Manganese (Italiano)

Il manganese è un metallo essenziale perché è necessario per una corretta funzione immunitaria, regolazione della glicemia e dell’energia cellulare, riproduzione, digestione, crescita ossea, coagulazione del sangue, emostasi e difesa contro le specie reattive dell’ossigeno. Gli effetti benefici del manganese sono dovuti all’incorporazione del metallo nelle metalloproteine. Le funzioni svolte dalle metalloproteine del manganese includono ossidoreduttasi, transferasi, idrolasi, liasi, isomerasi e ligasi. Inoltre, il manganese è incorporato negli enzimi arginasi, glutammina sintetasi, fosfoenolpiruvato decarbossilasi, piruvato carbossilasi e superossido dismutasi di manganese. Il contenuto dei tessuti nei mammiferi è compreso tra 0,3 e 2,9 μg Mn / g di peso del tessuto umido (1), rendendo il manganese uno dei metalli più comuni nei tessuti.

Carenze

Dovute per le sue numerose fonti alimentari, la carenza di manganese è eccezionalmente rara e non è stata segnalata in letteratura in contesti non sperimentali. Un apporto alimentare inadeguato di manganese si traduce in una crescita ridotta, scarsa formazione ossea e difetti scheletrici, tolleranza al glucosio anormale e metabolismo dei lipidi e dei carboidrati alterato (1). Gli uomini sottoposti sperimentalmente a diete povere di manganese hanno sviluppato un’eruzione cutanea transitoria sul torace e hanno avuto una diminuzione delle concentrazioni sieriche di colesterolo (1). Inoltre, anche le concentrazioni di calcio nel sangue, fosforo e fosfatasi alcalina erano elevate negli uomini che seguivano una dieta carente di manganese, il che può indicare un aumento del rimodellamento osseo. È stato dimostrato che concentrazioni di manganese insufficienti influenzano negativamente la salute e lo sviluppo riproduttivo. Il consumo di < 1 mg Mn / d ha provocato alterazioni dell’umore e aumento del dolore durante la fase premestruale del ciclo estrale (1). È stata osservata una diminuzione del peso alla nascita nei bambini le cui madri avevano concentrazioni di manganese nel sangue inferiori alla media (< 16,9 μg Mn / L di sangue materno) (1). Basse concentrazioni di manganese nei bambini (< 8,154 μg / L) sono state anche associate a punteggi cromatici inferiori nello Stroop Color-Word Test, una misura della flessibilità cognitiva e della velocità di elaborazione (1 ).

Raccomandazioni dietetiche

Il DRI dell’Istituto di Medicina per il manganese cita ∼2 mg / die come apporto adeguato per gli adulti e 1.2-1.5 mg / die per i bambini (2 ).

Fonti alimentari

Le fonti vegetali hanno concentrazioni di manganese molto più elevate rispetto alle fonti animali. Per un elenco completo delle fonti alimentari e delle loro concentrazioni di manganese, vedere la recensione di Freeland-Graves et al. . (3). I cereali integrali (germe di grano, avena e crusca), riso e noci (nocciole, mandorle e noci pecan) contengono le quantità più elevate di manganese. Cioccolato, tè, cozze, vongole, legumi, frutta, verdure a foglia (spinaci), semi (lino, sesamo, zucca, girasole e pinoli) e spezie (peperoncino in polvere, chiodi di garofano e zafferano) sono anche ricchi di manganese. Gli integratori alimentari e le vitamine sono un altro fonte di manganese, alcuni dei quali contengono ≤20 mg di Mn. Il manganese è preso come integratore per una varietà di condizioni, tra cui l’osteoartrosi e l’osteoporosi (1). La concentrazione di manganese nell’acqua potabile varia a seconda della posizione, compresa tra 1 e 100 μg / L (ma può superare i 200 μg / L nell’acqua di pozzo; vedere Tossicità). La US Environmental Protection Agency ha fissato 50 μg / L come concentrazione massima consentita di manganese nell’acqua potabile.

Usi clinici

A causa della natura paramagnetica di questo elemento, il manganese è un ideale componente per agenti di contrasto utilizzati nella risonanza magnetica. Poiché il manganese ionico può essere tossico per le cellule, questi agenti di contrasto sono spesso porfirine di manganese o altri composti chelanti (4).

Tossicità

Il livello di assunzione superiore tollerabile per il manganese è 9-11 mg / die per gli adulti e 2-6 mg Mn / die per i bambini, a seconda dell’età. L’assorbimento del manganese è strettamente regolato nell’intestino e pertanto non è stata segnalata tossicità da esposizione alimentare. In tutto il mondo, la tossicità del manganese è dovuta all’esposizione ambientale, inclusa l’esposizione per via aerea e l’acqua potabile. Le tipiche vie di esposizione per via aerea provengono dagli scarichi delle automobili e dall’esposizione professionale. Il metilciclopentadienile manganese tricarbonile è un additivo anti-colpi nella benzina senza piombo, che contiene ∼24,4% di manganese in peso. Le professioni a rischio di esposizione al manganese trasportato dall’aria sono saldatori e lavoratori dell’industria delle ferroleghe e produttori di batterie. Ad oggi, la maggior parte degli studi indica che queste esposizioni non superano i livelli accettabili nell’aria (5). Quantità tossiche di manganese a base acquosa (> 2 volte il livello accettabile) sono state segnalate da pozzi in aree in cui le concentrazioni di manganese nel suolo sono state trovate eccezionalmente elevate.Uno studio recente ha rilevato che > 1 milione di persone che dipendono dall’acqua di pozzo che vivono in parti della Virginia, North Carolina, South Carolina e Georgia risiedono in un’area in cui le concentrazioni di manganese nel suolo sono eccezionalmente alto e la maggior parte dei pozzetti testati ha livelli di manganese considerati malsani (6). Le popolazioni che dipendono da acqua di pozzo proveniente da fonti di acque sotterranee con una propensione alla contaminazione da manganese hanno segnalato problemi di apprendimento nei bambini che consumano acqua di pozzo non filtrata (7).

Ricerche recenti

Attività di ricerca attuali ruotano attorno ai meccanismi coinvolti nella neurotossicità del manganese, compreso il trasporto cerebrale e la scoperta di biomarcatori di esposizione. Il manganese viene trasportato tramite il meccanismo del recettore della transferrina / transferrina e il trasportatore di metalli bivalenti, entrambi fondamentali per il normale trasporto del ferro cerebrale. Recentemente, i trasportatori dello zinco (ZIP-85 e ZIP-14, SLC30A10), il catione che trasporta l’ATPasi (ATP13A2) e le ATPasi del calcio (SPCA1 e SPCA2) hanno dimostrato di svolgere un ruolo importante nel trasporto del manganese cerebrale. I difetti di SLC30A10 sono stati collegati alla malattia di Parkinson e sono probabilmente coinvolti nel manganismo familiare (5). Poiché l’esposizione professionale (saldatori, lavoratori dell’industria delle ferroleghe) è una via primaria di esposizione neurotossica, la scoperta di un biomarcatore ideale è fondamentale per ridurre al minimo l’esposizione. Sebbene non perfette, le concentrazioni di manganese nel sangue forniscono la migliore stima per i livelli di manganese nel cervello, ma questa relazione regge solo quando l’esposizione è recente (5).

Abbreviazioni

• ATP13A2

  cationo trasporto di ATPase 13A2

• SLC30A10

  famiglia di portatori di soluti 30 membri 10

• SPCA

  percorso secretorio Ca2 + -ATPasi

• ZIP

  Zrt-Irt-like protein 14

Note dell’autore