L-treonian magnezu - nowatorski związek magnezu w walce z neurodegeneracją
Największymi ofiarami rosnącej epidemii Alzheimera są osoby starsze1. Obecnie, choroba ta w Stanach Zjednoczonych stanowi szóstą główną przyczynę śmierci2. Szacuje się, że cierpi na nią około 24-30 milionów ludzi na całym świecie3. Amerykanie stanowią około jedną piątą przypadków zachorowań, które jak się oczekuje, do 2050 roku potroją się4. Chociaż nie ma lekarstwa na chorobę Alzheimera, dzięki pracy zespołu naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT.) pojawiła się nowa nadzieja5. Naukowcy zidentyfikowali kilka czynników związanych z rozwojem Alzheimera, na które skutecznie mogą wpływać pewne nowatorskie związki. Z tego artykułu dowiesz się o istotnej roli, jaką magnez odgrywa w ochronie struktury i funkcji starzejącego się mózgu i dlaczego konwencjonalne suplementy nie dostarczają wystarczającej ilości magnezu do mózgu.
Naukowcy odkryli, że nowa wysoce przyswajalna forma magnezu zwana L-treonianem magnezu w sposób bardziej wydajny koncentruje się w mózgu, odbudowuje zerwane synapsy oraz przywraca zdegradowane połączenia neuronalne, jakie obserwuje się wśród chorych na Alzheimera i inne formy utraty pamięci.
Jak wykazano na modelach doświadczalnych, L-treonian magnezu wywołał poprawę na poziomie 18% w odniesieniu do pamięci krótkotrwałej i 100% w zakresie pamięci długotrwałej6.
Niedobór magnezu: niedostrzegana przyczyna zaburzeń neurologicznych
Jak ujawniono, w krajach rozwiniętych połowa seniorów cierpi na niedobór magnezu - problem, który nasila się z biegiem czasu. Dane potwierdzają, że Amerykanie nie są wyjątkiem7. Dla przykładu, amerykańskie kobiety przyjmują jedynie 68% zalecanej dziennej dawki magnezu8. Od dawna wiadomo, że magnez służy jako główny składnik odżywczy optymalnie funkcjonującego mózgu. Naukowcy niedawno odkryli, że w wyniku korzystnego wpływu na plastyczność i gęstość synaptyczną, szczególnie sprzyja procesowi uczenia się i zapamiętywania9. Magnez współdziała z wapniem aby modulować ”kanały jonowe", które otwierają się w odpowiedzi na impulsy nerwowe, co z kolei powoduje uwalnianie neuroprzekaźników. Najważniejsze z tych kanałów są kontrolowane przez kompleks zwany receptorem NMDA 10. Odgrywa ważną rolę w promowaniu plastyczności neuronowej i gęstości synaps, strukturalnych fundamentów pamięci11.
Niedobór magnezu może wywoływać różne objawy, począwszy od apatii, psychozy do zaburzeń pamięci12. Co więcej spowalnia regenerację mózgu po urazie psychicznym oraz jak wykazały badania laboratoryjne - przyspiesza starzenie się komórek13. Co jest szczególnie niepokojące, niedobór magnezu w początkowej fazie może nie wywoływać żadnych wyraźnych objawów 14. Częścią tego problemu jest fakt, że wysokie stężenie magnezu w mózgu jest trudne do utrzymania przez organizm15.
Z tego powodu, naukowcy już od dawna poszukiwali sposobów na trwałe podwyższenie stężenia magnezu w mózgu.
L-treonian magnezu - przełomowa forma magnezu

Podczas pewnych badań, doustny suplement MgT podwyższył poziom magnezu w płynie mózgowo-rdzeniowym o około 15% , podczas gdy żaden z pozostałych testowanych związków magnezu nie wywołał znacznych zmian21. Choć 15% wzrost może nie wydawać się istotną różnicą, to wywiera głęboki wpływ na funkcjonowanie układu nerwowego.
