Mangan (Čeština)

Mangan je nezbytný kov, protože je nezbytný pro správnou imunitní funkci, regulaci krevního cukru a buněčné energie, reprodukci, trávení, růst kostí, srážení krve a hemostázu a obranu. proti reaktivním formám kyslíku. Příznivé účinky manganu jsou způsobeny zabudováním kovu do metaloproteinů. Mezi funkce prováděné metaloproteiny manganu patří oxidoreduktázy, transferázy, hydrolázy, lyázy, izomerázy a ligázy. Kromě toho je mangan zabudován do enzymů arginázy, glutamin syntetázy, fosfoenolpyruvát dekarboxylázy, pyruvát karboxylázy a manganu superoxiddismutázy. Obsah tkáně u savců se pohybuje v rozmezí 0,3–2,9 μg Mn / g hmotnosti vlhké tkáně (1), což z manganu dělá jeden z nejběžnějších kovů v tkáních.

Nedostatky

Kvůli vzhledem k četným zdrojům potravy je nedostatek manganu výjimečně vzácný a v odborné literatuře nebyl popsán v experimentálních podmínkách. Nedostatečný příjem manganu ve stravě má za následek narušení růstu, špatnou tvorbu kostí a kosterní vady, abnormální toleranci glukózy a změnu metabolismu lipidů a sacharidů (1). U mužů experimentálně umístěných na stravě s nedostatkem manganu se na jejich torzech objevila přechodná kožní vyrážka a měli snížené koncentrace cholesterolu v séru (1). Kromě toho byly u mužů po dietě s nedostatkem manganu také zvýšeny koncentrace vápníku, fosforu a alkalické fosfatázy v krvi, což může naznačovat zvýšenou remodelaci kostí. Ukázalo se, že nedostatečné koncentrace manganu negativně ovlivňují reprodukční zdraví a vývoj. Spotřeba < 1 mg Mn / d vedla ke změně nálady a zvýšené bolesti během předmenstruační fáze estrálního cyklu (1). U dětí, jejichž matky měly nižší než průměrné koncentrace manganu v krvi (< 16,9 μg Mn / L mateřské krve), byla pozorována snížená porodní hmotnost (1). Nízké koncentrace manganu u dětí (< 8,154 μg / l) byly také spojeny s nižším skóre barev v testu Stroop Color-Word, což je měřítkem kognitivní flexibility a rychlosti zpracování (1 ).

Doporučení týkající se stravy

Lékařský institut pro výživu pro mangan uvádí jako adekvátní příjem ∼2 mg / d pro dospělé a 1,2–1,5 mg / d pro děti (2 ).

Potravinové zdroje

Rostlinné zdroje mají mnohem vyšší koncentrace manganu než živočišné zdroje. Podrobný seznam potravinových zdrojů a jejich koncentrací manganu naleznete v recenzi Freeland-Graves et al. (3). Celá zrna (pšeničné klíčky, oves a otruby), rýže a ořechy (lískové ořechy, mandle a pekanové ořechy) obsahují nejvyšší množství manganu. Čokoláda, čaj, slávky, škeble, luštěniny, ovoce, listová zelenina (špenát), semena (len, sezam, dýně, slunečnice a piniové oříšky) a koření (chilli prášek, hřebíček a šafrán) jsou také bohaté na mangan. Doplňky stravy a vitamíny jsou další zdroj manganu, z nichž některé obsahují ≤20 mg Mn. Mangan se užívá jako doplněk při různých stavech, včetně osteoartrózy a osteoporózy (1). Koncentrace manganu v pitné vodě se liší podle místa a pohybuje se v rozmezí 1 až 100 μg / l (ve vodě ze studny však může překročit 200 μg / l; viz Toxicita). Americká agentura pro ochranu životního prostředí stanovila jako maximální povolenou koncentraci manganu v pitné vodě 50 μg / l.

Klinická použití

Vzhledem k paramagnetické povaze tohoto prvku je mangan ideální složka pro kontrastní látky používané při MRI. Protože iontový mangan může být pro buňky toxický, jsou těmito kontrastními látkami často manganové porfyriny nebo jiné chelatační sloučeniny (4).

Toxicita

Tolerovatelná horní úroveň příjmu manganu je 9–11 mg / d pro dospělé a 2–6 mg Mn / d pro děti, lišící se věkem. Absorpce manganu je ve střevech přísně regulována, a proto toxicita z expozice stravě nebyla hlášena. Na celém světě je toxicita manganu způsobena expozicí životního prostředí, včetně expozice ve vzduchu a pitné vody. Typické cesty expozice vzduchem jsou z výfuků automobilů a expozice z povolání. Methylcyklopentadienyl mangan trikarbonyl je přísada proti klepání v bezolovnatém benzinu, která obsahuje – 24,4% hmotnostních manganu. Zaměstnáním ohroženým expozicí manganu ve vzduchu jsou svářeči a pracovníci v odvětví feroslitin a výrobci baterií. K dnešnímu dni většina studií poukazuje na to, že tyto expozice nepřekračují přijatelné úrovně ve vzduchu (5). Toxická množství manganu obsaženého ve vodě (> dvojnásobek přijatelné úrovně) byla hlášena z vrtů v oblastech, ve kterých bylo zjištěno, že koncentrace manganu v půdě jsou mimořádně vysoké.Nedávná studie zjistila, že > 1 milion lidí, kteří se spoléhají na studniční vodu žijící v částech Virginie, Severní Karolíny, Jižní Karolíny a Gruzie, bydlí v oblasti, kde jsou koncentrace půdního manganu výjimečně vysoké a většina testovaných jamek má hladiny manganu, které jsou považovány za nezdravé (6). Populace, které se spoléhají na studniční vodu ze zdrojů podzemní vody se sklonem ke kontaminaci manganem, uváděly poruchy učení u dětí konzumujících nefiltrovanou studniční vodu (7).

Nedávný výzkum

Aktuální výzkumné aktivity se točí kolem mechanismů podílejících se na manganové neurotoxicitě, včetně transportu mozku a objevu biomarkerů expozice. Mangan je transportován prostřednictvím mechanismu transferinu / transferinového receptoru a transportéru dvojmocného kovu, což je zásadní pro normální transport železa v mozku. Nedávno bylo prokázáno, že transportéry zinku (ZIP-85 a ZIP-14, SLC30A10), kation transportující ATPáza (ATP13A2) a vápenaté ATPázy (SPCA1 a SPCA2) hrají důležitou roli v transportu manganu v mozku. Vady SLC30A10 byly spojeny s Parkinsonovou chorobou a pravděpodobně se podílejí na familiárním manganismu (5). Protože expozice na pracovišti (svářeči, pracovníci v odvětví feroslitin) je primární cestou neurotoxické expozice, je pro minimalizaci expozice nezbytně nutné najít ideální biomarkery. I když to není dokonalé, koncentrace manganu v krvi poskytují nejlepší odhad hladin manganu v mozku, ale tento vztah platí pouze v případě nedávné expozice (5).

Zkratky

• ATP13A2

  kation – transport ATPase 13A2

• SLC30A10

  rodina nosičů rozpuštěných látek 30 členů 10

• SPCA

  sekreční cesta Ca2 + -ATPase

• ZIP

  Protein podobný Zrt-Irt 14

Poznámky autora