マグネシウムミネラル毛髪・爪検査

経皮吸収型マグネシウムの「神話」か「現実」か?

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Myth or Reality—Transdermal Magnesium?

Uwe Gröber,1,* Tanja Werner,2 Jürgen Vormann,2 and Klaus Kisters1,3

要旨

以下の総説では、経皮吸収型マグネシウム塗布に関する現行の文献およびエビデンスに基づくデータを評価し、経皮吸収型マグネシウムの普及が科学的に裏付けられていないことを示した。

マグネシウムの重要性とマグネシウム補給の好ましい効果は、マグネシウム欠乏症、例えば心血管疾患や糖尿病などで広範囲に証明されている。マグネシウム欠乏症の治療のための経口マグネシウム補給の有効性については、詳細に研究されている。

しかし、近年、マグネシウム含有スプレー、マグネシウムフレーク、マグネシウム塩浴などの経皮吸収型製品の販売が盛んに行われるようになり、実証された経口マグネシウムサプリメントの効果が疑問視されるようになっていた。専門誌、一般誌、インターネットなどで、経皮吸収型マグネシウムの有効性や優位性を主張する記事が増えてきている。マグネシウムの経皮吸収は,経口投与に比べて消化管をバイパスするため,吸収率が高く,副作用が少ないため,より効果的であると主張されている。

キーワード:マグネシウム、経皮

 

1. はじめに

マグネシウムは、300以上の酵素反応の補酵素として認識されており、アデノシン三リン酸(ATP)の代謝に重要な役割を果たしている。マグネシウムは、DNAやRNAの合成、生殖、タンパク質の合成などに必要である。さらに、マグネシウムは、筋収縮、血圧、インスリン代謝、心臓の興奮性、血管運動性、神経伝達、神経筋伝導の調節にも不可欠である。マグネシウムの状態が不均衡になると、主に高マグネシウム血症よりも低マグネシウム血症の方が多く見られ、神経筋、心臓、または神経系の好ましくない障害を引き起こす可能性がある。

重度の高マグネシウム血症やマグネシウム中毒は、人間の病気ではほとんど見られない。このような状態は、重度の腎不全や自然発生的なものに限られる。しかし、内科においては、マグネシウムが不足している患者と不足していない患者では、臨床症状がより頻繁に観察される。マグネシウムの摂取量は、特に欧米諸国では年々減少しており、一般の人々の間では珍しいことではない。低マグネシウム血症は、血清マグネシウム濃度が0.75mmol/L未満と定義されている。マグネシウム欠乏症の初期症状は非特異的で、食欲不振、無気力、吐き気、嘔吐、疲労感、脱力感などがある。より顕著なマグネシウム欠乏症では、震え、手足の痙攣、筋痙攣、テタニー、全身痙攣などの神経筋の興奮性亢進の症状が見られる。低マグネシウム血症は、心房性および心室性の頻拍、QT間隔の延長、Torsades de Pointesなどの不整脈を引き起こす可能性がある(表1参照)。

 

表1マグネシウムの 欠乏症の徴候および症状 [1].
一般 不安、倦怠感、脱力感、興奮、うつ病、月経困難症、活動亢進、頭痛、刺激性、月経困難症、低ストレス耐性、食欲不振、吐き気、睡眠障害、運動能力の低下。
筋肉組織 筋肉のけいれん、足の裏のけいれん、脚のけいれん、顔の筋肉、咀嚼筋、ふくらはぎ、carpopedalけいれん、背中の痛み、首の痛み、尿のけいれん、マグネシウム欠乏テタニー。
神経/ CNS 神経質、興奮性神経伝達物質に対するNMDA受容体の感受性の増加、片頭痛、うつ病、眼振、知覚異常、記憶力低下、発作、振戦、めまい。
消化管 便秘。
心臓血管系 不整脈、上室性または心室性不整脈、高血圧、冠攣縮、心筋ポンプ機能の低下、指の過敏症、トルサードドポアント、心臓病による死亡のリスク。
電解質 低カリウム血症、低カルシウム血症、ナトリウムの保持。
代謝 ジスリポタンパク血症(血中トリグリセリドとコレステロールの増加)、耐糖能の低下、インスリン抵抗性、メタボリックシンドロームのリスクの増加、骨とビタミンDの代謝障害、PTHへの耐性、PTHの循環レベルの低下、ビタミンDへの耐性、25の循環レベルの低下(OH)D、シュウ酸カルシウムカルシウムの再発。
その他 喘息、慢性疲労症候群、骨粗鬆症、高血圧、血糖恒常性の変化。
妊娠 妊娠の合併症(例、流産、早産、子癇)。

