Español

Mangaan is een mineraal element dat zowel qua voedingswaarde essentieel als potentieel giftig is. De afleiding van de naam van het Griekse woord voor magie blijft passend, omdat wetenschappers nog steeds bezig zijn met het begrijpen van de diverse effecten van mangaangebrek en mangaanvergiftiging bij levende organismen (1).

Functie

Mangaan (Mn) speelt een belangrijke rol in een aantal fysiologische processen als bestanddeel van meerdere enzymen en als activator van andere enzymen (2).

Antioxiderende functie

Mangaansuperoxide dismutase (MnSOD) is het belangrijkste antioxidant-enzym in de mitochondriën. Omdat mitochondriën meer dan 90% van de zuurstof verbruiken die door cellen wordt gebruikt, zijn ze bijzonder kwetsbaar voor oxidatieve stress. De superoxide-radicaal is een van de reactieve zuurstofsoorten die tijdens ATP-synthese in mitochondriën worden geproduceerd. MnSOD katalyseert de omzetting van superoxideradicalen in waterstofperoxide, dat door andere antioxiderende enzymen tot water kan worden gereduceerd (3).

Metabolisme

Een aantal door mangaan geactiveerde enzymen spelen een belangrijke rol bij het metabolisme van koolhydraten, aminozuren en cholesterol (4). Pyruvaatcarboxylase, een mangaanhoudend enzym, en fosfoenolpyruvaatcarboxykinase (PEPCK), een door mangaan geactiveerd enzym, zijn cruciaal bij gluconeogenese – de productie van glucose uit niet-koolhydraatprecursoren. Arginase, een ander mangaanhoudend enzym, wordt door de lever vereist voor de ureumcyclus, een proces dat ammoniak ontgift dat wordt gegenereerd tijdens het metabolisme van aminozuren (3). In de hersenen zet het door mangaan geactiveerde enzym glutaminesynthetase het aminozuur glutamaat om in glutamine. Glutamaat is een excitotoxische neurotransmitter en een voorloper van een remmende neurotransmitter, γ-aminoboterzuur (GABA) (5, 6).

Botontwikkeling

Mangaangebrek resulteert in abnormale skeletontwikkeling bij een aantal diersoorten. Mangaan is de geprefereerde cofactor van enzymen die glycosyltransferases worden genoemd; deze enzymen zijn nodig voor de synthese van proteoglycanen die nodig zijn voor de vorming van gezond kraakbeen en bot (7).

Wondgenezing

Wondgenezing is een complex proces dat een verhoogde productie vereist van collageen. Mangaan is nodig voor de activering van prolidase, een enzym dat dient om het aminozuur proline te leveren voor de vorming van collageen in menselijke huidcellen (8). Een genetische aandoening die bekend staat als prolidasedeficiëntie, resulteert onder andere in abnormale wondgenezing en wordt gekenmerkt door een abnormaal mangaanmetabolisme (7). Glycosaminoglycansynthese, waarvoor mangaan-geactiveerde glycosyltransferases nodig zijn, kan ook een belangrijke rol spelen bij wondgenezing (9).

Interacties met voedingsstoffen

IJzer

Hoewel de specifieke mechanismen voor de opname en het transport van mangaan zijn niet vastgesteld, en er zijn aanwijzingen dat ijzer en mangaan gemeenschappelijke absorptie- en transportroutes kunnen delen (10). De opname van mangaan uit een maaltijd neemt af naarmate het ijzergehalte van de maaltijd toeneemt (7). IJzersuppletie (60 mg / dag gedurende vier maanden) ging gepaard met verlaagde mangaanwaarden in het bloed en verminderde MnSOD-activiteit in witte bloedcellen, wat wijst op een afname van voedingsstatus van mangaan (11) Bovendien kan de ijzerstatus van een persoon de biologische beschikbaarheid van mangaan beïnvloeden. Intestinale opname van mangaan is verhoogd tijdens ijzertekort en verhoogde ijzervoorraden (ferritinespiegels) zijn geassocieerd met verminderde mangaanabsorptie (12). Mannen nemen doorgaans minder mangaan op dan vrouwen; dit kan te maken hebben met het feit dat mannen doorgaans hogere ijzervoorraden hebben dan vrouwen (13). Verder is aangetoond dat ijzertekort het risico op accumulatie van mangaan in de hersenen verhoogt (14).

Magnesium

Er is aangetoond dat aanvullend magnesium (200 mg / dag) licht afneemt biologische beschikbaarheid van mangaan bij gezonde volwassenen, hetzij door de opname van mangaan te verminderen, hetzij door de uitscheiding ervan te verhogen (15).

