Español

Mangan je minerální prvek, který je nutričně nezbytný a potenciálně toxický. Odvození jeho názvu od řeckého slova pro magii je nadále vhodné, protože vědci stále pracují na porozumění různým účinkům nedostatku manganu a toxicity manganu na živé organismy (1).

Funkce

Mangan (Mn) hraje důležitou roli v řadě fyziologických procesů jako složka mnoha enzymů a aktivátor dalších enzymů (2).

Antioxidační funkce

Superoxid manganatý dismutáza (MnSOD) je hlavním antioxidačním enzymem v mitochondriích. Protože mitochondrie spotřebovávají více než 90% kyslíku používaného buňkami, jsou obzvláště citlivé na oxidační stres. Superoxidový radikál je jednou z reaktivních forem kyslíku produkovaných v mitochondriích během syntézy ATP. MnSOD katalyzuje přeměnu superoxidových radikálů na peroxid vodíku, který může být redukován na vodu jinými antioxidačními enzymy (3).

Metabolismus

Řada enzymů aktivovaných manganem hraje důležitou roli v metabolismu sacharidů, aminokyselin a cholesterolu (4). Pyruvátkarboxyláza, enzym obsahující mangan, a fosfoenolpyruvátkarboxykináza (PEPCK), enzym aktivovaný manganem, jsou rozhodující pro glukoneogenezi – produkci glukózy z prekurzorů bez sacharidů. Argináza, další enzym obsahující mangan, je játry zapotřebí pro cyklus močoviny, což je proces, který detoxikuje amoniak generovaný během metabolismu aminokyselin (3). V mozku přeměňuje manganem aktivovaný enzym, glutamin syntetáza, aminokyselinu glutamát na glutamin. Glutamát je excitotoxický neurotransmiter a předchůdce inhibičního neurotransmiteru, kyseliny y-aminomáselné (GABA) (5, 6).

Vývoj kostí

Nedostatek manganu vede k abnormálnímu vývoji skeletu řada druhů zvířat. Mangan je preferovaný kofaktor enzymů nazývaných glykosyltransferázy; tyto enzymy jsou potřebné pro syntézu proteoglykanů, které jsou nezbytné pro tvorbu zdravé chrupavky a kostí (7).

Hojení ran

Hojení ran je složitý proces, který vyžaduje zvýšenou produkci kolagenu. Mangan je nezbytný pro aktivaci prolidázy, což je enzym, který poskytuje aminokyselinu prolin pro tvorbu kolagenu v buňkách lidské kůže (8). Genetická porucha známá jako nedostatek prolidázy vede mimo jiné k abnormálnímu hojení ran a je charakterizována abnormálním metabolismem manganu (7). Při hojení ran může také hrát důležitou roli syntéza glykosaminoglykanů, která vyžaduje glykosyltransferázy aktivované manganem (9).

Interakce živin

Železo

Ačkoli mechanismy absorpce a transportu manganu nebyly stanoveny, některé důkazy naznačují, že železo a mangan mohou sdílet společné cesty absorpce a transportu (10). Absorpce manganu z jídla klesá se zvyšujícím se obsahem železa v jídle (7). Doplňování železa (60 mg / den po dobu čtyř měsíců) bylo spojeno se sníženou hladinou manganu v krvi a sníženou aktivitou MnSOD v bílých krvinkách, což naznačuje snížení stav výživy manganu (11). Dále může stav železa jedince ovlivňovat biologickou dostupnost manganu. Střevní absorpce manganu se zvyšuje při nedostatku železa a zvýšené zásoby železa (hladiny feritinu) jsou spojeny se sníženou absorpcí manganu (12). Muži obecně absorbují méně manganu než ženy; to může souviset se skutečností, že muži mají obvykle vyšší zásoby železa než ženy (13). Dále bylo prokázáno, že nedostatek železa zvyšuje riziko akumulace manganu v mozku (14).

Hořčík

Bylo prokázáno, že doplňkový obsah hořčíku (200 mg / den) mírně klesá biologická dostupnost manganu u zdravých dospělých, a to buď snížením absorpce manganu, nebo zvýšením jeho vylučování (15).

Vápník

V jedné sadě studií mírně doplňuje vápník (500 mg / den) snížená biologická dostupnost manganu u zdravých dospělých. Jako zdroj vápníku mělo mléko nejméně účinek, zatímco uhličitan vápenatý a fosforečnan vápenatý měly největší účinek (15). Několik dalších studií zjistilo minimální účinky doplňkového vápníku na metabolismus manganu (16).

