# Solfato di magnesio

Il solfato di magnesio è un composto chimico di formula MgSO$_4$ che in condizioni normali si presenta come una polvere bianca, inodore, dal sapore salino amaro.

## Storia

Il composto venne approvato per la prima volta per uso clinico negli Stati Uniti, nel 1981. Storicamente, in agricoltura è stato usato come trattamento per l'avvelenamento da piombo negli animali da reddito prima dello sviluppo delle terapie chelanti, specialmente tra l'inizio e la metà del XX sec.

## Caratteristiche strutturali e fisiche

Si tratta di un sale composto per il 20,19% da cationi del magnesio (Mg$^{+2}$) e il restante da anioni solfato (SO$_4$$^{−2}$) disposti a formare cristalli del sistema monoclino. Il composto è inserito nella categoria dei solfati di metalli alcalino terrosi e presenta le seguenti caratteristiche:
* carica fisiologica = -2
* 4 accettori di legami a idrogeno
* massa monoisotopica = 119,93677 g/mol
* superficie polare = 80,26 Å²
* polarizzabilità = 5,81 Å³
Quando viene riscaldato produce fumi tossici e corrosivi inclusi gli ossidi di zolfo. Il rilassamento del solfato di magnesio è il principale meccanismo alla base dell'assorbimento acustico dell'acqua a frequenze >10 kHz.

## Abbondanza e disponibilità

Essendo gli ioni Mg$^{2+}$ e SO$_4$$^2$ i secondi più abbondanti nell'acqua di mare dopo Na$^+$ e Cl$^-$, i solfati di magnesio sono minerali comuni. Sono prevalentemente collegati e processi supergenici e alcuni sono importanti costituenti dei depositi salini di potassio-magnesio da evaporazione (K-Mg). Le macchie brillanti, osservate dalla sonda Dawn nel cratere Occator del pianeta nano Cerere, sono consistenti con la luce riflessa dal solfato di magnesio esaidrato.

## Sintesi del composto

Il solfato di magnesio è comunemente ottenuto da fonti naturali, ma può anche essere preparato dalla reazione tra magnesite o periclasio con acido solforico:
${\ce {H2SO4 + MgCO3 -> MgSO4 + H2O + CO2}}$
Il sale di Epsom viene preparato per neutralizzazione dell'ossido di magnesio, dell'idrossido di magnesio o col carbonato di magnesio con acido solforico e successiva evaporazione della soluzione fino a cristallizzazione.

## Reattività e caratteristiche chimiche

Si tratta di un composto igroscopico solubile in acqua, etanolo ed etere, ma insolubile in acetone. Si trova generalmente come sale idrato (MgSO4·nH2O), dove n assume valori compresi tra 1 e 11. Il più comune è MgSO4·7H2O noto come sale di Epsom. Risultano tutti stabili fino ad una temperatura di 320 °C, sopra la quale solo la forma anidra risulta stabile decomponendosi in ossido di magnesio (MgO) e anidride solforica (SO$_3$).
Sali idrati :
| Nome | Fomula | Presenza in natura | Sistema cristallino |
| Solfato di magnesio anidro | MgSO4 | instabile | - |
| Solfato di magnesio monoidrato | MgSO4·H$_2$O | kieserite | monoclino |
| Solfato di magnesio monoidrato | MgSO4·H$_2$O | - | triclino |
| Solfato di magnesio diidrato | MgSO4·2H$_2$O | - | ortorombico |
| Solfato di magnesio triidrato | MgSO4·3H$_2$O | - | - |
| Solfato di magnesio tetraidrato | MgSO4·4H$_2$O | starkeyite | monoclino |
| Solfato di magnesio pentaidrato | MgSO4·5H$_2$O | pentahydrite | triclino |
| Solfato di magnesio esaidrato | MgSO4·6H$_2$O | esaidrite | monoclino |
| Solfato di magnesio eptaidrato) | MgSO4·7H$_2$O | epsomite | ortorombico |
| Solfato di magnesio enneaidrato | MgSO4·9H$_2$O | - | monoclino |
| Solfato di magnesio decaidrato | MgSO4·10H$_2$O | - | - |
| Solfato di magnesio undecaidrato | MgSO4·11H$_2$O | meridianite | triclino |

## Biochimica

Il magnesio è un importante cofattore per le reazioni enzimatiche e gioca un ruolo importante nella trasmissione neurochimica e nella eccitabilità muscolare, in particolare blocca i canali del calcio che permettono il passaggio di questo attraverso la membrana cellulare e il suo accumulo nel citoplasma. Riduce le contrazioni della muscolatura liscia e blocca la trasmissione neuromuscolare periferica riducendo il rilascio dell'acetilcolina a livello della giunzione neuromuscolare. Interviene inoltre nella mineralizzazione ossea.

