鎂攝入不足及其與慢性病關系的研究進展

馮利芳 郭軍

摘 要：研究顯示，心腦血管疾病、糖尿病和骨質疏松等多種慢性疾病中普遍伴隨低鎂血癥，且與鎂攝入不足高度相關，許多國家每日鎂攝入量低于推薦攝入量。本文對各類食物中鎂含量的研究進展進行了綜述，提出需要更多關注鎂攝入不足的問題，準確評價我國居民鎂推薦攝入水平，提倡減少谷物精加工，多攝入全谷物和深色蔬菜等鎂元素豐富的食物，減少飲用水的過度凈化和軟化。

關鍵詞：鎂缺乏;低鎂血癥;慢性病;谷物精加工;飲用水軟化

研究發現，心腦血管疾病、糖尿病和骨質疏松等患者血液中鎂含量都低于正常水平，補充一定劑量的鎂有助于改善這些慢性疾病[1-6]。近年來，由于糧食作物的過度加工和飲水或海水的過度凈化和軟化，以及高脂肪動物性食品攝入增加等因素，許多國家和地區居民鎂攝入量低于推薦攝入量，一些人群存在鎂缺乏問題，但醫學界、營養界和社會未引起足夠的重視。鎂元素普遍存在于食物中，結合各類食物的每日攝入量，谷物和蔬菜應該是鎂元素的主要來源，尤其全谷物中鎂元素普遍較高，建議攝入適當全谷物補充鎂元素。本文對鎂與慢性病的關系、低鎂血癥流行情況以及鎂攝入不足情況進行了綜述，并對引起鎂攝入不足因素進行了探討，本文還對各大類食物中鎂含量進行了綜述，呼吁對鎂元素攝入不足的關注，提倡減少谷物精加工，減少對飲用水的過度凈化或軟化，多攝入全谷物和深色蔬菜等鎂元素豐富的食物。

1 鎂的功能和慢性病

鎂是人體細胞內第二大陽離子，機體約含20～38 g鎂，60%～65%分布在骨骼中，27%分布在肌肉中，肝、心和胰中約占6%～7%[7-8]。鎂可激活和調節300多種酶系統，參與多種代謝過程，不僅有助于保持骨骼健康，且有助于肌肉收縮和舒張，能夠保持心臟健康、保持神經和肌肉系統平穩運作[1-2]。鎂缺乏患者通常有煩躁、疲倦、緊張、肌肉僵硬和注意力分散等不適癥狀，研究表明，心腦血管疾病、糖尿病、骨質疏松等慢性疾病患者鎂水平較低，且這些慢性疾病與鎂攝入不足高度相關[9-12]。鎂缺乏就是一種典型的亞臨床缺乏，在世界上普遍存在，卻未引起人們的足夠重視，且許多門診未將鎂作為一種常規測量指標[13]，盡管亞臨床鎂缺乏沒有明顯的臨床癥狀，但隨著時間的推移能夠增加心腦血管疾病的患病風險，可能導致高血壓、心律失常、心力衰竭、骨質疏松等慢性疾病[10]，鎂缺乏可能是心血管疾病的主要驅動因素，但尚未被充分認識[1]。

1.1 鎂缺乏與心腦血管疾病

鎂有助于調節血糖和血壓水平，對維持正常血壓是必需的。譚軍等[14]對我國136例高血壓患者和141例健康對照組的血清鎂進行分析，結果發現，高血壓患者的血清鎂水平（0.56±0.12 mmol/L）顯著低于對照組（0.85±0.25 mmol/L）。Markovits等[15]對以色列28 942例高血壓患者血清鎂研究發現，11.70%為鎂缺乏患者。Reffelmann等[16]對德國2 048例高血壓患者血清鎂研究發現，24.40%為鎂缺乏患者。Kass等[17]發現，每天補充410 mg鎂可使收縮壓降低0.32 mmHg、舒張壓降低0.36 mmHg。另一項關于正常血壓和高血壓成人的隨機對照試驗發現，每天補充368 mg鎂持續3個月可使收縮壓降低2 mmHg，舒張壓降低1.78 mmHg[18]。

