Magnesiummangel

Magnesium gehört zu den für den Menschen essenziellen Mineralien, die an zahlreichen lebenswichtigen Prozessen beteiligt sind. Gerade im Bereich der Muskeln und Knochen kann ein Magnesiummangel mitunter verheerende Folgen haben. Die beste Quelle für Magnesium ist unsere tägliche Ernährung. Während sich im Normalfall ein Magnesiummangel auf diesem Weg gut ausschließen lässt, können eine krasse Fehlernährung oder andere gesundheitliche Probleme einen solchen Mangel durch herbeiführen.

Artikel durch 63 anerkannte Studien verifiziert


Magnesium – das chemischen Element mit der Ordnungszahl 12 im PSE (Periodensystem der Elemente) – gehört zu Erdalkalimetallen. Neben dem Vorkommen in der unbelebten Natur spielt das Magnesium für die Stoffwechselvorgänge von Pflanzen und Tieren eine wichtige Rolle. Die Biologie/Medizin bezeichnet Magnesium als essentiellen Stoff, ohne den die metabolischen Vorgänge unmöglich sind.

Im Körper erfüllt der Mineralstoff verschiedene Aufgaben. Auf der einen Seite ist Magnesium im menschlichen Körper an mehreren hundert enzymatischen Reaktionen beteiligt. Andererseits beeinflussen Ionen des Elements als sekundärer Botenstoff verschiedene Zellfunktionen. In den Fokus rückt der Mineralstoff aber regelmäßig durch die Bedeutung für den Sport. Magnesiummangel wird mit Krämpfen und Erschöpfung in Verbindung gebracht. Ist Magnesium tatsächlich dafür verantwortlich? Wie viel Magnesium sollte der menschliche Körper aufnehmen? Und kann es zu einer Überdosierung kommen? In diesem Artikel werden diese Fragen auf Basis wissenschaftlicher Studien etwas genauer beantwortet.

Was ist Magnesium?

Das Magnesium ist ein chemisches Hauptgruppenelement. Im Periodensystem der Elemente gehört es zur 2. Hauptgruppe. Aus der Position zwischen den Erdmetallen und den Alkalimetallen lassen sich einige der Eigenschaften – wie die Bildung von Basen und die schlechte Löslichkeit in Wasser – erklären. Magnesium bzw. Magnesiumverbindungen sind bereits seit Jahrhunderten bekannt. Isoliert wurde das Element aber erst im 19. Jahrhundert.

Aufgrund der Reaktionsfreudigkeit kommt das Element nicht rein vor – sondern in Mineralen. Gebunden ist Magnesium unter anderem in:

  • Karbonaten
  • Sulfaten
  • Silikaten.

Die Gewinnung des Magnesiums erfolgt heute technisch durch Schmelzflusselektrolyse oder thermische Reduktion. Reines Magnesium liegt – nach der Gewinnung unter anderem als silbrig aussehendes Pulver oder in Barren-/Stabform vor.

Das Element bildet verschiedene Isotope, von denen allerdings nur drei stabile Varianten (24Mg bis 26Mg) stabil sind. Synthetisch hergestellt Isotope des Magnesiums zerfallen nach wenigen Sekunden bis einigen Stunden. Eine Besonderheit des Elements ist die Fähigkeit des Pulvers, sich bis zur Selbstentzündung zu erwärmen.

Eigenschaften des Magnesiums(1) im Überblick:

Mganesium 
Ordnungszahl:12
Formelzeichen:Mg
PSE-Serie:Erdalkalimetalle
CAS-Nummer:7439-95-4
Aggregatzustand/Kristallstruktur:fest/hexagonal

Abbildung 1: Wichtige Informationen zum Magnesium

Gebunden kann Magnesium als:

  • Organische
  • anorganische

Verbindung vorliegen. Letztere umfassen unter anderem Oxide, Karbonate oder Phosphate.

Organische Magnesiumverbindungen können beispielsweise:

  • Magnesiumcitrat
  • Magnesiumorotat
  • Magnesiumaspartat

sein. In welcher Verbindungsart der Mineralstoff dem Körper zugeführt wird, spielt – so der Tenor diverser Untersuchungen – letztlich keine Rolle. Die Resorption des Magnesiums findet im gesamten Verdauungstrakt statt, konzentriert sich aber auf den Dünndarm. Damit der Mineralstoff aufgenommen werden kann, muss der Körper entsprechende Bindungsmoleküle zur Verfügung stellen.

Die Aufnahme kann über die Ernährung oder Nahrungssupplemente sichergestellt werden. Letzteres ist allerdings nur in Ausnahmefällen nötig. Hintergrund: Aufgrund der Bedeutung als eines der zehn häufigsten Elemente ist Magnesium in vielen Nahrungsmitteln – tierischer und pflanzlicher Natur – enthalten.

Wozu braucht der Mensch Magnesium?

Das Element Magnesium ist ein essenzieller – also für die biologischen Funktionen lebenswichtiger – Mineralstoff. Diese Bedeutung verdankt Magnesium unter anderem der Tatsache, dass es wie Kalzium in den Zellen eine wichtige Rolle spielt. Was das Element Magnesium heraushebt, ist die Beteiligung am Aufbau des Adenosintriphosphats – kurz ATP. Hierbei handelt es sich um einen Energiespeicher, durch dessen Spaltung Zellen Energie gewinnen. An dieser Reaktion ist Magnesium beteiligt. Zusätzlich erfüllt der Mineralstoff noch viele andere Aufgaben im menschlichen Körper.

