鎂力不足鈣就造反，選鎂面面觀

鎂是人體中第四豐富的礦物質、細胞內第二多的陽離子，它參與了人體數百項的脢生化反應，尤其是在葡萄糖與胰島素的代謝作用中不可或缺；此外，鎂離子也扮演鈣離子、鉀離子的拮抗劑角色，是鈣、鉀進出細胞膜通道的守門人。眾所周知，鈣離子是刺激心臟跳動、肌肉收縮的主要因子，鎂離子則扮演制衡的角色，兩者的功能有如汽車的油門與剎車。所以，如果長期缺乏鎂，就可能導致心律過快、血管平滑肌收縮甚至鈣化，進而誘發高血壓、心血管疾病。跟缺乏鎂相關的其它常見症狀和亞健康問題有：高血糖、高血脂、糖尿病、肌肉抽搐或痙攣、肌肉無力、骨質疏鬆、失眠和焦慮等等。有興趣的人，可以參閱A. A. Mathew, R. Panonnummal, Magnesium -the master cation as a drug possibilities and evidences. Biometals (2021) 34:955–986，以及D. Fiorentini, et. al., Magnesium: Biochemistry, Nutrition, Detection, and Social Impact of Diseases Linked to Its Deficiency. Nutrients 2021, 13, 1136.

日常飲食攝取鎂的來源，主要是綠色葉菜、豆莢、堅果、穀類麩皮，間接來自於土壤中的礦物質。被農作物吸收的礦物質會隨著收割而流失，而一般的肥料中不含鎂，長此以往，天然食物中的鎂含量也會緩慢遞減；食物的加工、精製更會讓鎂進一步流失，導致從飲食攝取的鎂有所不足。歐盟、美國、中國、台灣的調查顯示鎂攝取不足是普遍的現象，因此，各種各樣的鎂劑補充品就因應而生。2022年1月10日，美國FDA有條件地允許廠商宣稱補充鎂有助於降低高血壓風險，前提是必須加註警語「相關科研證據不一致且尚無定論（Inconsistent and inconclusive scientific evidence）」或類似陳述。何以致此？

關於補充鎂的健康效益之研究，早在1920s年代就有了，但因為不同的研究成果相互牴觸，相關研究的興趣就逐漸消沈，直到1990s年代又再度興起。各個研究的結論正如同FDA所說的並不一致，為何如此？檢視文獻就會發現這些研究的異質性極高，從實驗對象的年齡層、健康狀況，鎂劑的劑量、種類及效能參數（血清vs.細胞鎂濃度，血壓、血糖及血脂變化等等）都存在差異，致使相關研究的成果缺乏比較的基礎。Rosanoff及Plesset在篩選實驗對象後，發現135名高血壓（收縮壓>155 mmHg）且藥物治療超過6個月的病患，經過鎂劑治療後，收縮壓及舒張壓分別下降了18.7mmHg（14.95～22.45 mmHg）及10.9 mmHg（8.73～13.1 mmHg），成效頗為顯著。

鎂攝取不足會有健康風險，日常飲食又無法獲取足夠的鎂，那要如何補充鎂？何時補充？鎂元素只有一種，但鎂鹽或鎂化合物卻有很多種，常見的有，目的都是為了補鎂離子。坊間的鎂補充品琳瑯滿目，從單純的鎂劑到包含鈣及維生素的複方，應有盡有；鎂的劑型（錠型、膠囊、粉末、發泡）、劑量，鎂的來源更是變化多端，已知的至少有氯化鎂（Magnesium chloride）、氧化鎂（Mg oxide）、碳酸鎂（Mg carbonate）、硫酸鎂（Mg sulphate）、檸檬酸鎂（Mg citrate）、蘋果酸鎂（Mg Malate）、葡萄糖酸鎂（Mg gluconate）、乳酸鎂（Mg lactate）、天門冬胺酸鎂（Mg aspartate）、醋酸鎂（Mg acetate）、吡酮酸鎂（Mg pidolate）、蘇糖酸鎂（Mg L-Threonate）。眾「鎂」並列，何者適配？

成人體內含鎂量約25g，約99%是儲存在骨骼及軟組織（肌肉、肝臟、心臟、胰臟等）的細胞內，細胞外體液僅佔1%。除非是罹患重大疾病或受到藥物影響（例如質子泵浦抑制劑、利尿劑），血清鎂會維持在一個狹窄的恆定範圍內，它的濃度受到三個因素制約：小腸吸收量、腎臟的排出/再吸收量（血清鎂濃度降低時，副甲狀腺分泌副甲狀腺素以提高腎臟對鎂的再吸收），以及骨細胞的鎂釋出量。細胞內的鎂約95%是以跟蛋白質結合的形式儲存，其餘的才以離子型態存在，參與相關的生化反應，或與鈣離子對神經及細胞的調控。所以，細胞內的鎂離子濃度才是關鍵，這需要透過先進的檢測儀器方能為之。

Mathew及Panonnummal將臨床常見的各種鎂補充劑之鎂含量比例、生物可用率（bioavailability）及其用途，整理成下表：

較高的生物可用率或稱為生物利用度，經常是廠商宣稱其產品優勢的重點，藥理學的生物可用率，是指所服用藥物的劑量能到達體循環的比例（更精確地說，是輸送到預期發生作用的特定位置）。按照此定義，藥物以靜脈注射時，它的生物可用率是100%；若是以其它方式輸送時，其生物利用度會因為不完全吸收而下降。但是，較高生物可用率是否就能在臨床上產生較高的療效（efficacy）?

