Manganeso

El manganeso es un metal esencial porque es necesario para la función inmunológica adecuada, la regulación del azúcar en sangre y la energía celular, la reproducción, la digestión, el crecimiento óseo, la coagulación sanguínea y la hemostasia y la defensa. contra especies reactivas de oxígeno. Los efectos beneficiosos del manganeso se deben a la incorporación del metal en metaloproteínas. Las funciones que llevan a cabo las metaloproteínas de manganeso incluyen oxidorreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas y ligasas. Además, el manganeso se incorpora a las enzimas arginasa, glutamina sintetasa, fosfoenolpiruvato descarboxilasa, piruvato carboxilasa y superóxido dismutasa de manganeso. El contenido tisular en los mamíferos está en el rango de 0,3 a 2,9 μg Mn / g de peso de tejido húmedo (1), lo que hace que el manganeso sea uno de los metales más comunes en los tejidos.

Deficiencias

Debido Debido a sus numerosas fuentes dietéticas, la deficiencia de manganeso es excepcionalmente rara y no se ha informado en la literatura en contextos no experimentales. La ingesta dietética inadecuada de manganeso da como resultado un crecimiento deficiente, una formación ósea deficiente y defectos esqueléticos, tolerancia anormal a la glucosa y alteración del metabolismo de los lípidos y carbohidratos (1). Los hombres sometidos experimentalmente a dietas pobres en manganeso desarrollaron una erupción cutánea transitoria en sus torsos y tenían concentraciones de colesterol sérico disminuidas (1). Además, las concentraciones de calcio, fósforo y fosfatasa alcalina en sangre también se elevaron en los hombres que siguieron una dieta deficiente en manganeso, lo que puede indicar un aumento de la remodelación ósea. Se ha demostrado que las concentraciones insuficientes de manganeso afectan negativamente la salud y el desarrollo reproductivos. El consumo de < 1 mg de Mn / d produjo alteraciones del estado de ánimo y aumento del dolor durante la fase premenstrual del ciclo estral (1). Se ha observado una disminución del peso al nacer en niños cuyas madres tenían concentraciones de manganeso en sangre más bajas que el promedio (< 16,9 μg Mn / L de sangre materna) (1). Las bajas concentraciones de manganeso en los niños (< 8.154 μg / L) también se han asociado con puntuaciones de color más bajas en la prueba Stroop Color-Word Test, una medida de flexibilidad cognitiva y velocidad de procesamiento (1 ).

Recomendaciones dietéticas

El DRI del Instituto de Medicina para el manganeso cita ∼2 mg / d como una ingesta adecuada para adultos y 1,2-1,5 mg / d para niños (2 ).

Fuentes alimenticias

Las fuentes vegetales tienen concentraciones de manganeso mucho más altas que las fuentes animales. Para obtener una lista completa de fuentes alimenticias y sus concentraciones de manganeso, consulte la revisión de Freeland-Graves et al. . (3). Los cereales integrales (germen de trigo, avena y salvado), arroz y nueces (avellanas, almendras y nueces) contienen las mayores cantidades de manganeso. Chocolate, té, mejillones, almejas, legumbres, frutas, verduras de hoja (espinaca), semillas (lino, sésamo, calabaza, girasol y piñones) y especias (chile en polvo, clavo y azafrán) también son ricas en manganeso. Los suplementos dietéticos y las vitaminas son otros fuente de manganeso, algunos de los cuales contienen ≤20 mg de Mn. El manganeso se toma como suplemento para una variedad de afecciones, incluidas la osteoartritis y la osteoporosis (1). La concentración de manganeso en el agua potable varía según la ubicación, oscilando entre 1 y 100 μg / L (pero puede superar los 200 μg / L en el agua de pozo; consulte Toxicidad). La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Ha establecido 50 μg / L como la concentración máxima de manganeso permitida en el agua potable.

Usos clínicos

Debido a la naturaleza paramagnética de este elemento, el manganeso es ideal componente para agentes de contraste utilizados en resonancia magnética. Debido a que el manganeso iónico puede ser tóxico para las células, estos agentes de contraste son a menudo porfirinas de manganeso u otros compuestos quelantes (4).

Toxicidad

El nivel máximo de ingesta tolerable de manganeso es 9-11 mg / d para adultos y 2-6 mg Mn / d para niños, que varía con la edad. La absorción de manganeso está estrictamente regulada en el intestino y, por lo tanto, no se ha informado de toxicidad por exposición dietética. En todo el mundo, la toxicidad del manganeso se debe a exposiciones ambientales, incluida la exposición en el aire y el agua potable. Las rutas típicas de exposición en el aire son el escape de automóviles y la exposición ocupacional. El metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo es un aditivo antidetonante en la gasolina sin plomo, que contiene aproximadamente 24,4% de manganeso en peso. Las ocupaciones en riesgo de exposición al manganeso en el aire son los soldadores y los trabajadores de la industria de ferroaleaciones y los fabricantes de baterías. Hasta la fecha, la mayoría de los estudios apuntan a que estas exposiciones no superan los niveles aceptables en el aire (5). Se han reportado cantidades tóxicas de manganeso en el agua (> 2 veces el nivel aceptable) de pozos en áreas en las que se encontró que las concentraciones de manganeso en el suelo eran excepcionalmente altas.Un estudio reciente encontró que > 1 millón de personas que dependen del agua de pozo que viven en partes de Virginia, Carolina del Norte, Carolina del Sur y Georgia residen en un área en la que las concentraciones de manganeso en el suelo son excepcionalmente alto y la mayoría de los pozos analizados tienen niveles de manganeso que se consideran no saludables (6). Las poblaciones que dependen del agua de pozo de fuentes subterráneas con propensión a la contaminación por manganeso han informado problemas de aprendizaje en niños que consumen agua de pozo sin filtrar (7).

Investigaciones recientes

Actividades de investigación actuales giran en torno a los mecanismos implicados en la neurotoxicidad del manganeso, incluido el transporte cerebral y el descubrimiento de biomarcadores de exposición. El manganeso se transporta a través del mecanismo del receptor de transferrina / transferrina y el transportador de metales divalentes, los cuales son críticos para el transporte normal de hierro en el cerebro. Recientemente, se ha demostrado que los transportadores de zinc (ZIP-85 y ZIP-14, SLC30A10), la ATPasa transportadora de cationes (ATP13A2) y las ATPasas de calcio (SPCA1 y SPCA2) desempeñan funciones importantes en el transporte de manganeso cerebral. Los defectos en SLC30A10 se han relacionado con la enfermedad de Parkinson y probablemente estén involucrados en el manganismo familiar (5). Dado que la exposición ocupacional (soldadores, trabajadores de la industria de ferroaleaciones) es una ruta principal de exposición neurotóxica, el descubrimiento de uno o varios biomarcadores ideales es imperativo para minimizar la exposición. Aunque no es perfecto, las concentraciones de manganeso en sangre proporcionan la mejor estimación de los niveles de manganeso en el cerebro, pero esta relación se mantiene solo cuando la exposición es reciente (5).

Abreviaturas

• ATP13A2

  catión- transportando ATPasa 13A2

• SLC30A10

  Familia de portadores de solutos 30 miembros 10

• SPCA

  vía secretora Ca2 + -ATPase

• ZIP

  Proteína 14 similar a Zrt-Irt

Notas del autor