  • Magnesium ist an der zellulären Kommunikation beteiligt. Durch die Beteiligung am Aufbau der sogenannten sekundären Botenstoffe (Second Messenger, zum Beispiel cyclisches Adenosinmonophosphat) wird durch den Mineralstoff die Reizübermittlung innerhalb der Zelle möglich.
  • Der Mineralstoff ist für die Muskeltätigkeit und die Übertragung der Signale innerhalb des Nervensystems durch seine antagonistische Wirkung zum Kalzium von Bedeutung. Während letztgenannter Mineralstoff beispielsweise Muskeln anregt, bewirkt Magnesium eine Relaxation bzw. Stabilisierung(2). Optimal mit Magnesium versorgte Knochen brechen im Vergleich weniger schnell als im Rahmen einer Unterversorgung mit dem Mineralstoff.
  • Der Mineralstoff ist am Aufbau der Knochen beteiligt. Ein erheblicher Prozentsatz des im menschlichen Körper vorhandenen Magnesiums wird über das Hydroxylapatit der Knochen adsorbiert. Beteiligt ist das Element Magnesium beispielsweise bei der Aktivierung der alkalischen Phosphatasen (AP). Hierbei handelt es sich um ein Enzym, welches Magnesium als Co-Faktor benötigt. Die Funktion des Enzyms besteht darin, anorganische Phosphatverbindungen zu spalten – um daraus Phosphat zu gewinnen. Letzteres wird wiederum zu Kalziumphosphat umgesetzt, welches der Körper zum Knochenaufbau verwendet.
  • Durch die Beteiligung an enzymatischen Prozessen beeinflusst Magnesium den Vitamin D-Haushalt. Calcitriol – die eigentlich physiologisch aktive Form des Vitamins D3 – wird in mehreren Schritten aus Cholecalciferol über Calcidiol unter Beteiligung von Magnesium synthetisiert. Fehlt Magnesium bzw. sinkt der körpereigene Magnesiumspiegel unter das Normalmaß, kann dies den Vitamin-Metabolismus nachteilig beeinflussen(3).
  • Ohne Magnesium findet kein Transport von Elektrolyten über die Zellmembranen statt. Der Austausch von Natrium aus dem Zellinneren nach außen sowie der Transport von Kalium in die Zellen hinein wird durch sogenannte Natrium-Kalium-ATPase (Natrium-Kalium-Pumpe) bewerkstelligt. Der Mineralstoff Magnesium tritt auch hier wieder als Co-Faktor auf.
  • Aufgrund der Verflechtungen von Magnesium im menschlichen Stoffwechsel ist der Mineralstoff für die Thermogenes und die Thermoregulation von Bedeutung.
  • Magnesium hat Einfluss auf die Regulierung der Insulinaktivität. Kommt es zu einer Verringerung der Magnesiumkonzentration innerhalb der Zellen, wirkt sich dies nachteilig auf die Insulinresistenz bei Diabetes Typ II Patienten aus(4).

Neben den genannten Bereichen spielt der Mineralstoff im menschlichen Körper an vielen weiteren Stellen eine Rolle. Beispielsweise hat der Magnesiumspiegel Einfluss auf:

  • Herzrhythmus und Blutdruck
  • Immunabwehr (Immunmodulator)
  • Hormonsystem.

Welche Dosis wird empfohlen – wann liegt ein Magnesiummangel vor?

In der Medizin gilt ein Serumspiegel zwischen 0,7 – 1,1 mmol/l für den Mineralstoff Magnesium als normal(5). Aufgrund verschiedener Faktoren kann es sowohl zu einem Mangel an Mg im Körper kommen als auch einen Überschuss (Hypermagnesiämie). Letzterer hat auf die Körperfunktionen – ab einer gewissen Schwellenkonzentration – ebenfalls nachteilige Auswirkungen. Es kann zu:

  • Beeinträchtigungen der Muskelreflexe
  • Bewusstseinsstörungen
  • Störungen in der Reizleitung

kommen. Bei einer starken Überdosierung jenseits der 6 mmol/l besteht die Gefahr akut lebensgefährlicher Zustände – wie Koma oder Herzversagen.

Ein Magnesiummangel tritt auf, wenn die Serumwerte unter die Normgrenze fallen. Kurzfristige Veränderungen sind durchaus akzeptabel, da beispielsweise körperliche Anstrengung Einfluss auf den Magnesiumspiegel hat.

