Magnesium stärkt Knochen und Herz

Der menschliche Körper braucht Magnesium für die Knochenhomöostase sowie zahlreiche Stoffwechselvorgänge. Fehlt ihm die nötige Menge des Mineralstoffs, können Stressreaktionen, Kopfschmerzen und Herz-Kreislauferkrankungen verstärkt sein. Dabei ist ein Magnesiummangel hierzulande gar nicht selten.

Magnesium (Mg) ist ein essenzieller Mineralstoff, der für eine Vielzahl von Stoffwechselvorgängen innerhalb und außerhalb der Zellen benötigt wird. So sind mehrere hundert Enzyme direkt oder indirekt, das heißt durch den Bedarf an Mg-ATP, von ihm abhängig. Darüber hinaus stabilisiert Magnesium die aktive Konformation von Nukleinsäuren und kompensiert die Ladung mehrwertiger Anionen beziehungsweise Polyanionen. Extrazellulär trägt es, synergistisch zu Calcium, vor allem zur Stabilisierung von Zellmembranen bei; an Calcium-Kanälen wirkt es dagegen antagonistisch. Eine weitere wichtige Bedeutung hat Magnesium bei der Vermittlung der Adhäsion zwischen den Zellen.

Fein regulierte Homöostase

In den letzten Jahren hat das Wissen über die physiologischen und pathophysiologischen Funktionen von Magnesium erheblich zugenommen. Dabei sorgen feinregulierte Mechanismen für einen ausgeglichenen Bestand des Mineralstoffs. Die extrazelluläre Konzentration hängt vorwiegend davon ab, wie viel Magnesium aus dem Primärharn in der Niere rückresorbiert wird. An diesem Prozess sind spezialisierte Rezeptoren beteiligt (divalent-cation-sensing receptors), die bei einem Abfall der Konzentration freier Mg-Ionen im Blut angeregt werden und somit deren Rückresorption modulieren können.

Der Magnesiumgehalt der Zellen wird über das Gleichgewicht zwischen Ein- und Ausstrom des Mineralstoffs bestimmt, wobei die Aufnahme in eukaryonte Zellen über die Kanäle TRPM6 und TRPM7 abläuft. Diese sind zusammen mit dem Mg-Effluxsystem – einem Na/Mg-Antiport – für die Feineinstellung der intrazellulären Konzentration verantwortlich. Mutationen in den Mg-Kanälen des Darms und der Niere führen zu erheblichen Mangelerscheinungen und sind Ursache primärer familiärer Hypomagnesiämien.

Von den circa 25 g Magnesium im erwachsenen Menschen ist etwa die Hälfte an das Hydroxylapatit des Knochens adsorbiert. Die andere Hälfte findet sich innerhalb der Zellen und nur etwa 1 Prozent des Gesamt-Magnesiums ist in der extrazellulären Flüssigkeit enthalten, die in einem Gleichgewicht mit dem an die Oberfläche der Knochen adsorbierten Anteil des Knochen-Magnesium steht.

Leicht messen lässt sich nur das extrazelluläre Magnesium im Serum, welches auch oft fälschlicherweise als Marker für das intrazelluläre Magnesium verwendet wird. Der Mineralstoff kann nämlich nicht frei durch die Zellmembran diffundieren. Dessen intrazelluläre Konzentration wird vielmehr durch die Aktivität der Mg-Transportsysteme bestimmt, so dass Änderungen der intrazellulären Konzentration nicht unmittelbar zu Änderungen des extrazellulären Spiegel führen.

Beim gesunden Menschen liegt die Magnesium-Konzentration im Serum zwischen 0,75 und 1 mmol/l, wobei circa 35 Prozent an Proteine und etwa 10 Prozent an andere Liganden gebunden sind. Die Konzentration freier Mg-Ionen beträgt somit etwa 0,5 mmol/l. Beim Messen müssen Ärzte berücksichtigen, dass die Serumkonzentrationen bei Magnesium einem circadianen Rhythmus unterliegen – mit hohen Werten am Abend und einem Abfall in der Nacht. Darüber hinaus können die Werte schwanken, wenn unter Stressbedingungen oder bei erhöhtem ATP-Verbrauch Magnesium vermehrt aus dem intrazellulären Kompartiment oder bei latenter Azidose aus dem Knochen freigesetzt wird. Derartig erhöhte Serumwerte können ein latentes Defizit überdecken.

