Magnesium, het tweede meest voorkomende intracellulaire molecuul, is essentieel in veel intracellulaire processen en lijkt een belangrijke rol te spelen in de pathogenese van migraine. Routinematige bloedtesten weerspiegelen niet de ware magnesiumopslag van het lichaam, aangezien <2% zich in de meetbare extracellulaire ruimte bevindt, 67% zich in het bot bevindt en 31% intracellulair is gelokaliseerd.
Gebrek aan magnesium kan corticale verspreiding van depressie bevorderen, hyperaggregatie van bloedplaatjes, invloed hebben op de serotoninereceptorfunctie en invloed hebben op de synthese en afgifte van een verscheidenheid aan neurotransmitters.
Migrainepatiënten kunnen magnesiumtekort ontwikkelen vanwege genetisch onvermogen om magnesium te absorberen, overgeërfd renaal magnesiumverlies, uitscheiding van overmatige hoeveelheden magnesium als gevolg van stress, lage voedingsinname en verschillende andere redenen. Er zijn sterke aanwijzingen dat magnesiumgebrek veel vaker voorkomt bij migrainepatiënten dan bij controles bij gezonde mensen. Dubbelblind, placebogecontroleerd onderzoek heeft gemengde resultaten opgeleverd, hoogstwaarschijnlijk omdat zowel magnesiumdeficiënte als niet-deficiënte patiënten werden opgenomen in deze onderzoeken. Dit lijkt op het geven van cyanocobalamine op een geblindeerde manier aan een groep mensen met perifere neuropathie, ongeacht hun cyanocobalamine-spiegels. Zowel orale als intraveneuze magnesium zijn overal verkrijgbaar, extreem veilig en voor patiënten met magnesiumtekort kan het zeer effectief zijn. Rekening houdend met deze kenmerken van magnesium, is het feit dat magnesiumgebrek aanwezig kan zijn bij maximaal de helft van de migrainepatiënten, en dat routinebloedonderzoek geen aanwijzing is voor de magnesiumstatus, empirische behandeling met ten minste oraal magnesium gerechtvaardigd bij alle migrainelijders.