Empfohlene Menge Magnesium pro Tag nach DGE(6):

AlterMg-Bedarf je Tag / mMg-Bedarf je Tag / w
0 bis unter 4 Monate24 mg24 mg
4 bis unter 12 Monate60 mg60 mg
1 bis unter 4 Jahre80 mg80 mg
4 bis unter 7 Jahre120 mg120 mg
7 bis unter 10 Jahre170 mg170 mg
10 bis unter 13 Jahre230 mg250 mg
13 bis unter 15 Jahre310 mg310 mg
15 bis unter 19 Jahre400 mg350 mg
19 bis unter 25 Jahre400 mg310 mg
25 bis unter 51 Jahre350 mg300 mg
51 bis unter 65 Jahre350 mg300 mg
ab 65 Jahre350 mg300 mg

Abbildung 2: Empfohlene tägliche Dosis an Magnesium nach Alter und Geschlecht, Quelle: DGE

 

Wesentliche Quelle des Mineralstoffs ist die Nahrung. Enthalten ist Magnesium unter anderem in Getreide und Getreideprodukten, grünen Blattgemüsen sowie Nüssen und Hülsenfrüchten. Bei einer ausgewogenen Ernährung sollte ausreichend Magnesium aufgenommen werden. Allerdings haben die sich über Jahre veränderten Essegewohnheiten Auswirkungen auf den Magnesiumgehalt der Nahrungsmittel.

Problematisch ist eine kontinuierliche Unterversorgung auch aufgrund der Tatsache, dass die Symptome eines Magnesiummangels erst spät einsetzen, da die Mg-Speicher im Knochen ein vorrübergehendes Reservoir darstellen. Auftreten können bei einem Mangel unter anderem:

  • Muskelkrämpfe und –zucken
  • verstärkte Reizbarkeit
  • Müdigkeit und Erschöpfung
  • Kopfschmerzen
  • Sensibilitätsstörung in den fernen Extremitäten.

 

Was ist bei der Dosierung zu beachten?

Sofern eine Magnesiummangel vermutet bzw. festgestellt wird, lassen sich verschiedene Maßnahmen für eine Erhöhung des Serumspiegels einleiten. Zu den einfachen Methoden gehört eine Ernährungsumstellung mit dem Ziel, höhere Mg-Tagesdosen aufzunehmen. Eine weitere Option ist die Supplementierung durch anorganische oder organische Präparate.

Generell ist an diesem Punkt von einer Selbstmedikation ohne weitere ärztliche Kontrolle abzuraten. Hintergrund ist die so möglicherweise entstehende Hypermagnesiämie – also die Überdosierung des Magnesiums. Die Aufnahme des Mineralstoffs im Übrigen nicht nur von quantitativen Aspekten, also der Dosis, beeinflusst. Zu den Einflussfaktoren gehört beispielsweise Alkohol. Dessen Konsum führt zu einer Verminderung der Mg-Aufnahme bzw. einem reduzierten Magnesiumspiegel(7).

Zu einer Verringerung der Resorption des Mineralstoffs tragen auch sogenannte Protonenpumpenhemmer bzw. Protonenpumpen-Inhibitoren – allgemein als Säureblocker bezeichnet – bei, welche beispielsweise gegen Sodbrennen eingenommen werden. Nachteilige Auswirkungen auf den Magnesiumstatus haben unter anderem auch:

  • Abführmittel
  • verschiedene Antibiotika
  • Wirkstoffe aus dem Bereich der Diuretika
  • Antihistaminika oder
  • Immunsuppressiva.

Sofern Patienten eine Supplementation mit Magnesium erhalten, sollte die Verordnung entsprechender Arzneimittel mit in Betracht gezogen werden. Da Zink die Aufnahme des Mineralstoffs mindernd, sollte eine Einnahme zeitlich versetzt erfolgen.

Auf der anderen Seite kann die Anwesenheit einzelner Stoffe zu einer Erhöhung des Magnesiumstatus führen. Einige Diuretika reduzieren die Ausscheidung des Mineralstoffs. Eine zusätzliche Magnesiumgabe kann in dieser Situation zu einer Überdosierung führen.

Der Mineralstoff wird nicht nur von anderen Wirkstoffen beeinflusst. Die Anwesenheit von Magnesium wirkt sich auch auf die Resorptionsfähigkeit des Körpers in Bezug auf diverse Wirkstoffe aus. Hierzu gehören diverse antibiotische Wirkstoffe oder zur Behandlung der Schilddrüse verabreichte Hormone. Diese Wechselwirkung ist im Rahmen einer Mg- Supplementation von besonderer Bedeutung.

 

Magnesiummangel – Informationen im Überblick

Die Tatsache, dass der überwiegende Anteil des Magnesiums im menschlichen Körper gebunden ist bzw. intrazellulär vorliegt, macht Bewertungen zum Vorliegen eines Magnesiummangels schwierig. Zusätzlich wird dieses Problem durch ein Fehlen standardisierter Referenzintervalle fehlen. Je nach Untersuchungsmethode und Referenzintervall können Angaben zur Häufigkeit der Hypomagnesiämie stark schwanken.

Vor dem Hintergrund dieser Tatsache ergeben Studien zum Magnesiummangel sehr unterschiedliche Ergebnisse, die sich teilweise um mehrere Faktoren unterscheiden können(8). Für das heute verbreitet verwendete untere Referenzintervall liegt die Häufigkeit für Magnesiummangel zwischen 13 Prozent bis 17 Prozent. Bei Erwachsenen sehen Studien Hypomagnesiämie bei 27 Prozent. Verschiedene Autoren sprechen sich in diesem Zusammenhang für ein Auftreten des Mg-Mangels in der internistischen Praxis zwischen 10 Prozent bis 20 Prozent(9) aus.

