Cloruro di magnesio esaidrato: integratore d'elezione per il tennista agonista

Introduzione: perché Mg²⁺ è centrale nella biochimica cellulare

Il magnesio (Mg²⁺) è il secondo catione intracellulare più abbondante dopo il potassio e rappresenta uno degli elementi essenziali per il mantenimento della vita cellulare. È coinvolto come cofattore in oltre 600 reazioni enzimatiche note e partecipa praticamente a tutti i principali processi metabolici dell'organismo. Pur non essendo un enzima, il magnesio è indispensabile per l'attività di numerosi enzimi che regolano la produzione di energia, la sintesi proteica, il metabolismo dei carboidrati e dei lipidi, la replicazione del DNA, la trascrizione dell'RNA e la trasmissione degli impulsi nervosi. Per questa ragione viene spesso considerato uno dei più importanti regolatori biochimici della cellula. A differenza di altri minerali che svolgono prevalentemente funzioni strutturali, il magnesio agisce come un vero modulatore metabolico. La sua presenza influenza la sintesi proteica, la duplicazione cellulare, la contrattilità muscolare, la funzionalità cardiovascolare e l'equilibrio neuroendocrino.

Dal punto di vista biochimico, il magnesio può essere considerato il "minerale dell'energia", poiché rende possibile l'utilizzo biologico dell'ATP sotto forma di MgATP, la vera moneta energetica operativa della cellula. In assenza di adeguate concentrazioni intracellulari di Mg²⁺, numerose vie metaboliche rallentano o diventano inefficaci, con ripercussioni sulla funzionalità muscolare, nervosa e cellulare.

Il magnesio non produce energia, ma consente alla cellula di utilizzarla.

Un paragone utile è quello della chiave dell'automobile:

• ATP = carburante;
• enzimi = motore;
• magnesio = chiave di accensione.

Senza carburante il motore non parte, ma senza la chiave il carburante non può essere utilizzato. Analogamente, senza Mg²⁺ gran parte dell'energia contenuta nell'ATP rimane inutilizzabile.

Il magnesio come ione funzionale nella cellula

All'interno della cellula il magnesio non è distribuito casualmente. Una parte è presente in forma libera, mentre la quota maggiore è legata a proteine, acidi nucleici, fosfolipidi e soprattutto all'ATP. Questa associazione non è casuale. Grazie alla sua doppia carica positiva, il Mg²⁺ stabilizza molecole fortemente cariche negativamente, come ATP, DNA e RNA, consentendo loro di assumere la conformazione necessaria per svolgere le rispettive funzioni biologiche. Il magnesio può quindi essere considerato un "facilitatore biochimico", capace di mettere gli enzimi nelle condizioni ottimali per operare.

 MgATP: perché l'ATP è biologicamente attivo come complesso MgATP

L'ATP (adenosina trifosfato) è universalmente conosciuto come la principale valuta energetica della cellula. Tuttavia, dal punto di vista biochimico, la forma realmente utilizzata dagli enzimi non è quasi mai l'ATP libero, bensì il complesso MgATP. Le cariche negative presenti sui gruppi fosfato dell'ATP tendono infatti a respingersi reciprocamente. Il magnesio neutralizza parzialmente queste cariche e stabilizza la molecola. Si forma così il complesso:

Mg²⁺ + ATP → MgATP

È questo complesso che viene riconosciuto dalla maggior parte delle ATPasi, delle chinasi e degli altri enzimi ATP-dipendenti. In assenza di magnesio, gran parte dell'energia contenuta nell'ATP non potrebbe essere utilizzata efficacemente.

MgATP e metabolismo energetico: il legame con gli enzimi

MgATP come valuta energetica operativa

Quando si parla di energia cellulare, il pensiero va immediatamente all'ATP Adenosina Trifosfato (Adenosine Triphosphate), tradizionalmente considerato la principale moneta energetica dell'organismo. Tuttavia, dal punto di vista biochimico, la forma realmente attiva e utilizzata dalla maggior parte degli enzimi non è l'ATP libero, bensì il complesso MgATP, costituito dall'ATP legato a uno ione magnesio (Mg²⁺). La presenza del magnesio stabilizza la struttura dell'ATP, ne riduce le repulsioni elettrostatiche tra i gruppi fosfato e consente il corretto riconoscimento della molecola da parte degli enzimi cellulari.

Ogni volta che una cellula deve svolgere un'attività che richiede energia, utilizza direttamente il complesso MgATP. Questo avviene durante la sintesi delle proteine, la replicazione del DNA, la trascrizione dell'RNA, il trasporto attivo di sostanze attraverso le membrane cellulari, la contrazione delle fibre muscolari, la trasmissione degli impulsi nervosi e numerosi altri processi essenziali per la vita. In tutte queste reazioni l'energia necessaria non deriva dall'ATP libero, ma dal complesso MgATP che rappresenta il vero substrato metabolico riconosciuto dagli enzimi. Quando la cellula necessita di energia, il complesso MgATP viene sottoposto a idrolisi, una reazione nella quale una molecola d'acqua rompe il legame tra i gruppi fosfato terminali. Il risultato è la formazione di MgADP (adenosina difosfato complessata con magnesio), fosfato inorganico (Pi) ed energia libera.

Questa energia viene immediatamente convertita in lavoro biologico e utilizzata per sostenere le attività cellulari in corso. L'importanza dell'MgATP risiede quindi nella sua capacità di collegare la produzione energetica mitocondriale alle funzioni fisiologiche dell'organismo. L'energia ottenuta dai nutrienti viene trasformata nei mitocondri in ATP, che successivamente si lega al magnesio formando MgATP. Solo a questo punto può essere utilizzata in modo efficiente da centinaia di enzimi coinvolti nel metabolismo, nella funzione muscolare, nella trasmissione nervosa, nella sintesi delle biomolecole e nella regolazione dei processi cellulari. Per questo motivo il magnesio è considerato un elemento indispensabile per l'utilizzazione dell'energia biologica e per il corretto funzionamento di tutte le cellule dell'organismo.

Come entra il magnesio nelle cellule: trasportatori e canali dedicati

Perché il Mg²⁺ non attraversa liberamente le membrane

Nonostante le sue dimensioni relativamente piccole, il magnesio possiede un'elevata densità di carica. In ambiente acquoso lo ione Mg²⁺ è circondato da un esteso guscio di molecole d'acqua che ne aumenta significativamente il volume effettivo. Per questa ragione il magnesio non è in grado di attraversare spontaneamente il doppio strato fosfolipidico delle membrane cellulari e il suo trasporto attraverso le cellule richiede l'intervento di proteine altamente specializzate.

Tra i principali sistemi deputati al trasporto del magnesio vi sono i canali TRPM6 e TRPM7, considerati elementi chiave nel mantenimento dell'omeostasi dell'elemento nell'organismo. Il canale TRPM6 è espresso prevalentemente a livello intestinale e renale, dove svolge un ruolo fondamentale nell'assorbimento del magnesio introdotto con la dieta e nel riassorbimento del magnesio filtrato dai reni. Grazie a questa funzione contribuisce a limitare le perdite urinarie e a mantenere adeguate concentrazioni ematiche del minerale. Alterazioni della funzionalità di TRPM6 possono compromettere questi processi e favorire l'insorgenza di ipomagnesemia.