低マグネシウム血症は、低カリウム血症や低カルシウム血症などの他の電解質異常を伴うことが多い。低マグネシウム血症を引き起こす可能性のある疾患には、アルコール依存症、コントロール不良の糖尿病、吸収不良(クローン病、潰瘍性大腸炎、セリアック病、短腸症候群、ウィップル病など)内分泌系の原因(アルドステロン症、副甲状腺機能亢進症、甲状腺機能亢進症など)腎疾患(慢性腎不全、透析、ギテルマン症候群など)薬剤の使用などがある。抗生物質、化学療法剤、利尿剤、プロトンポンプ阻害剤など、さまざまな薬剤がマグネシウムの喪失や低マグネシウム血症を引き起こす可能性がある。また、マグネシウムの欠乏は、特にジゴキシン中毒がある場合に、カリウムを介する不整脈を悪化させる[1]。

マグネシウム化合物は、医薬品や栄養補助食品として広く使用されている。マグネシウム欠乏症の治療にマグネシウムの経口補給が有効であるかどうかは議論の余地がない[1,2,3,4,5]。さらに、最近のメタアナリシスでは、370mg以上のマグネシウムを1日1回摂取することで、低用量よりも高い血圧改善効果が得られ、マグネシウムの補給は血圧に関して用量依存的な反応を示すことが明らかにされている[4]。

専門誌や一般誌、インターネット上では、経口投与よりも経皮吸収型マグネシウムの方が効果的で優れていると主張する記事が増えている。経皮吸収型マグネシウムは、体内のすべての細胞がマグネシウムに浴しているため、細胞内のマグネシウムレベルを補充する究極の方法であるはずだ。経皮吸収されたマグネシウムは、皮膚を介して直接組織に入り、全身の細胞に速やかに運ばれるはずである。さらに、マグネシウムの経皮吸収は、経口投与と比較して、ほぼ100%吸収されるために効果的であり、消化管をバイパスするために副作用が少ないとされている[6,7]。無知に基づく懐疑は,過度の信仰に基づく主張と同様に,科学的評価を損なうものだ。

2. マグネシウムの経皮吸収

皮膚は、約1.8m2の面積を持ち、平均的な人の全体重の約10%を占める身体最大の器官である。皮膚の主な機能は、体と外部環境との間のバリアーとなることである。このバリアは,水分や体の栄養分の損失に加えて,紫外線(UV),化学物質,アレルゲン,微生物などの伝染を防ぐものである [8]。つまり,健康な皮膚が外部からの物質を吸収する能力は非常に限られている。このことは,特に外用薬の用途が限られていることからも明らかである。皮膚を通過するためには,物質が表皮を伝染するか,汗腺や毛包に吸収される必要がある。角質層は、表皮の一番外側にある死んだ細胞(角質細胞)からなる層である。この層は、核や細胞小器官を持たない約15~20層の扁平な細胞で構成されている。細胞質には糸状のケラチンが見られる。これらの角質細胞は、セラミド、コレステロール、脂肪酸などからなる脂質マトリックスに埋め込まれている。角質層は、撥水性のバリアーを形成して、感染、脱水、化学物質、機械的ストレスから下層の組織を保護する機能を持っている[9]。この層を大量に乗り越えることができるのは,親油性の物質に限られる。塩化マグネシウム溶液では,マグネシウムはイオン化した状態で存在するため,親油性の層を通過することはできない。また、水和したマグネシウムイオンの半径(86pm)は、脱水した状態の400倍と報告されており、マグネシウムイオンが生体膜を通過することはほとんど不可能であると主張されている[2]。

