É um dos principais cátions, sendo cofator de diversas reações enzimáticas. Sintomas clínicos surgem quando seus níveis são menores que 1,2 mg/dL ou maiores que 4,9 mg/dL. Níveis elevados são encontrados na insuficiência renal, uso de medicamentos com magnésio, doença de addison, desidratação e cetoacidose diabética. Cerca de 40% dos pacientes com hipocalemia tem hipomagnesemia concomitante. Níveis baixos são encontrados na má absorção, suplementação insuficiente, hipervolemia, hiperaldosteronismo, hipertireoidismo, hipoparatireoidismo, uso de digitálicos, diuréticos e cisplatina. Hemólise pode elevar os resultados de forma espúria.
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