Dass die Ursache für die Entstehung der Hypomagnesiämie zum Teil in der Ernährung begründet ist, zeigen Studien. Beispielsweise liegen die von der Bevölkerung in den USA aufgenommenen Mengen des essenziellen Mineralstoffs bei nur 35 Prozent bis 50 Prozent der empfohlenen Dosis(10). Und dies obwohl bekannt ist, welche Auswirkungen der Mangel an Magnesium hat.

Zu den Schwierigkeiten einer klaren Diagnose gehört – neben Abweichungen durch unterschiedliche Referenzintervalle – das metabolische Zusammenspiel zwischen dem intrazellulär gebundenem und dem frei im Serum verfügbaren Magnesium. Im Rahmen klinischer Analysen besteht einerseits die Gefahr, eine Hypomagnesiämie falsch zu diagnostizieren oder diese nicht zu erkennen. Die Serumanalyse kann daher nur ein erster Schritt sein. Weiterführend können das über den Urin ausgeschiedene Magnesium bestimmt oder ein Mg-Retentionstest durchgeführt werden.

Ein Magnesiummangel führt zu den bereits genannten Symptomen, zu denen parallel auch pektanginöse Beschwerden und beschleunigter Puls hinzukommen können(8).

 

Wirkung von Magnesium

Die herausragende Bedeutung des Elements Magnesium als essentieller Mineralstoff ist in Biologie und Medizin bereits seit längerer Zeit bekannt. Hierzu gehört die bereits angesprochene Position innerhalb der intrazellulären Kommunikation wie auch die Funktion als Kalzium-Antagonist. Allerdings zeigen neue Studienergebnisse auch, dass im Hinblick auf die metabolisch-physiologische Bedeutung des Mineralstoffs noch nicht alle Fragen eindeutig geklärt sind. Dazu gehören zum Beispiel die Auswirkung einer Hypomagnesiämie auf kardiovaskuläre Diagnosen oder das Zusammenspiel zwischen Magnesium und verschiedenen Tumorerkrankungen. Wie weit die Wirkung des Mineralstoffs geht, lässt sich unter anderem daran erkennen, dass MgO sogar in der Lage is, zytotoxisch wirkende Substanzen zu hemmen(11).

Magnesium und Krebs

Für den Mineralstoff Magnesium ist unter anderem bekannt, dass dieser Einfluss auf den Zelltod hat. Die Medizin hat inzwischen auch Zusammenhänge zwischen verschiedenen Krebserkrankungen und dem im Körper vorhandenen Magnesium entdeckt.

  1. Magnesium beeinflusst Tumore der Bauchspeicheldrüse
    Schon länger bekannt ist zum Beispiel eine Verbindung zwischen Hypomagnesiämie und Tumore der Bauchspeicheldrüse – über Diabetes Typ II. Auswertungen einer großangelegten Studie in den USA (Vitamins and Lifestyle Study) deuten eine direkte Verbindung zwischen Magnesium und Bauchspeicheldrüsentumoren an(12). Durch eine auf Dauer zu niedrige Zufuhr des Mineralstoffs steigt das Risiko für das Auftreten der Pankreastumore. Das Inzidenzrisiko – also statistische Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der Erkrankung – steigt mit dem Umfang der Mg-Mangelversorgung. Eine Magnesiumzufuhr von weniger als 75 Prozent der empfohlenen Menge resultiert demnach in einem 76 Prozent höheren Inzidenzrisiko.
  2. Magnesium wirkt in unterschiedliche Richtungen auf Tumore
    Unbestritten ist, dass der Mineralstoff – speziell im Rahmen der frühen Tumorentwicklung – einen schützenden Effekt hat. Unter anderem wirkt eine hohe Mg-Einnahme positiv auf Tumore von Speiseröhre und Leber. Gleichzeitig zeigen Tierversuche, dass niedrige Mg-Konzentrationen das Tumorwachstum behindern können. Eine Erhöhung der Zufuhr führt genau zum anderen Ergebnis(13).
  3. Magnesium kann Therapienebenwirkungen mindern
    Magnesium spielt nicht nur in der Tumorgenese, dessen Wachstum und bei der Metastasierung eine Rolle(14). Gleichzeitig hat der Mineralstoff Bedeutung in der Krebstherapie. Unter Laborbedingungen haben Mediziner eine protektive Wirkung des Mineralstoffs gegenüber durch Cisplatin (Zytostatika) ausgelöste Nierenschädigungen entdeckt(15). Gleichzeitig sorgt ein entsprechender Magnesiumspiegel für eine verbesserte Wirkung des Zytostatikums.
  4. Protektive Mg-Wirkung durch Virenproteine reduziert
    Magnesium wirkt über die Protein phosphatase magnesium-dependent 1A (PPM1A) unterdrückend auf Tumore. In dieser Funktion kann das Enzym allerdings gestört werden – durch Proteine des Hepatits C Virus. Durch diese Wirkung begünstigt das Virusprotein die Ausbreitung des Hepatozellulären Karzinoms (HCC)(16)

Magnesium und das Herz-Kreislaufsystem

Während Kalzium für die Erregung der Muskelzellen von Bedeutung ist, erhöht der Mineralstoff Magnesium deren Ruhepotenzial. Vor dem Hintergrund dieser Funktion lässt sich verstehen, dass dem Element im Bereich des menschlichen Herz-Kreislaufsystems eine große Bedeutung beigemessen wird. So führt Mg – durch seine Funktion als Ca-Antagonist – zu einer Verringerung des Gefäßwiderstands, löst Vasospasmen und erniedrigt den arteriellen Blutdruck(17).

