鎂代謝異常 Magnesium Disorders

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床邊三個問題（本頁的主軸）

這個病人「血鎂正常」，可是真的不缺鎂嗎？

鎂是從腎臟漏掉的，還是從腸道漏掉的？—— 算 FEMg。

這個低血鉀／低血鈣為什麼補不起來？—— 先看鎂。

鎂是臨床上最常被忽略的離子：檢驗單上常常沒有它，而它一旦缺乏，鉀與鈣都會跟著補不起來。

一、為什麼「血鎂」是很差的指標

體內鎂約 24 g，分布極度偏向細胞內與骨骼：

分布	比例	意義
骨骼	約 60%	表面可交換池，緩衝血鎂
肌肉／軟組織（細胞內）	約 39%	細胞內第二多的陽離子（次於 K⁺）
細胞外液	< 1%	抽血只看到這一小塊

血漿鎂之中，約 30% 與白蛋白結合（無法被過濾）、15% 形成陰離子複合物、只有 55% 是游離離子鎂（具生理活性）。臨床推論：

低白蛋白血症 → 總鎂假性偏低（游離鎂可能正常）。
血鎂正常 ≠ 體內不缺鎂：細胞與骨骼缺鎂在血清鎂正常時即可存在。例如 20 例確診 Gitelman 症候群中有 5 例血鎂正常 (25%)；另一 Bartter 樣病童血鎂 2.0 mg/dL 正常，但 FEMg 高達 6.6%，證實腎臟早已持續漏鎂。
低血鎂通常代表體內缺鎂，但須排除稀釋、採檢誤差與細胞內轉移。

評估「體內」鎂狀態的三個工具

工具	做法	判讀與臨床意義
FEMg（鎂排泄分額）	一次性隨機尿＋同步抽血	低血鎂時偏高支持腎性流失；正常飲食約 3–4%，低血鎂時健康腎臟應壓低至 < 2%，> 3–4% 支持不當腎失鎂
24 小時尿鎂	收集 24 小時尿液	低血鎂時 < 24 mg/day 支持腎臟保鎂；需確認收集完整度、補鎂與腎功能
鎂負荷試驗	輸注負荷後測 24h 尿鎂排泄率	滯留比例增加（通常 > 20–25%）支持體內缺鎂（需依 protocol 與腎功能解讀）；漏出閾值下降提示 DCT 頂端 TRPM6 缺陷

$\text{FE}_{\text{Mg}} = \frac{\text{U}_{\text{Mg}} \times \text{P}_{\text{Cr}}}{0.7 \times \text{P}_{\text{Mg}} \times \text{U}_{\text{Cr}}} \times 100\%$

分母的 0.7 是關鍵校正因子：約 30% 血漿鎂與白蛋白結合而無法被腎絲球濾過（可濾過鎂僅佔 70%）。若漏乘 $1/0.7$ ，會把 FEMg 低估約三成，將「異常漏鎂」誤判為正常。

對照數據：健康人 FEMg 約 $1.7 \pm 0.6\%$ ，Gitelman 病患約 $3.0 \pm 1.2\%$ 。
負荷試驗分子意義：若負荷試驗揭示漏出閾值顯著下降，提示遠曲小管頂端膜 TRPM6 功能失能。各項生理試驗均需配合 GFR、利尿劑、酸鹼與尿量整合判讀。

二、鎂的處理地圖：腸道與腎小管

腸道吸收（主要在小腸末段 ileum 與結腸）

旁細胞被動吸收（Paracellular）：與腸道管腔內鎂濃度呈線性關係、不具飽和性 → 高攝取時之吸收主力。
跨細胞主動吸收（Transcellular）：頂端膜經由 TRPM6／TRPM7 進入，基底側靠 Na⁺/Mg²⁺ 交換排出 → 會飽和。
臨床意涵：TRPM6 突變之 HSH 病患，需給予超大劑量口服鎂，藉由未受損且不飽和的旁細胞被動途徑達成吸收。

