Mangaan

Mangaan is een essentieel metaal omdat het nodig is voor een goede immuunfunctie, regulering van de bloedsuikerspiegel en cellulaire energie, voortplanting, spijsvertering, botgroei, bloedstolling en hemostase en afweer tegen reactieve zuurstofsoorten. De gunstige effecten van mangaan zijn te wijten aan de opname van het metaal in metalloproteïnen. De functies die worden uitgevoerd door mangaanmetalloproteïnen omvatten oxidoreductasen, transferasen, hydrolasen, lyasen, isomerasen en ligasen. Bovendien wordt mangaan opgenomen in arginase, glutaminesynthetase, fosfoenolpyruvaatdecarboxylase, pyruvaatcarboxylase en mangaansuperoxide-dismutase-enzymen. Weefselgehaltes bij zoogdieren liggen in het bereik van 0,3–2,9 μg Mn / g nat weefselgewicht (1), waardoor mangaan een van de meest voorkomende metalen in weefsels is.

Tekorten

vanwege de talrijke voedingsbronnen is mangaangebrek uitzonderlijk zeldzaam en werd het niet gerapporteerd in de literatuur onder niet-experimentele omstandigheden. Onvoldoende opname van mangaan via de voeding resulteert in een verminderde groei, slechte botvorming en skeletafwijkingen, abnormale glucosetolerantie en een veranderd lipiden- en koolhydraatmetabolisme (1). Mannen die experimenteel op een mangaanarm dieet werden geplaatst, ontwikkelden een voorbijgaande huiduitslag op hun torso en hadden verlaagde serumcholesterolconcentraties (1). Bovendien waren de calcium-, fosfor- en alkalische fosfataseconcentraties in het bloed ook verhoogd bij mannen die een mangaan-deficiënt dieet volgden, wat kan duiden op een verhoogde botombouw. Onvoldoende mangaanconcentraties hebben een negatieve invloed op de reproductieve gezondheid en ontwikkeling. De consumptie van < 1 mg Mn / d leidde tot een veranderde stemming en meer pijn tijdens de premenstruele fase van de oestrische cyclus (1). Een verlaagd geboortegewicht is waargenomen bij kinderen van wie de moeder lagere dan gemiddelde mangaanconcentraties in het bloed had (< 16,9 μg Mn / L moederbloed) (1). Lage concentraties mangaan bij kinderen (< 8.154 μg / L) zijn ook in verband gebracht met lagere kleurscores in de Stroop Color-Word Test, een maatstaf voor cognitieve flexibiliteit en verwerkingssnelheid (1 ).

Dieetaanbevelingen

De DRI van het Institute of Medicine voor mangaan noemt ∼2 mg / d als een adequate inname voor volwassenen en 1,2-1,5 mg / d voor kinderen (2 ).

Voedselbronnen

Plantaardige bronnen hebben veel hogere mangaanconcentraties dan dierlijke bronnen. Voor een uitgebreide lijst van voedselbronnen en hun mangaanconcentraties, zie de recensie van Freeland-Graves et al. (3). Volle granen (tarwekiemen, haver en zemelen), rijst en noten (hazelnoten, amandelen en pecannoten) bevatten de grootste hoeveelheden mangaan. Chocolade, thee, mosselen, mosselen, peulvruchten, fruit, bladgroenten (spinazie), zaden (vlas, sesam, pompoen, zonnebloempitten en pijnboompitten) en kruiden (chilipoeder, kruidnagel en saffraan) zijn ook rijk aan mangaan. Voedingssupplementen en vitamines zijn een andere bron van mangaan, waarvan sommige ≤20 mg Mn. Mangaan wordt als supplement ingenomen bij verschillende aandoeningen, waaronder artrose en osteoporose (1). De mangaanconcentratie in drinkwater varieert per locatie, variërend tussen 1 en 100 μg / L (maar kan in bronwater hoger zijn dan 200 μg / L; zie Toxiciteit). De Amerikaanse Environmental Protection Agency heeft 50 μg / L ingesteld als de maximaal toegestane mangaanconcentratie in drinkwater.