  1. Magnesium vermindert Arrhythmien
    Der Mineralstoff Magnesium bewirkt eine Aktivierung der Na/K-ATPase und hat damit Einfluss auf das Membranpotenzial. Aufgrund der Wirkung beeinflusst Mg Arrhythmien – also Herzrhythmusstörungen positiv. Parallel führt eine hohe Magnesiumkonzentration zu einer erhöhten Kammerflimmerschwelle(18). Hypomagnesiämie beeinflusst diese Aspekte negativ.
  2. Hoher Einfluss von Magnesium auf den Blutdruck
    Hypertonie – also ein zu hoher Blutdruck – ist eine häufig auftretende Erkrankung. Übergewicht und Stress sind zwei Ursachen für den hohen Blutdruck. Allerdings hat auch Mg Einfluss auf die Regulation – mehr als viele andere Elemente in der Nahrung. Allerdings ist schwer einzuschätzen, ob diese Wirkung allein vom Magnesium oder dem Zusammenspiel mit anderen Nahrungsmitteln ausgeht(19).Auf einen deutlichen Zusammenhang zwischen Magnesium und Hypertonie weist eine Studie aus Argentinien hin. Bluthochdruck trat hier bei 21,8 Prozent der Studienteilnehmer auf, die gleichzeitig einen zu niedrigen Magnesiumspiegel aufwiesen. Zum Vergleich: Bei einer normalen Mg-Konzentration lag der Anteil der Probanden mit zu hohem Blutdruck bei 4,5 Prozent(20).
  3. Verbesserung der Pumpleistung des Herzens
    Herzinsuffizienz kann verschiedene Ausprägungen haben. Im Hinblick auf die sogenannte kongestive Herzinsuffizienz – also die verminderte Pumpleistung – zeigt eine Studie Doppelblindstudie, dass eine langfristige Magnesiumsupplementation mit Magnesiumorotat über einen Zeitraum von 12 Monaten eine deutliche Verbesserung in der Versuchsgruppe erreicht. In der Kontrollgruppe verschlechterten sich die klinischen Zeichen bei 56 Prozent der Patienten, in der Verumgruppe verbesserten sich die klinischen Symptome bei 38,5 Prozent(21).
  4. Magnesiumorotat besonders günstig nach Bypass-OPInfarktereignisse führen dazu, dass Körperregionen nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden – es entsteht eine Hypoxie. Letztere führt beispielsweise zum Abbau der energiereichen Phosphat-Niveaus im Herz. Untersuchungen zeigen, dass Magnesiumorotat als Teil der Behandlung positiv wirkt – durch die Oratsäure(22)(23).Diese tritt als Bindungsstelle für Mg (ATP) und kann den Mg-Verlust mindern, etwa im Zusammenhang mit einem Bypass. Die genauen kardioprotektiven Prozesse(24) sind Gegenstand intensiver Forschung und noch nicht bis ins Detail klar(25)

Magnesium und dessen Einfluss auf das Skelett

Viele Menschen wissen um die Bedeutung des Kalziums für die Knochen. Dass Magnesium eine nicht minder große Rolle spielt, ist oft unbekannt. Dabei sind die menschlichen Knochen einer der wichtigen Mg-Speicher des Organismus(26). Die Bedeutung des Mineralstoffs für Skelett und Knochen geht über die Speicherfunktion allerdings weit hinaus. Autoren wissenschaftlicher Studien kommen zu dem Ergebnis, dass eine erhöhte Ausscheidung von Magnesium über den Urin mit für das höhere Risiko von Frakturen bei Diabetes-Typ-II Patienten verantwortlich ist(27).

  1. Magnesium verbessert Heilungschancen bei Osteoporose in der Implantologie
    Die Bedeutung von Mg für die Knochengesundheit ist bekannt. Im Tierversuch haben Wissenschaftler herausgefunden, dass mit Magnesium angereicherte Implantate im Vergleich zur Testgruppe bei Osteoporose einen deutlich günstigeren Verlauf im Heilungsprozess zeigten(28).Die Knochenneubildung war bei den mit Magnesium angereicherten Implantaten deutlich weiter fortgeschritten. Ähnliche Ergebnisse haben sich in anderen Studien mit mesoporösen TiO2-Implantaten – in Verbindung mit einer Oberflächenbehandlung mit Mg-Ionen – erzielen lassen(29).
  2. Unkontrollierte Supplementation führt zu Mineralisationsdefekten
    Hypomagnesiämie begünstigt die Entstehung von Osteoporose(30). Die sich hieraus auf den ersten Blick zwangsläufig ergebende Schlussfolgerung, mit einer Supplementation eine schnelle und günstige Verbesserung der Situation zu erreichen, wird inzwischen kritisch gesehen. Verschiedene Studien beschäftigen sich damit, dass ein zu stark angehobener Mg-Spiegel für die Knochengesundheit kontraindiziert ist(31).Der Grund sind zunehmende Mineralisationsdefekte, die bei höherem Magnesiumspiegel auftreten. Als ein Grund wird die Konkurrenz zwischen dem Kation Magnesium und anderen intrazellulären Kationen im die gleichen Transporter angesehen(32). Aufgrund dessen wird eine unkontrollierte Supplementation bei Personen ohne Mg-Mangel kritisch betrachtet.

