muskelmassa. Utöver detta har ingen åtskiljning skett i presentationen av resultat för muskelstyrka och muskelkraft, något som kan motiveras med det faktum att tidigare studier inte heller gjort åtskillnader mellan de två parametrarna (89). Studier har också inkluderats oberoende av extremitet där muskelstyrkan uppmätts. Detta kan motiveras med studiens avsikt att främst studera dosförhållanden mellan magnesium och dess inverkan på muskelstyrka och relativ muskelmassa, inte specifik inverkan på muskelstyrka eller relativ muskelmassa. Studier har också inkluderats trots att de inte redogör för dosen magnesium som konsumerats av deltagare (35, 87), dessa har bedömts som relevanta eftersom det framgår att det magnesium som konsumerats endast kommer från kosten.

De studier som inkluderats har inte heller haft genomgående samma metoder för statistisk analys.

Olika programvaror har använts och olika indelningar, exempelvis kvartil alternativt kvintiler, har förekommit. De artiklar som valts ut för denna studie har inte heller behövt ha samma exklusions respektive inklusionskriterier. Detta innebär att vissa artiklar har till exempel exkluderat deltagare som röker (56) medan andra tagit hänsyn till dem vid statistisk analys (25). Att inkludera artiklar trots varierande inklusions- och exklusionskriterier har ansetts vara motiverat så länge kriterierna inte bryter mot denna studies inklusions- och exklusionskriterier. Egna statistiska analyser har i detta arbete inte utförts eftersom för få studier inom området existerar. Studien ger däremot en överblick av tidigare studier inom ämnet. Valet av ämne för denna studie, magnesiums betydelse för muskelstyrka och relativ muskelmassa, kan ändå anses vara relevant med avseende på magnesiums fysiologiska roll i muskelvävnad och samhällsnyttan i att förebygga sarkopeni.

5 Slutsats

Syftet med detta litteraturarbete var att studera publicerad litteratur inom ämnet magnesium och muskler med avsikt att undersöka ifall ett ökat magnesiumintag hos individer över medelåldern påverkar muskelstyrka och relativ muskelmassa samt undersöka vilka livsmedel som ur ett ekonomiskt perspektiv kan konsumeras för att bidra till att NNR´s RDI uppnås.

I dagsläget finns för få studier inom området för att entydigt besvara ifall ett ökat magnesiumintag kan förbättra relativ muskelmassa och styrka. De två interventionsstudier som utförts har inte kunnat visa att ett ökat intag av magnesium via kosttillskott skulle ha en bidragande effekt på muskelstyrka. Observationsstudier visar däremot en skillnad i muskelstyrka mellan individer som inte uppnår NNR´s dagsrekommendation för magnesium och individer som konsumerar dietärt magnesium som uppnår rekommenderat intag. Sammanfattningsvis har en kost som uppnår NNR´s dagsrekommendation observerats främja muskelstyrkan hos individer över 39 års ålder men inte ett högre intag av magnesium utöver det. Fler studier behövs för att entydigt besvara om högre

magnesiumdoser har betydelse för muskelstyrka.

En interventionsstudie visar förbättring i relativ muskelmassa med ett ökat magnesiumintag via

kosttillskott, men en annan interventionsstudie med högre reliabilitet mätte ingen signifikant

skillnad. Inom observationsstudier visar majoriteten av dem en signifikant förbättring av relativ

muskelmassa med ett ökat magnesiumintag från dietärt magnesium. Sammanfattningsvis har ett

ökat intag av magnesium observerats främja relativ muskelmassa hos individer över 39 års ålder.

Med denna litteraturstudies poängsystem är fullkornsprodukter som frukostflingor, pasta och hårt bröd mest ekonomiskt att konsumera för att bidra till att NNR´s RDI uppnås när det gäller

magnesium.

6 Referenser

1.Maguire ME, Cowan JA. Magnesium chemistry and biochemistry. Biometals. 2002;15(3):203-10.

Epub 2002/09/11.

2.Last WM, Ginn FM. Saline systems of the Great Plains of western Canada: an overview of the limnogeology and paleolimnology. Saline Systems. 2005;1:10. Epub 2005/11/22.

3.Hägg G. Allmän och oorganisk kemi. Stockholm: Almqvist & Wiksell; 1989. 772 p.

4.PubChem Database. National Center for Biotechonlogy Information.; 2005. Magnesium oxide.

5.Jahnen-Dechent W, Ketteler M. Magnesium basics. Clin Kidney J. 2012;5(Suppl 1):i3-i14. Epub 2012/02/01.

6.Swaminathan R. Magnesium metabolism and its disorders. Clin Biochem Rev. 2003;24(2):47-66.

Epub 2008/06/24.

7.Nationalencyklopedin AB. Pyrofor.

8. PubChem Database. National Center for Biotechnology Information. Magnesium.

9.CRC Handbook of Chemistry and Physics 78th Edition. 78 ed: CRC Press; 1997. 2512 p.

10.The Physical Nature of Consciousness. Amsterdam/Philadelphia: John Benjamins Publishing company; 2001.

11.Alfrey AC, Miller NL. Bone magnesium pools in uremia. J Clin Invest. 1973;52(12):3019-27.

Epub 1973/12/01.

12.Elin RJ. Magnesium metabolism in health and disease. Dis Mon. 1988;34(4):161-218. Epub 1988/04/01.

13.Brahmachari G. Biotechnology of Microbial Enzymes: Production, Biocatalysis and Industrial Applications: Elsevier Inc.; 2017. 632 p.

14.Dudev T, Lim C. Principles governing Mg, Ca, and Zn binding and selectivity in proteins. Chem Rev. 2003;103(3):773-88. Epub 2003/03/13.

15. Nationalencyklopedin AB. Lewissyra.

16.Khrustalev VV, Barkovsky EV, Khrustaleva TA. Magnesium and manganese binding sites on proteins have the same predominant motif of secondary structure. J Theor Biol. 2016;395:174-85.

Epub 2016/02/16.

17.Sanchez-Morito N, Planells E, Aranda P, Llopis J. Magnesium-manganese interactions caused by magnesium deficiency in rats. J Am Coll Nutr. 1999;18(5):475-80. Epub 1999/10/08.

18.Zea CJ, Camci-Unal G, Pohl NL. Thermodynamics of binding of divalent magnesium and manganese to uridine phosphates: implications for diabetes-related hypomagnesaemia and carbohydrate biocatalysis. Chem Cent J. 2008;2:15. Epub 2008/07/17.

19.Hunter DR, Haworth RA, Southard JH. Relationship between configuration, function, and permeability in calcium-treated mitochondria. J Biol Chem. 1976;251(16):5069-77. Epub 1976/08/25.

20.Reis MA, Reyes FG, Saad MJ, Velloso LA. Magnesium deficiency modulates the insulin signaling pathway in liver but not muscle of rats. J Nutr. 2000;130(2):133-8. Epub 2000/03/17.

21.Every AE, Russu IM. Influence of magnesium ions on spontaneous opening of DNA base pairs.

J Phys Chem B. 2008;112(25):7689-95. Epub 2008/06/03.

22.Institute of Medicine Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference I.

The National Academies Collection: Reports funded by National Institutes of Health. Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride. Washington (DC): National Academies Press (US)

National Academy of Sciences.; 1997.

23.Nordic Nutrition Recommendations 2012: Integrating nutrition and physical activity. 5 ed.

Copenhagen: Nordiska ministerrådet; 2014.