腎小管（每日濾過約 2000–2400 mg，96–97% 再吸收）

節段	再吸收	機制	對應疾病／藥物
近端小管 (PCT)	15–20%	旁細胞，隨 Na⁺／水被動拖曳	Fanconi 症候群、cisplatin、重金屬
亨利氏環升支粗段 (TAL)	60–70%（主力）	旁細胞，驅動力＝管腔正電位；通道＝ Claudin-16／19 (paracellin-1)	FHHNC、Bartter、loop 利尿劑、amphotericin B、aminoglycoside、高血鈣
遠曲小管 (DCT)	5–10%（最終微調）	跨細胞：頂端 TRPM6（受 EGF、動情素上調），基底側 Na⁺/Mg²⁺ 交換與 FXYD2	HSH (TRPM6)、Gitelman、IDH (FXYD2/EGF)、HNF1B、SeSAME/EAST、cetuximab、tacrolimus

生理金律：DCT 之後幾乎沒有具臨床意義的鎂再吸收。
TAL 漏一點，DCT 還可能補救；DCT 再受損時，腎性鎂流失最為頑固（如 Gitelman、HSH、EGFR 抗體、tacrolimus）。反之 TAL 病變（Bartter）低血鎂多較輕微，甚至血鎂正常。
TAL 依賴 NKCC2 與 ROMK 建立之管腔正電位驅動旁細胞再吸收：凡打斷管腔正電位者（Loop 利尿劑、Bartter、CaSR 活化、高血鈣），均會同時引發高尿鈣與高尿鎂。

三、⭐ 低血鎂 → 低血鉀 → 低血鈣：最重要的三角關係

這是本主題最容易被忽略、卻最會改變治療決策的觀念。

(1) 缺鎂造成「補不起來的低血鉀」

集尿管管腔膜的 ROMK (Kir1.1) 在細胞內受到 Mg²⁺ 的電壓依賴性阻斷。
細胞內鎂下降 → 這個阻斷被解除 → ROMK 外向 K⁺ 傳導增加 → 持續漏鉀。
結果：只補鉀無效（漏洞還開著）；補得越多，漏得越多。 必須同時補鎂，低血鉀才會回來。

臨床辨識線索：低血鉀 + 低血鎂 + 補鉀反應差。常見情境：Gitelman、cisplatin／amphotericin B、慢性腹瀉、酒精、長期 PPI、長期利尿劑、DKA 治療後。

Gitelman 症候群之難治性：除缺鎂解除 ROMK 阻斷外，DCT 遠端高流量亦加速沖刷排鉀（ $\text{K}^+\text{ 排泄率} = [\text{K}^+] \times V$ ）；臨床需 KCl ＋保鉀藥（spironolactone／amiloride）＋鎂 三管齊下（詳見低血鉀）。

(2) 缺鎂造成「次發性低血鈣」

三個機轉同時發生：

PTH 分泌受抑 —— 副甲狀腺釋放 PTH 需細胞內鎂（腺苷酸環化酶與 G 蛋白偶合之必需輔因子）。嚴重缺鎂時 PTH 不但不上升，反而「不當地偏低或落在正常中段」。
骨骼與腎臟對 PTH 阻抗（end-organ resistance）。
1,25(OH)₂D₃ 生成減少 → 腸道鈣吸收下降。

判讀心法：低血鈣＋ iPTH「不當地不高」→ 應優先量血鎂。
例如化療後低血鎂病人游離鈣 3.15 mg/dL、Mg 0.9 mg/dL，血清 iPTH 僅 44 pg/mL（參考值 10–65）；難治性低血鉀病人游離鈣 3.99 mg/dL、Mg 0.9 mg/dL，iPTH 亦僅 54 pg/mL。鈣低到手足抽搐，PTH 卻安穩落在正常中段，此即「不當地不高（inappropriately normal/low）」，為缺鎂抑制副甲狀腺之招牌指紋（Cisplatin 與 Cetuximab 亦皆具此特徵）。