したがって、細胞内のマグネシウムの取り込みは、拡散ではなく、特定のマグネシウム輸送体によってのみ行われていると考えられる。しかし,皮膚上層部の死んだ細胞には,まだ詳細には解明されていない機能的なマグネシウム輸送体が存在しないため,マグネシウムの吸収は,汗腺や毛包などの狭い範囲でのみ可能であると考えられる。最近発表された研究によると、マグネシウムイオンは濃度と時間に依存して角質層に浸透し、それは毛包によって著しく促進される。しかし、毛包や汗腺は皮膚表面の0.1〜1%程度しか占めていない。仮にこの部分で物質が吸収されたとしても、吸収された量が臨床的にどの程度の意味を持つのかという問題がある。マグネシウムの外用剤の浸透性を調べた研究では、吸収されたマグネシウムの量についての情報はなかった[10,11]。

3. 経皮的マグネシウム吸収の有効性

経皮吸収に関する最初の研究の一つは、自然療法医であり米国ホリスティック医学協会の創設者であるNorman Shealy, M.D. Ph.D.が2000年に発表したものである。彼は早くから、マグネシウムの経皮投与による特別な効果を提唱していた[12]。Shealyは、マグネシウムの欠乏は経皮吸収によって4~6週間で補われるのに対し、経口での補給は4~12ヶ月後にしか効果がないと主張した。この比較研究の完全な出版物は見つからなかった。学会のアブストラクトが発表されただけで、この声明を立証する追加データはなかった[7]。

また、経皮吸収型マグネシウムが細胞内のマグネシウム濃度を高めるためのシンプルで費用対効果の高い効率的な方法であることを証明するためによく引用される別の研究は、12週間にわたって行われ、22歳から69歳までの合計9人の患者を対象とした試験でした(統計的検出力が弱いだけ)。この試験では、22歳から69歳までの9人の患者が参加した(統計的には不十分)。当初の治療方法は、毎日、体のどこにでもスプレーすることと、週に2回、100mLのマグネシウムオイルを使って20分間のフットソーク(シンプルな水のフットバスを使用)を行うことであった。12週間の治療の終わりに、さらに毛髪分析を行った。12週間の経皮投与の結果、1名を除くすべての患者で、細胞内マグネシウムが-7.1%から 262%の範囲で有意に増加した。1人の患者は、最終分析の3週間前に塗布を早々に中止した。全体として、髪の毛に平均59.7%の増加が見られた。血清中のマグネシウム濃度に関するデータはなかった[6]。

経皮的なマグネシウムの吸収を証明するには疑問が残る研究として、イギリスのバーミンガム大学のWaringの研究がある。この研究では、19人の被験者が硫酸マグネシウム(エプソムソルト)の溶液の中で12分間の全身浴(温度50~55℃)を7日間行った。採血は、最初の入浴前、入浴後2時間目、7回目の入浴後2時間目に行った。毎日、同じ時間に入浴し、7日間の実験を行った。尿は、最初の入浴の前、最初の入浴の2時間後、その後のすべての入浴時に採取した。最後の入浴の24時間後にも尿を採取した。尿サンプルはすべてクレアチニン含有量を補正した。19名の被験者のうち、3名を除くすべての被験者で、血漿中のマグネシウム濃度の上昇が見られたが、その値は小さい場合もあった。初回入浴前の値は平均104.68±20.76ppm/mL、初回入浴後の値は平均114.08±25.83ppm/mLであった。2名を除く全員が7日間入浴を継続した結果、平均値は140.98±17.00ppm/mLとなった。エプソム塩に長時間浸かることで、血中マグネシウム濃度が上昇することがわかる。尿中のマグネシウム濃度を測定したところ、コントロールレベルの平均94.81±44.26ppm/mLから 1回目の入浴後に198.93±97.52ppm/mLまで上昇した。血中マグネシウム濃度が上昇しなかった人は、それに応じて尿中マグネシウム濃度が大きく上昇しており、マグネシウムイオンが皮膚バリアを越えて腎臓から排泄されたことを示しているが、これは血中濃度がすでに最適であったためと考えられる。一般的に、最初の入浴から 24時間後の尿中マグネシウム濃度は、1日目に見られた初期値よりも低下した(平均118.43±51.95)。これは、血中濃度がまだ高いため、入浴後にマグネシウムが組織にある程度保持されていることを示唆している。7回目の入浴から 24時間後に尿中のマグネシウム濃度を測定したところ、ほぼコントロールレベルに戻った。しかし,この研究は,エプソン塩協議会の商用サイトでインターネット上に公開されているだけで,科学的な査読付き雑誌には掲載されていない[13]。