Nüsse liefern Magnesium

Erwachsene Frauen und Männer sollten täglich 300 bis 400 mg Magnesium zu sich nehmen, welches vor allem in Vollkornprodukten, Nüssen, Obst und Gemüse enthalten ist. Verschiedene Untersuchungen zeigten allerdings, dass viele Deutsche die empfohlene Zufuhr mit der hierzulande üblichen Ernährung nicht erreichen. Marktkorb- und Duplikatstudien ergaben, dass Frauen im Durchschnitt nur 210 mg und Männer 260 mg Magnesium pro Tag zu sich nehmen.

Daher ist es wichtig zu wissen, dass der Gehalt des Minerals in unverarbeiteten Lebensmitteln in der Regel wesentlich höher ist als in zubereiteten. So gehen beim Kochen erhebliche Mengen ins Kochwasser über und damit verloren, weshalb Getreide und Gemüse nur mit wenig Wasser gedämpft und die Brühe mit verwendet werden sollte. Auch langes Wässern wäscht das Mineral aus. Darüber hinaus wird die Resorption von Magnesium vermindert, wenn gleichzeitig Nahrungsmittel gegessen werden, die viel Oxalsäure, Phytinsäure oder Phosphat enthalten. Auch Calcium-Präparate sollten aus diesem Grund mit zeitlichem Abstand eingenommen werden.

Mangel ist nicht selten

In einer umfassenden epidemiologischen Untersuchung in Deutschland wurden bei circa 10 Prozent der erwachsenen Bevölkerung Serumkonzentrationen gemessen, die auf einen erheblichen Magnesiummangel schließen lassen. Besonders schlecht schnitten 18- bis 24-jährigen Frauen ab, von denen jede fünfte Serumkonzentrationen unter dem Grenzwert aufwies. Unter den bei uns geltenden Lebensbedingungen sind Mg-Mangelzustände demnach nicht selten, zumal bereits bei Serumwerten im Normalbereich ein Magnesiummangel vorliegen kann.

Da der große Magnesiumspeicher im Knochen und die Regulation der Ausscheidung in die Niere ein starkes Absinken der extrazellulären Mg-Konzentration lange Zeit verhindern, sind massive pathophysiologische Effekte einer Hypomagnesiämie selten. Bei zusätzlichen Verlusten (etwa bei erhöhter Diurese oder vermehrtem Verlust über den Schweiß) oder langfristig verminderter Zufuhr können sich jedoch Mangelsymptome manifestieren.

Massive Magnesium-Mangelzustände, wie sie im Tierexperiment erzielt werden können, sind beim Menschen zwar selten. Bei vielen Krankheiten mit multifaktorieller Genese kann ein Magnesiummangel jedoch erheblich zum Krankheitsgeschehen beitragen. Die auftretenden Symptome erklären sich zum großen Teil durch die verminderte Calcium-antagonistischen Wirkung des Minerals. Ein Mangel ist vor allem durch eine erhöhte neuromuskuläre Erregbarkeit gekennzeichnet, die zu Muskelverspannungen, Krämpfen, Herzrhythmusstörungen und latenter Tetanie führt.

Defizit verstärkt Stressrektionen

Inzwischen haben Wissenschaftler immer mehr über die Funktion von Magnesium bei der Knochenhomöostase herausgefunden. Da der überwiegende Teil des Mineralstoffs im Knochen lokalisiert ist, aus dem unter Mangelbedingungen jedoch bis zu einem Drittel aktiviert werden kann, trägt eine langfristig unzureichende Versorgung zur Osteoporose bei. Die heutzutage empfohlene Osteoporoseprophylaxe mit Calciumpräparaten sollte deshalb durch eine adäquate Magnesiumzufuhr ergänzt werden.