(3) 治療順序：先補鎂

鎂沒有補上去，鉀與鈣都補不起來。 靜脈鈣只能買到短暫的安全，真正的解法是把細胞內鎂池填回來。

缺鎂 ─┬─▶ ROMK 阻斷解除 ──────▶ 腎臟狂漏鉀 ──▶ 難矯正的低血鉀（單純補鉀無效）
      │
      ├─▶ PTH 分泌↓ + 末端器官阻抗 + 1,25D↓ ─▶ 次發低血鈣（iPTH 不當地不高）
      │
      └─▶ 神經肌肉興奮性增加 ──▶ 肌肉痙攣、抽搐、Tetany、QT 延長、Torsade de pointes

四、低血鎂鑑別診斷演算法：腎流失 vs 腸道流失

低血鎂 (血清 Mg < 1.7 mg/dL)
  ├─ 排除假性低血鎂（嚴重低白蛋白血症？檢驗游離鎂；排除採檢問題）
  ├─▶ 第一步：計算 FEMg = (UMg × PCr) / (0.7 × PMg × UCr) × 100%
  │      ├─ < 2%（腎臟保鎂；24h 尿鎂 < 24 mg）→ 非腎性流失／轉移
  │      │     - 腸道流失：腹瀉／短腸／胰臟炎、長期 PPI
  │      │     - 攝取不足：慢性酒精／嚴重營養不良、未加鎂之 TPN
  │      │     - 細胞內轉移：Refeeding、DKA（胰島素治療）、Hungry bone、呼吸性鹼中毒
  │      └─ > 3–4%（不當腎失鎂；24h 尿鎂 > 24 mg）→ 第二步：看尿鈣 (UCa/UCr) 定位節段
  │            ├─ 高尿鈣 (> 0.20；正常 < 0.1) → TAL：FHHNC (CLDN16/19)、Bartter、Loop 利尿劑、Cisplatin、高血鈣
  │            └─ 低尿鈣 (< 0.05) → DCT：Gitelman、Thiazide、HSH (TRPM6)、IDH、Cetuximab、CNI、HNF1B、SeSAME/EAST
  └─▶ 必驗配套指標：血鉀、游離鈣、iPTH、血壓、酸鹼狀態、PRA／Aldosterone、腎臟超音波

臨床節段口訣：「Loop brother, thiazide sister」
兄妹同患腎失鎂：哥哥高尿鈣（似 Loop 利尿劑＝TAL 病變），妹妹低尿鈣（似 Thiazide＝DCT 病變）。尿鈣（ $\text{U}_{\text{Ca}}/\text{U}_{\text{Cr}}$ ）是定位腎小管病變節段的決定性工具。 輔助線索：尿 Ca/Mg 比值約 2:1。（尿液指標與 FENa／UAG 詳見尿液化學檢驗）。

五、藥物性低血鎂：臨床上最常見的原因

藥物	節段／機轉	臨床特徵
Cisplatin	TAL > DCT，小管直接結構損傷	常較早發病；腎性鎂流失可能持續，個體差異大，常伴 GFR 與濃縮能力下降，以序列血鎂／FEMg／腎功能趨勢為準
Cetuximab／panitumumab	DCT > TAL；阻斷 EGF → TRPM6	常較晚發病；腎功能可相對保留，停藥後可能改善但時間與程度不一
Amphotericin B	TAL 膜穿孔造成離子滲漏	常合併 dRTA、低血鉀、多尿
Aminoglycoside	TAL／PCT，活化 CaSR 樣效應	Bartter 樣表型，伴高尿鈣與多尿
Calcineurin inhibitor（tacrolimus／CsA）	DCT：下調 TRPM6 ＋活化 NCC	移植後典型：低血鎂＋高血壓＋高血鉀（Gordon 樣）
PPI（長期）	腸道 TRPM6／TRPM7 吸收受阻	FEMg 壓低（< 2%），與腎小管流失明確鑑別；停藥可恢復
Loop 利尿劑	TAL，瓦解管腔正電位	高尿鈣＋高尿鎂
Thiazide（長期）	DCT，下調 TRPM6	低尿鈣＋低血鎂（完全模仿 Gitelman 表型）
Foscarnet、pentamidine、rapamycin (sirolimus)、5-FU	多節段小管損傷	合併多重電解質紊亂

