Manganèse

Le manganèse est un métal essentiel car il est nécessaire au bon fonctionnement immunitaire, à la régulation de la glycémie et de l’énergie cellulaire, à la reproduction, à la digestion, à la croissance osseuse, à la coagulation sanguine, à l’hémostase et à la défense contre les espèces réactives de l’oxygène. Les effets bénéfiques du manganèse sont dus à l’incorporation du métal dans les métalloprotéines. Les fonctions exercées par les métalloprotéines du manganèse comprennent les oxydoréductases, les transférases, les hydrolases, les lyases, les isomérases et les ligases. De plus, le manganèse est incorporé dans les enzymes arginase, glutamine synthétase, phosphoénolpyruvate décarboxylase, pyruvate carboxylase et manganèse superoxyde dismutase. Le contenu des tissus chez les mammifères est compris entre 0,3 et 2,9 μg Mn / g de poids de tissu humide (1), ce qui fait du manganèse l’un des métaux les plus courants dans les tissus.

Carences

En raison à ses nombreuses sources alimentaires, la carence en manganèse est exceptionnellement rare et n’a pas été rapportée dans la littérature dans des contextes non expérimentaux. Un apport alimentaire inadéquat en manganèse entraîne une croissance réduite, une mauvaise formation osseuse et des défauts du squelette, une tolérance anormale au glucose et une altération du métabolisme des lipides et des glucides (1). Les hommes soumis à des régimes alimentaires pauvres en manganèse ont développé une éruption cutanée transitoire sur le torse et ont eu une diminution des concentrations sériques de cholestérol (1). De plus, les concentrations sanguines de calcium, de phosphore et de phosphatase alcaline étaient également élevées chez les hommes suivant un régime carencé en manganèse, ce qui peut indiquer une augmentation du remodelage osseux. Il a été démontré que des concentrations insuffisantes de manganèse affectent négativement la santé reproductive et le développement. La consommation de < 1 mg Mn / j a entraîné une altération de l’humeur et une augmentation de la douleur pendant la phase prémenstruelle du cycle œstral (1). Une diminution du poids à la naissance a été observée chez les enfants dont les mères avaient des concentrations sanguines de manganèse inférieures à la moyenne (< 16,9 μg Mn / L de sang maternel) (1). De faibles concentrations de manganèse chez les enfants (< 8,154 μg / L) ont également été associées à des scores de couleur inférieurs dans le test Stroop Color-Word, une mesure de la flexibilité cognitive et de la vitesse de traitement (1 ).

Recommandations diététiques

Le DRI de l’Institut de médecine pour le manganèse cite ∼2 mg / j comme apport adéquat pour les adultes et 1,2-1,5 mg / j pour les enfants (2 ).

Sources de nourriture

Les sources végétales ont des concentrations de manganèse beaucoup plus élevées que les sources animales. Pour une liste complète des sources de nourriture et de leurs concentrations en manganèse, voir la revue de Freeland-Graves et al. . (3). Les grains entiers (germe de blé, avoine et son), le riz et les noix (noisettes, amandes et pacanes) contiennent les plus grandes quantités de manganèse. Chocolat, thé, moules, palourdes, légumineuses, fruits, légumes à feuilles (épinards), les graines (lin, sésame, citrouille, tournesol et pignons de pin) et les épices (chili en poudre, clou de girofle et safran) sont également riches en manganèse. Les compléments alimentaires et les vitamines en sont un autre source de manganèse, dont certains contiennent ≤ 20 mg Mn. Le manganèse est pris comme supplément pour une variété de conditions, y compris l’arthrose et l’ostéoporose (1). La concentration de manganèse dans l’eau potable varie selon le lieu, entre 1 et 100 μg / L (mais peut dépasser 200 μg / L dans l’eau de puits; voir Toxicité). L’agence américaine de protection de l’environnement a fixé à 50 μg / L la concentration maximale autorisée de manganèse dans l’eau potable.

Utilisations cliniques

En raison de la nature paramagnétique de cet élément, le manganèse est un idéal composant pour les agents de contraste utilisés en IRM. Parce que le manganèse ionique peut être toxique pour les cellules, ces agents de contraste sont souvent des porphyrines de manganèse ou d’autres composés chélateurs (4).

Toxicité

La dose maximale tolérable pour le manganèse est de 9 à 11 mg / j pour les adultes et 2–6 mg Mn / j pour les enfants, variant avec l’âge. L’absorption du manganèse est étroitement réglementée dans l’intestin et, par conséquent, aucune toxicité due à une exposition alimentaire n’a été signalée. Partout dans le monde, la toxicité du manganèse est due à des expositions environnementales, y compris l’exposition aérienne et l’eau potable. Les voies d’exposition aériennes typiques proviennent des gaz d’échappement des automobiles et de l’exposition professionnelle. Le méthylcyclopentadiényl manganèse tricarbonyl est un additif anti-cliquetis dans l’essence sans plomb, qui contient ~ 24,4% en poids de manganèse. Les professions à risque d’exposition au manganèse en suspension dans l’air sont les soudeurs et les travailleurs de l’industrie des ferroalliages et les fabricants de batteries. À ce jour, la plupart des études indiquent que ces expositions ne dépassent pas les niveaux atmosphériques acceptables (5). Des quantités toxiques de manganèse d’origine hydrique (> 2 fois le niveau acceptable) ont été signalées dans des puits situés dans des zones où les concentrations de manganèse dans le sol étaient exceptionnellement élevées.Une étude récente a révélé que > 1 million de personnes qui dépendent de l’eau de puits vivant dans certaines parties de la Virginie, de la Caroline du Nord, de la Caroline du Sud et de la Géorgie résident dans une région où les concentrations de manganèse dans le sol sont exceptionnellement élevé et la plupart des puits testés ont des niveaux de manganèse considérés comme malsains (6). Les populations qui dépendent de l’eau de puits provenant de sources souterraines avec une propension à la contamination par le manganèse ont signalé des troubles d’apprentissage chez les enfants consommant de l’eau de puits non filtrée (7).

Recherches récentes

Activités de recherche en cours tournent autour des mécanismes impliqués dans la neurotoxicité du manganèse, y compris le transport cérébral et la découverte de biomarqueurs d’exposition. Le manganèse est transporté via le mécanisme récepteur de la transferrine / transferrine et le transporteur de métal divalent, qui sont tous deux essentiels au transport normal du fer dans le cerveau. Récemment, les transporteurs de zinc (ZIP-85 et ZIP-14, SLC30A10), l’ATPase de transport de cations (ATP13A2) et les ATPases de calcium (SPCA1 et SPCA2) se sont avérés jouer un rôle important dans le transport cérébral du manganèse. Les défauts du SLC30A10 ont été liés à la maladie de Parkinson et sont probablement impliqués dans le manganisme familial (5). L’exposition professionnelle (soudeurs, travailleurs de l’industrie des ferroalliages) étant la principale voie d’exposition neurotoxique, la découverte d’un ou de plusieurs biomarqueurs idéaux est impérative pour minimiser l’exposition. Bien qu’elles ne soient pas parfaites, les concentrations sanguines de manganèse fournissent la meilleure estimation des niveaux de manganèse dans le cerveau, mais cette relation ne tient que lorsque l’exposition est récente (5).

Abréviations

• ATP13A2

  cation- transport ATPase 13A2

• SLC30A10

  soluté transporteur famille 30 membre 10

• SPCA

  voie sécrétoire Ca2 + -ATPase

• ZIP

  Protéine de type Zrt-Irt 14

Notes de l’auteur