Mangaani

Mangaani on välttämätön metalli, koska sitä tarvitaan moitteettomaan immuunitoimintaan, verensokerin ja soluenergian säätelyyn, lisääntymiseen, ruoansulatukseen, luun kasvuun, veren hyytymiseen sekä hemostaasiin ja puolustukseen reaktiivisia happilajeja vastaan. Mangaanin hyödylliset vaikutukset johtuvat metallin sisällyttämisestä metalloproteiineihin. Mangaanimetalloproteiinien tehtäviin kuuluvat oksidoreduktaasit, transferaasit, hydrolaasit, lyaasit, isomeraasit ja ligaasit. Lisäksi mangaani sisällytetään arginaasi-, glutamiinisyntetaasi-, fosfoenolipyruvaattidekarboksylaasi-, pyruvaattikarboksylaasi- ja mangaani-superoksididismutaasientsyymeihin. Nisäkkäiden kudospitoisuus on alueella 0,3–2,9 μg Mn / g märkäkudoksen painoa (1), mikä tekee mangaanista yhden yleisimmistä metalleista kudoksissa.

Puutteet

johtuu lukuisista ravinnonlähteistä mangaanipuutos on poikkeuksellisen harvinaista, eikä sitä ole raportoitu kirjallisuudessa kokeellisissa olosuhteissa. Riittämätön mangaanin saanti ruokavaliosta johtaa heikentyneeseen kasvuun, huonoon luun muodostumiseen ja luurankoihin, epänormaaliin glukoositoleranssiin ja muuttuneeseen lipidi- ja hiilihydraatti-aineenvaihduntaan (1). Kokeellisesti mangaanipuutteisille ruokavalioille asetetut miehet kehittivät ohimenevää ihottumaa torsossaan ja heillä oli alentunut seerumin kolesterolipitoisuus (1). Lisäksi veren kalsium-, fosfori- ja alkalifosfataasipitoisuudet kohosivat myös miehillä mangaanipuutteisen ruokavalion jälkeen, mikä voi viitata lisääntyneeseen luun uudistumiseen. Riittämätön mangaanipitoisuus on osoitettu vaikuttavan negatiivisesti lisääntymisterveyteen ja kehitykseen. < 1 mg Mn / d: n kulutus johti mielialan muutoksiin ja lisääntyneeseen kipuun estrosyklin premenstruaalivaiheessa (1). Syntymäpainon laskua on havaittu lapsilla, joiden äideillä oli keskimääräistä pienempi veren mangaanipitoisuus (< 16,9 μg Mn / L äidin verta) (1). Lasten pienet mangaanipitoisuudet (< 8,154 μg / L) on myös liitetty matalampiin värituloksiin Stroop Color-Word -testissä, joka mittaa kognitiivista joustavuutta ja prosessointinopeutta (1 ).

Ruokavalion suositukset

Lääketieteen instituutin DRI mangaanille mainitsee ∼2 mg / d riittävänä saantina aikuisille ja 1,2–1,5 mg / d lapsille (2 ).

Elintarvikelähteet

Kasvilähteissä on paljon korkeampi mangaanipitoisuus kuin eläimissä. Perusteellisen luettelon elintarvikelähteistä ja niiden mangaanipitoisuuksista katso Freeland-Graves et al. . (3). Täysjyvätuotteet (vehnänalkio, kaura ja leseet), riisi ja pähkinät (hasselpähkinät, mantelit ja pekaanipähkinät) sisältävät eniten mangaania. Suklaa, tee, simpukat, simpukat, palkokasvit, hedelmät, lehtivihannekset (pinaatti), siemenet (pellava, seesami, kurpitsa, auringonkukka ja pinjansiemenet) ja mausteet (chilijauhe, neilikka ja sahrami) sisältävät myös runsaasti mangaania. mangaanilähde, joista osa sisältää ≤20 mg Mn. Mangaania käytetään lisäravinteena erilaisille olosuhteille, mukaan lukien nivelrikko ja osteoporoosi (1). Mangaanin pitoisuus juomavedessä vaihtelee sijainnin mukaan, vaihtelee välillä 1 ja 100 μg / l (mutta voi ylittää 200 μg / L kaivovedessä; katso Myrkyllisyys). Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto on asettanut 50 μg / l suurimmaksi sallituksi mangaanipitoisuudeksi juomavedessä.

