Applications des isotopes stables du magnésium aux études de biodisponibilité chez l’homme
Maurice J. ARNAUD (Nestlé Waters Institute)
Résumé : Même si le terme » biodisponibilité » est entré dans le vocabulaire courant, il faut rappeler qu’il signifie deux phases physiologiques successives que subit un nutriment: l’absorption intestinale et son utilisation par l’organisme. Dans le cas du magnésium et chez un adulte, les apports nutritionnels conseillés sont d’environ 300 mg par jour. L’absorption intestinale moyenne qui représente 42% est calculée comme la différence entre la quantité ingérée et celle excrétée dans les selles, soit environ 176 mg. Cette absorption » apparente » est sous-estimée car 0.8% du magnésium absorbé est sécrété par les intestins et ainsi compté comme une fraction non absorbée. Le magnésium utilisé est calculé comme la différence entre la fraction absorbée et celle excrétée dans les urines. Cette différence est positive en période de croissance et nulle pour un bilan équilibré, environ 124 mg étant excrété dans les urines chaque jour. Ces estimations sont apparentes car on ne peut pas distinguer le magnésium ingéré du magnésium endogène, venant de l’organisme. Pour avoir des mesures d’absorption et d’utilisation » vraie « , il faut employer le marquage isotopique qui permet de suivre la trace du magnésium ingéré.
Des études ont fait appel à l’emploi d’isotopes radioactifs ou stables qui se distinguent de ceux endogènes. Dans le cas du magnésium, c’est le 28Mg qui a été utilisé en particulier chez l’animal de laboratoire (1) pour montrer son absorption, sa rétention quantitative mais aussi qualitative dans l’organisme. Alors que le calcium est l’élément le plus abondant du corps d’un adulte et représente 1,2 kg, le magnésium arrive en 4ème position avec seulement 25 g dont la moitié dans le tissus osseux et ¼ dans le tissus musculaire. Bien que 70% des Français aient des apports magnésiens inférieurs aux Apports Nutritionnels Conseillés (ANC)(2), que cet élément soit un co-facteur de 300 enzymes et que sa déficience soit impliquée dans des pathologies comme l’ostéoporose, l’hypertension et les maladies cardio-vasculaires, ces carences sont difficiles à évaluer car il n’existe pas de mesure aisée et pratique du statut magnésien.
Si l’emploi du 28Mg est limité par l’exposition à la radioactivité et sa courte période, les études utilisant les isotopes stables du magnésium sont aussi peu nombreuses car l’abondance isotopique naturelle nécessite l’administration de doses qui peuvent surcharger les mécanismes d’absorption ou de rétention. L’abondance du 24Mg est de 79%, celle du 25Mg 10% et celle du 26Mg de 11%. Aussi des quantités relativement grandes de ces deux derniers isotopes doivent-elles être administrées pour permettre des mesures précises. L’apparition d’une nouvelle génération de spectromètres de masse plus précis, ne nécessitant qu’une très faible quantité d’échantillon et une préparation moins laborieuse permet maintenant de nouveaux développements, en particulier le recours au double marquage (25Mg et 26Mg). Une administration orale d’un de ces isotopes et intraveineuse du second, permet une détermination précise de l’absorption de celui ingéré par un simple rapport isotopique. Des études cinétiques permettent l’évaluation de compartiments par une analyse de déconvolution. Toutefois, cette méthode appliquée avec succès en pharmacologie des médicaments et des xénobiotiques donne des informations limitées pour le magnésium, parce que la moitié est stockée dans les tissus osseux et que seulement une faible fraction échangeable peut être suivie. Des résultats récents (3) sur la comparaison de ces méthodes et sur leur application à des études chez l’homme (4) mais et à sur le marquage intrinsèque de plantes pour leur emploi dans des études cliniques montrent l’intérêt et les limitations de ces méthodes. Un des objectifs majeur de ces études est de proposer une méthode simple et non invasive déterminant le statut magnésien chez l’homme de façon à proposer un apport alimentaire ou hydrique riche en magnésium lorsqu’une déficience est diagnostiquée.
(1) M.J. Arnaud, Autoradiographic Study in the Rat of the Transit of Magnesium from Mineral Water, Acta Pharmacologica et Toxicologica, 41, 138-138 and 154-155, 1977
(2) P. Galan, MJ Arnaud, A-M Delabroise, P. Preziosi, S. Bertrais, C. Franchisseur, M. Maurel, A Favier and S. Hercberg, Contribution of Mineral Waters to Dietary Calcium and Magnesium Intake in the French SU.VI.MAX Cohort, Am J Coll Nutr., accepted, 2002
(3) M Sabatier, MJ Arnaud, P Kastenmayer, A Rytz and DV Barclay, Meal effect on magnesium bioavailability from mineral water in healthy women, Am J Clin Nutr., 75, 1, 65-71, 2002
(4) Magalie Sabatier, Frédéric Pont, Bill Keyes, Maurice J Arnaud and Judith Turnlund, Kinetic model of magnesium metabolism in healthy men. Study using two stable isotope tracers, TEMA 11, Berkeley, California USA, June 2-6, 2002.