Mangan (Polski)

Mangan jest niezbędnym metalem, ponieważ jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego, regulacji poziomu cukru we krwi i energii komórkowej, rozmnażania, trawienia, wzrostu kości, krzepnięcia krwi oraz hemostazy i obrony przeciwko reaktywnym formom tlenu. Korzystne działanie manganu wynika z włączenia metalu do metaloprotein. Funkcje pełnione przez metaloproteiny manganu obejmują oksydoreduktazy, transferazy, hydrolazy, liazy, izomerazy i ligazy. Ponadto mangan jest włączany do enzymów arginaz, syntetazy glutaminowej, dekarboksylazy fosfoenolopirogronianowej, karboksylazy pirogronianowej i dysmutazy ponadtlenkowej manganu. Zawartość tkanek ssaków mieści się w zakresie 0,3–2,9 μg Mn / g mokrej masy tkanki (1), co czyni mangan jednym z najczęściej występujących metali w tkankach.

Niedobory

Z powodu Ze względu na liczne źródła pokarmowe niedobór manganu jest wyjątkowo rzadki i nie został opisany w literaturze w warunkach nieeksperymentalnych. Nieodpowiednie spożycie manganu w diecie prowadzi do upośledzenia wzrostu, słabego tworzenia kości i wad szkieletowych, nieprawidłowej tolerancji glukozy oraz zmian w metabolizmie lipidów i węglowodanów (1). Mężczyźni poddani eksperymentalnej diecie zubożonej w mangan mieli przejściową wysypkę skórną na torsach i mieli obniżone stężenie cholesterolu w surowicy (1). Ponadto stężenie wapnia, fosforu i fosfatazy zasadowej we krwi było również podwyższone u mężczyzn na diecie z niedoborem manganu, co może wskazywać na zwiększoną przebudowę kości. Wykazano, że niewystarczające stężenia manganu mają negatywny wpływ na zdrowie reprodukcyjne i rozwój. Spożycie < 1 mg Mn / d doprowadziło do zmiany nastroju i nasilenia bólu w fazie przedmiesiączkowej cyklu rujowego (1). Zmniejszenie masy urodzeniowej zaobserwowano u dzieci, których matki miały niższe niż średnie stężenie manganu we krwi (< 16,9 μg Mn / L krwi matki) (1). Niskie stężenia manganu u dzieci (< 8,154 μg / l) zostały również powiązane z niższymi wynikami w zakresie kolorów w teście Stroopa Color-Word, miarą elastyczności poznawczej i szybkości przetwarzania (1 ).

Zalecenia dietetyczne

DRI Instytutu Medycyny dla manganu ∼2 mg / d jako odpowiednia dawka dla dorosłych i 1,2–1,5 mg / d dla dzieci (2 ).

Źródła pożywienia

Źródła roślinne mają znacznie wyższe stężenia manganu niż źródła zwierzęce. Dokładną listę źródeł pożywienia i ich stężenia manganu można znaleźć w recenzji Freeland-Graves i in. (3). Pełnoziarniste (kiełki pszenicy, owies i otręby), ryż i orzechy (orzechy laskowe, migdały i pekan) zawierają najwięcej manganu. Czekolada, herbata, małże, małże, rośliny strączkowe, owoce, warzywa liściaste (szpinak), nasiona (len, sezam, dynia, słonecznik i orzeszki piniowe) oraz przyprawy (chili w proszku, goździki i szafran) są również bogate w mangan. Suplementy diety i witaminy to kolejne źródło manganu, którego część zawiera ≤20 mg Mn. Mangan jest przyjmowany jako suplement w różnych stanach, w tym w chorobie zwyrodnieniowej stawów i osteoporozie (1). Stężenie manganu w wodzie pitnej różni się w zależności od lokalizacji i wynosi od 1 do 100 μg / L (ale może przekraczać 200 μg / L w wodzie studziennej; patrz Toksyczność). Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska określiła 50 μg / l jako maksymalne dopuszczalne stężenie manganu w wodzie pitnej.

