镁主要存在于叶绿素、植物素和果胶质中，对光合作用有重要作用，镁离子是多种酶的活化剂，促进体内糖类转化及代谢，促进脂肪和蛋白质的合成。油料作物施镁可提高其含油量，镁还可以促进作物对硅的吸收。
镁是人体必需的矿物元素，因为镁在人体的含量较多，故被成为常量元素。正常成人身体总镁含量约25克，其中60%-65%存在于骨，齿，27%分布于软组织。镁主要分布于细胞内，细胞外液的镁不超过1%。它的主要生理功能是：激活人体多种酶的活性；维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性；维护胃肠道和激素的功能。如果镁缺乏，对上述功能会发生影响，可导致血清钙下降；神经肌肉兴奋性亢进；对血管功能可能有潜在的影响（有人报告低镁血症患者可有房室性早搏，房颤以及室速和室颤，半数有血压升高；可能是绝经后妇女骨质疏松症的一种危险因素；也有研究表明镁耗竭可导致胰岛素抵抗（与糖尿病有关）。镁在粗粮，绿叶蔬菜，坚果中含量丰富，而肉类，淀粉食物和牛奶中镁的含量属中等。
日本一个研究小组在新一期美国《神经元》杂志上报告说，他们利用果蝇进行实验，发现镁离子能阻碍神经细胞内一种抑制蛋白的生成，从而帮助维持长期记忆。
此前的研究显示中枢神经系统内的NMDA型谷氨酸受体对学习和记忆发挥着重要作用。这种受体吸收了谷氨酸之后，神经细胞就会吸收钙离子，引发对学习和记忆来说所必要的生化反应。不过，钙离子通道平常是被镁离子堵塞的，只有神经细胞被激活变兴奋时，镁离子才会离开，钙离子得以进入神经细胞。
东京首都医学综合研究所、东京首都大学、东京药科大学的联合小组通过基因操作，培育出镁离子不能发挥阻碍作用的果蝇。研究人员发现，这些果蝇虽然能够正常学习(短期记忆)，但是神经细胞内会有过剩的钙离子进入，神经细胞内遏制基因活性的抑制型CREB蛋白质增加，维持长期记忆所必需的基因因此受到抑制。
研究人员认为镁离子的阻碍作用，能够防止过多的钙离子进入神经细胞，防止抑制型CREB蛋白质增加。这一发现有望促进探明衰老导致记忆力下降的原因以及阿尔茨海默氏症等的发病机制等。
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