Magnesium - Versatile and Helpful

Most of us probably first encounter magnesium in the context of sports or physical education. It’s especially popular in gymnastics, where the white powder is often used. Or, sometimes, just to play pranks on classmates, since it leaves such wonderfully white powder marks.

Only later does attention turn to other properties related to sports and health.

Magnesium is a mineral that is abundant in the body, naturally present in many foods, added to other foods, or available as a dietary supplement and medication. Magnesium plays an important role as a cofactor in over 300 enzyme systems. These regulate various biochemical reactions in the body, including protein synthesis, muscle and nerve function, blood sugar control, and blood pressure regulation. [1,2]

Magnesium, for example, is needed for energy production. It contributes to the structural development of bones and is required for the synthesis of DNA, RNA, and the antioxidant glutathione.

Magnesium spielt außerdem eine Rolle beim aktiven Transport von Ionen in die Zellen, einem Prozess, der für die Nervenimpulsleitung, Muskelkontraktion und den normalen Herzrhythmus wichtig ist.

Der Körper eines Erwachsenen enthält etwa 25 g Magnesium, davon 50–60 % in den Knochen und ein weiterer Großteil in den Weichteilen. Deshalb ist es schwierig, den Magnesiumstatus über das Blut zu beurteilen, da sich das meiste Magnesium in Zellen oder Knochen befindet und deshalb die Konzentration im Blutserum nicht besonders aussagekräftig ist.

Magnesium sources

Nahrungsmittel mit hohem Magnesiumgehalt

Magnesium ist in pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln sowie in Getränken weit verbreitet. Grünes Blattgemüse wie Spinat, Hülsenfrüchte, Nüsse, Samen und Vollkornprodukte sind gute Magnesiumquellen.

Einigen Frühstückscerealien und anderen angereicherten Lebensmitteln wird Magnesium teilweise zugesetzt.

Some types of food processing, such as the refining of grains—where the nutrient-rich germ and bran are removed—significantly reduce the natural magnesium content.

Tap water, mineral water, and bottled water can also be sources of magnesium, but the amount of magnesium in water varies greatly depending on the source and brand (from 1 mg/L to over 120 mg/L). [3]

Dietary supplement with various forms of magnesium

Magnesium supplements are available in various forms, including magnesium oxide, citrate, and chloride.

The absorption of magnesium from different types of magnesium supplements varies. Magnesium forms that dissolve well in liquids are absorbed more completely in the intestine than less soluble forms. [4]

Studies have shown that magnesium, for example, is completely absorbed in the form of citrate and has a higher bioavailability than magnesium oxide and magnesium sulfate. [5]

Magnesium intake and deficiency

Nutrition surveys in the US repeatedly show that many people consume less than the recommended amount of magnesium. An analysis of data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) from 2013–2016 found that 48% of Americans of all ages consume less magnesium from food and beverages than is recommended daily. [6]

A consistently low intake or excessive loss of magnesium due to certain health conditions, chronic alcoholism, or the use of certain medications can lead to magnesium deficiency.

The first signs of magnesium deficiency include loss of appetite, nausea, vomiting, fatigue, and weakness. As the deficiency worsens, numbness, tingling, muscle contractions and cramps, seizures, personality changes, or heart rhythm disturbances may occur.

Chronischer Durchfall infolge von Morbus Crohn, Zöliakie und Enteritis können mit der Zeit zu Magnesiummangel führen. Bei Menschen mit Insulinresistenz oder Typ-2-Diabetes kann es zu Magnesiumdefiziten und einer erhöhten Magnesiumausscheidung im Urin kommen. Der Magnesiumverlust scheint auf höhere Glukosekonzentrationen in der Niere zurückzuführen zu sein, die die Urinausscheidung erhöhen.

Magnesiummangel kommt häufig bei Menschen mit chronischem Alkoholismus vor.

Bei diesen Menschen können eine schlechte Nahrungsaufnahme und ein schlechter Ernährungszustand, Probleme wie Erbrechen, Durchfall und Fettstuhl infolge einer Pankreatitis, Nierenfunktionsstörungen, Vitamin-D-Mangel und akute Lebererkrankung zu einem verminderten Magnesiumstatus beitragen. [7]

Magnesium and health

Chronically low magnesium intake leads to changes in biochemical processes that, over time, can increase disease risk. We’ll focus on four diseases and disorders where magnesium may play a role: high blood pressure and cardiovascular disease, type 2 diabetes, osteoporosis, and migraine.

High blood pressure and cardiovascular diseases

High blood pressure is a major risk factor for heart disease and stroke.

Die Autoren einer Metaanalyse von 22 Studien mit 1.173 Erwachsenen kamen zu dem Schluss, dass eine Magnesiumergänzung über 3–24 Wochen den systolischen Blutdruck um 3–4 mmHg und den diastolischen Blutdruck um 2–3 mmHg senkt. [8]

Mehrere Studien untersuchten die Zusammenhänge zwischen Magnesiumaufnahme und Herzerkrankungen. Die Studie „Atherosclerosis Risk in Communities" untersuchte Risikofaktoren für Herzerkrankungen und Magnesiumspiegel im Serum bei 14.232 Männern und Frauen im Alter zwischen 45 und 64 Jahren zu Studienbeginn. Bei einer Nachbeobachtung von 12 Jahren hatten Personen mit ausreichender Magnesiumaufnahme ein um 38 % geringeres Risiko für einen plötzlichen Herztod als Personen, welche die täglich empfohlene Menge nicht erreicht haben.