Magnesium und die Muskeln

Magnesium ist für seine Wirkung im Zusammenhang mit metabolischen Prozessen bekannt. Als Antagonist des Kalziums spielt der Mineralstoff aber eine nicht minder bedeutende Rolle für die Muskeltätigkeit. Dringt Kalzium über Ca2+-Kanäle in eine Muskelzelle ein, führt dies zur Kontraktion. Magnesium hemmt die Kanäle und führt zu Entspannung der Muskulatur(33).

  1. Magnesium beeinflusst die Muskelkraft
    Die Muskelkraft steht in einem direkten Zusammenhang mit dem für den Körper verfügbaren Magnesium. Einen entsprechenden Zusammenhang hat eine Studie an Profisportlern verschiedener Disziplinen gezeigt. In Bezug auf die Leistungsfähigkeit der Studienteilnehmer war hinsichtlich von Parametern wie Sprungkraft oder Handgriffstärke eine klare Verbindung zwischen dem Grad der Mg-Aufnahme und der Muskelkraft zu erkennen(34).
  2. Magnesium mindert Schmerzen bei Nierenkoliken
    Nierenkoliken sind für Patienten ein äußerst schmerzhaftes Geschehen. Behandlungsmöglichkeiten setzen unter anderem an den Harnleitermuskeln an bzw. setzen auf eine Minderung der Muskelbewegung. Anhand einer Doppelblind-Studie wurde festgestellt, dass Magnesiumsulfat(35) in dieser Hinsicht eine positive Wirkung entfalten kann. In der Versuchsgruppe zeigte sich eine deutlich geringer ausgeprägte Schmerzintensität – was parallel die Notwendigkeit einer Medikation mit Schmerzmitteln reduzierte.

Magnesium und das Immunsystem

Das menschliche Immunsystem ist ein hochkomplexes System aus verschiedenen Prozessen, vom Erkennen der Antigene bis zur Aktivierung der Antikörper. In diese Prozesse ist eine große Zahl verschiedener Enzyme und Botenstoffe eingebunden. Magnesium wirkt an verschiedenen Stellen auf das Immunsystem ein. Ein Magnesiummangel führt beispielsweise zu einem Anstieg verschiedener Interleukine(36) – Peptidhormonen, welche zu Entzündungsreaktionen führen. Begleitet wird diese Entwicklung in Studien durch einen Anstieg des Histaminspiegels, was bekanntlich als Botenstoff im Zusammenhang mit Allergien eine Rolle spielt(37).

  1. Extrazelluläres Mg beeinflusst Lymphozyten
    Magnesium übernimmt eine bedeutende Rolle in metabolischen Prozessen, der Zellstabilität und Vermehrung. Der Mineralstoff beeinflusst auch die Immunreaktionen des Körpers. In einer europäischen Studie haben Wissenschaftler das Zusammenspiel von Magnesium und Kalzium auf Immunzellen (Lymphozyten, Makrophagen) untersucht. Hohe Konzentrationen des extrazellulären Magnesiums haben beispielsweise zu einer Verringerung der Sekretion von Interleukinen bei den Th2 Lymphozyten(38) geführt. Auf die Vermehrung der Lymphozyten und Makrophagen scheint der Einfluss des Mineralstoffs allerdings nur gering zu sein(39).
  2. Magnesiummangel begünstigt Fettleber
    Steatosis hepatis oder Fettleber ist eine Erkrankung, an deren Entstehung auch Mastzellen (Mastozyten) des Immunsystems beteiligt sind. Im Rahmen eines Tierversuchs haben Wissenschaftler untersucht, wie Magnesiummangel das Eindringen der Zellen in die Leber – und damit das Entstehen von Steatosis hepatis und Fibrosen begünstigt. In der Versuchsgruppe mit Mg-armer Nahrung traten Mastzellen nach vier Wochen – im Vergleich zur Kontrollgruppe – vermehrt auf(40).
  3. Hypomagnesiämie regt Mastzellen zur Histaminausschüttung an2-(4-Imidazolyl)-ethylamin – besser bekannt als Histamin – ist ein Neurotransmitter und Hormon, das beispielsweise bei Entzündungsreaktionen und der Immunantwort (aber auch bei Allergien) eine Rolle spielt. Untersuchungen im Tierversuch haben gezeigt, dass ein niedriger Mg-Spiegel die Freisetzung von Histamin durch Mastzellen beeinflusst(41). Wissenschaftler haben diesen Effekt bereits nach wenigen Tagen mit einer Mg-armen Nahrung beobachten können.

Magnesium und Diabetes

Die Medizin diskutiert bereits seit einiger Zeit einen Zusammenhang zwischen der Magnesiumzufuhr und dem Risiko, an Diabetes Typ II zu erkranken(42). Diese Diagnose geht mit einer Insulinresistenz einher, ist als nicht zwingend auf die fehlende Insulinsynthese des Körpers zurückzuführen. Auswertungen vorhandener Datensätze haben in der Vergangenheit gezeigt, dass sich eine Substitution von Mg positiv auf das Risiko für Diabetes sowie eine manifeste Insulinresistenz auswirken kann.