Nedostatek

Nedostatek manganu byl pozorován u řady druhů zvířat. Známky nedostatku manganu zahrnují zhoršený růst, zhoršenou reprodukční funkci, abnormality skeletu, zhoršenou glukózovou toleranci a změněný metabolismus sacharidů a lipidů. U lidí byla demonstrace syndromu nedostatku manganu méně jasná (2, 7).U dítěte na dlouhodobé celkové parenterální výživě (TPN) bez manganu se vyvinula demineralizace kostí a zhoršený růst, které byly korigovány suplementací manganu (17). U mladých mužů, kteří byli krmení dietou s nízkým obsahem manganu, došlo ke snížení hladiny cholesterolu v séru a přechodné kožní vyrážce (18). Rovněž byly zvýšeny hladiny vápníku, fosforu a alkalické fosfatázy v krvi, což může naznačovat zvýšenou remodelaci kostí v důsledku nedostatečného množství manganu ve stravě. U mladých žen krmených dietou chudou na mangan se vyvinula mírně abnormální tolerance glukózy v reakci na intravenózní (IV) infuzi glukózy (16). Celkově není nedostatek manganu běžný a existuje větší obava z toxicity související s nadměrnou expozicí manganu (viz část Bezpečnost).

Adekvátní příjem (AI)

Protože nebylo k dispozici dostatek informací o požadavky na mangan pro stanovení doporučené dietní dávky (RDA), Výbor pro výživu a výživu (FNB) Lékařského ústavu stanovil odpovídající příjem (AI). Vzhledem k tomu, že zjevný nedostatek manganu nebyl u lidí stravujících se přirozenou stravou zdokumentován, založila FNB AI na průměrném příjmu manganu ve stravě stanoveném ve studii Total Diet Study – roční průzkum obsahu minerálů v reprezentativních amerických dietách (4). Hodnoty AI pro mangan jsou uvedeny v tabulce 1 v miligramech (mg) / den podle věku a pohlaví. Potřeby manganu se zvyšují v těhotenství a kojení (4).

Prevence nemocí

Nízký obsah manganu v potravě nebo nízká hladina manganu v krvi nebo tkáních byla spojena s několika chronickými chorobami. Ačkoli se v současné době nepředpokládá, že by nedostatek manganu způsoboval níže popsaná onemocnění, může být zapotřebí dalšího výzkumu, který by určil, zda suboptimální nutriční stav manganu přispívá k některým chorobným procesům.

Osteoporóza

Ženy s osteoporózou Bylo zjištěno, že mají sníženou hladinu manganu v plazmě nebo v séru a také zvýšenou plazmatickou odpověď na perorální dávku manganu (19, 20), což naznačuje, že mohou mít nižší stav manganu než ženy bez osteoporózy. Novější studie u postmenopauzálních žen s osteoporózou i bez ní však nenalezla žádné rozdíly v plazmatických hladinách manganu (21). Studie na zdravých postmenopauzálních ženách zjistila, že účinnější byl doplněk obsahující mangan (5 mg / den), měď (2,5 mg / den) a zinek (15 mg / den) v kombinaci s doplňkem vápníku (1 000 mg / den). než samotný doplněk vápníku v prevenci úbytku kostní hmoty po dobu dvou let (22). Přítomnost dalších stopových prvků v doplňku však znemožňuje určit, zda doplnění manganu bylo prospěšným činidlem pro udržení minerální hustoty kostí.

Diabetes mellitus

Nedostatek manganu vede k glukóze intolerance podobná diabetes mellitus u některých druhů zvířat, ale studie zkoumající stav manganu u diabetických lidí přinesly smíšené výsledky. V jedné studii se hladiny manganu v plné krvi významně nelišily mezi 57 diabetiky a 28 nediabetickými kontrolami (23). Vylučování manganu močí však mělo tendenci být mírně vyšší u 185 diabetiků ve srovnání se 185 nediabetickými kontrolami (24). Případová kontrolní studie 250 diabetiků a nediabetiků zjistila, že jedinci s diabetem typu 2 měli vyšší hladinu manganu v séru než nediabetici (25). Novější studie u 257 diabetiků typu 2 a 166 nediabetických kontrol však zjistila nižší hladinu manganu v krvi u diabetických pacientů (26). Studie funkčního stavu manganu navíc zjistila, že aktivita antioxidačního enzymu MnSOD byla nižší u bílých krvinek diabetiků než u nediabetiků (27). Ani 15 mg, ani 30 mg perorálního manganu nezlepšilo glukózovou toleranci u diabetiků nebo nediabetických kontrol, pokud byly podávány současně s orálním podáním glukózy (28). Ačkoli se zdá, že mangan hraje roli v metabolismu glukózy, existuje jen málo důkazů o tom, že suplementace manganu zlepšuje toleranci glukózy u diabetických nebo nediabetických jedinců.