Il canale TRPM7 è invece distribuito praticamente in tutti i tessuti dell'organismo ed è considerato uno dei principali regolatori intracellulari del magnesio. La sua attività è strettamente legata al controllo dello stato nutrizionale cellulare ed alla disponibilità di questo catione all'interno della cellula. Attraverso il suo intervento vengono modulati numerosi processi biologici essenziali, tra cui la crescita cellulare, la proliferazione, il metabolismo energetico, la segnalazione intracellulare e la funzionalità neuromuscolare. Per queste ragioni TRPM7 è spesso descritto come un vero e proprio sensore cellulare del magnesio.

Una caratteristica particolarmente interessante di TRPM6 e TRPM7 è la loro appartenenza a una speciale categoria di proteine denominate "chanzymes", termine derivato dalla fusione delle parole inglesi channel ed enzyme. Tali proteine possiedono infatti una duplice funzione biologica. Da un lato agiscono come canali ionici consentendo il passaggio del magnesio attraverso le membrane cellulari; dall'altro possiedono un dominio enzimatico con attività chinasica capace di partecipare alla regolazione dei processi intracellulari. Questa caratteristica unica permette loro di integrare il trasporto del magnesio con la regolazione metabolica e con i meccanismi di segnalazione cellulare, creando un collegamento diretto tra disponibilità del minerale, produzione di energia e controllo delle funzioni biologiche essenziali. In questo modo TRPM6 e TRPM7 rappresentano un punto di incontro tra omeostasi del magnesio, metabolismo cellulare e processi di adattamento fisiologico dell'organismo.

In conclusione, TRPM6 è un canale TRPM altamente coinvolto nel trasporto epiteliale del Mg²⁺; insieme a TRPM7 appartiene ai “chanzymes”, ossia canali accoppiati a dominio chinasi (La chinasi è un enzima che trasferisce un gruppo fosfato dall’ATP a un’altra molecola, definita substrato. Questo processo prende il nome di fosforilazione) e contribuisce ai processi di assorbimento/riassorbimento del magnesio in distretti chiave come intestino e rene.

La disponibilità di magnesio è centrale perché molte reazioni energetiche cellulari impiegano ATP nella sua forma funzionale MgATP.  L’ingresso e la regolazione del Mg²⁺ non sono passivi: avvengono tramite trasportatori dedicati; tra i più studiati rientrano TRPM6/TRPM7, proteine ‘chanzymes’ (canale + dominio chinasi) coinvolte nell’omeostasi del magnesio. Nel caso del cloruro di magnesio, è importante chiarire che per la letteratura scientifica consolidata lo ione Cl⁻ non ‘trasporta’ direttamente il Mg²⁺ dentro la cellula: contribuisce invece all’equilibrio elettrolitico/osmotico che supporta gli scambi, mentre l’ingresso del magnesio resta affidato ai trasportatori. Detto questo i nostri studi sperimentali e le ipotesi citate in questo testo e richiamate in letteratura ci indicano che probabilmente è coinvolto in maniera determinante nell’ingresso intracellulare rendendo il magnesio disponibile in alte concentrazioni nel citosol e nei mitocondri. Ricordiamo, infine, che il cloruro ha anche un ruolo specifico nel sistema nervoso attraverso la segnalazione GABAergica (trasmissione di un segnale nervoso mediata dal GABA, il principale neurotrasmettitore inibitorio del sistema nervoso centrale).

Cloruro di magnesio esaidrato

Il sale è composto dallo ione magnesio (Mg+2), dallo ione cloruro (2Cl-1) e da 6 molecole d’acqua di costituzione molecolare. Ha una struttura ottaedrica nella quale lo ione Mg+2 sta al centro dell’ottaedro, le 6 molecole d’acqua sono ai vertici dell’ottaedro e i 2 ioni Cl-1 all’esterno dell’ottaedro. Questa posizione permette loro di neutralizzare la carica positiva del magnesio. Lo ione cloruro è l’anione presente in maggiore quantità nel plasma, nel sangue e negli spazi intercellulari.

Dove entra il cloruro (Cl⁻)

Cl⁻ come elemento dell'equilibrio elettrolitico

Quando si assume cloruro di magnesio (MgCl₂), l'attenzione è generalmente concentrata sul magnesio, poiché questo minerale è coinvolto in centinaia di reazioni enzimatiche, nella produzione di MgATP, nella funzione muscolare e nella regolazione del metabolismo energetico. Tuttavia, anche lo ione cloruro (Cl⁻), che accompagna il magnesio nel sale, svolge importanti funzioni fisiologiche. Il cloruro rappresenta infatti il principale anione presente nel compartimento extracellulare ed è essenziale per il mantenimento dell'equilibrio osmotico, della corretta distribuzione dei liquidi corporei, dell'equilibrio acido-base e della stabilità elettrica delle membrane cellulari.

Sebbene il cloruro accompagni il magnesio durante l'assunzione del sale, come detto per la comunità scientifica canonica, non partecipa direttamente al trasporto dello ione Mg²⁺ attraverso le membrane cellulari. Ciò significa che magnesio e cloruro, pur provenendo dalla stessa molecola, svolgono ruoli biologici distinti e complementari.

Il magnesio contribuisce principalmente al metabolismo energetico, alla formazione del complesso MgATP, all'attività di numerosi enzimi e al corretto funzionamento della muscolatura e del sistema nervoso. Il cloruro, invece, è coinvolto soprattutto nella regolazione dell'equilibrio osmotico, dell'equilibrio elettrico e dell'omeostasi ionica dell'organismo. Pur operando attraverso meccanismi differenti, entrambi gli ioni concorrono al mantenimento delle normali funzioni fisiologiche e dell'omeostasi dell'organismo.

Un aspetto particolarmente interessante del cloruro riguarda il suo ruolo nel sistema nervoso centrale e, in particolare, nella regolazione dell'eccitabilità neuronale. Questo effetto è strettamente legato all'azione del neurotrasmettitore GABA (acido γ-amminobutirrico), il principale neurotrasmettitore inibitorio del cervello. Quando il GABA si lega al recettore GABA-A presente sulla membrana dei neuroni, il recettore modifica la propria conformazione ed apre un canale selettivo per il passaggio degli ioni cloruro.

L'apertura di questo canale consente il movimento degli ioni Cl⁻ secondo il loro gradiente elettrochimico. Nella maggior parte dei neuroni maturi il risultato è un aumento della negatività elettrica all'interno della cellula, fenomeno noto come iperpolarizzazione. Un neurone iperpolarizzato diventa meno incline a generare potenziali d'azione e quindi meno eccitabile. In questo modo il GABA esercita il suo effetto calmante e inibitorio sull'attività nervosa.