Calcium

In één reeks onderzoeken werd calciumsupplement (500 mg / dag) iets verminderde biologische beschikbaarheid van mangaan bij gezonde volwassenen. Als bron van calcium had melk het minste effect, terwijl calciumcarbonaat en calciumfosfaat het grootste effect hadden (15). Verschillende andere studies hebben minimale effecten van calciumsupplement op het mangaanmetabolisme gevonden (16).

Tekort

Mangaangebrek is waargenomen bij een aantal diersoorten. Tekenen van mangaangebrek zijn onder meer een verminderde groei, verminderde reproductieve functie, skeletafwijkingen, verminderde glucosetolerantie en veranderd koolhydraat- en lipidenmetabolisme. Bij mensen was het aantonen van een mangaandeficiëntiesyndroom minder duidelijk (2, 7).Een kind met langdurige totale parenterale voeding (TPN) zonder mangaan ontwikkelde botdemineralisatie en verminderde groei die werden gecorrigeerd door mangaansuppletie (17). Jonge mannen die een dieet met weinig mangaan kregen, ontwikkelden verlaagde serumcholesterolspiegels en een voorbijgaande huiduitslag (18). De calcium-, fosfor- en alkalische fosfatasespiegels in het bloed waren ook verhoogd, wat kan duiden op een verhoogde botremodellering als gevolg van onvoldoende mangaan in de voeding. Jonge vrouwen die een mangaanarm dieet kregen, ontwikkelden een licht abnormale glucosetolerantie als reactie op een intraveneuze (IV) infusie van glucose (16). Over het algemeen komt mangaangebrek niet vaak voor, en er is meer bezorgdheid over toxiciteit gerelateerd aan overmatige blootstelling aan mangaan (zie Veiligheid).

The Adequate Intake (AI)

Omdat er onvoldoende informatie was over mangaanvereisten om een aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (ADH) vast te stellen, de Food and Nutrition Board (FNB) van het Institute of Medicine stelde een adequate inname (AI) vast. Aangezien een duidelijk mangaangebrek niet is gedocumenteerd bij mensen die een natuurlijk dieet volgen, baseerde de FNB de AI op de gemiddelde inname van mangaan via de voeding, bepaald door de Total Diet Study – een jaarlijks onderzoek naar het mineraalgehalte van representatieve Amerikaanse diëten (4). AI-waarden voor mangaan staan in tabel 1 vermeld in milligram (mg) / dag per leeftijd en geslacht. De behoefte aan mangaan is verhoogd tijdens zwangerschap en borstvoeding (4).

Ziektepreventie

Een laag mangaangehalte in de voeding of een laag mangaangehalte in het bloed of weefsel zijn in verband gebracht met verschillende chronische ziekten. Hoewel momenteel niet wordt gedacht dat mangaaninsufficiëntie de hieronder besproken ziekten veroorzaakt, kan meer onderzoek nodig zijn om te bepalen of een suboptimale voedingsstatus van mangaan bijdraagt aan bepaalde ziekteprocessen.

Osteoporose

Vrouwen met osteoporose bleken verlaagde plasma- of serumspiegels van mangaan te hebben en ook een versterkte plasmarespons op een orale dosis mangaan (19, 20), wat suggereert dat ze mogelijk een lagere mangaanstatus hebben dan vrouwen zonder osteoporose. Toch vond een recentere studie bij postmenopauzale vrouwen met en zonder osteoporose geen verschillen in plasmaspiegels van mangaan (21). Een onderzoek bij gezonde postmenopauzale vrouwen wees uit dat een supplement met mangaan (5 mg / dag), koper (2,5 mg / dag) en zink (15 mg / dag) in combinatie met een calciumsupplement (1000 mg / dag) effectiever was dan het calciumsupplement alleen om botverlies van de wervelkolom gedurende een periode van twee jaar te voorkomen (22). De aanwezigheid van andere sporenelementen in het supplement maakt het echter onmogelijk om te bepalen of suppletie met mangaan het gunstige middel was om de botmineraaldichtheid te behouden.

