Association between low serum magnesium levels and the extent of abdominal aortic calcification in renal transplant recipients

Abstract

Introduction – In renal transplant recipients (RTRs) vascular calcifications has been associated with an increased risk of cardiovascular as well as all-cause mortality.  Recent experimental and clinical studies showed that magnesium (Mg) deficiency may be related to the progression of vascular calcification. Aim of this study was to determine the hypothetical association between Mg and vascular calcifications in RTRs. Methods – Seventy-one RTRs underwent a lateral X-ray of the lumbar spine to assess the presence of calcification of the abdominal aorta. Abdominal aortic calcium (AAC) content was graded with a score ranging from 0 to 24 points. At the same time were evaluated: carotid artery intima-media thickness (IMT);  left ventricular mass index (LVMi); sCa, sPO4, sMg, uMg, PTH, HDL, LDL, blood pressure (BP). Results – AAC was correlated with: age (r=0.601; P<0.001), dialysis vintage  (r=0.314; P<0.01), sMg (r=-0.438; P<0.001), PTH (r=0.322; P<0.01), SBP (r=0.539; P<0.001), IMT (r=0.706; P<0.001), LVMi  (r=0.326; P<0.01). Serum Mg was correlated with PTH (r= -0.304; P<0.01). IMT was correlated with LVMi and SBP (r=0.330, P<0.01; r=0.494, P <0.0001; respectively). Stepwise multiple regression analysis showed that the final model contained six predictor variables for AAC (IMT, sMg, age, SBP, proteinuria, and dialysis vintage; F5,64=31.7, P<0.001; Adjusted R2 =0.718). Patients in higher AAC thirtile (8-24) were older, with longer dialysis vintage, lower sMg, higher PTH, and higher IMT values. Conclusions – Our results suggest a hypothetical interrelationship between sMg  and ACC, and IMT in RTRs.

Keywords: magnesium, vascular calcification, carotid artery intima-media thickness, renal transplantation

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Introduzione

Il rischio di malattia cardiovascolare aumenta progressivamente con il ridursi della funzione renale, arrivando ad essere di 20 volte superiore a quello che si riscontra nella popolazione generale quando viene avviata la terapia sostitutiva [1]. Il trapianto renale riduce, ma non normalizza, il rischio cardiovascolare, che risulta infatti di cinque volte maggiore a quanto riportato nella popolazione generale ed aumenta significativamente con il ridursi del funzionamento del rene trapiantato [2,3]. Ad un anno dal trapianto, su una popolazione di 19.103 pazienti con trapianto renale (RTRs), gli eventi cardiovascolari erano la causa di morte nel 21.6% della popolazione studiata [4]; con la progressiva estensione del follow-up, la prevalenza di malattia cardiovascolare aumentava fino ad arrivare ad essere la causa di morte nel 31% della popolazione con trapianto funzionante [5]. 

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Association between fractures and vascular calcifications

Abstract

Several cross-sectional and prospective studies highlight the existence of an association between bone fractures and abdominal aortic calcifications, especially if particularly severe and independent from confounders such as aging, smoking habits and diabetes. This phenomenon affects not only the general population but also patients with chronic kidney disease in which cortical bone lesions are prevalent. Moreover, bone fractures and aortic calcifications have been proved to be linked to increased cardiovascular morbidity and mortality, both in the general populations and in patients with chronic kidney disease, who notoriously show elevated cardiovascular risks.

Therefore, diagnostic investigations about bone fractures and abdominal aortic calcifications, particularly in patients with chronic kidney disease, may represent a useful tool for identification of patients with a higher cardiovascular risk in order to optimize therapies for bone metabolism disorders.

KEYWORDS: Vertebral fractures, vascular calcifications, Chronic Kidney Disease, mortality

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INTRODUZIONE

L’Osteoporosi e le malattie cardiovascolari sono due importanti problemi di salute pubblica, entrambi associati ad elevata morbilità e ospedalizzazione di lunga durata, elevata mortalità ed elevato dispendio di risorse da parte del Sistema Sanitario (1).

Tra queste due patologie, inoltre, è documentata una stretta correlazione, sia nella popolazione generale, sia nei pazienti con malattia renale cronica (MRC), come dimostrato da recenti studi clinici sperimentali (234).

La relazione tra osso e vasi è molto ben riassunta, sotto l’aspetto biologico, dal processo di calcificazione della media dei vasi arteriosi. Infatti, alcuni modulatori chiave del metabolismo osseo e minerale sono coinvolti attivamente nel processo di calcificazione vascolare, in quanto esistono forti analogie tra le cellule della parete vascolare e il tessuto osseo. In particolare, le cellule muscolari lisce, stimolate dagli stessi lipidi ossidati che inducono aterosclerosi, sono in grado di trans-differenziarsi in osteoblasti e, successivamente, di produrre osso mineralizzato nella parete arteriosa. Inoltre, sia il processo di aterosclerosi che di osteoporosi vedono il reclutamento dei monociti e la loro differenziazione in macrofagi-cellule schiumose nelle arterie e negli osteoclasti dell’osso (5). Il processo di trans-differenziazione in senso osteo-condroblastico delle cellule muscolari lisce della tunica media delle arterie vede coinvolto un aumento dell’espressione del fattore di trascrizione Runx2 e di altri mediatori a valle di differenziazione osteoblastica (Msx2, Wnt3a, and Wnt7a), di mineralizzazione della matrice (osterix, fosfatasi alcalina) e proteine tipiche del tessuto osseo (collageno tipo I, osteocalcina, osteopontina, e RANKL) (6). 

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Vascular calcifications in subjects with and without chronic renal failure: types, sites and risk factors

Abstract

Vascular calcifications worse outcomes in the general population and in patients on dialysis

We investigated 146 patients on chronic hemodialysis and 63 healthy controls with normal renal function under 65 years of age. All subjects underwent B-mode ultrasonography of common and internal carotid artery, abdominal aorta, common and superficial femoral artery and posterior tibial artery to assess the presence of intimal and medial calcifications.

Intimal and media calcifications were present at the level of the carotid vessel, the abdominal aorta, the common femoral artery, the superficial femoral artery and the posterior tibial artery, respectively in 45%, 50%, 45%, 50%, 42% of patients on dialysis and in 5%, 15%, 24%, 5%, 2% of controls (p <0,01).

On multivariate logistic analysis of regression, after adjustment for potential confounders,    carotid intimal calcification, abdominal aortic calcification, medial calcification of the superficial femoral artery and posterior tibial artery calcification were associated with dialysis and with cardiovascular disease. Only intimal arterial calcification were associated with older age and smoking.

Vascular calcifications are extremely common in middle-aged patients on chronic hemodialysis. Ultrasonography currently available in Nephrology, is a sensitive, reproducible, inexpensive imaging technique to identify arterial intimal and medial calcification in high-risk cardiovascular subjects.

Key words: arterial calcifications, arterial intimal calcifications, arterial media calcification, chronic renal failure, hemodialysis, vascular calcifications

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Introduzione

La presenza di calcificazioni vascolari aumenta il rischio di mortalità cardiovascolare nei soggetti sani (1,2), nei cardiopatici (3), nei diabetici (4) e nei nefropatici (5). Considerando i differenti distretti arteriosi, questa associazione tra calcificazione vascolare e mortalità è stata dimostrata per il distretto arterioso carotideo (6), aortico addominale (7), femorale comune (8), femorale superficiale (9) e tibiale (10).
 

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