教授出過的選擇題（原題精神） 「一位高血壓 + 低血鎂 + 長期使用 PPI 的病人，最可能的低血鎂原因是？ A. Gitelman B. 糖尿病 C. Bartter D. PPI E. FHHNC」

答案是 PPI。先想常見的、藥物的，再想遺傳的。 而分辨的工具就是 FEMg：PPI 是腸道問題 → FEMg 低； Gitelman／Bartter／FHHNC 是腎小管問題 → FEMg 高。一個公式就把「常見 vs 罕見」切開。

重點鑑別：Cisplatin vs Cetuximab（兩者皆具低血鎂、低血鉀與 iPTH 不當偏低） 兩者臨床表現極相似，但受損節段與生理機轉截然不同：

鑑別項目 Cisplatin（順鉑） Cetuximab／Panitumumab（EGFR 抗體）
主要受損節段 TAL > DCT（直接小管結構損傷） DCT > TAL（阻斷 EGF 訊號 → TRPM6 下調）
發病時序與可逆性 常較早發病，腎性鎂流失可能持續（個體差異大，需長期追蹤補充）常較晚發病，停藥後可能逐漸恢復（時間與程度依個體而異）
腎功能與尿濃縮能力 GFR 可下降；最大尿濃縮能力可中重度下降（TAL 髓質高滲透壓梯度受損） GFR 相對正常；尿濃縮能力輕度下降至正常
代謝性酸鹼紊亂 可合併代謝性鹼中毒 可無代謝性鹼中毒

PPI 之鑑別：長期 PPI 抑制腸道吸收，腎臟保鎂機制完好，故 FEMg 壓低（< 2%）；可與 Gitelman／Bartter 等腎小管失鎂疾病（FEMg > 3–4%）明確區分。

中位時序僅為教學方向，個體差異大，疑似藥物性應盤點 PPI、利尿劑、CNI、aminoglycoside、amphotericin B 等全清單，並以序列追蹤為準。

六、遺傳性低血鎂：以節段為地圖

疾病	基因／蛋白	節段	血鉀	尿鈣	招牌特徵
HSH（低血鎂併次發低血鈣）	TRPM6 (AR)	腸道 + DCT	正常	正常／低	新生兒／嬰兒期抽搐、嚴重低血鈣、CNS 異常；需大劑量口服鎂經旁細胞路徑吸收
FHHNC（家族性低血鎂併高尿鈣與腎鈣化）	CLDN16、CLDN19	TAL 旁細胞	可低	高（招牌）	多尿、高尿鎂、雙側腎鈣化／結石、易進展至 CKD；CLDN19 型常伴眼部異常；補鎂與 thiazide 效果有限（結構性 TAL 旁細胞通道損壞）；腎移植可改善腎失鎂鈣
Gitelman	SLC12A3 (NCCT) (AR)	DCT	低	低（招牌）	代謝性鹼中毒、血壓不高、手足抽搐、高 PRA；5/20 血鎂正常
Bartter type I–V	SLC12A1／KCNJ1／CLCNKB／BSND／CASR	TAL	低	高（或不定）	低血鎂多較 Gitelman 輕微（type III 較明顯）、腎鈣化、產前羊水過多（polyhydramnios/多水症，胎兒嚴重多尿）、生長遲滯
IDH（孤立性顯性低血鎂）	FXYD2、EGF	DCT	正常	低	單純低血鎂 + 低尿鈣；抽筋、癲癇
HNF1B 腎病（MODY 5 / RCAD）	HNF1B	DCT	低 (46%)	低	DCT 發育與 FXYD2／NCC 表現之上游轉錄因子；⭐ 低血鎂 63%、腎囊泡 63%、糖尿病 48%、單一腎 21%、生殖道異常 38%
SeSAME / EAST	KCNJ10 (Kir4.1)	DCT 基底側	低	低	癲癇、感覺神經性聽損、智能不足 + Gitelman 樣電解質
粒線體疾病／Fanconi	mtDNA、多基因	PCT	低	高	全面近端小管功能失常