Bedeutsam ist ein Magnesiummangel häufig, weil er Stressgeschehen im Organismus verstärken kann. Bei Stress entwickeln die freigesetzten Katecholamine eine zytotoxische Wirkung, da sie eine Calcium-Überladung der Zelle sowie eine vermehrte Lipidperoxidation hervorrufen – ebenso wie ein Mg-Mangel. Darüber hinaus erhöht ein Magnesiummangel selbst die Freisetzung von Katecholaminen aus den intrazellulären Speichern.

Untersuchungen ergaben, das ein Mangel des Minerals auch unerwünschte Arzneimittelwirkungen wesentlich verstärken. Vor allem bei einer Therapie mit Diuretika, Aminoglycosidantibiotika, Cisplatin sowie Immunsuppressoren muss daher auf eine ausreichende Magnesiumzufuhr geachtet werden.

Mangel schafft Kopfschmerzen

Fehlt dem Körper Magnesium, sind pathophysiologische Prozesse häufig verstärkt. Zu erkennen ist ein Magnesiummangel häufig durch eine gesteigerte Lärmempfindlichkeit der Patienten. Untersuchungen an lärmexponierten Versuchstieren als auch an Menschen mit beruflicher Lärmbelastung zeigten, dass Hörverluste durch eine Magnesiummangelernährung erheblich verstärkt wurden beziehungsweise derartige Schäden mit einer erhöhte Zufuhr vermieden werden konnten.

Den Zusammenhang zwischen einem Magnesiummangel und dem Auftreten von Kopfschmerzen als Teil des so genannten Spasmophilie-Syndroms deckten Forscher schon vor langem auf. So konnten sie in zahlreichen Untersuchungen bei Patienten mit Kopfschmerzen einen verminderten Magnesiumgehalt in Serum, Speichel oder Zellen nachweisen. Sowohl bei Patienten mit Spannungskopfschmerzen als auch in der Migräneprophylaxe ist Magnesium von Bedeutung. Die Einnahme von 600 mg Magnesium pro Tag konnte in Studien sowohl die Anzahl von Migräneattacken als auch von Migränetagen deutlich vermindern. Dabei ist jedoch die langfristige Einnahme notwendig.

Epidemiologische Untersuchungen zeigen, dass eine hohe Mg-Konzentration im Serum das kardiovaskuläre System schützen kann. Insbesondere bei Frauen stellten Wissenschaftler eine deutliche Verminderung des Koronarrisikos bei hoher Serum-Mg-Konzentration fest. Aber auch in der Therapie von Herz-Kreislauferkrankungen sowie Hypertonie hat Magnesium seinen Platz. So verbessert eine tägliche Gabe bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit die Herzfunktion, Belastbarkeit und die Endothelfunktion erheblich verglichen mit Placebo. Hypertonie-Patienten reagierten mit Blutdrucksenkung auf eine Mg-Supplementierung. Schließlich vermag eine hohe Magnesiumzufuhr auch, die Folgen von Diabetes mellitus Typ 2 abzumildern und die Blutzuckereinstellung zu verbessern, und kann darüber hinaus das Risiko vermindern, überhaupt einen Diabetes zu entwickeln.

Substitution ist häufig sinnvoll

Ein Magnesiummangel birgt somit einen erheblichen Risikofaktor und sollte, wie von der WHO empfohlen, mit einer Dosis von mindestens 300 mg pro Tag über einen längeren Zeitraum ausgeglichen werden. Aber auch wenn kein offensichtlicher Mangel vorliegt, ist es sinnvoll, mit einer gesteigerten Zufuhr hohe Serumkonzentrationen zu erreichen. Zur Substitution geeignet sind vor allem gut resorbierbare organische Magnesium-Verbindungen wie Mg-Citrat, das laut Studien erheblich besser bioverfügbar ist als andere Mg-Salze.

Als einzige erwähnenswerte Nebenwirkung einer oralen Magnesium-Therapie kann es zu Stuhlaufweichung kommen, da Magnesium eine wasserbindende Wirkung hat. Diesen unerwünschten Effekt können Betroffene aber in der Regel dadurch beheben, dass sie die tägliche Zufuhr erst einmal vermindern und dann langsam wieder steigern. Insgesamt gesehen stellt eine hohe Magnesium-Zufuhr eine wichtige Option zur Prävention und Therapie verschiedener Erkrankungen dar und gehört zur Basis der Nährstoffmedizin.

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