Diabetes mellitus

Mangaangebrek resulteert in glucose intolerantie vergelijkbaar met diabetes mellitus bij sommige diersoorten, maar onderzoeken naar de mangaanstatus van diabetische mensen hebben gemengde resultaten opgeleverd. In één onderzoek verschilden de mangaangehaltes in vol bloed niet significant tussen 57 diabetici en 28 niet-diabetische controles (23). De uitscheiding van mangaan via de urine was echter iets hoger bij 185 diabetici in vergelijking met 185 niet-diabetische controles (24). Een case-control studie van 250 diabetische en niet-diabetische personen wees uit dat type 2 diabetici hogere serum-mangaangehalten hadden dan niet-diabetici (25). Een recentere studie bij 257 type 2 diabetici en 166 niet-diabetische controles vond echter lagere bloedspiegels van mangaan bij diabetespatiënten (26). Bovendien bleek uit een onderzoek naar de functionele mangaanstatus dat de activiteit van het antioxidant-enzym, MnSOD, lager was in de witte bloedcellen van diabetici dan bij niet-diabetici (27). Noch 15 mg noch 30 mg oraal mangaan verbeterde de glucosetolerantie bij diabetici of niet-diabetische controles bij gelijktijdige toediening met een orale glucose-challenge (28). Hoewel mangaan een rol lijkt te spelen bij het glucosemetabolisme, is er weinig bewijs dat suppletie met mangaan de glucosetolerantie verbetert bij diabetische of niet-diabetische personen.

Epilepsie (convulsies)

Mangaanarme ratten zijn vatbaarder voor aanvallen dan ratten met voldoende mangaan, en ratten die genetisch vatbaar zijn voor epilepsie, hebben een lager dan normaal mangaangehalte in de hersenen en het bloed. Bepaalde subgroepen van mensen met epilepsie hebben naar verluidt lagere mangaangehaltes in vol bloed dan niet-epileptische controles. Een studie wees uit dat het mangaangehalte in het bloed van personen met epilepsie van onbekende oorsprong lager was dan die van personen bij wie de epilepsie werd veroorzaakt door trauma (bijv. Hoofdletsel) of ziekte, wat duidt op een mogelijke genetische relatie tussen epilepsie en een abnormaal mangaanmetabolisme. Hoewel mangaangebrek geen oorzaak lijkt te zijn van epilepsie bij mensen, verdient de relatie tussen mangaanmetabolisme en epilepsie nader onderzoek (7, 29).

Bronnen

Voedselbronnen

In de VS varieert de geschatte gemiddelde inname van mangaan via de voeding van 2,1 tot 2,3 mg / dag voor mannen en 1,6 tot 1,8 mg / dag voor vrouwen. Mensen die vegetarische diëten en westerse diëten eten, kunnen een mangaaninname hebben van wel 10,9 mg / dag (4). Rijke bronnen van mangaan zijn onder meer volkorengranen, noten, bladgroenten en thee. Voedingsmiddelen met veel fytinezuur, zoals bonen, zaden, noten, volle granen en sojaproducten, of voedingsmiddelen met veel oxaalzuur, zoals kool, spinazie en zoete aardappelen, kunnen de opname van mangaan enigszins remmen. Hoewel thee een rijke bron van mangaan is, kunnen de tannines in thee de opname van mangaan matig verminderen (15). Inname van andere mineralen, waaronder ijzer, calcium en fosfor, blijkt de retentie van mangaan te beperken (4). Het mangaangehalte van sommige mangaanrijke voedingsmiddelen wordt weergegeven in milligram (mg) in tabel 2. Voor meer informatie over de voedingswaarde van voedingsmiddelen, zoek je op USDA’s FoodData Central (30).

Moedermelk en zuigelingenvoeding

Baby’s worden blootgesteld aan verschillende hoeveelheden mangaan, afhankelijk van hun voedingsbron. Mangaanconcentraties in moedermelk, melkvoeding op basis van koeien en op soja gebaseerde voeding variëren van 3 tot 10 microgram / liter (μg / L), respectievelijk 30 tot 50 μg / l en 200 tot 300 μg / l. De biologische beschikbaarheid van mangaan uit moedermelk is echter hoger dan die van zuigelingenvoeding, en mangaangebrek bij zuigelingen die borstvoeding krijgen of toxiciteit bij zuigelingenvoeding. zuigelingen zijn niet gemeld (31).

Water

Mangaanconcentraties in drinkwater variëren van 1 tot 100 μg / l, maar de meeste bronnen bevatten minder dan 10 μg / l (32 De Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) beveelt 0,05 mg (50 μg) / l aan als de maximaal toegestane mangaanconcentratie in drinkwater (33).

Supplementen

In supplementen worden verschillende vormen van mangaan aangetroffen, waaronder mangaan-gluconaat, mangaansulfaat, mangaanascorbaat en aminozuurchelaten van mangaan. Mangaan is verkrijgbaar als een op zichzelf staand supplement of in combinatieproducten (34). Relatief hoge niveaus van mangaanascorbaat kunnen worden aangetroffen in een gezondheidsproduct voor botten / gewrichten dat chondroïtinesulfaat en glucosaminehydrochloride bevat (zie Veiligheid).

