Magnesium ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente und scheint ein wahrer Alleskönner zu sein. In der Medizin wird es für eine ganze Bandbreite von Indikationen eingesetzt, die von Asthma und Arrhythmien über Eklampsien und Obstipation reichen. Da es in zahlreichen Lebensmitteln enthalten ist und auch dem Publikum in verschiedensten Formen zur Verfügung steht, findet es in der Selbsttherapie rege Anwendung. Dieser Artikel gibt eine Übersicht über Einsatzmöglichkeiten und deren Evidenz.

Magnesium ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente. Während es in Pflanzen das Zentralion des Blattgrüns Chlorophyll bildet, ist es in Wirbeltieren das wichtigste intrazelluläre Kation nebst Kalium. Der Körper eines 70 kg schweren Menschen enthält schätzungsweise 1 000-1 120 mmol bzw. 24 g, damit aber deutlich weniger als Calcium (ca. 1 000 g). Das meiste Magnesium findet sich im Knochen und dem Muskelgewebe, mehr als die Hälfte davon gebunden an ossäres Hydroxyapatit. (1) Mit im Alter fortschreitenden degenerativen Prozessen verringert sich die Menge, wobei sowohl Muskel als auch Knochen eine Pufferfunktion übernehmen können. Hier ist zu erwähnen, dass hierfür lediglich etwa 15% zur Verfügung stehen, da der Rest nur sehr langsam bzw. gar nicht mobilisierbar ist. (2) Der Spiegel ist eng reguliert, bewegt sich zwischen 0.8 und 1.2 mmol/L (1.8-3.0 mg/dL) und liegt in drei Fraktionen vor: frei (ionisiert), proteingebunden oder komplexiert. Physiologische Aktivität geht von der freien Fraktion aus.
Intrazellulär, wo das meiste Magnesium zu finden ist, ist es Kofaktor zahlreicher enzymatischer Prozesse, stabilisiert Enzyme, hat Teil an der Muskelkontraktion, neuronalen Überleitung, DNA- und RNA-Synthese, und ist ein Gegenion zu ATP, das vor allem mit Magnesium komplexiert (MgATP) vorliegt. (3) Es übernimmt somit zentrale Rollen u.a. in der Regulation des Vasotonus, der Herzaktionen und Knochenbildung.
Gemäss der auch in der Schweiz massgeblichen Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V. (http://www.dge.de) liegt der Tagesbedarf zwischen 300-400 mg/d (Erwachsene) bzw. 310-390 mg für Schwangere und Stillende. Dieser wird teils durch Wasser gedeckt, teils durch grüne Pflanzen. Nüsse (Mandeln) und Getreide (Weizen, Hafer, Reis) haben einen hohen Gehalt, aber auch Obst (Bananen), Gemüse (Avocados, Bohnen) sind Quellen wie tierische Produkte. Stark verarbeitete Lebensmittel weisen jedoch einen geringen Anteil auf.
Die Homöostase wird durch Dünndarm (Absorption), Knochen (Puffer) und Nieren (Exkretion) reguliert, obwohl auch im Dickdarm absorbiert werden kann (Abb. 1). Die intestinale Absorption läuft v.a. passiv parazellulär ab. Ein Teil der Regulation geschieht über die transcellular transporter transient receptor potential channel melastatin members (TRPM) 6 und 7. Die Bioverfügbarkeit variiert zwischen 24-76%, der Rest wird fäkal eliminiert. (4) Am bedeutsamsten sind die Nieren, die in circadianem Rhythmus Magnesium ausscheiden (nachts am stärksten). (5, 6) Deren Exkretion kann 1-70% betragen, wodurch bei einer Minderzufuhr konserviert bzw. ein Überangebot kompensiert werden kann. (7, 8)

Bestimmung von Magnesium

Blut ist das Standardmedium bei der Magnesiumbestimmung in der klinischen Labordiagnostik. Erythrozyten enthalten ca. 70% des Magnesiums, weswegen ein zu langes Stauen und Hämolyse zu falsch hohen Konzentrationen führen können. Da sich nur etwa 0.3% des Magnesiums im Plasma (62% ionisiert, 33% albumingebunden, 5% komplexgebunden) befinden, ist die Bestimmung im Blut nur bedingt aussagekräftig. (9) So kann zwar eine Hypomagnesiämie (Referenzbereich 0.7-1.0 mmol/L) hinweisend auf eine Unterversorgung auch der anderen Kompartimente sein, andererseits schliesst ein Normwert einen Magnesiummangel im Gewebe nicht aus. Ein Wert < 0,75 mmol/L gilt als sicheres Zeichen einer Mangelversorgung. (10, 11) Mit dem Retentionstest ist es möglich, chronische Mängel zu finden. Dazu wird die Konzentration im 24-h-Sammelurin bestimmt und mit der Konzentration nach i.v.-Gabe verglichen. Werden < 60% des infundierten Magnesiums ausgeschieden, spricht dies für einen Mangel. Da dieser aufwändigere Test für die klinische Praxis weniger gut geeignet ist, besteht die praktische Diagnostik somit aus den Säulen Mangelsymptomatik, Labordiagnostik und Risikofaktoren. (12, 13)

