Magnesium ist ein wichtiger Bestandteil zahlreicher Enzyme und Coenzyme und dabei an über 300 Enzymreaktionen beteiligt. Freie Magnesiumionen stabilisieren das Ruhepotenzial von erregbaren Muskel- und Nervenzellen sowie den Zellen des autonomen Nervensystems. Es ist wichtig für den ATP-Stoffwechsel und somit u. a. für die Energiebereitstellung. Kalzium fungiert als natürlicher Antagonist des Magnesiums.
Verantwortlich für die Aufrechterhaltung der Serum-Magnesium-Konzentration im Blut ist die Niere. Die Rückresorption von Magnesium erfolgt im proximalen Tubulus und ist an die Natriumrückresorption gekoppelt. Weiters unterliegt die Magnesiumausscheidung auch der Steuerung durch die Mineral- und Glukokortikoide, bei Hormonmangel wird weniger Magnesium ausgeschieden. Im Gegensatz dazu kann aus vermehrter Hormonausschüttung (z. B. bei Stresssituationen) ein Magnesiummangel resultieren. Auch das Parathormon beeinflusst den Magnesiumhaushalt und bewirkt eine gesteigerte Resorption.
Ein Mangel an Magnesium entsteht meist durch eine unzureichende Zufuhr durch die Nahrung, eine verminderte Resorption aus dem Darm oder vermehrte Ausscheidung über Haut und Niere. Dies kann beispielsweise im Rahmen von Durchfallerkrankungen, Nierenfunktionsstörungen, Diabetes mellitus, chronisch entzündlichen Darmerkrankungen oder Alkoholismus auftreten. Ein leichter Mangel kann auch durch vermehrtes Schwitzen, z. B. bei starker sportlicher Betätigung entstehen. Typische Symptome eines Magnesiummangels sind Nervosität, Ruhelosigkeit, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Schwächegefühl, Muskelkrämpfe und evtl. sogar Herzrhythmusstörungen. Auch psychische Erkrankungen wie Depressionen und Psychosen werden u. a. mit Magnesiummangel in Verbindung gebracht.
Leichte Formen eines Magnesiummangels sind in der Bevölkerung sehr häufig, vielfach auch unbemerkt. Insbesondere bei vermehrtem Stress, reichlicher sportlicher Betätigung oder einseitiger Ernährung ist eine Magnesiumsubstitution auch im Rahmen einer Selbstmedikation empfehlenswert. Die erforderliche Tagesdosis an Magnesium beträgt 300–400 mg, bei bestehendem Mangel sind höhere Dosen nötig.
Von besonderer Bedeutung ist die Gabe von Magnesium bei bestimmten Erkrankungen, wie beispielsweise Angina Pectoris, Arrhythmie, chronischer Herzinsuffizienz, Vorhofflimmern und nach einem Myokardinfarkt. Magnesium wirkt antithrombotisch, vasodilatierend und schützt die Myokardzelle vor einer Kalziumüberladung. Viele Migränepatient:innen profitieren ebenfalls von einer Magnesiumgabe. Klassische Einsatzgebiete sind auch Muskelkrämpfe und Regelschmerzen. In der Schwangerschaft wird Magnesium verordnet, um vorzeitige Kontraktionen der Gebärmutter zu verhindern sowie das Gestoserisiko zu reduzieren. Nicht zuletzt sind verschiedene Magnesiumsalze auch Bestandteil verschiedener Antazida.
Zahlreiche Lebensmittel sind reich an Magnesium. Gute Quellen sind grünes Blattgemüse und Salate. Magnesium bildet das Zentralatom des Chlorophylls. Reich an Magnesium sind weiters Kürbiskerne, Sonnenblumenkerne, Vollkornprodukte, Haferflocken, Kartoffeln und zahlreiche Mineralwässer. Auch Schokolade weist einen hohen Magnesiumgehalt auf.
Kann der Magnesiumbedarf aus der Nahrung nicht ausreichend gedeckt werden, so stehen hochwertige Nahrungsergänzungsmittel zur Substitution zur Verfügung. Unterschiedliche Magnesiumsalze stehen zur oralen Anwendung zur Auswahl. Organische Verbindungen (z. B. Magnesiumzitrat, -aspartat, -glutamat) werden aus dem Dünndarm besser resorbiert als anorganische Salze. Das anorganische Magnesiumsulfat (Bittersalz) wird auf Grund seiner geringen Resorptionsquote bei oraler Zufuhr als Laxans eingesetzt. Parenteral appliziert ist es hingegen sehr gut verfügbar. Magnesiumoxid und -carbonat eignen sich ebenfalls zur Substitution. Magnesiumhydroxid wird auf Grund seiner antaziden Wirkung bei Magenübersäuerung eingesetzt.