Le magnésium est le 4e cation le plus abondant dans l'organisme. Un adulte de 70 kg a environ 2000 mEq (1000 mmol) de magnésium. Environ 50% se trouvent séquestrés dans l'os et ne sont pas immédiatement échangeables avec le magnésium des autres compartiments. Le liquide extra-cellulaire ne contient qu'environ 1% du magnésium total corporel. La quantité restante se trouve dans le compartiment intracellulaire. La concentration normale de magnésium plasmatique va de 1,8 à 2,6 mg/dL (0,74 à 1,07 mmol/L).
Le maintien de la concentration plasmatique de magnésium est dans une large mesure fonction de l'apport alimentaire et de l'efficacité de la réabsorption rénale et intestinale. Dans les 7 premiers jours d'un régime alimentaire carencé en magnésium, l'excrétion rénale et les pertes par les selles du magnésium chutent à environ 12,5 mg/jour (0,5 mmol/jour).
Environ 70% du magnésium sérique est filtré par les reins; le reste est lié aux protéines. La liaison protéique au magnésium est pH-dépendante.
La concentration plasmatique de magnésium n'est pas étroitement corrélée au contenu total corporel ni au contenu intracellulaire de magnésium. Cependant, une hypomagnésémie sévère peut refléter une diminution des réserves corporelles de magnésium. L'hypermagnésémie est le plus souvent provoquée par l'insuffisance rénale.
De nombreux enzymes sont activés ou dépendent du magnésium. Le magnésium est nécessaire à tous les processus enzymatiques qui impliquent l'ATP (adenosine triphosphate) et de nombreuses enzymes du métabolisme des acides nucléiques. Le magnésium est indispensable à l'activité du cofacteur thiamine pyrophosphate et semble stabiliser la structure des macromolécules comme l'ADN et l'ARN.
Le magnésium est également lié de manière intime mais encore mal comprise au métabolisme du calcium et du potassium.