Aby ocenić wpływ L-treonianu magnezu na pamięć, naukowcy przetestowali go wraz z aktualnie dostępnymi związkami magnezu. Użyli prostej oceny zapamiętywania i uczenia się wykorzystując test NORT (z ang. Novel Object Recognition Test). Wysoki wynik oznacza dobre rozpoznawanie i identyfikowanie nowych obiektów - umiejętność, która odgrywa kluczową rolę dla starszych osób22. NORT jest dobrym testem na funkcjonowania hipokampu , który jest bogaty w receptory NMDA - ściśle kontrolowanych przez magnez. 23
Naukowcy poddali testowi NORT dojrzałe zwierzęta, którym podawano jednocześnie L-treonian magnezu bądź jeden z dostępnych na rynku związków magnezu. Jak się okazało, jedynie jednocześnie L-treonian magnezu miał znaczny wpływ na zwiększenie zarówno krótko-, jak i długoterminowej pamięci, podnosząc wyniki odpowiednio o 15% i 54% w porównaniu do cytrynianu magnezu24.
Poprawa funkcji i połączeń synaptycznych - tworzących pamięć
Biorąc pod uwagę wpływ jednocześnie L-treonianu magnezu na zwiększenie gęstości oraz plastyczności synaptycznej u zwierząt doświadczalnych (szczurów), zespół badawczy zadał następne oczywiste pytanie - "czy te zmiany prowadzą do zwiększenia ilości miejsc uwalniania neuroprzekaźników, a następnie wzmocnienia sygnału transmisji?"25. Ostatecznie to właśnie jest cechą procesu uczenia się i pamięci.
Dzięki skorzystaniu z najnowocześniejszych mikroskopowych urządzeń pomiarowych, zespół badawczy wykazał, że wzrost magnezu w tkance mózgowej, jaki zaobserwowano w grupie przyjmującej suplement L-treonianu magnezu, zwiększył liczbę miejsc uwalniania funkcjonujących neuroprzekaźników26. Efekt ten można porównać do narastania liczby żołnierzy na polu bitwy.
Ostatnie pytanie dotyczące tej serii badań brzmiało - "czy zwiększona gęstość połączeń synaptycznych bezpośrednio koreluje z obserwowaną poprawą pamięci w grupie przyjmującej suplement L-treonianu magnezu?".
Naukowcy systematycznie podkreślali ciągły wzrost synaptycznej gęstości jaki następował po spożyciu L-treonianu magnezu, co z kolei bezpośrednio wiązało się z poprawą pamięci27. Odkryli również, że przy zaprzestaniu suplementacji następował spadek gęstości połączeń synaptycznych z powrotem do linii bazowej.
Poprawa przestrzennej pamięci krótkotrwałej
Przestrzenna pamięć operacyjna jest niezbędna funkcją pamięci, która pozwala zapamiętać w krótkim czasie położenie przedmiotów i ustalić własną orientację w czasoprzestrzeni. Jest to pamięć robocza, która pozwala znaleźć kluczyki lub powrócić do właściwej strony w czasopiśmie, które czytałeś kilka minut temu.
Naukowcy z MIT poddali przestrzenną pamięć operacyjną testom wśród zwierząt doświadczalnych. Nie leczone osobniki, zarówno młode jak i starsze, nie potrafiły przypomnieć sobie rozwiązania przez około 30% czasu. Jednak po 24 dniach suplementacji L-treonianem magnezu, w obu grupach wykazano poprawę wyników pomiaru wydajności pamięci na poziomie powyżej 17% 28 .
Jeszcze bardziej imponujący jest fakt, że podczas 30 dni suplementacji, wydajność starszych zwierząt wyrównała się do poziomu tych młodszych. Ponieważ dojrzałe osobniki były bardziej roztargnione na początku badania, to zaobserwowano u nich większy odsetek poprawy pamięci (o blisko 19%) w porównaniu do 13% wśród młodszych osobników.