鎂有助于預防心臟病的發生，鎂缺乏會使心臟中Na-K-ATP酶降低，從而增加鉀離子消耗，使鈉和鈣水平升高，這會增加對心臟肌肉的損害，從而引起冠狀動脈痙攣、心肌梗塞和心律失常[2]。有報道指出，患有糖尿病和心律失常等心臟代謝疾病的患者血清鎂比普通健康人群低[19]，這說明低鎂水平可能導致心臟疾病。盡管醫學領域關于鎂調節心臟功能的重要性還未確定，但早在1930年醫生就通過鎂的處方藥來治療心臟疾病[2]。Peacock等[20]對14 232名成年人12年的跟隨調查研究發現，血清鎂水平大于0.88 mmol/L時心臟猝死率降低了40%。Singh [21]對206例高鎂膳食和194例常規膳食的高危心血管疾病患者進行干預研究，每日高鎂膳食含1 142 mg鎂，常規膳食含418 mg鎂，結果發現，常規膳食患者心臟猝死的發生率是高鎂膳食患者的1.5倍，該研究與Peacock的研究結果說明，高鎂水平有助于降低心臟猝死的發生率。

1.2 鎂缺乏與糖尿病

鎂參與碳水化合物和脂質的代謝過程，影響胰島素的活性和釋放，胰島素可調節血糖水平，防止血糖水平不斷升高，進而可預防糖尿病[2]。我國2013年2型糖尿病患病率達10.4%，國際糖尿病聯盟估計我國2017年20～79歲成人糖尿病患病率為9.7%，其中53.6%為未診斷患者，且相關資料顯示，近年來糖尿病患病率呈逐年上升趨勢[22]。Xu等[23]對我國東北137例2型糖尿病患者和50例健康對照者的血清鎂研究發現，2型糖尿病患者的低鎂血癥患病率為35%。Wang等[24]對2 225名臺灣老年人營養與健康進行調查發現，當血漿鎂水平小于0.86 mmol/L時患糖尿病風險將增加3.25倍。Simmons等[25]對138例澳大利亞2型糖尿病患者血清鎂研究發現，低血鎂癥的患病率為10.50%，而血糖正常的對照組為0.90%。Lecube等[26]對西班牙50例2型糖尿病患者和150例對照者研究發現，2型糖尿病患者低鎂血癥患病率為48%，而健康對照組低鎂血癥患病率為15%。Faryadi等[2]報道鎂在降低患糖尿病風險方面發揮著積極作用，一項關于39 000例受試者證明鎂對2型糖尿病患者的實際效果的研究結果顯示，攝入大量鎂的受試者患2型糖尿病的可能性較低。總之缺鎂可能增加患糖尿病的風險，每天從食物中攝入適量的鎂元素，有助于減少糖尿病的發生率。

1.3 鎂缺乏與骨質疏松

鎂是維持骨細胞結構和功能的必需元素，是較大的鎂庫[7]。流行病學研究顯示，鎂缺乏與骨量減少和骨密度降低呈正相關，鎂缺乏可能改變全身骨代謝，降低皮質骨厚度，嚴重導致骨質疏松癥[27-28]。Belluci等[28]對大鼠喂食長達12個月的鎂缺乏飲食，結果發現大鼠骨組織形態發生變化，且發現大鼠腰椎和股骨的骨量減少。New等[27]報道骨質疏松癥患者的髂嵴和股骨上端的鎂含量較健康對照組相同部位低10%。鎂補充劑通常會使骨密度增加[29]，目前關于補充鎂元素對骨質疏松癥患者骨量的影響研究較少，一項關于19名絕經后期的骨質疏松癥患者，每天攝入600 mg鎂持續6～12個月的研究結果顯示，跟骨的骨密度增加11%，而對照組的相同部位骨密度僅增加0.7%，盡管患者在治療期間服用其他膳食補充劑[30]。