しかし,生物学的に利用可能なマグネシウムの最も豊富な供給源は,水圏(すなわち,海や川)である。地球上で最も深く、最も塩分濃度の高い湖である死海は、聖書の時代からその治癒効果が知られており、死海での入浴の有効性はよく知られている(図1)。海中では、マグネシウムの濃度は約55mmol/Lであり、極端な例として死海では、マグネシウムの濃度は198mmol/Lであり、時間の経過とともに着実に増加していると報告されている[14,15]。それに比べて、典型的なヒトの血清マグネシウム濃度はわずか0.8 mmol/Lである[1]。このように、人間の体内にはかなりの勾配がある。

図1 18世紀のバスカード[16]

 

死海での溺死寸前は、重度の電解質異常と呼吸不全を起こすことが予想される。このことから、マグネシウムは経皮吸収の話題には関係ないと考えられる。あるコホート研究では、Soroka University Medical Centerのアーカイブからデータを抽出した。このコホートには、死海で溺れかけた69人の患者が含まれていた。死海での溺死寸前の症状は、電解質バランスの乱れと急性肺損傷の2つが主なものであった。ほとんどの患者で,血清カルシウム,マグネシウム,リン(ナトリウム,カリウム,塩化物は除く)に異常が見られた。入院時の血清電解質レベル(および範囲)の中央値は、カルシウムが10.9mg/dL(9~24)マグネシウムが4.3mg/dL(1~30)リンが4.1mg/dL(2~9)であった。これらの値は、24時間以内の強制利尿により速やかに正常化した。急性肺障害(低酸素性両側性肺炎)は29名に発生した。11名の患者には人工呼吸が必要であった。65名の患者は完全に回復したが,残りの4名は軽度の後遺症が残った[17].

健康なボランティアと乾癬患者を対象に、死海での入浴(死海の水による温泉療法)後、または模擬風呂塩水での入浴後に、人間の皮膚からの電解質の浸透を測定した。血清中のブロミン,ルビジウム,カルシウム,亜鉛のレベルが有意に上昇したのは,乾癬患者が4週間にわたって毎日死海で入浴した場合のみであった。モルモットは、カルシウム、マグネシウム、カリウム、Brの放射性核種を含む死海の模擬海水に「入浴」し、60分後に血液といくつかの内臓からそれぞれの放射性核種が検出された。これらの放射性核種の臓器分布には生理的なパターンが見られた。調査全体が高張液で実施されたにもかかわらず、健康な表皮(ヒトとモルモット)と損傷を受けた表皮(乾癬)を通じた塩の明確な浸透が見られた[17]。しかし、死海水のバルネオセラピーは、血圧の悪化にはつながらない。死海水の大量摂取(一般的には異常な溺死寸前のケース)は毒性があり、電解質濃度の異常のために心調律障害を引き起こす可能性がある。死海の泥の実験室での分析では、意図された使用目的に対して健康上の懸念を示すようなミネラル濃度は検出されなかった[18]。