Da un punto di vista funzionale, il GABA può essere considerato come il segnale che avvia il processo di inibizione, mentre il cloruro rappresenta l'effettore finale che realizza concretamente la riduzione dell'eccitabilità neuronale. In altre parole, il GABA agisce come una chiave che apre il canale, mentre il movimento degli ioni Cl⁻ costituisce il meccanismo fisico attraverso il quale viene prodotto l'effetto inibitorio. Grazie a questo sistema il cervello è in grado di modulare l'attività delle reti neuronali, controllare l'equilibrio tra eccitazione e inibizione e mantenere una corretta funzionalità del sistema nervoso centrale.

Cl⁻ e GABA: perché il cloruro modifica l'eccitabilità dei neuroni

Il recettore GABA-A come cancello del Cl⁻

Il GABA (acido γ-amminobutirrico) è il principale neurotrasmettitore inibitorio del sistema nervoso centrale. Quando viene rilasciato nello spazio sinaptico e si lega al recettore GABA-A situato sulla membrana del neurone postsinaptico, induce un cambiamento conformazionale del recettore che determina l'apertura di un canale ionico selettivo per gli ioni cloruro (Cl⁻). L'apertura del canale consente il movimento degli ioni Cl⁻ attraverso la membrana cellulare secondo il loro gradiente elettrochimico. Nella maggior parte dei neuroni maturi il cloruro entra nella cellula, rendendo il potenziale di membrana più negativo o contrastando la depolarizzazione indotta dagli stimoli eccitatori. Di conseguenza diminuisce la probabilità che il neurone generi un potenziale d'azione e trasmetta ulteriori segnali nervosi. In questo processo il GABA agisce come la chiave che apre il recettore, mentre il cloruro rappresenta l'effettore finale dell'inibizione neuronale. L'effetto complessivo è una riduzione dell'eccitabilità del sistema nervoso, fondamentale per il mantenimento dell'equilibrio tra attività eccitatoria e attività inibitoria cerebrale.

Effetto elettrico del cloruro

L'attività di un neurone dipende dalla differenza di carica elettrica esistente tra l'interno e l'esterno della cellula. Quando il neurotrasmettitore GABA si lega al recettore GABA-A, viene aperto un canale specifico che consente il passaggio degli ioni cloruro (Cl⁻) attraverso la membrana neuronale. Il movimento di questi ioni modifica il potenziale di membrana, rendendo la cellula meno eccitabile e meno propensa a generare un potenziale d'azione. Questo fenomeno è noto come inibizione GABAergica e rappresenta uno dei principali meccanismi attraverso cui il sistema nervoso controlla e limita l'attività elettrica dei neuroni.

Dal punto di vista funzionale, il sistema nervoso mantiene continuamente un equilibrio tra segnali eccitatori e segnali inibitori. Il glutammato rappresenta il principale neurotrasmettitore eccitatorio e tende a favorire l'attivazione neuronale, mentre il sistema GABA-Cl⁻ svolge una funzione opposta, agendo come un freno fisiologico capace di ridurre l'eccitabilità delle cellule nervose. L'ingresso degli ioni cloruro attraverso i canali GABA-A contribuisce infatti a spostare il potenziale elettrico della membrana verso valori meno favorevoli all'attivazione neuronale, determinando una condizione di iperpolarizzazione e quindi una minore probabilità di scarica elettrica.

Cl⁻ e controllo dell'attività cerebrale

L'equilibrio tra eccitazione e inibizione rappresenta uno dei requisiti fondamentali per il corretto funzionamento del sistema nervoso centrale (SNC). L'azione inibitoria esercitata dal cloruro attraverso il sistema GABAergico contribuisce a mantenere la stabilità delle reti neuronali e a prevenire fenomeni di eccessiva attivazione. Grazie a questo meccanismo, il cloruro partecipa indirettamente alla regolazione del rilassamento psicofisico, della qualità del sonno, dei processi attentivi e della concentrazione, del controllo motorio, della risposta agli eventi stressanti e della prevenzione dell'iperattività neuronale. La corretta funzionalità del sistema GABA-Cl⁻ è quindi essenziale per garantire un'adeguata modulazione dell'attività cerebrale e per mantenere il delicato equilibrio tra stimolazione e inibizione che caratterizza il funzionamento del cervello.

Collegamento con il magnesio

Magnesio e cloruro agiscono attraverso sistemi fisiologici differenti ma strettamente complementari. Il magnesio è coinvolto principalmente nella regolazione dei processi eccitatori del sistema nervoso e svolge un ruolo cruciale nel controllo dei recettori NMDA (N-Metil-D-Aspartato) e della neurotrasmissione glutammatergica. Attraverso questi meccanismi contribuisce a limitare l'eccessiva eccitazione neuronale e a garantire una corretta stabilità neuroelettrica. Il cloruro, invece, rappresenta il principale mediatore ionico della neurotrasmissione inibitoria GABAergica. La sua azione si esplica attraverso il passaggio di ioni Cl⁻ nei neuroni, fenomeno che riduce l'eccitabilità cellulare e favorisce il mantenimento dell'equilibrio funzionale delle reti nervose. Da una prospettiva integrata, il magnesio può essere considerato un importante modulatore dei meccanismi eccitatori, mentre il cloruro sostiene e realizza i processi inibitori mediati dal GABA. L'azione combinata di questi due ioni contribuisce al mantenimento dell'equilibrio neuro-elettrico dell'organismo, condizione indispensabile per il corretto funzionamento del cervello, della trasmissione nervosa, del controllo motorio, delle funzioni cognitive e della risposta allo stress. In questo senso, il cloruro di magnesio fornisce due componenti che, pur operando attraverso meccanismi differenti, partecipano entrambi alla stabilità funzionale del sistema nervoso e al mantenimento dell'omeostasi neuronale.

Materiali e metodi di preparazione della soluzione galenica

Solubilità del preparato

Nel caso del cloruro di magnesio esaidrato, ad esempio, una soluzione galenica consiste nella completa dissoluzione del sale in acqua depurata o con concentrazioni di sali (di titolo noto “ad hoc”) fino ad ottenere una soluzione limpida ed omogenea. Durante la dissoluzione il cristallo di MgCl₂·6H₂O si dissocia negli ioni Mg²⁺ e Cl⁻ che vengono circondati dalle molecole d'acqua mediante il processo di idratazione o solvatazione. Il risultato finale è una soluzione stabile nella quale il magnesio è presente in forma ionica, pronta per essere assorbita dall'organismo. La dissoluzione di un soluto in un solvente può essere governata da differenti meccanismi fisico-chimici. In alcuni casi il fattore limitante principale è la bagnabilità della particella e la sua capacità di essere solvatata dal solvente, mentre in altri il processo è controllato prevalentemente dalla dissociazione ionica e dalla diffusione delle specie disciolte nel mezzo. La distinzione tra questi due scenari è importante per comprendere quando l'aggiunta graduale del soluto possa realmente favorire la dissoluzione e quando, invece, il suo effetto sia trascurabile. L'aggiunta progressiva del soluto risulta particolarmente vantaggiosa nei sistemi costituiti da sostanze che tendono ad aggregarsi, a formare grumi o a presentare una scarsa bagnabilità superficiale. In tali condizioni il problema principale non è rappresentato dalla solubilità chimica della sostanza, bensì dalla difficoltà con cui il solvente riesce a penetrare all'interno degli aggregati solidi. Quando particelle di proteine in polvere, collagene, gomme alimentari, carbossimetilcellulosa, alginati, polimeri o alcuni farmaci micronizzati vengono aggiunte rapidamente in acqua, possono formarsi strutture compatte che ostacolano la diffusione del solvente verso gli strati più interni del materiale. Di conseguenza la dissoluzione risulta rallentata e può essere necessario un tempo maggiore affinché il sistema raggiunga l'equilibrio. In queste situazioni l'aggiunta graduale favorisce una migliore dispersione delle particelle ed una più efficace interazione con il solvente, migliorando la cinetica complessiva del processo.