Epilepsie (poruchy záchvatů)

Potkany s nedostatkem manganu jsou náchylnější k záchvatům než potkany s dostatečným množstvím manganu a krysy, které jsou geneticky náchylné k epilepsii, mají nižší hladinu manganu v mozku a krvi. Některé podskupiny lidí s epilepsií mají údajně nižší hladiny manganu v plné krvi než neepileptické kontroly. Jedna studie zjistila, že hladiny manganu v krvi u jedinců s epilepsií neznámého původu byly nižší než u jedinců, jejichž epilepsie byla vyvolána traumatem (např. Poranění hlavy) nebo onemocněním, což naznačuje možný genetický vztah mezi epilepsií a abnormálním metabolismem manganu. I když se nedostatek manganu nejeví jako příčina epilepsie u lidí, vztah metabolismu manganu a epilepsie si zaslouží další výzkum (7, 29).

Zdroje

Zdroje potravy

V USA se odhadovaný průměrný příjem manganu v potravě pohybuje v rozmezí od 2,1 do 2,3 mg / den u mužů a 1,6 až 1,8 mg / den pro ženy. Lidé, kteří jedí vegetariánskou stravu a dietu západního typu, mohou mít příjem manganu až 10,9 mg / den (4). Mezi bohaté zdroje manganu patří celozrnné výrobky, ořechy, listová zelenina a čaje. Potraviny s vysokým obsahem kyseliny fytové, jako jsou fazole, semena, ořechy, celozrnné výrobky a sójové výrobky, nebo potraviny s vysokým obsahem kyseliny šťavelové, jako je zelí, špenát a sladké brambory, mohou mírně bránit absorpci manganu. Ačkoli jsou čaje bohatým zdrojem manganu, třísloviny přítomné v čaji mohou mírně snížit vstřebávání manganu (15). Bylo zjištěno, že příjem dalších minerálů, včetně železa, vápníku a fosforu, omezuje retenci manganu (4). Obsah manganu v některých potravinách bohatých na mangan je uveden v miligramech (mg) v tabulce 2. Další informace o obsahu živin v potravinách najdete v Centru potravin USDA (30).

Mateřské mléko a počáteční kojenecká výživa

Kojenci jsou vystaveni různým množstvím manganu v závislosti na jejich zdroji výživy. Koncentrace manganu v mateřském mléce, kravské výživě a sójové výživě se pohybují od 3 do 10 mikrogramů / litr (μg / L), 30 až 50 μg / la 200 až 300 μg / l. Biologická dostupnost manganu z mateřského mléka je však vyšší než u počáteční kojenecké výživy a nedostatky manganu u kojených dětí nebo toxicita u kojených dětí kojenci nebyly hlášeny (31).

Voda

Koncentrace manganu v pitné vodě se pohybují od 1 do 100 μg / l, ale většina zdrojů obsahuje méně než 10 μg / l (32 ). Americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) doporučuje 0,05 mg (50 μg) / l jako maximální přípustnou koncentraci manganu v pitné vodě (33).

Doplňky

V doplňcích se nachází několik forem manganu, včetně glukonátu manganatého, síranu manganatého, askorbátu manganatého a chelátů aminokyselin manganu. Mangan je k dispozici jako samostatný doplněk nebo v kombinaci produktů (34). Relativně vysoké hladiny askorbátu manganatého lze nalézt ve výrobku na zdraví kostí a kloubů obsahujícím chondroitinsulfát a glukosamin hydrochlorid (viz část Bezpečnost).

Bezpečnost

Toxicita

Inhalační mangan

Toxicita manganu může vést k mnoha neurologickým problémům a je dobře známým zdravotním rizikem pro lidi, kteří vdechují manganový prach, jako jsou svářeči a taviči (1, 4). Na rozdíl od požitého manganu je inhalovaný mangan transportován přímo do mozku, než může být metabolizován v játrech (35). Příznaky toxicity manganu se obvykle objevují pomalu po dobu měsíců až let. V nejhorší formě může toxicita manganu vést k trvalé neurologické poruše s příznaky podobnými příznakům Parkinsonovy choroby, včetně třesu, obtíží s chůzí a křečí v obličejových svalech. Tomuto syndromu, často nazývanému manganismus, někdy předcházejí psychiatrické příznaky, jako je podrážděnost, agresivita a dokonce i halucinace (36, 37). Vdechování manganu v životním prostředí nebo na pracovišti může navíc způsobit zánětlivou reakci v plicích (38). Klinické příznaky účinků na plíce zahrnují kašel, akutní bronchitidu a snížení funkce plic (39).