A meta-analysis found that higher serum magnesium levels were significantly associated with a lower risk of cardiovascular disease, and higher magnesium intake was linked to a significantly lower risk of heart disease due to reduced blood supply to the heart muscle. [9]

Eine höhere Magnesiumzufuhr könnte auch das Schlaganfallrisiko senken. In einer Metaanalyse von sieben Studien mit insgesamt 241.378 Teilnehmern war eine zusätzliche Magnesiumzufuhr mit einem um 8 % verringerten Risiko für einen Schlaganfall verbunden. [10]

Typ 2 Diabetes

A diet higher in magnesium is associated with a significantly lower risk of diabetes, possibly due to magnesium’s important role in glucose metabolism. Magnesium deficiency can worsen insulin resistance, which often precedes diabetes. [11]

Diabetes leads to increased magnesium loss through urine, and the resulting magnesium deficiency can impair insulin action and thus worsen diabetes control.

Osteoporosis

Magnesium is involved in bone formation and affects the activities of osteoblasts and osteoclasts, the cells responsible for building up and breaking down bone. Magnesium also influences the concentrations of the active form of vitamin D, which is an important regulator of bone metabolism. Several studies have found positive associations between magnesium intake and bone mineral density in both men and women. [12]

Andere Untersuchungen haben ergeben, dass Frauen mit Osteoporose niedrigere Magnesiumspiegel im Serum haben als Frauen ohne Osteoporose oder Osteopenie. [13]

These and other findings suggest that magnesium deficiency could be a risk factor for osteoporosis.

Migraine headaches

Magnesiummangel steht mit Faktoren in Zusammenhang, die Kopfschmerzen begünstigen, darunter die Freisetzung von Neurotransmittern und die Verengung von Blutgefäßen. [14]

People who suffer from migraines have lower blood and tissue magnesium levels than those without migraines.

Die Autoren einer Übersichtsarbeit zur Migräneprophylaxe schlugen vor, dass die Einnahme von zweimal täglich 300 mg Magnesium Migräne vorbeugen kann. [15]

In ihrer Leitlinienaktualisierung kamen die American Academy of Neurology und die American Headache Society zu dem Schluss, dass eine Magnesiumtherapie zur Vorbeugung von Migräne wahrscheinlich wirksam ist. [16]

Magnesium and sports

Eine Domäne von Magnesium ist der Sport. Zurecht?

A number of studies have examined the relationship between magnesium status, magnesium supplementation, and exercise performance. It was found that magnesium requirements increase as a person’s physical activity increases. Animal studies have shown that magnesium can improve exercise performance by increasing glucose availability in the brain, muscles, and blood.

Einige Querschnittsstudien beim Menschen zeigten einen positiven Zusammenhang zwischen Magnesiumstatus und Muskelleistung.

So, does sports require additional magnesium? Probably yes, since this mineral is a key factor in the production of ATP, which supplies energy to the muscles. Intense training greatly increases the need for muscle energy and triggers a magnesium-dependent process for energy production.

Studies suggest that intense exercise can increase magnesium requirements by up to 20 percent. [17]

What does the European Food Safety Authority say?

Die EFSA legt fest, welche gesundheitsbezogenen Aussagen hinsichtlich einer Substanz oder Wirkstoffes getätigt werden dürfen.

Diese lauten wie folgt:

Magnesium …

• … trägt zu einem normalen Energiestoffwechsel bei,
• … trägt zur normalen psychischen Funktion bei.
• … helps reduce tiredness and fatigue.
• … trägt zu einer normalen Muskelfunktion bei.
• … trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei.
• … trägt zur Erhaltung normaler Zähne bei.
• … contributes to normal nervous system function.
• ... contributes to normal protein synthesis.
• … helps maintain electrolyte balance.
• … hat eine Funktion bei der Zellteilung.

As we can see, this is a very broad and fascinating area where magnesium can support us in everyday life!

Magnesium in the form of magnesium citrate for energy metabolism, mental health and nerves, muscles, and bones can be found here:

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Studies and sources:

• [1] https://nap.nationalacademies.org/read/5776/chapter/1
• [2] Modern Nutrition in Health and Disease. 11th ed. Baltimore, Mass.: Lippincott Williams & Wilkins; 2012:159-75
• [3] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11318912/
• [4] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11550076/
• [5] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14596323/
• [6] https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/80400530/pdf/usual/Usual_Intake_gender_WWEIA_2013_2016.pdf
• [7] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7836619/
• [8] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22318649/
• [9] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23719551/
• [10] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22205313/
• [11] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20004036/
• [12] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19968914/
• [13] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17944055/
• [14] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19271946/
• [15] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18325296/
• [16] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22529203/
• [17] Nielsen F, Lukaski H. Update on the relationship between magnesium and exercise. Magnes Res 2006;19(3):180-189