Hypo- und Hypermagnesiämie

Magnesium erscheint selten auf Routine-Labors, sollte aber bestimmt werden, wenn der Verdacht einer Hypomagnesiämie naheliegt, bspw. bei Alkoholabusus, Diarrhöe oder Therapie mit Diuretika oder Protonenpumpenblockern, aber auch in Situationen erhöhten Bedarfs (Sport, Schwangerschaft). Hypomagnesiämie kann sich zunächst nur durch Nausea oder Schwäche äussern. Klinische Zeichen schwerer Formen sind Muskelkrämpfe, Parästhesien, Arrhythmien und eine gesteigerte neuromuskuläre Erregbarkeit (bis hin zu Tetanie und epileptischen Anfällen). Nebst Faszikulationen kann man hier auch ein positives Chvostek- (Mundwinkelzucken nach Beklopfen des N. facialis im Wangenbereich) oder Trousseau-Zeichen (Blutdruckmanschette über systolischen RR aufpumpen führt nach Minuten zu Ellbogenflexion / Fingerextension) finden. Im EKG zeigen sich ST-Senkungen, flache T-Wellen und long QT.
Nebst Therapie der Grunderkrankung wird je nach Schweregrad unterschiedlich substituiert. Bei Krampfgeschehen oder Arrhythmien wird parenteral behandelt (s.u.). Oligo- oder asymptomatische Patienten können bei erhaltener Nierenfunktion mit 240-1000 mg (10-40 mmol) Magnesium substituiert werden. Die Bioverfügbarkeit ist eher schlecht, sodass es schnell zu Diarrhöe kommen kann (höhere Konzentrationen im Darm gegenüber niedrigeren systemisch). Sollte dies unter Therapie mit z.B. Brausetabletten auftreten, kann auf Retard-Präparate ausgewichen werden: die langsame Freisetzung führt zu weniger gastrointestinalen Beschwerden und niedrigeren renalen Verlusten.
Hypermagnesiämien sind selten ohne gleichzeitiges Vorliegen einer Niereninsuffizienz oder Substitution, insbesondere bei isolierter Form. Weitere Ursachen können Hyperparathyreoidismus, Ketoazidosen, Nebenniereninsuffizienz, Tumorlysen, oder auch Exoten wie das Milch-Alkali-Syndrom (Einnahme von Milch und Bikarbonat zur (Selbst-)Therapie eines Ulcus) oder Verschlucken grösserer Mengen an Meerwasser sein. Dieses wurde in einer kleinen Fallserie im Rahmen von Intoxikationen mit Wasser aus dem Toten Meer beschrieben. (14) Hypermagnesiämie kann ebenfalls oligosymptomatisch verlaufen mit Nausea oder Parästhesien (2.0 - 4.0 mmol/L). Schwere Formen (> 4.0 mmol/L) imponieren durch Hypoventilation, kardiovaskuläre Depression (Hypotonie, Bradykardie), Areflexie und Koma. Nebst Absetzen allfälliger Substitution sollte zunächst die Nierenfunktion beachtet werden. Während bei erhaltener Funktion die Autoregulation (evtl. unterstützt durch Schleifendiurese) ausreichen kann, muss bei Einschränkungen die Dialyse erwogen werden.

Behandlung spezifischer Indikationen

Zahlreiche Magnesiumsalze stehen dem Publikum zur Selbstbehandlung zu Verfügung. Im angelsächsischen Sprachraum sind Suspensionen von Magnesiumhydroxid wegen ihres Aussehens als «Milk of Magnesia» bekannt und werden auch als Hausmittel betrachtet. Auch gibt es unter den Antazida magnesiumhaltige (gegenüber solchen mit Aluminium) Präparate, welche nicht direkt zur Substitution eines Mangels eingesetzt werden. Der Gebrauch sollte – wie auch für andere OTC-Präparate – gezielt erfragt werden, da es zu Interaktionen mit rezeptierten Arzneimitteln kommen kann. So kann die Absorption von bspw. Antibiotika (Chinolone, Tetrazykline), Bisphosphonaten oder Kalziumkanal­blockern gestört werden und ein Wirkverlust auftreten.