Po zaprzestaniu suplementacji L-treonianem magnezu, efekt poprawy pamięci utrzymywał się u młodych zwierząt, jednak u starszych wykazano, że przestrzenna pamięć operacyjna uległa gwałtownemu pogorszeniu, po czym powróciła do poziomu bazowego w przeciągu 12 dni30. Jednak po wznowieniu suplementacji L-treonianu magnezu wśród dojrzałych osobników, wydajność pamięci została przywrócona po kolejnych 12 dniach.
Innymi słowy, L-treonian magnezu (MgT) wpływa na poprawę pamięci zarówno starszych, jak i młodych zwierząt, jednak to dojrzałe osobniki odczuwają większe korzyści.
- Wskaźnik zachorowań na Alzheimera i związaną z tym utratą pamięci wśród starzejących się osób osiągnęła stan epidemii.
- Neurodegeneracyjne procesy związane z utratą pamięci wynikają z pogorszenia łączności pomiędzy komórkami mózgowymi, ale nie są "naturalną częścią" procesu starzenia się.
- Niski stan magnezu może przyspieszyć starzenie się komórek mózgowych i utratę pamięci.
- Standardowe produkty z magnezem zapewniają ograniczoną ochronę komórek mózgowych.
- L-treonian magnezu to nowa forma, która znacznie zwiększa poziom magnezu w mózgu.
- Zwiększenie magnezu w mózgu dzięki L-treonianowi magnezu zwiększa gęstość i plastyczność synaps - strukturalną podstawę funkcji uczenia się i pamięci.
- Podczas licznych badań eksperymentalnych wykazano, że suplementacja L- treonianu magnezu wpływa na poprawę pamięci i zdolności poznawcze w różnych testach.
Poprawa długoterminowej pamięci przestrzennej
Długotrwała pamięć przestrzenna ma zasadnicze znaczenie dla osób starszych. Dotyczy sposobu w jaki przypominamy sobie miejsce zamieszkania czy jak dostać się do sklepu spożywczego. Utrata przestrzennej pamięci długotrwałej jest jednym z głównych powodów, przez które starsze osoby z demencją gubią się nawet przy prostych czynnościach.
Aby przetestować przestrzenną pamięć długoterminową, naukowcy wykorzystali labirynt, w którym badane zwierzęta musiały przepłynąć i znaleźć zanurzoną platformę, na której można odpocząć. Ponownie, zarówno starsze jak i młodsze osobniki przyjmujące L-treonian magnezu radziły sobie znacznie lepiej podczas sesji treningowych niż w przypadku nieleczonych zwierząt 31.
Wykres nr 1: Poprawa roboczej pamięci przestrzennej po suplentacji L-treonianu magnezu wśród dojrzałych, badanych zwierząt.
Po godzinnym okresie szkolenia, naukowcy usunęli zanurzone platformy, zmuszając zwierzęta do szukania jej ostatniej lokalizacji. Zarówno młode jak i starsze osobniki przyjmujące suplement przypomniały sobie w dość krótkim czasie miejsce platformy, szukając w odpowiedniej ćwiartce labiryntu.
Jednak po 24 godzinach, zaobserwowano istotną różnicę. Nie poddane suplementacji zwierzęta, zarówno młodsze jak i starsze, całkowicie zapomniały miejsce położenia ukrytej platformy, losowo szukając jej we wszystkich ćwiartkach labiryntu. Jednak leczone osobniki, kontynuowały poszukiwania w odpowiedniej części labiryntu ponad 2-krotnie dłużej niż w niewłaściwych obszarach32. Świadczy to o poprawie przestrzennej pamięci długoterminowej na poziomie 122% wśród młodszych i blisko o 100% u starszych zwierząt.
