镁缺乏是全身总体镁含量降低的状态。人体含镁 21-28 g，大部分存在于骨骼（>53%）以及非肌肉组织中（约 19%）。低镁血症（血清镁浓度过低）通常被定义为血清镁浓度＜0.75 mmol/L (＜1.5 mEq/L)。[1]National Institutes of Health. Magnesium: Fact Sheet for Health Professionals. Aug 2021 [internet publication].
https://ods.od.nih.gov/factsheets/Magnesium-HealthProfessional/#en1
血清镁水平并非体内总镁含量和可利用镁的可靠指标，因为仅有 1% 的镁存在于细胞外液中。尚无简单、快速和精确的实验室检查来确定人体内镁的总含量。[2]Franz KB. A functional biological marker is needed for diagnosing magnesium deficiency. J Am Coll Nutr. 2004 Dec;23(6):738S-41S.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15637224?tool=bestpractice.com
测定尿镁水平可以间接评估人体内镁的总含量，尤其是将尿液检测值与血清水平进行比较时。[3]Costello RB, Nielsen F. Interpreting magnesium status to enhance clinical care: key indicators. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2017 Nov;20(6):504-11.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5812344
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一般缺镁是通过低镁血症来发现的。 然而也可以通过临床症状的进展或伴随的低钾血症或低血钙症状来进行判断。
钙和镁在亨利袢发生竞争性摄取，钙滤过负荷的增加可损害镁的重吸收。低镁血症反过来会导致甲状旁腺素（parathyroid hormone, PTH）抵抗并减少 PTH 的分泌，它们都可导致低钙血症。
低钾血症在低镁血症患者中很常见，部分原因是由于原有的紊乱能导致二者的失衡。 当然，也有证据显示低镁血症可以引起肾脏钾排出增加。
镁平衡异常患者通常分为 3 类：
缺镁（体内总镁含量低）且因此患低镁血症（血清镁浓度低）的患者
患低镁血症（血清镁浓度低）但不缺镁（体内总镁含量正常）的患者
缺镁（体内总镁含量低）但无低镁血症（血清镁浓度正常）的患者
镁的体内平衡
血清中约 60% 的镁是游离的，还有大约 33% 与蛋白结合，＜7% 与枸橼酸盐、碳酸氢盐、ATP 和磷酸盐结合。[4]Shils ME. Magnesium. In: Shils ME, Olson JA, Shike M, et al., eds. Modern nutrition in health and disease. 9th ed. New York, NY: Lippincott Williams & Wilkins; 1999:169-192.
肠道调节人体内镁的状况，控制镁的吸收；肾脏控制镁的排泄；骨是镁的主要储积部位。 吸收和排泄由选择性镁通道 TRPM6 来介导，[5]Schlingmann KP, Weber S, Peters M, et al. Hypomagnesemia with secondary hypocalcemia is caused by mutations in TRPM6, a new member of the TRPM gene family. Nat Genet. 2002 Jun;31(2):166-70.
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但是从肠道和肾脏外组织的镁摄取和释放由 TRPM7 控制，它与 TRPM6 的同源性大约为 60%。[6]Nadler MJ, Hermosura MC, Inabe K, et al. LTRPC7 is a Mg.ATP-regulated divalent cation channel required for cell viability. Nature. 2001 May 31;411(6837):590-5.
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吸收：镁吸收是一个可饱和的过程，小肠和大肠均可吸收，以结肠的吸收为最多。 男性平均每日镁摄入量约为 320 mg，女性约为 240 mg；摄入的镁大约 2/3 由粪便排出，1/3 被吸收进入循环。[7]Wester PO. Magnesium. Am J Clin Nutr. 1987 May;45(5 Suppl):1305-12.
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镁可调节 TRPM6 的表达；镁水平的持续下降使其表达增加，进而增加对镁的吸收。[8]Groenestege WM, Hoenderop JG, van den Heuvel L, et al. The epithelial Mg2+ channel transient receptor potential melastatin 6 is regulated by dietary Mg2+ content and estrogens. J Am Soc Nephrol. 2006 Apr;17(4):1035-43.
http://jasn.asnjournals.org/content/17/4/1035.full
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16524949?tool=bestpractice.com
[9]Cao G, Hoenderop JG, Bindels RJ. Insight into the molecular regulation of the epithelial magnesium channel TRPM6. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2008 Jul;17(4):373-8.
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排泄和重吸收：重吸收的主要部位为亨利袢，[10]Quamme GA, de Rouffignac C. Epithelial magnesium transport and regulation by the kidney. Front Biosci. 2000 Aug 1;5:D694-711.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10922295?tool=bestpractice.com
而额外的重吸收发生在远曲小管。每日大约有 2400mg 的镁通过肾脏，最终只有不到 5% 的镁被排出。由于镁能够调控 TRPM6 表达，所以镁水平持续下降导致镁重吸收增加。[8]Groenestege WM, Hoenderop JG, van den Heuvel L, et al. The epithelial Mg2+ channel transient receptor potential melastatin 6 is regulated by dietary Mg2+ content and estrogens. J Am Soc Nephrol. 2006 Apr;17(4):1035-43.
http://jasn.asnjournals.org/content/17/4/1035.full
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16524949?tool=bestpractice.com
虽然没有激素直接控制镁的吸收、排泄和重吸收，但 TRPM6 的表达似乎受雌激素的调控。
通常细胞内镁和细胞外镁存在非常少量的交换。在镁含量下降的急性期，肠道吸收和肾脏重吸收均增加。一些激素，如胰高血糖素、儿茶酚胺和 PTH 可以从骨和其他组织中调动镁。[11]Romani AM, Scarpa A. Regulation of cellular magnesium. Front Biosci. 2000 Aug 1;5:D720-34.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10922296?tool=bestpractice.com
镁也可以对儿茶酚胺的释放呈现负反馈调节。 相反地，一些激素如胰岛素、抗利尿激素 (ADH) 和甲状腺素可促进镁的摄取和贮存。[11]Romani AM, Scarpa A. Regulation of cellular magnesium. Front Biosci. 2000 Aug 1;5:D720-34.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10922296?tool=bestpractice.com
镁的细胞功能
镁是重要的细胞内离子，分布在细胞核、内质网或肌质网、线粒体和细胞质之间。[12]Gunther T. Functional compartmentation of intracellular magnesium. Magnesium. 1986;5(2):53-9.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3086631?tool=bestpractice.com
在细胞代谢和细胞周期中的大约 200 种酶需要镁作为辅助因子，包括腺苷酸环化酶和 ATP 酶。 镁也是钾和钙通道的重要辅助因子，因此对于调控心脏和神经组织的动作电位以及在多种组织中的钙信号传输也有作用。[13]Romani A, Scarpa A. Regulation of cell magnesium. Arch Biochem Biophys. 1992 Oct;298(1):1-12.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1524417?tool=bestpractice.com
镁的膳食推荐供给量
镁的膳食推荐供给量因年龄和性别而异，如下所示：[1]National Institutes of Health. Magnesium: Fact Sheet for Health Professionals. Aug 2021 [internet publication].
https://ods.od.nih.gov/factsheets/Magnesium-HealthProfessional/#en1
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