Methylcyklopentadienyl mangan trikarbonyl (MMT)

MMT je sloučenina obsahující mangan používaná v benzinu jako přísada proti klepání. Ačkoli se pro tento účel používá Nejistota ohledně nepříznivých účinků na zdraví způsobených emisemi inhalovaných výfukových plynů v Kanadě způsobila, že americká EPA neschválila jeho použití v bezolovnatém benzinu. e pro široké použití v bezolovnatém benzinu (35). Studie v Montrealu, kde se MMT používala více než 10 let, zjistila, že hladiny manganu ve vzduchu jsou podobné hladinám v oblastech, kde se MMT nepoužívala (40). Novější kanadská studie zjistila vyšší koncentrace dýchatelného manganu v městské a venkovské oblasti, ale průměrné koncentrace v obou oblastech byly pod bezpečnou úrovní stanovenou americkou EPA (41). Dopad dlouhodobého vystavení nízkým úrovním produktů spalování MMT však nebyl důkladně vyhodnocen a bude vyžadovat další studii (42).

Požitý mangan

Omezené důkazy naznačují že vysoký příjem manganu z pitné vody může být spojen s neurologickými příznaky podobnými jako u Parkinsonovy choroby. Závažné neurologické příznaky byly hlášeny u 25 lidí, kteří pili vodu kontaminovanou manganem a pravděpodobně dalšími kontaminujícími látkami ze suchých článků po dobu dvou až tří měsíce (43). Bylo zjištěno, že hladiny manganu ve vodě jsou 14 mg / litr (mg / l) téměř dva měsíce po začátku příznaků a mohly již klesat (1). Studie starších dospělých v Řecku zjistila vysokou prevalenci neurologických příznaky u osob vystavených hladinám manganu ve vodě 1,8 až 2.3 mg / l (44), zatímco studie v Německu nenalezla žádné důkazy o zvýšení neurologických příznaků u lidí pijících vodu s hladinami manganu v rozmezí od 0,3 do 2,2 mg / l ve srovnání s těmi, které pijí vodu obsahující méně než 0,05 mg / l (45) . Mangan v pitné vodě může být biologicky dostupnější než mangan v potravinách. Žádná ze studií však neměřila dietní mangan, takže celkový příjem manganu v těchto případech není znám. V USA doporučuje EPA 0,05 mg / l jako maximální přípustnou koncentraci manganu v pitné vodě (33).

Novější studie navíc ukázaly, že děti vystavené vysokým úrovním manganu v důsledku pitné vody mají zkušenosti kognitivní a behaviorální deficity (46). Například průřezová studie u 142 10letých dětí, které byly vystaveny průměrné koncentraci manganové vody 0,8 mg / l, zjistila, že děti vystavené vyšším hladinám manganu měly ve třech testech intelektuální funkce významně nižší skóre ( 47). Další studie spojovala vysoké hladiny manganu ve vodě z vodovodu s hyperaktivními poruchami chování u dětí (48). Tyto a další nedávné zprávy vyvolaly obavy z neurobehaviorálních účinků expozice manganu u dětí (46).

Byl zaznamenán jediný případ toxicity manganu u osoby, která léta užívala velké množství minerálních doplňků (49) ), zatímco další případ byl hlášen v důsledku toho, že osoba užívala čínský bylinný přípravek (36). Toxicita manganu způsobená samotnými potravinami nebyla u lidí hlášena, i když určitá vegetariánská strava by mohla poskytnout až 20 mg / den manganu (4, 32).

Intravenózní mangan

Neurotoxicita manganu byla pozorována u jedinců dostávajících úplnou parenterální výživu, a to jak v důsledku nadměrného obsahu manganu v roztoku, tak v důsledku náhodné kontaminující látky (50). Novorozenci jsou obzvláště citliví na neurotoxicitu související s manganem (51). Děti, které dostávají mangan obsahující TPN, mohou být vystaveny koncentracím manganu asi stokrát vyšší než kojené děti (31). Kvůli potenciální toxicitě někteří argumentují proti zařazení manganu do parenterální výživy (52).