2 低鎂血癥流行情況

評價鎂營養狀態的指標有血清鎂、尿鎂和細胞內游離鎂離子等[31]。血清鎂是最常規的指標，同時也是臨床上鑒別低鎂血癥和高鎂血癥的指標。一般血清鎂<0.70 mmol/L時被診斷為低鎂血癥，正常血清鎂水平為0.70～1 mmol/L，最佳的血清鎂水平是>0.80 mmol/L，慢性持續性鎂不足血清鎂水平在0.75～0.85 mmol/L之間[1]。當血清鎂<0.82 mmol/L且24 h內尿鎂的排出量為40～80 mg時，可認為機體鎂不足，但有時總血清鎂正常，也可能出現細胞內低水平游離鎂離子，因此患有慢性病的人群應使用總血清鎂結合其他指標來鑒定早期低鎂血癥[1，32]。此外24 h尿鎂濃度也較容易測定，雖然不常用于臨床測量，但也為醫療保健方面檢測鎂水平提供一些線索[13]。

目前的一些研究對來自不同區域、不同醫院或診所的代表性健康人群和伴有各種慢性病患者的低鎂血癥進行了檢測分析（表1），這些代表性的人群中，低鎂血癥總體患病率為1.70%[25]～47.14%[33]。何彩華等[34]對我國廣東省河源市婦幼保健院22 554例兒童全血微量元素檢測分析發現，總體鎂缺乏率為42.66%，女童鎂缺乏率為43.43%、男童為42.09%，女童顯著高于男童。Huang等[35]對我國210例糖尿病老人進行血清鎂測定，結果發現，低鎂血癥的患病率為37.10%，同樣也較高。王雪榮等[36]對248例慢性腎臟病患者的血清鎂進行測定，發現慢性腎臟病患者低鎂血癥患病率為31.76%。章佳穎等[37]發現，杭州市92例入住重癥病房，同時進行血液透析治療的患者中30.43%是鎂不足的。

在其他一些國家低鎂血癥也有普遍性。美國在1971—1974年進行了一次較廣泛的血清鎂調查，該調查的主要結果是整體黑人血清鎂濃度低于白人[38]。1990年Whang等[33]對1 033例美國患者血清鎂分析發現，低鎂血癥患病率為47.14%。1999年Ford[39]對美國25～74歲12 340例參與者血清鎂研究發現，低鎂血癥患病率為23%。墨西哥2006年全國健康和營養調查公布估計全國低鎂血癥患病率為：1～11歲兒童為22.60%[40]、12～19歲為37.60%[41] 、大于20歲成年男女分別為31%和36.30%[42]，且該研究中35.40%青少年（12～19歲）和70%成年人（>20歲）超重或肥胖，但相反澳大利亞1 453例參與者血清鎂檢測顯示，總體低鎂血癥患病率為1.70%，但該研究中肥胖者僅占27.70%[25]，明顯低于墨西哥，這可能是低鎂血癥發生較低的原因。Markovits等[15]利用以色列大型健康組織數據庫的數據，分析了95 205例且伴有各種慢性病患者的血清鎂水平，總體低鎂血癥患病率為6%，其中高血壓患者為11.70%、2型糖尿病患者為23%。在德國16 000例參與者中，低鎂血癥患病率為14.5%[43]，另一項關于德國3 910例平均年齡50歲參與者的血清鎂顯示，總體低鎂血癥患病率為24.90%，其中女性為27.90%、男性為21.90%，女性高于男性[16]。

綜上，低鎂血癥在我國以及世界上普遍存在，應高度重視，尤其是伴有慢性疾病的患者，血鎂水平普遍較低。

3 鎂攝入不足情況及其影響因素

3.1 鎂攝入不足情況

評價膳食營養素攝入不足的參考指標包括推薦膳食供給量（RDA ）、平均需要量（EAR）、推薦攝入量（RNI）、適宜攝入量（AI）。每個國家的居民體格、膳食結構和營養素攝入量以及疾病發生模式不同，每個國家的參考攝入量指標存在一定差異[31]，表2可見，我國18～50歲成人鎂RNI為330 mg/d。研究表明，大多數人每天需要額外補充300 mg鎂，以降低患各種慢性病的風險[1]。

