－镁离子在病理生理和生理状态下调节钙离子的流动。在早期缺血或缺氧时提高镁离子浓度可以对调节L-型的钙离子通道起到有益的作用，如抑制钙内流。

－持续缺血和再灌注后镁离子的损耗，会使钙离子进行性过载，对细胞造成损伤（在下面文中有讨论）。另外，镁离子的减少还可以通过胞内钙来源途径使细胞钙离子过载：增加镁离子浓度会抑制肌浆网中钙离子的外流。

胞外镁离子通过两种机制抑制钙离子流：

1、作为阳离子屏蔽了胞膜外表面的负电荷作用；

2、在通道的某一部位与钙离子进行竞争

70年代镁离子和缺血再灌注损伤研究表明，心肌缺血然后再灌注会造成胞浆中钙离子过载。目前一致认为在缺血期间及过后，通过几种途径发生跨膜的钙离子内流，细胞保护剂包括镁离子，会通过多种机制削弱胞内钙离子的增加。