Jednotlivci se zvýšenou náchylností k toxicitě manganu

• Chronické onemocnění jater: Mangan je vylučován z tělo hlavně ve žluči. Porucha funkce jater tedy může vést ke sníženému vylučování manganu. Akumulace manganu u jedinců s cirhózou nebo selháním jater může přispět k neurologickým problémům a příznakům podobným Parkinsonově chorobě (1, 34).
• Novorozenci: Novorozený mozek může být náchylnější k toxicitě manganu kvůli větší exprese receptorů pro transportní protein manganu (transferin) ve vyvíjejících se nervových buňkách a nezralost jaterního systému vylučování žluči (4).
• Děti: Ve srovnání s dospělými mají kojenci a děti vyšší střevní absorpce manganu a nižší biliární exkrece manganu (46). Děti jsou tedy obzvláště citlivé na jakékoli negativní neurotoxické účinky manganu. Několik nedávných studií u dětí školního věku skutečně uvádělo škodlivé kognitivní a behaviorální účinky po nadměrné expozici manganu (47, 48, 53).
• Populace s nedostatkem železa: Bylo prokázáno, že nedostatek železa zvyšuje riziko akumulace manganu v mozku (14).

Vzhledem k závažným důsledkům neurotoxicity manganu stanovila Rada pro výživu a výživu (FNB) Lékařského ústavu velmi konzervativní tolerovatelné horní úrovně příjmu (UL) pro mangan; UL jsou uvedeny v tabulce 3 podle věku (4).

lékové interakce

antacida a laxativa obsahující hořčík a antibiotikum, tetracyklin, může snížit absorpci manganu, pokud se užívá společně s potravinami nebo doplňky obsahujícími mangan (34).

Vysoká hladina manganu v doplňcích uváděných na trh pro zdraví kostí / kloubů

Dvě studie zjistily, že doplňky obsahující kombinaci glukosamin hydrochloridu, chondroitinsulfátu a askorbátu manganatého jsou přínosné pro zmírnění bolesti v důsledku mírné nebo středně závažné osteoartrózy kolene ve srovnání s placebem (54, 55). Dávka elementárního manganu dodávaná doplňky stravy byla 30 mg / den po dobu osmi týdnů v jedné studii (55) a 40 mg / den po dobu šesti měsíců ve druhé studii (54). Během žádné ze studií nebyly hlášeny žádné nežádoucí účinky a hladiny manganu v krvi nebyly měřeny. Ani jedna studie neporovnávala léčbu obsahující askorbát manganatý s léčbou obsahující hydrochlorid glukosaminu a chondroitin sulfát bez askorbátu manganatého, takže není možné určit, zda by doplněk vedl ke stejné výhodě bez vysokých dávek manganu.

Doporučení Linus Pauling Institute

Adekvátní příjem (AI) manganu (2,3 mg / den u dospělých mužů a 1,8 mg / den u dospělých žen) se jeví jako dostatečný k prevenci nedostatku u většiny jedinců. Denní příjem manganu, který pravděpodobně podporuje optimální zdraví, není znám. V souladu s doporučením institutu Linus Pauling Institute užívat multivitaminový / multiminerální doplněk obsahující 100% denních hodnot (DV) většiny živin bude obecně poskytovat 2 mg / den manganu navíc k tomu v potravinách. Kvůli potenciální toxicitě a nedostatku informací o přínosu se nedoporučuje suplementace manganu nad 100% DV (2 mg / den). V současné době neexistují žádné důkazy o tom, že konzumace rostlinné stravy bohaté na mangan má za následek toxicitu manganu.

Starší dospělí (> 50 let)

Není známo, že požadavek na mangan je u starších dospělých vyšší. Onemocnění jater je však častější u starších dospělých a může zvýšit riziko toxicity manganu snížením vylučování manganu z těla (viz Toxicita). Suplementace manganu nad 100% DV (2 mg / den) se nedoporučuje.

Autoři a recenzenti

Původně napsal v roce 2001:
Jane Higdon, Ph.D.
Institut Linuse Paulinga
Oregonská státní univerzita

Aktualizováno v červnu 2007:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Institut Linuse Paulinga
Oregonská státní univerzita

Aktualizováno v březnu 2010:
Victoria J Drake, Ph.D.
Institut Linuse Paulinga
Oregonská státní univerzita

Recenzováno v březnu 2010:
Michael Aschner, Ph.D.
Předseda, Ústav výživy
Šedá EB Stahlman profesor neurovědy
profesor pediatrie
profesor farmakologie
Lékařské centrum univerzity Vanderbilt

Copyright 2001-2021 Institut Linuse Paulinga