我國曾于1959年、1982年、1992年、2002年和2012年開展了五次大規模全國營養與健康狀況調查工作，為全面了解我國居民能量和營養素攝入情況提供了大量數據[44]。范軼歐等[45]對2002年營養與健康調查數據進行分析，發現19～30歲男女鎂攝入不足的比例分別為56.50%和43.20%，30歲以上分別為64.30%和47.30%。于冬梅等[46]將2010—2012年營養與健康調查數據同2002年數據進行比較發現，我國鈣攝入不足仍然存在，但同時發現2010—2012年每日鎂攝入量284.9 mg遠低于推薦攝入量330 mg，且低于2002年攝入量308.8 mg。

中國疾病預防控制中心營養與健康所和美國北卡羅來納大學合作的“中國健康與營養調查”項目分別在1989年、1991年、1993年、1997年、2000年、2004年、2006年、2009年、2011年和2015年共開展了10輪膳食隨訪調查[47]，同樣為評價我國居民營養素攝入狀況提供了重要依據，黃秋敏等[47]將10輪成年人微量營養素攝入情況調查數據進行比較發現，1991—2015年我國九省（自治區）18～59歲成年人鉀、鈣、鎂和鐵等微量元素的攝入量呈下降趨勢，2015年我國成年人每日鈣和鎂攝入量分別為345.03 mg和267.67 mg，與1991年相比分別減少了7.3%和18.4%。杜文雯等[48]將2000—2011年5輪關于成年女性的膳食數據進行比較發現，鈣、鎂和硒攝入量均未達到推薦量，僅3.3%成年女性鈣攝入量達到推薦量，鎂的攝入量達到推薦量的成年女性不足1/4，且已從2000年34.3%下降至23.6%。綜上可見，我國鎂攝入狀況不容樂觀，提倡在關注鈣元素攝入不足的同時也應關注鎂元素的攝入情況。

許多調查發現，工業化國家鎂攝入普遍缺乏，例如美國和歐洲國家，且許多人關于鎂不足對健康的影響知之甚少[28，49]。報道稱美國男女平均鎂攝入量分別為323、228 mg/d，大約50%美國人鎂攝入量低于EAR[1]。另外，美國健康與營養調查2001—2002年數據顯示，51～70歲美國女性平均每天鎂攝入量為246 mg，64%未達到該性別年齡組鎂的EAR，對于同一年齡組的墨西哥和非洲裔美國女性來說，鎂攝入量更低，且分別為每天185、169 mg[50]。在法國71.70%男性和82.50%女性鎂攝入不足[1]。在德國女性每日鎂攝入量約為200 mg，男性為250 mg，遠遠低于參考攝入量[51]。甚至在具有傳統地中海飲食（大量攝入橄欖油、水果和蔬菜）的意大利農村發現約50%的老人面臨營養缺乏[52]。從世界各地的數據來看，結果基本一致，即鎂的攝入量是不足的。

3.2 鎂攝入不足的因素

鎂攝入不足是導致鎂缺乏的主要原因，引起鎂攝入不足有很多因素，主要包括不均衡的膳食模式，即攝入過多的高脂肪肉類和精加工食物，攝入較少的全谷物和蔬菜、以及飲水或海水的過度軟化或凈化[13，55-56]。另外，胃腸吸收不良、鈣鎂攝入不均衡及其他原因引起的尿鎂排出相對過多等也會造成鎂缺乏[57-58]。