各症候群在腎小管上的完整定位，見遺傳性腎小管疾病。

對稱的另一端：CaSR 的兩個方向

	FHH（家族性低尿鈣性高血鈣）	Bartter type V
CaSR 突變	失能型	活化型
血鈣	高	低
尿鈣	低（Ca/Cr clearance ratio < 0.01）	高
血鎂	高	低（高尿鎂）
iPTH	正常至偏高（不當地不低）	—
治療	不需治療；副甲狀腺切除不必要且無效	依 Bartter 處理

同一個受體，兩個方向，兩個互為鏡像的疾病（壞掉 vs 太活躍）。

七、精簡臨床案例連結

以下實戰案例均已收錄於案例庫，提供完整病歷、檢驗序列與林石化教授的定量生理推理：

案例連結	一句臨床要點
案例 Ca-14：化療後手腳發麻	Cisplatin 結構破壞與 Cetuximab 阻斷 EGF–TRPM6，致頑固腎失鎂、低鉀與次發低鈣。
案例 K-08：手足尿鈣迥異	同家系兄妹分別呈 TAL 高尿鈣與 DCT 低尿鈣，印證 CLCNKB 跨節段表型譜。
案例 Ca-13：CAPD 病人低血鎂	口服無效之腹膜透析病患，質量平衡證實透析液漏鎂，腹腔內加鎂迅速矯正。
案例 Ca-11：被誤診的下肢無力	青年下肢無力非神經病變，實為遠曲小管失鎂致難治低鉀與低鈣（iPTH 不當未升）。
案例 Ca-18：低血鎂致毛地黃毒性	地高辛血中濃度正常卻嚴重心搏過緩，嚴重低血鎂加劇心肌對藥物毒性之敏感度。
案例 Ca-28：高血壓合併低血鎂	惡性高血壓合併低鉀鹼中毒與低尿鈣，為原發性高血壓巧合重疊 Gitelman 雙病灶。

表型提示（非典型腎失鎂鑑別）：

伴早發糖尿病／腎囊泡 → 疑 HNF1B 腎病 (RCAD / MODY 5)（上游轉錄因子缺陷致 DCT 發育不良與 FXYD2／NCC 下調）。

伴顯著高尿鈣／雙側腎鈣化結石 → 疑 FHHNC (CLDN16／CLDN19) 或 Bartter。

伴癲癇／感覺神經性聽損／發育遲緩 → 疑 SeSAME / EAST (KCNJ10)。

八、高血鎂 Hypermagnesemia

腎臟排鎂能力強，GFR 正常時顯著高血鎂極罕見；臨床見高血鎂必先檢視「腎排泄不足」與「外源給予過量」：

腎排泄障礙（核心背景）：急性腎損傷 (AKI)、慢性腎病 (CKD) 或末期腎病 (ESRD)。
外源輸入過量：靜脈 $\text{MgSO}_4$ （子癲前症治療）、含鎂制酸劑與緩瀉劑（MgO、氫氧化鎂）、含鎂灌腸液、Epsom salt 誤食。
腸道吸收增加：大量含鎂瀉劑合併腸黏膜病變／缺血、嚴重便祕致滯留時間延長。
細胞內釋出：腫瘤溶解症候群、大範圍橫紋肌溶解、DKA 初期。
其他：FHH（CaSR 失能）、腎上腺皮質功能不足、鋰鹽治療、乳鹼症候群。