8人の健常者がバス・スパの水に2時間浸かり、その前後で腎臓、血液学、心血管の反応を対照期と比較した。温泉水への浸漬は、浸漬前の対照状態と比較して非常に有意な利尿作用をもたらした(p < 0.01)。2時間の浸漬により排泄された水の総過剰量の平均(SEM)は510(85)mlであった。ナトリウム排泄量は、浸漬により2倍に増加した(浸漬前は86(15)pmol/min、2時間目は170-8(29)pmol/min)(p<0.01)。カリウム排泄量も浸漬により有意に増加し、ナトリウム排泄量と同量であった(浸漬前の78-6(19)pmol/minから 2時間目には156-2(28)pmol/min)(p<0.01)。体重は平均で0~53(0~14)kg減少した。これは、利尿による水分の喪失と、発汗による若干の喪失に対応するものである。クレアチニンクリアランスは、平均値109~121ml/分で、浸漬中も大きな変化は見られなかった。入浴中に健康なヒトの皮膚にマグネシウムが取り込まれることはないか、あったとしても、2時間の入浴(35℃)後の電解質、カルシウム、リン酸、マグネシウムの血漿濃度には、ごく限られた変化しか見られなかった。血漿アルブミン濃度の有意な低下(44-5から41-5g/L)が観察された(p<0.001)[16]。

マグネシウムを含む皮膚保護ローション(IB1)を用いたイスラエル軍の大規模な研究では、強力な化学兵器である硫黄マスタードやVXの親油性が皮膚から急速に浸透して重度の長期にわたる損傷を引き起こし、時には死に至るのとは対照的に、マグネシウムは皮膚から吸収されないことが、豚を用いた前臨床動物実験で検証された[19]。

マグネシウムを配合した皮膚保護用外用ローション(IB1)は、ヒトを対象とした試験を実施した。いくつかの動物モデルを用いた前臨床試験では、IB1の保護効果が証明されている。無作為化プラセボ対照第I相臨床試験では、34人の健康なボランティアを対象に、マグネシウムを多く含むローションを繰り返し局所的に塗布した後、血清マグネシウム濃度の変化をもたらすかどうかが検討された。34名の被験者は、マグネシウムリッチローションまたはプラセボローション10mLを1日3回、3日間にわたって投与した。この研究では、ローションに硫酸マグネシウムが含まれていることから、危険な血中マグネシウム濃度につながる可能性のあるマグネシウムの経皮浸透を除外することを含め、反復塗布の安全性を検証した。その他、皮膚科学的な副作用の検出、塗布の利便性、日常生活への影響などを評価した。重要なことは、重篤な副作用は記録されず、ローションは日常業務に支障をきたさなかったことである。また、いずれの塗布方法においても、プラセボ群と試験群の間にマグネシウム濃度の有意差は認められなかった。また、いずれのグループにおいても、マグネシウムの毒性レベルは認められなかった[20]。

また、単離されたヒトの死体の皮膚を対象とした研究では、塩化マグネシウム(MgCl2)を含む溶液からのマグネシウムの皮膚への浸透性について、有意な差は見られなかった。本研究の目的は,医薬品グレードのMgCl2をクリームに配合した場合と,医薬品グレードのMgCl2を溶液に配合した場合の,マグネシウムのヒト皮膚への受動的な伝染性を比較することである。陽性対照のMgCl2溶液および陰性対照のリン酸緩衝液と比較して,MgCl2クリームIおよびMgCl2クリームIIのマグネシウムの経皮伝染性を調べた。マグネシウム2.76mgに相当するクリームまたはMgCl2溶液を皮膚2.52cm2あたりに塗布し,ディフュージョンセルに装着した。1,2,3,4,5,24時間後にサンプルを採取し,285nmの原子吸光法を用いて分析した。実験は3人で行った。結果は、対のないt-テストを用いて分析した。その結果,24時間後にマグネシウムクリームI,マグネシウムクリームII,MgCl2溶液,リン酸緩衝液からヒトの皮膚に浸透したマグネシウムの累積量は,それぞれ29.79±13.92,24.53±9.98,6.18±1.36,5.62±1.83μgであった。本研究では、マグネシウムクリームが2つの対照溶液と比較して、統計的に有意(p < 0.05)なマグネシウムの伝染を導くことが示された。マグネシウムクリームIはマグネシウムクリームIIよりもマグネシウムの伝染が大きかったが、その差は統計的に有意ではなかった。また,MgCl2溶液では,リン酸緩衝液と同様の結果が得られた。処方されたマグネシウムクリームは、医薬品グレードのMgCl2のマグネシウムを、ヒトの皮膚を介してうまく送達することができた。経皮吸収型マグネシウムは、マグネシウムの状態が最適でない場合の症状の治療に重要な役割を果たす可能性があるしかし、製剤の有効性を確立するためには、さらなる試験管内試験および動物実験が必要である[21]。