La situazione è differente nel caso dei sali ionici altamente solubili, come il cloruro di magnesio esaidrato (MgCl₂·6H₂O), il cloruro di sodio (NaCl), il cloruro di potassio (KCl) o il cloruro di ammonio (NH₄Cl). Quando questi cristalli vengono introdotti in acqua, la struttura cristallina si dissocia rapidamente liberando gli ioni costituenti. Nel caso del cloruro di magnesio, la dissoluzione porta alla formazione di uno ione magnesio (Mg²⁺) e di due ioni cloruro (Cl⁻). Le molecole d'acqua, grazie alla loro natura polare, si orientano immediatamente attorno agli ioni liberati formando i rispettivi gusci di solvatazione. Questo processo avviene in tempi estremamente rapidi ed è termodinamicamente molto favorito. Di conseguenza, affermare che l'aggiunta graduale favorisca la solvatazione ha, per questi sistemi, un significato pratico limitato, poiché la solvatazione ionica è già molto efficiente e spontanea.

Per i sali altamente solubili la velocità di dissoluzione è influenzata principalmente da altri fattori, quali la temperatura della soluzione, l'intensità dell'agitazione, la dimensione delle particelle e il rapporto tra la quantità di sale ed il volume di solvente disponibile. Ad esempio, sciogliere 5 grammi (g) di MgCl₂·6H₂O in 500 mL di acqua in un'unica aggiunta oppure introdurre la stessa quantità in cinque porzioni successive da 1g produce generalmente differenze minime nella velocità finale di dissoluzione. La ragione è che la solubilità del cloruro di magnesio è molto elevata ed il sistema rimane ampiamente lontano dalle condizioni di saturazione.

Vantaggi del cloruro di magnesio esaidrato nel processo di dissoluzione

Il cloruro di magnesio esaidrato (MgCl₂·6H₂O) contiene già sei molecole d'acqua incorporate nella propria struttura cristallina. Queste molecole, chiamate acque di cristallizzazione, sono coordinate allo ione magnesio e fanno parte integrante del reticolo cristallino. Quando il sale viene introdotto in acqua, la presenza di queste molecole d'acqua rende la struttura cristallina più "idratata" e meno compatta rispetto a quella che avrebbe il sale anidro. Di conseguenza, le molecole d'acqua del solvente riescono più facilmente a penetrare nella superficie del cristallo e a favorire il distacco degli ioni Mg²⁺ e Cl⁻ dal reticolo. Dal punto di vista molecolare, si può immaginare che il cristallo di MgCl₂·6H₂O sia già parzialmente preparato all'interazione con l'acqua. Le molecole di acqua presenti nel reticolo cristallino costituiscono una sorta di ponte tra il sale e il solvente esterno, riducendo l'energia necessaria affinché avvenga la dissoluzione. Per questo motivo il passaggio degli ioni dalla fase solida alla fase acquosa risulta particolarmente rapido. Il cloruro di magnesio esaidrato (MgCl₂·6H₂O) è la forma idrata del cloruro di magnesio e contiene sei molecole di acqua di cristallizzazione incorporate nel reticolo del solido. La presenza di queste molecole d’acqua non consente, da sola, di affermare automaticamente una maggiore solubilità intrinseca rispetto alla forma anidra; tuttavia, l’esaidrato mostra una spiccata affinità per l’acqua, anche perché è fortemente igroscopico/deliquescente, cioè tende ad assorbire umidità atmosferica fino a formare una soluzione. Dal punto di vista chimico, la dissoluzione del cloruro di magnesio in acqua è favorita dal fatto che le molecole di H₂O stabilizzano efficacemente gli ioni Mg²⁺ e Cl⁻ mediante idratazione: l’energia liberata dall’interazione acqua–ioni può compensare l’energia necessaria a rompere il reticolo ionico del solido. In questo senso, più che dire che “l’esaidrato è più solubile”, è più corretto dire che la forma esaidrata è già strutturalmente associata all’acqua e presenta, nella pratica, una notevole facilità ad idratarsi ed a passare in soluzione. Tuttavia, la rapidità di dissoluzione del cloruro di magnesio esaidrato non dipende solamente dalla presenza delle acque di cristallizzazione. Un ruolo importante è svolto anche dall'elevata affinità degli ioni Mg²⁺ e Cl⁻ per l'acqua. Non appena il cristallo entra in contatto con il solvente, le molecole d'acqua si orientano immediatamente attorno agli ioni formando i gusci di idratazione. Questo processo è energeticamente molto favorevole e fornisce una forte spinta termodinamica alla dissoluzione. In altre parole, il cloruro di magnesio esaidrato si scioglie rapidamente perché combina due caratteristiche vantaggiose: da un lato possiede una struttura già ricca di acqua, che facilita l'attacco del solvente al cristallo e dall'altro genera ioni che vengono immediatamente e fortemente idratati dall'acqua. L'effetto combinato di questi due fenomeni spiega la sua elevata velocità di dissoluzione e la sua notevole solubilità nelle soluzioni acquose (permettendo soluzioni sovrasature).