  1. Intrazelluläres Mg spielt Rolle bei Diabetes
    Eine besondere Rolle beim Zusammenhang zwischen Diabetes Typ II und dem Mineralstoff Magnesium ergibt sich für intrazelluläres Mg. Hierdurch kommt es zum Beispiel zu nachteiligen Effekten auf die Tyrosinkinasen, die im Tyrosinkinaserezeptorsystem – dessen Bestandteil der Insulin Rezeptor ist – eine Rolle spielen.(4)(43)
  2. Hypomagnesiämie trotz ausreichender Mg-Zufuhr
    In vielen Studien ist Magnesiummangel eines der zentralen Themen. Hypomagnesiämie kann verschiedene Ursachen haben. Oft spielen hier verschiedene Faktoren zusammen. Besonders ungünstig wirkt sich die Kombination aus einer zu geringen Aufnahme des Mineralstoffs mit erhöhten Ausscheidungen über den Urin aus(4). Eine Studie dänischer Autoren hat gezeigt, dass die Insulinaktivität auch die Mg-Ausscheidung beeinflusst. Hierzu wurden den Studienteilnehmer Insulin in unterschiedlicher hoher Dosierung verabreicht. Die Autoren beobachteten – bei keiner Änderung anderer metabolischer Parameter – eine erhöhte Ausscheidung von Magnesium über die Nieren(44).

Magnesium und Übergewicht

Der Mineralstoff Magnesium spielt durch seine Rolle als Kofaktor bei verschiedenen enzymatischen Prozessen unbestritten eine Rolle für den Stoffwechsel. Neben Zusammenhängen zwischen einer Hypomagnesiämie und Diabetes existieren weiter Verbindungen. Prozesse, welche bei Übergewicht und Adipositas auftreten, können durch Magnesium beeinflusst werden.

Das Magnesiummangel und adipöse Tendenzen in einem Zusammenhang stehen, zeigen verschiedene wissenschaftliche Arbeiten. Im Rahmen einer Studie mit Kindern in Argentinien hat sich gezeigt, dass der Bauchumfang und der Magnesiumspiegel invers miteinander korrelieren. Bei 6,8 Prozent der Studienteilnehmer wurde Stammfettsucht festgestellt, bei 21,7 Prozent eine Hypomagnesiämie(45).

  1. Magnesiummangel fördert entzündliche Prozesse bei Übergewicht
    Bei Übergewicht begünstigt das Fettgewebe die Freisetzung verschiedener Zytokine, welche die Entstehung entzündlicher Prozesse begünstigen. Die Entwicklung kann soweit gehen, dass sich niedrig-gradig ausgeprägte Entzündungen chronifizieren. Dieser Prozess wird durch einen Mineralstoffmangel verschärft – etwa beim Vorliegen einer Hypomagnesiämie(46)(47).
  2. Erhöhter oxidativer Stress bei Mg-Mangel und Übergewicht
    Mittlerweile ist in der Medizin anerkannt, dass das bei Übergewicht entstehende Fettgewebe der Gruppe der endokrinen Organe zuzurechnen ist. In dieser Funktion schüttet das Gewebe hormonell aktive Substanzen aus(48). Ein Teil dieser Stoffe führt im Organismus zu oxidativem Stress. Dieser führt zu einer oxidative Degradation von Lipiden – der Lipidperoxidation. Als Antioxidans und Enzymkofaktor wirkt Magnesium limitierend. Liegt eine Hypomagnesiämie vor, erhöht sich das Auftreten von Markern für oxidativen Stress(49).Nicht ganz eindeutig ist allerdings der Zeitpunkt, ab dem Übergewicht und der Mg-Mangel sich gravierend auswirken. Studien zeigen, dass Hypomagnesiämie – auch ohne Berücksichtigung der Gewichtsfaktoren – zu einer Anhebung des oxidativen Stresslevels führen(50). Tierversuche legen allerdings den Verdacht nahe, dass die Ernährung per se eine Rolle spielt. Es zeigt sich, dass ein Mg-Mangel in Kombination mit einem hohen Zuckeranteil in der Nahrung den oxidativen Stress signifikant ansteigen lässt(51).
  3. Magnesiummangel durch falsche Ernährung
    Übergewicht geht oft mit einem Magnesiummangel einher. Diese Erkenntnis hat sich in der Medizin durchgesetzt. Nicht geklärt sind allerdings die genauen Prozesse dahinter. Einige Studien zeigen, dass bei Übergewicht trotz eigentlich ausreichender Aufnahme zu niedrige Mg-Serumwerte nachzuweisen sind. Eine mögliche Ursache können Fehler in der Ernährung(52) sein. Höhere Kalziumanteile in der Nahrung oder Phosphor (z. B. in kohlensäurehaltigen Getränken) konkurrieren mit Magnesium und können – so eine Theorie – zu Hypomagnesiämie führen.
  4. Mg-Aufnahme beeinflusst Metabolisches Syndrom
    Das Metabolische Syndrom (MS) oder tödliches Quartett bezeichnet das Vorliegen von Übergewicht, Diabetes, Bluthochdruck und Fettstoffwechselstörungen. Eine Metastudie aus den USA kommt basierend auf dem Adult Treatment Panel III zur Erkenntnis, dass bei einer hohen Magnesiumaufnahme das Risiko für das Auftreten des Metabolischen Syndroms im Vergleich zu einer niedrigen Magnesiumaufnahme signifikant geringer ist(53). Diese inverse Beziehung zwischen Mg-Aufnahme und MS wird von weiteren Studien bestätigt(54)(55). Diskutiert werden mehrere Ursachen, wie ein Zusammenhang zwischen entzündlichen Prozessen und MS(56)