Klinisch gebruik

Vanwege de paramagnetische aard van dit element is mangaan een ideale component voor contrastmiddelen die worden gebruikt bij MRI. Omdat ionisch mangaan giftig kan zijn voor cellen, zijn deze contrastmiddelen vaak mangaanporfyrines of andere chelaatvormers (4).

Toxiciteit

Het toelaatbare bovenliggende inname-niveau voor mangaan is 9–11 mg / d voor volwassenen en 2-6 mg Mn / d voor kinderen, afhankelijk van de leeftijd. De opname van mangaan is strak gereguleerd in de darmen en daarom is toxiciteit door blootstelling via de voeding niet gemeld. Over de hele wereld is mangaanvergiftiging het gevolg van blootstelling aan het milieu, waaronder blootstelling via de lucht en drinkwater. Typische blootstellingsroutes via de lucht zijn afkomstig van uitlaatgassen van auto’s en beroepsmatige blootstelling. Methylcyclopentadienyl mangaan tricarbonyl is een anti-klopadditief in niet-loodhoudende benzine, dat ∼24,4% mangaan per gewicht bevat. Beroepen die risico lopen op blootstelling aan mangaan in de lucht zijn lassers en arbeiders in de ijzerlegeringindustrie en batterijfabrikanten. Tot op heden wijzen de meeste onderzoeken erop dat deze blootstellingen de aanvaardbare niveaus in de lucht niet overschrijden (5). Er zijn giftige hoeveelheden mangaan in het water (> 2 keer het aanvaardbare niveau) gerapporteerd uit putten in gebieden waar de mangaanconcentraties in de bodem uitzonderlijk hoog bleken te zijn.Uit een recent onderzoek is gebleken dat > 1 miljoen mensen die afhankelijk zijn van bronwater in delen van Virginia, North Carolina, South Carolina en Georgia wonen in een gebied waar de mangaanconcentraties in de bodem uitzonderlijk zijn hoog en de meeste van de geteste putten hebben mangaangehaltes die als ongezond worden beschouwd (6). Populaties die afhankelijk zijn van bronwater uit grondwaterbronnen met een neiging tot mangaanverontreiniging, hebben leerstoornissen gemeld bij kinderen die ongefilterd bronwater consumeren (7).

Recent onderzoek

Huidige onderzoeksactiviteiten draaien rond de mechanismen die betrokken zijn bij mangaanneurotoxiciteit, inclusief hersentransport en de ontdekking van biomarkers van blootstelling. Mangaan wordt getransporteerd via het transferrine / transferrinereceptormechanisme en de tweewaardige metaaltransporteur, die beide cruciaal zijn voor normaal hersentransport. Onlangs is aangetoond dat de zinktransporteurs (ZIP-85 en ZIP-14, SLC30A10), het kationtransporterende ATPase (ATP13A2) en de calcium-ATPasen (SPCA1 en SPCA2) een belangrijke rol spelen bij het transport van mangaan in de hersenen. Defecten in SLC30A10 zijn in verband gebracht met de ziekte van Parkinson en zijn waarschijnlijk betrokken bij familiair manganisme (5). Omdat beroepsmatige blootstelling (lassers, werknemers uit de ijzerlegeringindustrie) een primaire route van neurotoxische blootstelling is, is de ontdekking van een ideale biomarker (s) noodzakelijk om de blootstelling te minimaliseren. Hoewel niet perfect, geven de mangaanconcentraties in het bloed de beste schatting voor het mangaangehalte in de hersenen, maar dit verband blijft alleen bestaan als de blootstelling recent is (5).

Afkortingen

• ATP13A2

  kation- transport van ATPase 13A2

• SLC30A10

  familie van opgeloste transporteurs 30 lid 10

• SPCA

  secretoire pathway Ca2 + -ATPase

• ZIP

  Zrt-Irt-achtige proteïne 14

Auteur notities