以鎂劑而言，只要鎂劑進入體循環系統內就達成生物可用率的指標，因此都是以測定尿液排出量及血清的鎂濃度來計算。但是，這些體循環內的鎂劑能否順利地釋出鎂離子，並穿透細胞膜成為有效用的細胞內鎂離子，卻無法靠生物可用率來區別。這種測定方法真的能反映鎂劑的臨床效用嗎？還有，為何諸多的鎂劑效益研究會有不一致的結果？基本的化學常識或許有助於解疑。

鎂劑補充品可分為無機的鎂化合物、有機的鎂化合物及螯合物兩大類。鎂與氯生成的氯化鎂可在水中溶解並釋出鎂離子；鎂與碳酸根生成的碳酸鎂及加熱後生成的氧化鎂，雖然溶解度較低，但可與胃酸反應生成鎂離子；鎂與硫酸根、硝酸根、磷酸根與草酸根形成的化合物之溶解度極低，不易被消化吸收。

鎂的有機化合物，有些可溶於水而解離出鎂離子，如葡萄糖酸鎂、醋酸鎂、檸檬酸鎂；有些雖不溶於水，但在胃酸作用下也可以釋出鎂離子，如蘋果酸鎂。至於鎂的有機螯合物，是否能夠有效地釋出鎂離子，端視其螯合力的高低，越是穩定的螯合物，被螯合的金屬離子越不易解離。

有些鎂劑或許很容易被腸胃道吸收，但是進入體循環後，未必能有效釋出鎂離子並進入細胞內，成為能發揮效用的鎂。因此，較高的生物可用率只能代表曾經被吸收進入體循環，然後又隨尿液排出的鎂數量；而服用鎂劑之後的血清鎂濃度升高，也可能只是意味腎臟系統來不及濾除血液中過量的鎂罷了。畢竟，這兩項指標都無法顯示細胞內的鎂濃度到底隨服用鎂劑而提高多少？

雖然數據顯示檸檬酸鎂的生物可用率遠高於氧化鎂，但是Shechter等人的實證研究卻發現：氧化鎂在提高細胞鎂濃度、降低總膽固醇及低密度膽固醇方面，卻明顯優於檸檬酸鎂；但是兩者都能顯著降低腎上腺素誘發的血小板凝集。由此觀之，服用價格高貴的有機鎂化合物或有機鎂螯合物，未必是明智之舉。

要補充多少鎂？成人的每日鎂建議攝取量（RDA）：美國為男420/女320mg、歐盟為男350/女300mg、日本為男350/女290mg（70歲以上減20mg）、中國為320mg（70歲以上減20mg）、台灣則為男360/女310mg（70歲以上減10mg）。

要不要同時補充鈣？鈣鎂的比例如何拿捏？這就因人而異了。飲食習慣會影響個人的鈣鎂的攝取比例，多吃深綠色的葉菜，鎂的攝取量較多；反之，多吃精製食品則會降低鎂的攝取量。調查顯示美國人的平均數是≧3.0，而中國上海大約是1.7。根據2007年Dai等人針對大腸直腸癌的研究（2,204人）：當鈣鎂攝取比例小於2.8，增加鎂的攝取可以降低罹患大腸直腸癌的風險；當比例高於2.8時，鎂的攝取量就與風險程度無關，惟增加鈣的攝取量卻有提高相關風險的趨勢。後續針對長期補充鈣的研究（930人、每天1200mg、為期超過4年）發現可以降低大腸直腸腺瘤復發的風險，但只有在鈣鎂攝取比例≦2.6時才會有此效果。

針對超過13萬名上海居民的調查顯示：在鈣鎂攝取比例≧1.7之群眾中，每日攝取≧320mg的鎂可以顯著降低男性的總死亡率、缺血性心臟病相關死亡率，以及女性的癌症相關死亡率；但是當鈣鎂攝取的比例小於1.7時，每日攝取≧320mg的鎂反而提高女性的總死亡率、心血管疾病與大腸直腸癌相關的死亡率。基於這些研究，Rosanoff及Dai等人認為鈣鎂的攝取比例宜介於1.7到2.8之間。

至於何時服用最佳？鎂跟體內的鈣離子、鉀離子、鈉離子屬於競爭關係，會互相抑制。當每日鈣攝取量超過2,600mg時就會降低鎂的吸收，而高鈉及高鉀攝取也可能導致鎂排出量增加。另外，很多藥物會提高鎂的流失，包括利尿劑、質子泵浦抑制劑、抗菌藥物等；進一步詳情，可參考Uwe Gröber, Magnesium and Drugs. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 2094

飲食方面，一般認為適量的維生素D、蛋白質攝取可以增加鎂的吸收率。但是，存在於米糠、麩質與種子的植酸（肌醇六磷酸），雖有良好的抗氧化作用，但其分子中含有6個磷酸根離子，會與重要的礦物質如鈣、鎂、鐵、鋅及維生素螯合形成植酸鹽（Phytate），從而降低膳食礦物質的生物可利用率，可說是一種抗營養物質；菠菜、竹筍中豐富的草酸，也具有類似的抑制鎂吸收之效果。

所以攝食鎂劑，除了要注意是否跟藥物發生干擾之外，也要注意植酸、草酸的影響。如果沒有發生腸胃不適的狀況，不妨空腹時攝食鎂補充劑。