Suplementacja MgT dwukrotnie poprawiła długoterminową pamięć przestrzenną u starszych zwierząt, a nawet bardziej - u tych młodszych.
Lepsza pamięć
Jedną z istotnych funkcji pamięci jest możliwość przywołania ważnego wspomnienia opierając się tylko na częściowych informacjach, co nazywamy uzupełnieniem wzorca33. Używamy go przy szukaniu właściwej drogi w znajomej okolicy po zmroku lub przy ciężkiej śnieżycy. W obu przypadkach, niektóre znajome sygnały przepadają, jednak zdrowo funkcjonujący mózg będzie wypełniać brakujące szczegóły tworząc rozpoznawalny wzór.
Jak wspomniano wcześniej, kiedy naukowcy usunęli niektóre zewnętrzne widoczne oznaki z wodnego labiryntu, młodsze zwierzęta nie miały szczególnych trudności ze znalezieniem drogi do ukrytej platformy podczas pierwszego 24-godzinnego okresu. Natomiast u starszych osobników, wykazano znaczne trudności, które spędzały ponad dwa razy więcej czasu na szukanie zaginionej platformy. Jednak po 30-dniowej kuracji L-treonianem magnezu, dojrzałe osobniki znajdowały platformę równie szybko jak młodsze zwierzęta, nawet jeśli wiele zewnętrznych wskazówek było niedostępnych34.
Po pomyślnych testach na zwierzętach, gdzie wykazano, że L-treonian magnezu (MgT) wpływa na proces uczenia się i pamięć, zespół badawczy dążył do odkrywania komórkowych i molekularnych podstaw tej poprawy. Starali się dokładnie zrozumieć, jakie zmiany powoduje L-treonian magnezu w mózgach starszych zwierząt, które pomogły im tworzyć mocniejsze, trwalsze wspomnienia.
To co udało im się wykazać było interesujące.
Wykres nr 2. Wpływ suplementacji L-treonianu magnezu na poprawę pamięci długoterminowej.
Zwiększona sygnalizacja komórek mózgowych
Pierwszym etapem badań naukowców było określenie wpływu suplementacji L-treonianu magnezu na sygnalizację pomiędzy komórkami mózgowymi, która jest przekazywana przez receptory NMDA. Receptory te działają poprzez różne stężenia wapnia i magnezu w tkance mózgowej, stając się logicznym punktem obserwacji.
Pierwszym odkryciem było wykazanie, że leczenie zwierząt suplementacją L-treonianu magnezu wywołało silniejszą sygnalizację w istotnych synapsach komórek mózgowych. Wzmocnienie sygnalizacji zostało osiągnięte poprzez 60% wzrost produkcji nowych receptorów NMDA i nawet 92% wzrost produkcji powiązanych białek, które odgrywają zasadniczą rolę we wspomaganiu transmisji sygnałów w mózgu36.
Poprawa plastyczności i gęstości synaptycznej
Plastyczność synaptyczna, czyli zdolność do szybkiej zmiany liczby i siły synaps komórek mózgowych, ma kluczowe znaczenie dla zdolności mózgu do tworzenia, utrzymania i odzyskiwania wspomnień. Pewien zespół badawczy dokonał porównania plastyczności synaptycznej w mózgach zwierząt poddanych suplementacji L-treonianem magnezu 37.
Naukowcy odkryli, że L-treonian magnezu selektywnie zwiększył produkcję szczególnej podjednostki receptora NMDA, ściśle związanego z plastycznością synaptyczną. Ta molekularna zmiana spowodowała silny długoterminowy wzrost synaptycznej mocy38, zwiększając zdolność do przechowywania informacji i pamięci39.
W wyniku wzrostu liczby receptorów NMDA w tkankach mózgowych zwierząt przyjmujących MgT, nastąpiło zwiększenie na poziomie 52% długotrwałego wzmocnienia40 , które stanowi komórkowy odpowiednik tworzenia pamięci 41.