## Farmacologia e tossicologia
### Farmacocinetica

Il profilo farmacocinetico del composto dopo fleboclisi può essere descritto da un modello bicompartimentale con una prima fase di rapida distribuzione seguita da una fase β di eliminazione. Nei neonati ha un'emivita pari a 43,2 ore. Viene escreto attraverso i reni in misura pari alla concentrazione sierica e alla filtrazione glomerulare, in generale il 90% della dose somministrata viene secreta nelle prime 24 ore.

### Farmacodinamica

Causa l'inibizione diretta dei potenziali d'azione nelle cellule muscolari del miometrio con conseguente disaccoppiamento di eccitazione e contrazione e riduzione della frequenza e della forza delle contrazioni.

### Effetto del composto ed usi clinici

In campo medico, il composto viene utilizzato come:
* anticonvulsivante
* calcio-antagonista
* antiaritmico
* analgesico
* anestetico
* ticolitico
* lassativo
Spesso utilizzato per:
* la prevenzione e il controllo delle convulsioni in caso di grave tossiemia gravidica nelle donne in gravidanza (preeclampsia e eclampsia)
* il trattamento della nefrite nei bambini
* come terapia sostitutiva in carenza di magnesio, particolarmente in caso di ipomagnesiemia acuta accompagnata da segni di tetania
* la prevenzione e il trattamento della ipomagnesiemia in pazienti che ricevono nutrizione parenterale totale
* il trattamento della tetania uterina
* il trattamento della torsione di punta
* il trattamento dell'avvelenamento da bario
* il trattamento del deficit di acido folico
* il trattamento sintomatico della stitichezza
* come terapia adiuvante nei casi di esacerbazione dell'asma
* la preparazione della vescica prima d'interventi al colon e al retto
* aiuto in caso di distorsioni ed ematomi lievi

### Tossicologia

La sostanza può essere assorbita dall'organismo per inalazione dei suoi aerosol e per ingestione. La sostanza è blandamente irritante per gli occhi e il tratto respiratorio. Può essere raggiunta molto rapidamente una concentrazione dannosa di particelle aerodisperse, specialmente se in polvere. Il primo sintomo di intossicazione da solfato di magnesio è la perdita del riflesso patellare ad una concentrazione plasmatica tra 3,5 e 5 mmol/l. La paralisi respiratoria si verifica a concentrazioni tra 5 e 6,5 mmol/l. La conduzione cardiaca è alterata a concentrazioni superiori a 7,5 mmol mentre l'arresto cardiaco si verifica a concentrazioni superiori a 12,5 mmol/l.
Non è carcinogenico.

### Controindicazioni ed effetti collaterali

Il composto non deve essere somministrato a pazienti con aritmie cardiache o danno del miocardio, nonché con compromissione renale grave. Le reazioni avverse al composto comprendono:
* ipotensione
* cambiamenti nell'ECG
* diarrea
* ritenzione urinaria
* depressione del sistema nervoso centrale
* ipovetilazione
Tra gli effetti collaterali del composto troviamo:
* patologie gastrointestinali: ileo paralitico e transito intestinale ritardato
* patologie sistemiche e condizioni relative alla sede di somministrazione: reazioni di ipersensibilità e orticaria
* disturbi del metabolismo e della nutrizione: acidosi metabolica e ipocalcemia

### Interazioni

Il magnesio solfato può interagire con i seguenti medicinali:
* farmaci che deprimono il sistema nervoso centrale
* glicosidi cardiaci
* bloccanti della placca neuromuscolare competitivi e depolarizzanti
* antibiotici aminoglicosidici
* eltrombopag
* rocuronio
* labetololo
* calcio-antagonisti (isradipina, felodipina, nicardipina e nifedipina)

## Applicazioni

Il composto trova inoltre applicazione come:
* fertilizzante
* integratore alimentare
* additivo alimentare
* additivo chimico nella preparazione di cementi particolari
* sali da bagno
* sale nella birrificazione
* coagulante nella preparazione del tofu
* additivo per la cura di acquari marini ricchi di coralli