Obstipation
Diarrhöe kann Symptom eines Überangebots an Magnesium sein, weshalb manche Patienten mit einer Obstipation zu Salzen wie Mg(OH)2 als Laxanz greifen. Bei Kindern ist die Wirksamkeit auch im Vergleich zu Polyethylenglykol (PEG, z.B. in Transipeg® oder Movicol®) zwar vereinzelt in Studien belegt, in Metaanalysen jedoch nicht mehr. (15-17) Ähnlich steht es bei der Therapie von Erwachsenen. (18) Sollte der Einsatz erfolgen, dann punktuell und nicht bei Vorliegen von Risikofaktoren wie Niereninsuffizienz oder Herzrhythmus-Störungen.

Kopfschmerzen
Patienten mit Clusterkopfschmerz, verschiedenen Migräneformen und auch menstruellem Kopfschmerz haben häufig eine Hypomagnesiämie. (19-21) In der Akutbehandlung der Migräne ist die intravenöse Therapie mit Magnesium 1-2 g der Behandlung mit bspw. Metoclopramid 10 mg i.v. oder Placebo nicht sicher überlegen. (22) Jedoch kann die tägliche orale Einnahme von 400 - 800 mg Magnesium die Häufigkeit von Attacken signifikant reduzieren. (23, 24) In anderen Kopfschmerzformen ist der Nutzen weniger gesichert. (25)

Muskuloskeletale Beschwerden
Krampfhafte Verspannungen der Muskulatur treten unter physiologischen Bedingungen wie beim Sport oder während der Schwangerschaft ebenso auf wie bei zahlreichen neurologischen oder metabolischen Grundleiden. So kann ein Mangel an Vitamin D genauso ursächlich sein wie Übergewicht. (26, 27) Der Nutzen einer Substitution ist allerdings kaum belegt. So untersuchte ein dieses Jahr erschienener Cochrane-Review (11 Studien, n = 735) die Effekte täglicher oraler Substitution (100-250 mg) bzw. während 5 Tagen i.v.-Therapie (486 mg, 20 mmol) gegenüber Placebo. In der Beobachtungszeit von einem Monat waren weder die Frequenz noch die Intensität idiopathischer Krämpfe reduziert. Dafür klagten 11-37% der Teilnehmenden über gastrointestinale Beschwerden wie Diarrhöe. (28)

Eklampsie und Präeklampsie
Eklampsie bezeichnet das Auftreten tonisch-klonischer Krampfanfälle während einer Schwangerschaft ohne andere Ursachen, am ehesten als akute Komplikation einer Präeklampsie. Magnesiumsulfat (z.B. 1-2 g-weise i.v.) ist der Standard, was in systematischen Reviews bestätigt wurde. (29, 30)

Arrhythmien
Für die i.v.-Verabreichung von Magnesiumsulfat besteht gute Evidenz zur Behandlung der ventrikulären Torsade-de-Pointes-Tachykardie (TdP VT) und im akuten Management von Vorhofflimmern. (31-34) Die intravenöse Verabreichung von 1.2-10 g Magnesiumsulfat erwies sich als sichere und effiziente Therapie in der Akutbehandlung von Vorhofflimmern. Magnesium zeigte signifikante Effekte in der Frequenzkontrolle und Rhythmuskontrolle sowie ähnliches Risikoprofil wie Placebo. (33) Diese Erkenntnisse sind nicht als Empfehlung in den aktuellen ESC-Guidelines implementiert. (35) Zur Rezidivprävention eines Vorhofflimmerns spielt Magnesium eine untergeordnete Rolle. (32)
Der häufigste Auslöser für TdP VT sind QT-Zeit verlängernde Medikamente, insb. Klasse-III-Antiarrhythmika (z.B. Amiodaron). (31, 32) Über die Modulierung der Aktivität von spannungsabhängigen L-Typ-Calciumkanälen kann Magnesiumsulfat 1-2 g i.v. eine TdP VT effizient und ohne relevante Nebenwirkungen terminieren, wobei das QT-Intervall und die Herzfrequenz nicht beeinflusst werden. (31, 32, 36) Zur Behandlung von polymorphen VT, die nicht auf einer QT-Verlängerung basieren, konnten diese Effekte von Magnesium jedoch nicht nachgewiesen werden. (32)
Die Bedeutung in der Akutbehandlung monomorpher ventrikulärer Tachyarrhythmien, Kammerflimmern und Reentry-Tachykardien ist in der Literatur weniger klar. (32) Nachgewiesen ist hingegen eine Reduktion asymptomatischer ventrikulärer Arrhythmien unter langfristiger peroraler Supplementation mit Magnesiumaspartat in herzinsuffizienten Patienten mit stabiler koronarer Kardiopathie. (37)

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