3.2.1 不均衡的膳食模式 鎂攝入不足一方面是由于食物攝入不均衡，哺乳動物產品攝入過多，植物性食物相對缺乏，這種典型的西方飲食一般脂肪含量較高，而膳食纖維和微量營養素較低[55，59]。有調查已經證實地中海飲食習慣在法國南部地區正在消失，且逐漸向西方飲食模式轉化[55，60]。鎂攝入不足也是由于精加工食物攝入過多，全谷物攝入量較少[61-62]。2016年《中國膳食指南》推薦食物多樣，谷類為主，每天攝入250～400 g谷類，其中包括全谷物和雜豆類50～150 g [63]。美國2015—2020年膳食指南對健康攝食模式進行了細化，推薦每日攝入170 g左右谷物，且至少一半是全谷物[64]，可見營養界都在關注全谷物的攝入。另一方面飲用水或海水的過度軟化或凈化同樣會造成鎂元素攝入不足[56，65]，El-Nakhal等[66]報道巴勒斯坦家庭使用的反滲透過濾系統能夠濾掉自來水中56%～97%的鎂元素。到1999年全世界每天約生產20 000 000 m3（約60億加侖）的淡化水，中東和西亞等地區一半以上的飲用水是通過海水淡化提供的[65]。Galan等[61]報道從礦物質水中攝取的鎂占每日鎂攝入量6%～17%。世界衛生組織推薦飲用水最低鎂含量為10 mg/L[56]，我國GB 5749-2006《生活飲用水衛生標準》對飲用水中的鋁和銅等有毒元素給出了限量[67]，但沒有推薦飲用水應該達到的鎂含量，而且許多國家衛生部門雖然控制各個地方的水源，卻沒有向大眾提供不同城鎮飲用水鎂濃度的信息[56]。2016年版《中國膳食指南》推薦每日攝入250～400 g谷類，成人每日至少飲水1 500～1 700 mL，假設每日攝入250 g谷物蕎麥（以2018《中國食物成分表》中蕎麥面鎂含量1 500 mg/kg推算），每日鎂攝入量為375 mg，就能滿足18～50歲成人鎂元素RNI （330 mg/d），若再加上飲水1 500 mL（以WHO推薦最低鎂含量10 mg/L推算），每日鎂攝入量為390 mg，則可以遠遠滿足18～50歲成人鎂元素RNI （330 mg/d）。鎂元素一般不易發生中毒，只有腎功能不全時，大量口服鎂則可引起鎂中毒。

3.2.2 其他因素 胃腸吸收障礙通常是由于腹瀉等胃腸疾病造成。過量尿鎂排出通常是由于服用酒精等其他利尿劑[68]。鎂是鈣通道的阻滯劑，能阻止并調節細胞內鈣的含量。過量鈣攝入會增加鎂的消耗，導致機體鎂缺乏，并通過鈣化對細胞造成損傷。過量鈣的補充，而沒有大量補充鎂可能是造成鎂缺乏的原因，有專家推測最佳的鈣鎂比接近2∶1[1，69]。我國18～50歲成人鈣RNI為800 mg/d、鎂RNI為330 mg/d[31]，以最佳鈣鎂比2∶1推測，我國居民鎂推薦攝入量較低，值得再評價。

4 食物中鎂元素含量

4.1 富含鎂元素的食物

鎂元素存在于各類食物中，但含量差異較大。2018、2019《中國食物成分表》第6版（第一冊、第二冊）給出了未經加工的各類食物和經過不同加工方式且由多種原料配制而成的食物以及人為的強化某些營養物質的食物中鎂元素含量[70-71]。表3對未經加工的各類食物（包括脫水、風干和泡發等以滿足食用需求的食物）中的鎂元素進行總結和分析，可以看出堅果類（10～5 670 mg/kg）、谷物類（40～3 820 mg/kg）、干豆類（170～2 430 mg/kg）和蔬菜類（10～4 680 mg/kg）中的鎂元素較豐富，畜肉類（20～1 840 mg/kg）、禽肉類（10～510 mg/kg）、蛋類（10～460 mg/kg）和乳類（30～330 mg/kg）鎂元素相對較低。

