Il magnesio è il 4o catione più abbondante dell'organismo. Un adulto di 70 kg contiene approssimativamente 2000 mEq (1000 mmol) di magnesio. Circa il 50% è sequestrato nell'osso e non è prontamente scambiabile con il magnesio presente negli altri compartimenti. Il liquido extracellulare contiene soltanto circa l'1% del magnesio totale corporeo. La quota rimanente si trova nel compartimento intracellulare. La normale concentrazione sierica di magnesio varia tra 1,8 a 2,6 mg/dL (0,74-1,07 mmol/L).
Il mantenimento della concentrazione sierica di magnesio è, in larga misura, funzione dell'apporto alimentare e di un efficace meccanismo di conservazione renale e intestinale. Entro 7 giorni dall'inizio di una dieta carente in magnesio l'escrezione renale e fecale di magnesio scende a circa 12,5 mg/die (0,5 mmol/die) per ciascun emuntorio.
Circa il 70% di magnesio sierico è filtrato dai reni; il rimanente è legato alle proteine. Il legame del magnesio alle proteine è pH-dipendente.
La concentrazione sierica di magnesio non è strettamente correlata né al magnesio totale corporeo né al magnesio intracellulare. Tuttavia, una grave ipomagnesiemia sierica può riflettere una diminuzione dei depositi corporei di magnesio. L'ipermagnesiemia il più delle volte è causata dall'insufficienza renale.
Molti enzimi sono attivati o dipendenti dal magnesio. Il magnesio è necessario per tutti i processi enzimatici che coinvolgono l'adenosina trifosfato (ATP) e per molti degli enzimi coinvolti nel metabolismo degli acidi nucleici. Il magnesio è indispensabile per l'attività del cofattore tiamina pirofosfato e sembra stabilizzare la struttura delle macromolecole come il DNA e l'RNA.
Il magnesio è inoltre legato, in modo stretto ma ancora scarsamente compreso, al metabolismo del calcio e del potassio.