Importanza della teoria delle piccole proporzioni

Cos’è la teoria delle piccole proporzioni? Non è una legge formale della chimica fisica ma un principio pratico molto utilizzato in laboratorio, in tecnologia farmaceutica, in nutraceutica e nelle preparazioni industriali. Il concetto consiste nell'aggiungere un soluto poco alla volta anziché tutto insieme, in modo da favorire il contatto progressivo tra soluto e solvente e mantenere efficiente il processo di dissoluzione. Quando una piccola quantità di sostanza viene aggiunta all'acqua, ogni particella trova immediatamente a disposizione un elevato numero di molecole di solvente capaci di bagnarla, solvatarla e disperderla. Prima che il sistema raggiunga localmente concentrazioni elevate, il materiale ha già iniziato a dissolversi ed a diffondersi nella soluzione. L'aggiunta successiva incontra quindi un mezzo già omogeneo e ben agitato, riducendo la probabilità di formazione di aggregati, grumi o zone localmente sovrasature. L'aggiunta graduale può tuttavia tornare utile anche nel caso del cloruro di magnesio quando si preparano soluzioni molto concentrate, come nel nostro caso, o quando il volume di acqua disponibile è limitato. In presenza di concentrazioni dell'ordine di 100-200 g/L o superiori, e soprattutto in assenza di un'adeguata agitazione, possono infatti svilupparsi microzone caratterizzate da elevata concentrazione locale del soluto. In queste condizioni la diffusione degli ioni può diventare più lenta e possono verificarsi fenomeni di accumulo locale del sale accompagnati da variazioni termiche dovute al processo di dissoluzione. Si ricorda che il miglior metodo di miscelazione di un preparato liquido in bottiglia piena è quello dell’inversione (capovolgere lentamente ed in modo deciso più volte la bottiglia, fino a completa miscelazione ed assenza visiva di granuli di polvere o di particelle in sospensione). L'introduzione progressiva del soluto consente allora di distribuire più uniformemente il sale all'interno del solvente e di mantenere più efficienti i processi di trasporto di massa. Da un punto di vista della chimica fisica, si può quindi affermare che l'aggiunta graduale del soluto migliora la dissoluzione soprattutto nei sistemi soggetti a fenomeni di aggregazione, scarsa bagnabilità o condizioni prossime alla saturazione. Per i sali ionici altamente solubili, quali NaCl, KCl e MgCl₂, in presenza di un adeguato volume di solvente e di una sufficiente agitazione, la dissoluzione è normalmente molto rapida e la modalità di aggiunta del sale esercita un'influenza relativamente limitata sulla cinetica complessiva del processo. In conclusione, questa interpretazione rappresenta la formulazione più rigorosa e coerente con i principi della chimica fisica delle soluzioni. Il termine deriva dal greco: olígos = poco e dýnamis = potere - “potere delle piccole quantità”. Principio formalizzato nel 1893 dal botanico svizzero Karl Wilhelm von Nägeli: piccole quantità di soluto, introdotte gradualmente nel solvente, favoriscono una dissoluzione più efficace e controllata, evitando fenomeni cinetici e fisici sfavorevoli. Non è oligodinamica (quella è biologica), ma riguarda termodinamica + cinetica di dissoluzione. Nel processo di dissoluzione di polveri solide, l’aggiunta del soluto in piccole proporzioni favorisce la solvatazione efficiente delle particelle, mantenendo elevato il gradiente di concentrazione soluto‑solvente ed evitando fenomeni di agglomerazione o saturazione locale che rallentano la cinetica di dissoluzione

Apparati e materiali per la preparazione

È necessario un ambiente sterile, quindi, sarebbe preferibile una cappa biologica, in alternativa, chimica ma a flusso laminare; una bilancia che apprezzi almeno il centesimo di milligrammo, per soluzioni totali di capacità di 1 o 2 L; un contenitore sterile dove inserire il preparato da travasare, poi, in bottiglia ed un cucchiaio di argento per prelevare la polvere dallo standard puro (polvere solida di cloruro di magnesio esaidrato).

Perché l’argento?

In assenza di un laboratorio chimico o farmaceutico ed in situazioni non sterili, in emergenza, le proprietà dell’argento sono utili a preparare una soluzione galenica accettabile. Infatti, L’effetto oligodinamico descrive la capacità di alcuni metalli (in particolare l’argento) di esercitare un’azione antibatterica e biocida anche a concentrazioni estremamente basse (tracce, µg/L o meno); d’altronde anche i romani antichi nei primi secoli lo utilizzavano nella depurazione delle acque.

Assunzione e vie di penetrazione

Dopo la somministrazione orale, un farmaco o un integratore in forma liquida raggiunge il tratto gastrointestinale, dove le sostanze disciolte possono essere assorbite attraverso l’epitelio intestinale. La via seguita dopo l’assorbimento dipende principalmente dalle proprietà chimico fisiche della sostanza, in particolare dalle sue dimensioni molecolari, dalla solubilità in acqua o nei lipidi e dalla capacità di associarsi ai grassi alimentari e ai chilomicroni. La semplice forma liquida può rendere più rapido il contatto con la superficie intestinale ed eliminare la necessità della disgregazione della preparazione ma non determina automaticamente la via attraverso cui la sostanza raggiungerà la circolazione sistemica. Un liquido può anche essere somministrato per via sublinguale (percorso: via sublinguale → mucosa orale → capillari → vene linguali → giugulare → cuore → circolo sistemico → organi bersaglio) ed arrivare velocemente; può essere utile anche nel nostro caso e soprattutto nella somministrazione di alcune vitamine o oligoelementi.

 Invece, La circolazione sanguigna portale rappresenta la principale via di assorbimento per le sostanze idrosolubili, per le molecole di piccole dimensioni e per la maggior parte dei farmaci e degli integratori. In questo percorso il soluto presente nel lume intestinale attraversa la membrana apicale degli enterociti, passa attraverso le cellule dell’epitelio intestinale e raggiunge i capillari sanguigni presenti nei villi. Da questi capillari confluisce nella vena porta, viene trasportato al fegato e successivamente raggiunge la circolazione sistemica. Questa via è tipica dei sali minerali, delle vitamine idrosolubili e di numerosi farmaci convenzionali. Nel caso dei farmaci, il passaggio attraverso il fegato prima del raggiungimento della circolazione sistemica può determinare il cosiddetto metabolismo epatico di primo passaggio, durante il quale una parte della dose assorbita viene trasformata dagli enzimi epatici. È però necessario precisare che questo concetto non si applica nello stesso modo agli ioni minerali, come Mg²⁺ e Cl⁻, che non vengono metabolizzati come molecole organiche, ma sono distribuiti, utilizzati, immagazzinati o eliminati attraverso specifici meccanismi omeostatici.

Il sistema linfatico intestinale costituisce una seconda possibile via di assorbimento, ma non rappresenta il percorso ordinario per tutte le sostanze ingerite. In questo caso, dopo l’ingresso negli enterociti, la sostanza viene incorporata in particelle lipidiche, soprattutto nei chilomicroni, e trasferita nei vasi linfatici presenti nei villi intestinali. La linfa raggiunge quindi il dotto toracico e viene riversata nella circolazione sanguigna a livello della vena succlavia. In questo modo la sostanza raggiunge inizialmente la circolazione sistemica senza attraversare direttamente il fegato e può evitare o ridurre il metabolismo epatico di primo passaggio. L’assorbimento linfatico riguarda soprattutto molecole fortemente lipofile, capaci di associarsi ai lipidi alimentari e di essere incorporate nei chilomicroni prodotti dagli enterociti. Questa via può interessare le vitamine liposolubili A, D, E e K, alcuni farmaci lipofili somministrati mediante formulazioni lipidiche, determinati profarmaci, come il testosterone undecanoato e altre formulazioni avanzate. La lipofilia elevata, talvolta associata a valori di logP superiori a 5, può favorire l’accesso alla via linfatica, ma non costituisce da sola una condizione sufficiente. Sono importanti anche la solubilità della sostanza nei trigliceridi, l’associazione con i lipidi intestinali e l’effettiva incorporazione nei chilomicroni. È quindi fondamentale chiarire che una preparazione liquida non viene assorbita necessariamente attraverso il sistema linfatico. Una soluzione acquosa contenente molecole idrosolubili o ioni minerali viene generalmente assorbita attraverso l’epitelio intestinale e raggiunge prevalentemente il sangue portale. Una preparazione lipidica o emulsionata contenente molecole marcatamente lipofile può invece favorire, quando sono soddisfatte le appropriate condizioni chimico-fisiche, il trasporto attraverso la linfa intestinale.