4.2 谷物中鎂元素含量

中國居民日常膳食的谷物主要為小麥、大米、蕎麥、燕麥和小米等。表4顯示，谷物中含有豐富的鎂元素，且不同谷物鎂含量差異較大，尤其是以內蒙古為主的北方盛產的甜蕎（1 400～2 900 mg/kg）和以云南為主的南方盛產的苦蕎（900～2 100 mg/kg）鎂元素最高，其次為燕麥（600～2 700 mg/kg）、小麥（400～1 700 mg/kg）和小米（50～1 100 mg/kg），大米中的鎂元素（40～800 mg/kg）最低，王紅育等[72]也曾報道蕎麥中的鎂一般是小麥和大米的3～4倍。不同地區、不同品種的谷物中鎂元素不同，廣東省的小米和大米鎂元素均較低于其他地區，這可能與其土壤中較低的鎂元素有關。張玲艷等[73]發現，山西省不同品種的谷子鎂元素不同。重要的是不同加工程度的谷物中鎂元素不同，且加工越精細，鎂元素損失越嚴重。據報道精加工的白面粉和精大米分別損失82%和83%的鎂[1]。張蘭等[74]對稻米加工過程中鎂元素流失情況進行研究發現，糙米中鎂的損失率為2.91%，二次拋光米中鎂的損失率為73.50%，精米比糙米多損失10%～70%的鎂。全谷物是指去掉不可食用的外殼，剩余的完整、碾碎、破碎或壓片的谷物，結構主要包括皮層、胚乳和胚芽3部分[75]，由于皮層和胚芽中含有大量的鎂元素，這也提醒我們應該增加全谷物的攝入。

4.3 蔬菜和水果中的鎂元素含量

新鮮蔬菜水果是平衡膳食的重要組成部分，也是鎂元素的較好來源，尤其綠色蔬菜，由于蔬菜的綠色來自于葉綠素，而葉綠素中含有鎂元素，所以顏色越深綠，含有的鎂元素越高[31，89]。鄧夢雅等[90]對深圳市日常食用的10種深色和10種淺色蔬菜鎂元素進行測定，結果顯示，深色蔬菜的鎂元素遠遠高于淺色蔬菜，且深色蔬菜中菠菜鎂元素最高為1 000 mg/kg。不同種類的蔬菜鎂元素差異較大，一般綠葉類蔬菜大于根莖類大于果菜類，陳輝等[91]對北京市15種蔬菜和7種水果鎂元素進行分析，結果顯示，蔬菜中鎂元素為71.18～851.33 mg/kg、菠菜最高，是其他蔬菜的3～12 倍，而水果鎂元素為 48.13～257.85 mg/kg，香蕉最高。

2016年版《中國膳食指南》推薦每天攝入200～350 g新鮮水果，保證每天攝入300～500 g蔬菜，且深色蔬菜占1/2[63]。結合2018年版《中國食物成分表》提供的蔬菜類和水果類中鎂元素水平可以發現，蔬菜和水果含有鎂元素較豐富，且日常食用的蔬菜中鎂元素較水果豐富，尤其深色蔬菜。

5 結論

鎂攝入不足通常是由于食物攝入不均衡，過多攝入高脂肪肉類產品和精加工食物，較少攝入植物性食物尤其全谷物，飲水或海水的過度軟化和凈化，以及某些個體的鈣鎂攝入不均衡、鎂吸收不良和尿鎂排除過多等引起。研究發現，谷物精加工對鎂和其他礦物質元素影響很大，全谷物的鎂含量普遍較高，蔬菜水果中鎂元素也較豐富，尤其深色蔬菜。建議關注鎂攝入不足，準確評價我國居民鎂推薦攝入水平，并提倡通過食物補充鎂，減少谷物的精加工，倡導食用全谷物及深色蔬菜等鎂元素豐富的食物。◇

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Research Progress on Magnesium Intake Deficiency and Its Relationship with Chronic Disease

FENG Li-fang，GUO Jun

（College of Food Science and Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China）

Abstract：Hypomagnesemia was found very common in many chronic diseases，such as cerebrovascular diseases，diabetes and osteoporosis etc，and studies showed that these diseases were highly correlated with deficiency of magnesium intake.In many countries daily intake of magnesium were found lower than the recommended intake.We summarized the level of magnesium in various foods to appeal to public more attention on magnesium intake deficiency，accurate estimate for the recommended magnesium intake of Chinese people，reduction for excessive refining processing of grains，more intake of magnesium-rich foods such as whole grains and dark vegetables，and reduction for over purifying and softening of drinking water.

Keywords：magnesium deficiency;hypomagnesemia;chronic disease;grains refining;drinking water softening