Veiligheid

Toxiciteit

Geïnhaleerd mangaan

Mangaanvergiftiging kan leiden tot meerdere neurologische problemen en is een algemeen erkend gezondheidsrisico voor mensen die mangaanstof inademen, zoals lassers en smelterijen (1, 4). In tegenstelling tot ingenomen mangaan, wordt ingeademd mangaan rechtstreeks naar de hersenen getransporteerd voordat het in de lever kan worden gemetaboliseerd (35). De symptomen van mangaanvergiftiging treden over het algemeen langzaam op over een periode van maanden tot jaren. In de ergste vorm kan mangaanvergiftiging resulteren in een permanente neurologische aandoening met symptomen die vergelijkbaar zijn met die van de ziekte van Parkinson, waaronder tremoren, moeite met lopen en spierspasmen in het gezicht. Dit syndroom, vaak manganisme genoemd, wordt soms voorafgegaan door psychiatrische symptomen, zoals prikkelbaarheid, agressiviteit en zelfs hallucinaties (36, 37). Bovendien kan omgevings- of beroepsinademing van mangaan een ontstekingsreactie in de longen veroorzaken (38). Klinische symptomen van effecten op de longen zijn hoesten, acute bronchitis en verminderde longfunctie (39).

Methylcyclopentadienyl mangaan tricarbonyl (MMT)

MMT is een mangaanhoudende verbinding die in benzine wordt gebruikt als een antiklopmiddelenadditief. Hoewel het hiervoor is gebruikt sinds meer dan 20 jaar in Canada, heeft de onzekerheid over de nadelige gezondheidseffecten van ingeademde uitlaatgassen de Amerikaanse EPA ervan weerhouden om het gebruik ervan in loodvrije benzine goed te keuren. In 1995 maakte een beslissing van de Amerikaanse rechtbank MMT beschikbaar e voor wijdverbreid gebruik in loodvrije benzine (35). Een studie in Montreal, waar MMT al meer dan 10 jaar werd gebruikt, toonde aan dat het mangaangehalte in de lucht vergelijkbaar was met die in gebieden waar MMT niet werd gebruikt (40). Een recenter Canadees onderzoek vond hogere concentraties respirabel mangaan in een stedelijk gebied dan in een landelijk gebied, maar de gemiddelde concentraties in beide gebieden lagen onder het veilige niveau van de Amerikaanse EPA (41). De impact van langdurige blootstelling aan lage concentraties MMT-verbrandingsproducten is echter niet grondig geëvalueerd en vereist aanvullend onderzoek (42).

Opgenomen mangaan

Beperkt bewijs suggereert dat hoge inname van mangaan uit drinkwater in verband kan worden gebracht met neurologische symptomen vergelijkbaar met die van de ziekte van Parkinson. Ernstige neurologische symptomen werden gemeld bij 25 mensen die water dronken dat was verontreinigd met mangaan, en waarschijnlijk andere verontreinigende stoffen, uit droge celbatterijen voor twee tot drie maanden (43). De watermangaangehaltes bleken 14 mg / liter (mg / l) te zijn bijna twee maanden nadat de symptomen begonnen en waren mogelijk al aan het afnemen (1). Een onderzoek onder oudere volwassenen in Griekenland wees uit dat een hoge prevalentie van neurologische symptomen bij mensen die zijn blootgesteld aan mangaanwaarden in het water van 1,8 tot 2.3 mg / l (44), terwijl een studie in Duitsland geen bewijs vond van verhoogde neurologische symptomen bij mensen die water drinken met mangaangehaltes variërend van 0,3 tot 2,2 mg / l in vergelijking met drinkwater dat minder dan 0,05 mg / l bevat (45) . Mangaan in drinkwater is mogelijk meer biologisch beschikbaar dan mangaan in voedsel. Geen van de onderzoeken heeft echter mangaan in de voeding gemeten, dus de totale mangaaninname in deze gevallen is onbekend. In de VS beveelt de EPA 0,05 mg / l aan als de maximaal toegestane mangaanconcentratie in drinkwater (33).