Magnesium und neurologische Erkrankungen

Magnesium übernimmt nicht nur für die Muskelfunktion oder im Zusammenhang mit Stoffwechselprozessen wichtige Funktionen. Der Mineralstoff spielt auch in Verbindung mit dem menschlichen Nervensystem eine Rolle. Im Rahmen wissenschaftlicher Studien hat die Medizin erkannt, dass Magnesium – durch die Beeinflussung der Benzodiazepine/GABAA Rezeptoren – eine anxiolytische (angstlösende, beruhigende) Wirkung(57) entfalten kann. Inzwischen beschäftigt sich die Medizin mit weiteren Fragen hinsichtlich der Wirkung von Magnesium – etwa in Bezug auf Schlafstörungen. Letztere scheinen durch einen Mg-Mangel nachteilig beeinflusst zu werden(58). Eine Mg-Supplementation kann die Situation verbessern.

  1. Magnesium in der Migräne-Prophylaxe
    Heftige Kopfschmerzattacken schränken die Lebensqualität erheblich ein. Beim Thema Migräne kann eine Nahrungsergänzung – basierend auf Magnesium – zu einer Verbesserung der Situation beitragen(59). Allerdings geben selbst Studienautoren zu bedenken, dass in diesem Zusammenhang die aktuelle Datenbasis zu gering für verläßliche Aussagen ist.
  2. Mg-Supplementation verbessert Schlaf bei Alkoholentzug
    Im Rahmen eines Entzugs kann es zu fortdauernden Schlafproblemen kommen. Einige Wissenschaftler diskutieren hierfür nachteilige Veränderungen des Mg-Spiegels. Im Rahmen einer Pilotstudie wurde 14 Patienten Magnesium verabreicht, 11 Probanden untersuchten die Autoren im weiteren Verlauf. Es zeigte sich, dass sowohl die Einschlafzeit sank als auch die Schlafqualität verbessert werden konnte(60). Aufgrund der Rahmenbedingungen der Untersuchung regen die Autoren weitere Studien an.
  3. Magnesium verbessert Schlafqualität
    In der klinischen Praxis ist eine breite Palette unterschiedlicher Schlafstörungen bekannt. Unter anderem können periodischen Bewegungen der Extremitäten im Schlaf (PLMS, periodic limb movements during sleep) oder Restless Legs Syndrom (RLS) auftreten. Die eigentliche Behandlung der Wahl ist – trotz aller Risiken – der Einsatz dopaminerger Wirkstoffe(61). Im Rahmen einer klinischen Studie hat sich gezeigt, dass durch die Verabreichung von Magnesium in den Abendstunden über mehrere Wochen sowohl bei den PLMS- als auch den RLS-Patienten eine Verbesserung der Situation eintrat.
  4. Magnesiummangel beeinflusst Depressionen
    Krankheitsbilder wie Depressionen werden oft mit Stresssituationen oder Traumata in Verbindung gebracht. Die Medizin diskutiert inzwischen auch den Einfluss anderer Aspekte – wie einen Mineralstoffmangel. Entsprechende Studien haben in der Vergangenheit gezeigt, dass eine Mg-Supplementation von Patienten mit Hypomagnesiämie, die unter Depressionen leiden, zu einer Verbesserung des Krankheitsstatus führen. Der Rückgang des BDI (Beck-Depressions-Inventar) war in der supplementierten Studiengruppe deutlich höher als in der Kontrollgruppe ohne Mg-Gabe(62).
  5. Schlafqualität beeinflusst Alzheimer-Risiko
    Amyloid-beta 40 (Aβ40) und Amyloid-beta 42 (Aβ42) sind Peptide mit neurotoxischer Wirkung, die an der Entstehung von Alzheimer beteiligt sind. Normalerweise baut der Körper diese Verbindungen durch Autophagozytose bzw. das glymphatische System wieder ab. Letzteres ist speziell in den Schlafphasen aktiv. Studien legen nahe, dass Schlafstörungen(63), die auch in Verbindung mit einem Magnesiummangel (etwa durch Fehlernährung) stehen können, nachteilige Auswirkungen auf das Alzheimer-Risiko haben.

Quellenangaben

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Binder, H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente: Das Periodensystem in Fakten, Daten und Zahlen. Hirzel.

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http://www.herzstiftung.de/pdf/zeitschriften/HH4_10_Kalium-Magnesium.pdf

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Rude RK, Adams JS, Ryzen E, Endres DB, Niimi H, Horst RL, Haddad JG Jr, Singer FR. Low serum concentrations of 1,25-dihydroxyvitamin D in human magnesium deficiency. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 1985 Nov;61(5):933-40. PubMed PMID: 3840173

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Mario Barbagallo and Ligia J Dominguez. Magnesium and type 2 diabetes. World Journal of Diabetes. 2015 Aug 25; 6(10): 1152–1157. PubMed PMID: PMC4549665

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