最近の試験的な研究では、マグネシウムの状態を改善するために、クリーム状のマグネシウムがヒトで経皮的に吸収されるかどうかを調べた(6)。現在の製剤には、マグネシウムオイルや経皮クリームがあり、そこからマグネシウムが皮膚を通って全身循環に吸収される可能性がある。このクリームは、Center for Magnesium Education & Researchの研究開発の一環として、カナダBC州バンクーバーのUrist Cosmetics社が製造したものである。全成分については、同社のS1テキスト成分表を参照。

しかし、消化管上皮とは対照的に、皮膚の主な機能はバリアとして機能することであり、通常は外因性化学物質の体内への吸収を制限している。本試験では、被験者(n=25,4名が脱落、年齢34.3±14.8歳、身長171.5±11cm、体重75.9±14kg)を、56mg/日のマグネシウムクリーム群(n=11)またはプラセボクリーム群(n=10)に無作為に割り付け、2週間の試用を行った。ベースライン時と介入14日目にマグネシウムの血清と24時間尿中排泄量を測定した。この期間中、8日間の食事日記を記録した。Mgテスト群とプラセボ群の血清および尿中のマグネシウムは、ベースラインでは差がなかった。Mg2+クリームによる介入後、臨床的に意義のある血清マグネシウムの増加(0.82~0.89mmol/L、p=0.29)が見られたが、プラセボ群(n=10)では見られなかった(0.77~0.79mmol/L)が、この差は非アスリートのサブグループ(n=20)では統計的に有意(p=0.02)にしかならなかった。マグネシウムの尿中排泄量は、Mg2+群でベースラインからわずかに増加したが、統計的には有意ではなかった(p=0.48)。また、Mg2+群では、血清Mg2+が8.54%、尿中Mg2+が9.1%増加したのに対し、プラセボ群では、血清Mg2+が+2.6%、尿中Mg2+が-32%と減少した。プラセボ群では,プラセボクリームの塗布後,血清および尿中の濃度はともに統計的に有意な変化を示さなかった。今回の2週間のパイロット試験では、56mg Mg/日(市販の経皮吸収型Mg2+製剤と比較して低用量)を経皮吸収させた場合、プラセボクリームを使用した被験者と比較して、介入前から介入後にかけて、血清および尿中の両マーカーに大きな変化が見られた。しかし、この要旨原文のデータに基づいて、Kassらは経皮吸収型マグネシウム含有クリームによる血清マグネシウムのわずかな増加を示したに過ぎない[22]。

4. 結論

数多くの研究が、治療的または予防的なマグネシウムの経口補給の有効性を示している。したがって、十分なマグネシウムの供給は、健康的な妊娠・授乳期や、糖尿病や糖尿病予備軍の患者にも重要だ。また、利尿剤やプロトンポンプ阻害剤などの薬剤を服用している場合にも、マグネシウムの補給は有効である。現在の研究に基づけば、科学的にまだ証明されていない経皮吸収型マグネシウムの伝播によって、マグネシウムの治療が成功しても失敗するとすれば、非常に憂慮すべきことである。今後の研究では、より多くの被験者に高濃度のマグネシウムクリームなどを長時間投与し、経皮投与がマグネシウムの状態改善に大きく寄与するかどうかを検討する必要があると考える。マグネシウムは、真皮下のリンパ系に入り、循環系に入ることで、GI管による調節をバイパスして、血清マグネシウムを増加させることができるかもしれない[23,24,25]。しかし、私たちはまだ経皮吸収型マグネシウムの適用を推奨することはできない。

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