Bone and vascular effects of magnesium supplements in CKD patients (the MagicalBone Pilot Study)

Background and objective: The progression of chronic kidney disease (CKD) involves the development of alterations in mineral metabolism that are closely related to cardiovascular outcomes and bone disease. Hypomagnesemia is associated with more rapid progression of CKD and other comorbidities. Our objective was to analyze in CKD patients stages 3–4 the impact of the administration of magnesium (Mg) carbonate on bone mineral density (BMD) and hemodynamic changes associated with by vascular calcification (VC). Material and methods: Patients with CKD stages 3–4 were randomized into controls (n = 12) or intervention (n = 7) group receiving 360 mg of Mg carbonate daily during a 15-month period. Parameters related to mineral metabolism, BMD, VC, and pulse wave velocity (PWV) were evaluated. Results: Supplementation with Mg produced an increase in the urinary excretion of Mg while serum Mg levels remained stable and no episodes of hypermagnesemia were reported. In addition, no significant changes were found in the degree of VC assessed by Adragao index, however, both serum and urine Mg were significantly associated with a decrease in PWV, suggesting an increase in vascular compliance. Likewise, BMD did not change following treatment, but serum Mg significantly correlated with the levels of N-terminal propeptide of collagen alpha-1(I) chain (PINP), a marker of bone synthesis. Conclusions: In sum, these results suggest a possible beneficial effect of Mg on vascular compliance with no detrimental effects on bone status. In addition, our results highlight the need to consider monitorization of urinary Mg status in CKD patients. Resumen: Antecedentes y objetivos: La progresión de la enfermedad renal crónica (ERC) supone el desarrollo de alteraciones del metabolismo mineral que están estrechamente relacionadas con eventos cardiovasculares y enfermedad ósea. La hipomagnesemia se asocia con una progresión más rápida de la ERC, así como con otras comorbilidades. Nuestro objetivo fue analizar en pacientes con ERC estadios 3-4 el impacto de la administración de carbonato de magnesio (Mg) sobre la densidad mineral ósea (DMO) y los cambios hemodinámicos asociados a la calcificación vascular (CV). Material y métodos: Los pacientes con enfermedad renal crónica estadios 3-4 se distribuyeron aleatoriamente en los grupos control (n=12) o intervención (n=7), que recibió 360 mg de carbonato de Mg diariamente durante un periodo de 15 meses. Se evaluaron parámetros relacionados con el metabolismo mineral además de la DMO, CV, y velocidad de onda de pulso (VOP). Resultados: La suplementación con Mg produjo un aumento en la excreción urinaria de Mg, mientras que los niveles séricos de Mg permanecieron estables y no se reportaron episodios de hipermagnesemia. Además, no se observaron cambios significativos en cuanto al grado de CV valorado en base al índice de Adragao. No obstante, tanto los niveles séricos como urinarios de Mg se asociaron significativamente con un descenso en la VOP, lo que sugiere un aumento en la distensibilidad vascular. De manera similar, la DMO no se modificó con la administración del tratamiento, pero los niveles séricos de Mg correlacionaron significativamente con los del propétido N-terminal del colágeno tipo I (PINP), un marcador de la síntesis ósea. Conclusiones: En conjunto, estos resultados sugieren un posible efecto beneficioso del Mg sobre la distensibilidad vascular sin efectos negativos a nivel óseo. Además, nuestros resultados subrayan la necesidad de considerar la monitorización del nivel de Mg urinario en pacientes con ERC.