La forma liquida può accelerare alcune fasi che precedono l’assorbimento, poiché il principio attivo è già disciolto o disperso e non deve necessariamente attraversare la disgregazione propria delle compresse e delle capsule. Sull’assorbimento incidono la permeabilità intestinale, la stabilità nel tratto gastrointestinale, il pH, la presenza di alimenti, le interazioni con altre sostanze e l’attività dei trasportatori intestinali. In termini generali, la forma fisica della preparazione condiziona la velocità con cui il principio attivo diventa disponibile per l’assorbimento, mentre la sua natura chimica e la formulazione determinano prevalentemente il percorso portale o linfatico. Nel caso di una soluzione acquosa di cloruro di magnesio esaidrato, la dissoluzione libera specie ioniche idratate di Mg²⁺ e Cl⁻. Questi ioni non vengono incorporati nei chilomicroni e non seguono normalmente la via linfatica tipica delle sostanze fortemente lipofile. Il magnesio viene assorbito attraverso l’epitelio intestinale mediante meccanismi paracellulari e transcellulari regolati, raggiunge la circolazione portale e viene successivamente distribuito ai diversi compartimenti dell’organismo. La sua presenza in una soluzione liquida elimina la fase di dissoluzione gastrointestinale del sale solido, la velocità di ingresso diretto nelle cellule è superiore agli altri tipi di magnesio sia per biodisponibilità che per la presenza del cloro; distribuzione e omeostasi del Mg²⁺ rimangono sottoposte a precisi meccanismi fisiologici. In sintesi, dopo la somministrazione orale le sostanze idrosolubili, gli ioni minerali e la maggior parte dei farmaci raggiungono prevalentemente il sangue attraverso la circolazione portale a meno che non vengano somministrati, come detto, per via sublinguale. In conclusione, La forma liquida può favorire la disponibilità della sostanza per l’assorbimento, ma la scelta tra la via portale e quella linfatica dipende principalmente dalle proprietà chimico-fisiche della molecola e dalle caratteristiche della formulazione.

Concentrazione e dosaggi

La reale concentrazione della soluzione galenica può variare a seconda delle finalità di assunzione, se queste sono di tipo terapeutico o se sono fatte per scopi di integrazione alimentare; dipendono dall’anamnesi del soggetto, dalle condizioni e dal peso corporeo dello stesso. Il chimico/biochimico si interfaccia sempre con il medico sportivo per valutare il piano di somministrazione. La soluzione ha in genere una concentrazione di 4 mg/mL, il solvente preferibile non è acqua bidistillata o distillata ma acqua minerale con concentrazione di sali a titolo noto; è da preferire un’acqua media-minerale con un valore del rapporto calcio/magnesio che si attesta idealmente ad 1,67 (conoscendo la rarità di questo tipo di acque minerali si indica come almeno indicazione minima quella di utilizzare come solvente un’acqua con rapporto di 2 massimo 3) un eccesso di sproporzione tra i due elementi a favore del calcio comporterebbe che parte del magnesio disciolto sarebbe utilizzato per bilanciare questo delta, ciò potrebbe causare la perdita dell’efficacia della soluzione). Per questo motivo all’integrazione con cloruro di magnesio esaidrato va sempre associata l’assunzione nel corso della giornata della sola acqua minerale, con un valore del rapporto calcio/magnesio che si attesta intorno ad 1,67. L’assunzione preferibile della soluzione è di 2 massimo 3 volte al dì, con dosi che variano da 30mL a 120mL a seconda del soggetto. Preferibilmente, si consiglia dopo colazione e dopo cena e almeno quarantacinque minuti prima o dopo aver assunto altri farmaci o differenti integratori; se non funzionali ai processi biochimici di complementarità e/o cooperazione. Ricordiamo che il magnesio cloruro esaidrato è in grado di accelerare la cinetica di alcuni farmaci e di alcuni principi attivi e quindi potrebbe aumentarne esponenzialmente gli effetti. Va sospeso e non somministrato in presenza di farmaci antagonisti perché ne bloccherebbe l’effetto terapeutico o non avrebbe, lui stesso, la solita efficacia in loro presenza.

Magnesio citosolico e magnesio mitocondriale

Il citosol è la soluzione acquosa intracellulare che occupa lo spazio compreso tra la membrana plasmatica e gli organelli cellulari e costituisce il principale sito di numerose reazioni metaboliche. Nel citosol avvengono processi fondamentali quali: glicolisi; sintesi proteica; metabolismo degli amminoacidi; segnalazione cellulare; regolazione ionica. Il magnesio citosolico supporta il metabolismo generale, l’MgATP, gli enzimi citosolici e l’omeostasi energetica intracellulare. In altre parole, il Mg²⁺ citosolico è il magnesio del “lavoro quotidiano” della cellula. È inoltre il compartimento in cui si trova gran parte del magnesio intracellulare, prevalentemente sotto forma di: MgATP

La differenza principale tra i due è funzionale. Il magnesio citosolico è importante per mantenere MgATP disponibile nel compartimento in cui operano moltissimi enzimi cellulari; sostenere il metabolismo generale e l’equilibrio dei nucleotidi energetici; partecipare all’omeostasi ionica del compartimento intracellulare acquoso.

Il magnesio mitocondriale, invece, è più direttamente legato alla produzione di energia. Il magnesio è indispensabile per la funzione mitocondriale, l’ATP è biologicamente attivo come MgATP ed alterazioni del Mg²⁺ mitocondriale si associano a riduzione dell’ATP ed a modificazioni del metabolismo mitocondriale. La deregolazione dell’omeostasi del Mg²⁺ mitocondriale può disturbare la produzione di ATP, modificare il metabolismo energetico ed aumentare la vulnerabilità allo stress cellulare. In alcuni modelli sperimentali è stato anche osservato che la concentrazione di Mg²⁺ nella matrice mitocondriale può essere più alta di quella citosolica e che questo si collega alla gestione di MgADP/MgATP. In conclusione, Il magnesio nel citosol è importante perché rende disponibile ATP nella forma funzionale MgATP e sostiene numerose reazioni enzimatiche; il cloruro contribuisce all’equilibrio elettrolitico e favorisce ingresso e scambi cellulari; il magnesio mitocondriale, invece, è più direttamente coinvolto nella produzione di ATP e nella bioenergetica della cellula.

Discussione e conclusioni

I sali di magnesio legati a matrici organiche (come il magnesio pidolato) non mostrano una specifica attività su molte patologie, mentre la serie delle nostre indagini analitiche e bibliografiche dimostra che solo il cloruro di magnesio esaidrato agisce con efficacia significativa e rapidità su molte malattie o nella attivazione dei processi enzimatici (come evidenziato da osservazioni cliniche e dalle vie di penetrazione della soluzione). Ciò sarebbe dimostrato dal decorso delle sequenze di idratazione del cloruro di magnesio esaidrato fino alla sua completa solubilizzazione. Inoltre, solo il cloruro di magnesio esaidrato permette la totale biosolubilità del sale ionico garantendo il totale ingresso intracellulare. Questo permette la saturazione del citosol e dei mitocondri che hanno infinito magnesio biodisponibile che non segue le vie extracellulari dell’apparato escretore. A sostegno della nostra tesi viene citato lo studio dei Premi Nobel Pons e Fleischmann sulle basse energie. Tali studi sarebbero stati confermati nel 1974 dal Centro Europeo di Ricerca Nucleare (CERN) di Ginevra, che avrebbe comunicato ai laboratori di Batavia e Argonne, negli Stati Uniti, che reazioni nucleari (esplosioni atomiche) possono avvenire anche a basse energie a causa dei neutrini e che persino l'esistenza delle correnti neutre sarebbe spiegabile mediante un meccanismo bifasico.