Zastosowania kliniczne

Ze względu na paramagnetyczny charakter tego pierwiastka mangan jest idealnym składnik środków kontrastowych stosowanych w rezonansie magnetycznym. Ponieważ jonowy mangan może być toksyczny dla komórek, tymi środkami kontrastowymi są często porfiryny manganu lub inne związki chelatujące (4).

Toksyczność

Dopuszczalny górny poziom spożycia manganu wynosi 9–11 mg / d dla dorosłych i 2–6 mg Mn / d dla dzieci, w zależności od wieku. Wchłanianie manganu w jelitach jest ściśle regulowane i dlatego nie odnotowano toksyczności w wyniku narażenia z dietą. Na całym świecie toksyczność manganu wynika z narażenia środowiska, w tym narażenia na działanie powietrza i wody pitnej. Typowe drogi narażenia na powietrze to spaliny samochodowe i narażenie zawodowe. Metylocyklopentadienylomangan trikarbonyl jest dodatkiem przeciwstukowym do benzyny bezołowiowej, który zawiera ~ 24,4% manganu w masie. Zawody zagrożone narażeniem na mangan unoszący się w powietrzu to spawacze i pracownicy przemysłu żelazostopów oraz producenci baterii. Jak dotąd większość badań wskazuje, że ekspozycje te nie przekraczają dopuszczalnych poziomów w powietrzu (5). Toksyczne ilości manganu zawartego w wodzie (> 2-krotność dopuszczalnego poziomu) zostały zgłoszone ze studni na obszarach, w których stwierdzono wyjątkowo wysokie stężenie manganu w glebie.Niedawne badanie wykazało, że > 1 milion ludzi, którzy korzystają ze studni, mieszka w częściach Wirginii, Karoliny Północnej, Karoliny Południowej i Gruzji, zamieszkuje obszar, na którym stężenie manganu w glebie jest wyjątkowo wysoki, a większość badanych odwiertów ma poziomy manganu uważane za niezdrowe (6). Populacje, które polegają na wodzie ze studni ze źródeł gruntowych i skłonności do zanieczyszczenia manganem, zgłaszały zaburzenia uczenia się u dzieci spożywających niefiltrowaną wodę ze studni (7).

Najnowsze badania

Aktualne działania badawcze dotyczą mechanizmów odpowiedzialnych za neurotoksyczność manganu, w tym transportu mózgu i odkrycia biomarkerów ekspozycji. Mangan jest transportowany za pośrednictwem mechanizmu transferyny / receptora transferyny i transportera metalu dwuwartościowego, z których oba są kluczowe dla prawidłowego transportu żelaza w mózgu. Ostatnio wykazano, że transportery cynku (ZIP-85 i ZIP-14, SLC30A10), ATPaza transportująca kationy (ATP13A2) oraz ATPazy wapnia (SPCA1 i SPCA2) odgrywają ważną rolę w transporcie manganu w mózgu. Wady SLC30A10 zostały powiązane z chorobą Parkinsona i prawdopodobnie wiążą się z rodzinnym manganizmem (5). Ponieważ narażenie zawodowe (spawacze, pracownicy przemysłu żelazostopów) jest główną drogą narażenia neurotoksycznego, odkrycie idealnego biomarkera (ów) jest niezbędne dla zminimalizowania narażenia. Chociaż nie jest to idealne, stężenie manganu we krwi zapewnia najlepsze oszacowanie poziomu manganu w mózgu, ale ta zależność utrzymuje się tylko wtedy, gdy ekspozycja nastąpiła niedawno (5).

Skróty

• ATP13A2

  kation- transport ATPase 13A2

• SLC30A10

  solute carrier rodzina 30 członków 10

• SPCA

  ścieżka wydzielnicza Ca2 + -ATPase

• ZIP

  Białko podobne do Zrt-Irt 14

Uwagi autora