臨床表現與毒性進程（與血鎂濃度相關）

血清鎂 (mg/dL)	臨床神經肌肉與心血管表現
2.5–4.0	多無症狀；噁心、皮膚潮紅、輕微低血壓
4.0–7.0	深層腱反射 (DTR) 減弱／消失 ← 最早且最可靠之床邊中毒指標、嗜睡、無力
7.0–12.0	反射完全消失、顯著低血壓、PR 延長／QRS 增寬、尿滯留
> 12.0	呼吸肌麻痺、完全性心臟房室阻斷、麻痺性腸阻塞、瞳孔散大 (mydriasis)
> 15.0–18.0	心跳停止、心臟舒張期停搏

床邊心法：任何腎功能不良病患出現不明原因嗜睡＋低血壓＋腱反射消失，立即清查含鎂胃藥或軟便劑。追蹤鎂毒性不可只看抽血數字，必須以深層腱反射 (DTR) 為床邊第一線指標。

緊急處置

立即停用所有含鎂製品（包含 OTC 胃藥與軟便劑）。
靜脈注射鈣劑拮抗：10% Calcium gluconate 10–20 mL 緩慢靜注，心電圖監測下作為心臟毒性之生理對抗劑。
促進腎臟排鎂：腎功能容許下輸注生理食鹽水併用 Loop 利尿劑（抑制 TAL 再吸收促排鎂）。
血液透析：嚴重神經呼吸抑制、心律不整或重度腎功能不良者首選。
呼吸與循環支持治療。

九、低血鎂的治療

情境	做法
有症狀（tetany、癲癇、心律不整、torsade de pointes）	靜脈 MgSO₄ 1–2 g（8–16 mEq），速率與稀釋依當地 protocol；有脈搏 torsade 以稀釋後緩速靜注為原則，僅無脈搏 VT/VF 按 ACLS 快速給藥，之後持續輸注並監測血壓、呼吸、腱反射與 ECG
無症狀但明顯低血鎂	靜脈 MgSO₄ 4–8 g/day 分次，或口服
慢性腎流失（Gitelman、cisplatin 後、CNI）	長期口服（MgO、magnesium lactate／chloride；緩釋劑型較不易腹瀉）；常需加 amiloride／spironolactone 減少 DCT 下游的漏失
腸道吸收缺陷（HSH、PPI、短腸）	依專科與腎功能調整口服鎂；PPI 相關者評估停藥、換藥或其他可逆因素
透析／CAPD 病人	檢視透析液鎂濃度；腹腔內加鎂僅限腎臟科／透析團隊依無菌與劑量 protocol 評估
合併低鉀／低鈣	先補鎂，否則鉀與鈣都補不起來

補鎂三大安全金律

控制靜脈輸注速率：除 Torsade de pointes 外切忌推注過快；過快超過腎閾值使約 50% 劑量隨尿流失，且驟升之高血鎂會短暫抑制 PTH 分泌。
腎功能不良者劑量減半：排鎂能力受損時補鎂劑量需減量 50%，並以深層腱反射 (DTR) 密切監測，防醫源性中毒。
口服劑型與充盈期程：口服首選緩釋劑型減少腹瀉；細胞內與骨骼鎂池充盈需數天至數週，切不可因血清鎂短暫正常即驟然停藥；症狀改善比單次抽血數字更具代表性。

延伸連結

低血鉀的完整鑑別（含 TTKG 與治療）：低血鉀
FEMg 之外的尿液指標（FENa／FEUrea／UAG）：尿液化學檢驗
TRPM6／CLDN16／NCCT 在腎小管上的完整定位：遺傳性腎小管疾病
鈣與磷的調節與 PTH 軸：鈣與磷代謝

來源 Sources

林石化教授. 林石化教授電解質與酸鹼病例討論授課資料 — 臨床授課／病例討論（2009–2020）

最後內容審閱：2026-09-04