Ipotesi sperimentale

Nella prima fase l'enzima (secondo la nostra ipotesi attivato dal magnesio) modifica la struttura molecolare della cellula, rendendola più sensibile all'azione dei neutrini. Nella seconda fase il neutrino entra nel nucleo di un altro elemento (generalmente idrogeno o ossigeno), attivando il processo. È quindi evidente, secondo i nostri studi, che solamente il cloruro di magnesio esaidrato, nella sua unità e complessità molecolare, possiede un effetto significativo di biodisponibilità all’interno del citosol cellulare e dei mitocondri. Sappiamo inoltre che lo ione cloruro regola anche le funzioni cerebrali, aspetto ampiamente studiato dal Centro di Scienze Neuropsichiatriche di Losanna in lavori pubblicati sulla rivista Nature Communications. In effetti il cloro è necessario per il corretto funzionamento del sistema nervoso poiché provoca una modifica del comportamento del recettore di tipo GABA. Lo ione cloruro modifica, inoltre, il comportamento elettrico delle cellule, rallentandone l'attività. Questo meccanismo risulta utile in caso di alterazioni delle funzioni cerebrali, quando ad esempio i neuroni non funzionano correttamente. Lo ione cloruro contribuirebbe quindi a correggere l'orientamento funzionale dei neuroni. Il magnesio rappresenta un elemento centrale del metabolismo cellulare poiché consente la formazione del complesso MgATP, vera forma operativa dell'energia biologica. L'ingresso ed il mantenimento del Mg²⁺ nelle cellule dipendono principalmente dai sistemi TRPM6 e TRPM7, essenziali per l'omeostasi minerale. Il cloruro contribuisce invece all'equilibrio elettrolitico ed alla regolazione dell'attività elettrica delle cellule, assumendo un ruolo particolarmente importante nella neurotrasmissione GABAergica. Nel loro insieme, Mg²⁺ e Cl⁻ concorrono al mantenimento dell'omeostasi bioenergetica, metabolica e neurofisiologica dell'organismo. Da alcune nostre ipotesi e prove sperimentali si può ipotizzare che il Cl⁻ contribuisca, anche, all’ingresso intracellulare del magnesio stesso.

L’importanza del Cloruro di Magnesio Esaidrato per il tennista agonista

Durante l’attività fisica aumenta la richiesta di energia: muscoli e nervi devono “spendere” ATP in continuazione. Se l’ATP è disponibile nella forma MgATP, i processi energetici cellulari possono lavorare in modo più efficiente. Una revisione sistematica più recente, focalizzata su indolenzimento/recupero, riporta che in alcuni studi la supplementazione di magnesio è associata a riduzione della “soreness” (dolore muscolare post attività) e miglioramento di alcuni esiti di recupero/performance. il cloruro di magnesio non si lega come molecola intatta all’actina ed alla miosina. Dopo la dissoluzione, MgCl₂ si dissocia in ioni Mg²⁺ e Cl⁻. È soprattutto il Mg²⁺ a partecipare alla biochimica della contrazione muscolare, mentre il Cl⁻ contribuisce prevalentemente all’equilibrio ionico e all’eccitabilità elettrica della fibra.

La dissociazione può essere rappresentata così:

MgCl₂ → Mg²⁺ + 2 Cl⁻

Una volta assorbito e distribuito ai tessuti, il Mg²⁺ entra nelle cellule mediante sistemi di trasporto regolati. Nel citosol della fibra muscolare, una parte rilevante del magnesio si associa all’ATP formando il complesso MgATP. È questa la forma dell’ATP utilizzata dalla miosina ATPasi durante il ciclo contrattile:

Mg²⁺ + ATP ⇌ MgATP

Attivazione della contrazione da parte del calcio

La contrazione inizia con un impulso nervoso che raggiunge la giunzione neuromuscolare e determina la depolarizzazione della membrana della fibra. L’impulso si propaga lungo il sarcolemma e nei tubuli T, inducendo il reticolo sarcoplasmatico a liberare Ca²⁺ nel citosol. Il calcio si lega alla troponina C presente sul filamento sottile. Questo legame modifica la conformazione del complesso troponina-tropomiosina e sposta la tropomiosina, rendendo accessibili i siti dell’actina ai quali possono legarsi le teste della miosina. Il Ca²⁺ agisce quindi come segnale di attivazione: scopre i siti di legame actina-miosina e permette la formazione dei ponti trasversali. Il magnesio non sostituisce il calcio in questo passaggio. Il Ca²⁺ avvia la contrazione, mentre l’MgATP alimenta il movimento molecolare della miosina.

MgATP e ciclo dei ponti actina-miosina

All’inizio del ciclo, la testa della miosina è legata fortemente all’actina. L’arrivo di una molecola di MgATP nel sito ATPasico della miosina riduce l’affinità della testa per l’actina e ne determina il distacco. Questo è un punto importante: il legame di MgATP alla miosina serve inizialmente a separare la miosina dall’actina. Successivamente, la miosina ATPasi catalizza l’idrolisi del complesso MgATP:

MgATP + H₂O → MgADP + Pi

L’energia libera associata alla reazione viene utilizzata per portare la testa della miosina in una conformazione ad alta energia, spesso descritta come “caricamento” della testa. MgADP e fosfato inorganico rimangono temporaneamente associati alla miosina. La testa energizzata si lega quindi a un nuovo sito dell’actina, reso accessibile dal Ca²⁺ tramite il sistema troponina-tropomiosina. Il rilascio del fosfato inorganico rafforza l’interazione fra actina e miosina e induce il colpo di forza, o power stroke. Durante questo movimento, la testa della miosina cambia conformazione e trascina il filamento di actina verso il centro del sarcomero. Successivamente viene rilasciato anche MgADP. Una nuova molecola di MgATP deve quindi legarsi alla miosina per provocarne il distacco dall’actina e iniziare un altro ciclo. Finché il Ca²⁺ mantiene esposti i siti dell’actina e il MgATP rimane disponibile, i cicli dei ponti trasversali continuano ed il sarcomero si accorcia. L’accorciamento non deriva dalla riduzione della lunghezza dell’actina o della miosina, ma dallo scorrimento reciproco dei filamenti.  La sequenza biochimica completa è quindi:

legame del MgATP alla miosina → distacco dall’actina → idrolisi dell’MgATP → caricamento della testa → nuovo legame con l’actina → rilascio di Pi → colpo di forza → rilascio di MgADP → nuovo MgATP