Pamięć zależy nie tylko od plastyczności synaptycznej, ale również od zdrowej struktury fizycznej synaps pomiędzy komórkami mózgowymi. Niestety, połączenia synaptyczne w hipokampie ulegają słabnięciu wraz z wiekiem, co bezpośrednio koreluje z utratą pamięci42.
Jednymi z najważniejszych struktur, jakie można znaleźć w synapsach komórek mózgowych są guziczki synaptyczne (bouton). Gdy impuls elektryczny dociera do presynaptycznych guziczków, w obecności dużej ilości wapnia i magnezu, neurotransmitery są uwalniane do przekazywania impulsu do kolejnego neuronu. Im większa liczba i gęstość guziczków synaptycznych tym silniejszy sygnał elektrochemiczny, który synapsy mogą produkować oraz trwalsza pamięć43.
Po zbadaniu mózgów zwierząt poddanych suplementacji L-treonianem magnezu oraz tych z grupy kontrolnej pod mikroskopem, naukowcy łatwo wykryli znacznie większą gęstość synaptycznych guziczków białkowych w tkankach osobników przyjmujących suplement. Te białka są niezbędne do uwalniania neuroprzekaźników w kilku regionach hipokampu, istotnego z punktu widzenia tworzenia i odzyskiwania pamięci44. Co ciekawe, gęstość guziczków synaptycznych była ściśle skorelowana z wydajnością pamięci każdego zwierzęcia w teście rozpoznawania nowego obiektu.
Mechanizmy starzenia się mózgu i utraty pamięci
Każde nasze wspomnienie, nawet te utracone, wywołuje fizyczne zmiany w mózgu. Wspomnienia są przechowywane w wielu regionach mózgu, jednak najbardziej aktywnym i istotnym miejscem jest hipokamp, niewielka struktura znajdująca się głęboko w środkowej części mózgu.
Pamięć tworzona w hipokampie pozwala na przykład rozpoznawać i odróżniać starych od nowych znajomych lub odnaleźć drogę. Jest również wykorzystywana przy rozumieniu i odnajdowaniu się w nowych doświadczeniach, ale opartych na starych.
Stawia to hipokamp w centrum zdolności do przyswajania nowych informacji i zintegrowania ich z tymi znanymi. Podczas uczenia się i zdobywania nowych doświadczeń, komórki w centrach pamięci wzmacniają i zwiększają neuronalne połączenia, zwane synapsami 45.
Zdolność komórek mózgowych do szybkiego tworzenia nowych synaps i usuwania tych starych nazywana jest plastycznością neuronalną. Duża liczba synaps i wysoką gęstość wyspecjalizowanych synaptycznych struktur zwanych guziczkami, promuje szybkie wyszukiwanie i przetwarzanie informacji przechowywanych przez połączone komórki46. W istocie, plastyczność neuronalna jest fizycznym odpowiednikiem procesu uczenia się, natomiast gęstość synaptyczna - pamięci.
Mózgi młodych ludzi wykazują wysoki poziom plastyczności neuronalnej, która wytwarza duże ilości połączonych synaps. Dlatego młodsze osoby uczą się szybciej oraz mają silniejsze wspomnienia.
Jednak wraz z wiekiem, liczba synaps i zdolność do szybkiego utworzenia nowych, stale się pogarsza47. Jest to "naturalny" etap procesu starzenia się. 48 Osoby cierpiące na chorobę Alzheimera lub łagodne zaburzenia poznawcze (MCI) doświadczają szybszej utraty zarówno plastyczności jak i liczby synaptycznej.49 Wówczas następuje zanik wspomnień bądź, co gorsze, całkowitej ich utraty.
Od niepamiętnych czasów ludzie podejrzewali, że określone składniki odżywcze mogą pozytywnie wpłynąć na pewne funkcje poznawcze, takie jak proces uczenia się i zapamiętywanie50. Obecnie wiadomo już, że wiele z nich rzeczywiście może zmodyfikować funkcje starzejącego się mózgu, po części poprzez zwiększenie tworzenia synaps mózgowych51.