Kliiniset käyttötarkoitukset

Tämän elementin paramagneettisen luonteen vuoksi mangaani on ihanteellinen komponentti varjoaineille, joita käytetään MRI: ssä. Koska ioninen mangaani voi olla myrkyllistä soluille, nämä varjoaineet ovat usein mangaaniporfyriinejä tai muita kelatoivia yhdisteitä (4).

Myrkyllisyys

Siedettävä ylempi saannin taso mangaanille on 9–11 mg / d aikuisille ja 2–6 mg Mn / d lapsille, vaihtelevat iän mukaan. Mangaanin imeytyminen on tiukasti säännelty suolistossa, joten ruokavalion aiheuttamaa myrkyllisyyttä ei ole raportoitu. Mangaanimyrkyllisyys johtuu kaikkialla maailmassa ympäristölle altistumisesta, mukaan lukien altistuminen ilmassa ja juomavedelle. Tyypillisiä ilmassa tapahtuvia altistumisreittejä ovat ajoneuvojen pakokaasu- ja työaltistuminen. Metyylisyklopentadienyylimangaanitrikarbonyyli on lyijyttömän bensiinin koputusta estävä lisäaine, joka sisältää ~ 24,4 painoprosenttia mangaania. Ilmassa esiintyvän mangaanialtistuksen riskialttiit ammatit ovat hitsaajia ja rautaseosteollisuuden työntekijöitä sekä paristojen valmistajia. Tähän mennessä useimmat tutkimukset viittaavat siihen, että nämä altistukset eivät ylitä hyväksyttäviä ilmassa olevia tasoja (5). Myrkyllisiä määriä vesipitoista mangaania (> 2 kertaa hyväksyttävä taso) on raportoitu kaivoista alueilla, joilla maaperän mangaanipitoisuuden havaittiin olevan poikkeuksellisen korkea.Tuoreen tutkimuksen mukaan > miljoona ihmistä, jotka luottavat kaivoveteen, asuvat osissa Virginiaa, Pohjois-Carolina, Etelä-Carolina ja Georgia, asuvat alueella, jolla maaperän mangaanipitoisuudet ovat poikkeuksellisen hyvät korkea ja useimmissa testatuissa kaivoissa on mangaanipitoisuuksia, joita pidetään epäterveellisinä (6). Populaatiot, jotka luottavat pohjaveden kaivoveteen ja joilla on taipumusta mangaanikontaminaatioon, ovat ilmoittaneet oppimisvaikeuksista lapsilla, jotka käyttävät suodattamatonta kaivovettä (7).

Viimeaikaiset tutkimukset

Nykyinen tutkimustoiminta pyöritetään mangaanin neurotoksisuuteen liittyvien mekanismien ympärillä, mukaan lukien aivojen kuljettaminen ja altistumisen biomarkkereiden löytäminen. Mangaania kuljetetaan transferriini / transferriinireseptorimekanismin ja kaksiarvoisen metallinkuljettajan kautta, jotka molemmat ovat kriittisiä normaalille aivojen raudan kuljetukselle. Viime aikoina sinkkikuljettimilla (ZIP-85 ja ZIP-14, SLC30A10), ATPaasia kuljettavalla kationilla (ATP13A2) ja kalsiumin ATPaaseilla (SPCA1 ja SPCA2) on osoitettu olevan tärkeä rooli aivojen mangaanikuljetuksissa. SLC30A10: n viat on liitetty Parkinsonin tautiin ja ovat todennäköisesti osallisina familiaalisessa manganismissa (5). Koska työperäinen altistuminen (hitsaajat, rautametalliteollisuuden työntekijät) on ensisijainen hermotoksisen altistumisen reitti, ihanteellisten biomarkkerien löytäminen on välttämätöntä altistuksen minimoimiseksi. Vaikka veren mangaanipitoisuudet eivät ole täydellisiä, ne tarjoavat parhaan arvion aivojen mangaanipitoisuuksista, mutta tämä suhde pysyy voimassa vain silloin, kun altistuminen on äskettäin tapahtunut (5).

Lyhenteet

• ATP13A2

  kationi- kuljettaa ATPaasia 13A2

• SLC30A10

  liuenneen aineen kantajaperheen 30 jäsen 10

• SPCA

  erittyvä reitti Ca2 + -ATPaasi

• ZIP

  Zrt-Irtin kaltainen proteiini 14

Kirjoittajan huomautukset