Ruolo del magnesio nel rilassamento

Il magnesio è indispensabile anche per il rilassamento muscolare. Al termine dello stimolo nervoso, il Ca²⁺ deve essere rimosso dal citosol e riportato nel reticolo sarcoplasmatico. Questo trasporto è effettuato principalmente dalla pompa SERCA (ATPasi del calcio del reticolo sarcoplasmatico/endoplasmatico), una Ca²⁺-ATPasi che utilizza MgATP. Quando la concentrazione citosolica di Ca²⁺ diminuisce, il calcio si separa dalla troponina C. La tropomiosina ritorna nella posizione di riposo e copre nuovamente i siti di legame della miosina sull’actina. La formazione di nuovi ponti trasversali viene così impedita e la fibra si rilassa. Il ritorno del Ca²⁺ nel reticolo sarcoplasmatico determina infatti il riposizionamento della tropomiosina sui siti dell’actina. Il MgATP possiede quindi una duplice funzione: permette il ciclo meccanico delle teste della miosina durante la contrazione e alimenta il recupero del Ca²⁺ necessario al rilassamento. In vari studi è descritta la capacità di solubilizzazione e rimozione del calcio da parte del magnesio (per esempio un’acqua ricca di calcio se ha una concentrazione di magnesio corretta non incide nella formazione delle litiasi che erroneamente vengono addebitate all’acqua e che principalmente sono causate dagli ossalati presenti soprattutto in alcuni alimenti vegetali)

Ruolo dello ione cloruro

Il Cl⁻ proveniente dal cloruro di magnesio non aziona direttamente il motore actina-miosina e non forma il complesso energetico con l’ATP. Contribuisce invece all’equilibrio elettrico ed osmotico della fibra muscolare ed alla stabilità del potenziale di membrana. La corretta eccitabilità della membrana è indispensabile affinché l’impulso elettrico si propaghi ed attivi il rilascio di Ca²⁺ dal reticolo sarcoplasmatico. Pertanto, nel sale MgCl₂, i due ioni hanno funzioni differenti: il Mg²⁺ rende funzionale l’ATP come MgATP e sostiene contrazione e rilassamento, mentre il Cl⁻ contribuisce alle condizioni ioniche ed elettriche che permettono alla fibra muscolare di rispondere correttamente allo stimolo; quindi, sono entrambi indispensabili negli sport agonistici.

 Il magnesio sostiene la funzione mitocondriale perché l’ATP è biologicamente attivo come MgATP e molti passaggi del metabolismo energetico sono Mg²⁺-dipendenti. Inoltre, alterazioni dell’omeostasi del Mg²⁺ mitocondriale sono associate a riduzione della produzione di ATP e a cambiamenti del metabolismo energetico; per collegare magnesio e prestazione/recupero: “Mg²⁺ adeguato → MgATP adeguato → bioenergetica più efficiente”.

Se c’è carenza o fabbisogno aumentato, riportare il magnesio in range può aiutare a ridurre vulnerabilità metabolica e sostenere energia/recupero (Mg²⁺ ↔ ATP/MgATP ↔ enzimi energetici). Nella cellula l'ATP libero è quasi assente. La forma biologicamente attiva è: MgATP²⁻cioè ATP legato ad uno ione magnesio. La miosina, che è un'ATPasi, riconosce e idrolizza soprattutto il MgATP:

MgATP → MgADP + Pi + energia

L'energia liberata permette alla testa della miosina di muoversi lungo il filamento di actina.

L’MgATP rappresenta la vera forma biologicamente attiva dell’ATP all’interno della cellula. Sebbene l’ATP venga comunemente definito come la principale “moneta energetica” dell’organismo, nella realtà fisiologica esso agisce quasi sempre legato ad uno ione magnesio (Mg²⁺). Questa associazione genera il complesso MgATP, che costituisce il substrato riconosciuto ed utilizzato dalla maggior parte degli enzimi coinvolti nei processi energetici cellulari.

Per questo motivo il magnesio non deve essere considerato soltanto un semplice minerale, ma un elemento essenziale per l'utilizzazione dell'energia cellulare. Senza un'adeguata disponibilità di magnesio, l'ATP non può essere impiegato efficacemente nelle reazioni biochimiche che sostengono la vita. Si stima infatti che il magnesio partecipi come cofattore a oltre 600 reazioni enzimatiche, molte delle quali direttamente correlate al metabolismo energetico.

L'energia utilizzabile dalla cellula deriva principalmente dalla respirazione cellulare. I nutrienti provenienti dall'alimentazione, in particolare glucidi, lipidi ed in parte proteine, vengono trasformati in acetil-CoA, una molecola chiave che entra nel ciclo di Krebs. Durante questo ciclo vengono prodotti NADH e FADH₂, due coenzimi ridotti che trasportano elettroni ad alta energia verso la catena respiratoria mitocondriale. Attraverso il processo della fosforilazione ossidativa (OXPHOS), l'energia contenuta negli elettroni viene utilizzata per sintetizzare ATP.

Una volta formato, l'ATP si lega al magnesio generando MgATP. Questa molecola alimenta numerosi enzimi ATP-dipendenti che consentono alla cellula di svolgere le sue funzioni fondamentali. Quando l'MgATP viene idrolizzato a MgADP e fosfato inorganico, viene liberata energia che può essere convertita in lavoro biologico.

Nel tessuto muscolare, ad esempio, l'enzima miosina ATPasi utilizza l'energia derivante dall'idrolisi dell'MgATP per generare la contrazione delle fibre muscolari, trasformando energia chimica in energia meccanica. Nelle membrane cellulari, la pompa sodio-potassio (Na⁺/K⁺-ATPasi) impiega MgATP per mantenere i gradienti ionici indispensabili per la trasmissione nervosa, la contrazione muscolare e il mantenimento dell'omeostasi cellulare. Le protein-chinasi utilizzano invece l'MgATP come donatore di gruppi fosfato per regolare l'attività di centinaia di proteine coinvolte nella crescita, nella proliferazione e nella segnalazione cellulare (“cell signaling” è il sistema di comunicazione attraverso il quale le cellule ricevono, interpretano e trasmettono informazioni per coordinare le loro attività).

Anche i processi di sintesi del DNA e dell'RNA dipendono dalla presenza del magnesio. Enzimi come le DNA polimerasi e le RNA polimerasi richiedono Mg²⁺ per funzionare correttamente e per garantire la replicazione e la trascrizione del materiale genetico.

In definitiva, l'MgATP non produce enzimi né genera direttamente energia, ma rappresenta la forma attraverso cui l'energia cellulare viene resa disponibile agli enzimi che la utilizzano. Il magnesio è quindi indispensabile affinché l'ATP possa svolgere il proprio ruolo biologico. Senza il complesso MgATP, gran parte delle reazioni che sostengono il metabolismo, la contrazione muscolare, la trasmissione nervosa, la sintesi delle biomolecole e la produzione stessa di energia non potrebbe avvenire in modo efficiente. Per questo motivo il sistema Acetil-CoA → Ciclo di Krebs → NADH/FADH₂ → OXPHOS → MgATP → attività enzimatica → lavoro cellulare rappresenta uno dei percorsi fondamentali su cui si basa il funzionamento energetico dell'organismo umano e della prestazione del tennista agonista.

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