Jak wykazano, magnez posiada pozytywny wpływ zarówno na plastyczność neuronalną jak i gęstość synaptyczną.
Najnowsze badania
Zespół MIT rozpoczął dwa prowadzone wśród ludzi badania nad MgT pod kątem funkcji pamięci, których wyniki powinny pojawić się w najbliższej przyszłości. Tymczasem, niedawno odkryli kilka nowych ról L-treonianu magnezu w zarządzaniu pamięcią, w tym przypadku niechcianych wspomnień związanych z zespołem stresu pourazowego (PTSD).
Wspomnienia związane ze strachem są wyrażone w odpowiedzi na obiekty lub zdarzenia wcześniej spowodowane przez potencjalne niebezpieczeństwo. Z biegiem czasu, reakcje mogą gasnąć, gdy zdarzenie wyzwalające te emocje jest doświadczane w bezpiecznym środowisku.
Badania przeprowadzone na zwierzętach wskazują, że L-treonian magnezu wpływa na ten proces, stąd wydarzenia, które uprzednio wywołały reakcję emocjonalną nie powodują już uczucia strachu53. MgT wspomaga region przedczołowy mózgu blokując powrót dawnych wspomnień związanych ze strachem54.
Badania potwierdzają, że L-treonian magnezu zwiększa plastyczność neuronalną w hipokampie i korze przedczołowej55. Odkrycia te skłoniły naukowców do wydania zaleceń odnośnie podniesienia poziomu magnezu w mózgu - stosując L-treonian magnezu, tłumiącego traumatyczne wspomnienia i leczącego PTSD, lęk i depresję56.
Podsumowanie
Poziom zachorowalności na Alzheimera i związaną z tym utratę pamięci wśród starzejących się osób osiągnął stan epidemii.
Neurodegeneracyjne procesy związane z utratą pamięci wynikają z pogorszenia łączności pomiędzy komórkami mózgowymi, ale nie są "naturalną cechą" starzenia się. Zaburzenie pamięci wiąże się z utratą gęstości i plastyczności synaps w mózgu. Niski poziom magnezu może nasilać problem.
L-treonian magnezu (MgT) to nowa forma, która znacznie lepiej zwiększa poziom magnezu w mózgu niż standardowe suplementy. Badania ujawniły, że MgT wywołuje znaczny wzrost zarówno gęstości jak i plastyczności synaptycznej, co wpływa na poprawę pamięci.
Materiał wykorzystany za zgodą Life Extension. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Co to jest L-treonian magnezu?
L-treonian magnezu (MgT) to nowa forma, która znacznie lepiej zwiększa poziom magnezu w mózgu, niż standardowe suplementy. Badania ujawniły, że MgT wywołuje znaczny wzrost zarówno gęstości jak i plastyczności synaptycznej, co wpływa na poprawę pamięci. Jest to jedyna forma magnezu, która przekracza barierę krew-mózg.
Jakie mogą być konsekwencje niedoboru magnezu w mógu?
Od dawna wiadomo, że magnez służy jako główny składnik odżywczy optymalnie funkcjonującego mózgu. Naukowcy niedawno odkryli, że w wyniku korzystnego wpływu na plastyczność i gęstość synaptyczną, szczególnie sprzyja on procesowi uczenia się i zapamiętywania. Niedobór magnezu może wywoływać różne objawy, począwszy od apatii, psychozy do zaburzeń pamięci. Co więcej, spowalnia regenerację mózgu po urazie psychicznym oraz - jak wykazały badania laboratoryjne - przyspiesza starzenie się komórek. Co jest szczególnie niepokojące, niedobór magnezu w początkowej fazie może nie wywoływać żadnych wyraźnych objawów.