Bovendien hebben recentere onderzoeken aangetoond dat kinderen die worden blootgesteld aan hoge niveaus van mangaan via drinkwaterervaring cognitieve en gedragsstoornissen (46). Een cross-sectioneel onderzoek bij 142 10-jarige kinderen, die werden blootgesteld aan een gemiddelde mangaanwaterconcentratie van 0,8 mg / l, toonde bijvoorbeeld aan dat kinderen die werden blootgesteld aan hogere mangaangehalten significant lagere scores hadden op drie tests van intellectuele functie ( 47). Een andere studie bracht hoge niveaus van mangaan in leidingwater in verband met hyperactieve gedragsstoornissen bij kinderen (48). Deze en andere recente rapporten hebben aanleiding gegeven tot bezorgdheid over de neurologische effecten van blootstelling aan mangaan bij kinderen (46).

Er werd een enkel geval van mangaanvergiftiging gemeld bij een persoon die jarenlang grote hoeveelheden minerale supplementen had ingenomen (49 ), terwijl een ander geval werd gemeld als gevolg van een persoon die een Chinees kruidensupplement nam (36). Mangaanvergiftiging als gevolg van alleen voedsel is niet gemeld bij mensen, hoewel bepaalde vegetarische diëten tot 20 mg mangaan per dag zouden kunnen leveren (4, 32).

Intraveneus mangaan

Mangaanneurotoxiciteit is waargenomen bij personen die totale parenterale voeding kregen, zowel als gevolg van overmatig mangaan in de oplossing als als een incidentele verontreiniging (50). Pasgeborenen zijn bijzonder kwetsbaar voor mangaangerelateerde neurotoxiciteit (51). Zuigelingen die mangaanhoudende TPN krijgen, kunnen worden blootgesteld aan mangaanconcentraties die ongeveer 100 keer hoger zijn dan zuigelingen die borstvoeding krijgen (31). Vanwege mogelijke toxiciteit pleiten sommigen ervoor mangaan niet in parenterale voeding op te nemen (52).

Personen met een verhoogde gevoeligheid voor mangaanvergiftiging

• Chronische leverziekte: mangaan wordt uit de lichaam voornamelijk in gal. Een verminderde leverfunctie kan dus leiden tot een verminderde uitscheiding van mangaan. Opstapeling van mangaan bij personen met cirrose of leverfalen kan bijdragen aan neurologische problemen en de ziekte van Parkinson (1, 34).
• Pasgeborenen: de hersenen van pasgeborenen kunnen gevoeliger zijn voor mangaanvergiftiging als gevolg van een grotere expressie van receptoren voor het mangaan transporteiwit (transferrine) in de ontwikkeling van zenuwcellen en de onvolgroeidheid van het galafscheidingssysteem van de lever (4).
• Kinderen: in vergelijking met volwassenen hebben zuigelingen en kinderen een hogere darm opname van mangaan, evenals lagere uitscheiding van mangaan via de gal (46). Kinderen zijn dus bijzonder vatbaar voor eventuele negatieve, neurotoxische effecten van mangaan. Verschillende recente onderzoeken bij schoolgaande kinderen hebben inderdaad schadelijke cognitieve en gedragseffecten gerapporteerd na overmatige blootstelling aan mangaan (47, 48, 53).
• Populaties met ijzertekort: er is aangetoond dat ijzertekort het risico verhoogt van mangaanophoping in de hersenen (14).

Vanwege de ernstige gevolgen van mangaanneurotoxiciteit heeft de Food and Nutrition Board (FNB) van het Institute of Medicine zeer conservatieve aanvaardbare bovengrenzen vastgesteld (UL) voor mangaan; de UL’s zijn vermeld in tabel 3 volgens leeftijd (4).

Geneesmiddelinteracties

Magnesiumbevattende antacida en laxeermiddelen en de antibiotische medicatie, tetracycline, kan de opname van mangaan verminderen als het samen wordt ingenomen met mangaanhoudende voedingsmiddelen of supplementen (34).

Hoge niveaus van mangaan in supplementen die op de markt worden gebracht voor de gezondheid van botten / gewrichten

Twee onderzoeken hebben aangetoond dat supplementen die een combinatie van glucosaminehydrochloride, chondroïtinesulfaat en mangaanascorbaat bevatten, gunstig zijn voor het verlichten van pijn als gevolg van milde of matige artrose van de knie in vergelijking met een placebo (54, 55). De dosis elementair mangaan geleverd door de supplementen was 30 mg / dag gedurende acht weken in het ene onderzoek (55) en 40 mg / dag gedurende zes maanden in het andere (54). Tijdens geen van beide onderzoeken werden bijwerkingen gemeld en het mangaangehalte in het bloed werd niet gemeten. In geen van beide onderzoeken werd de behandeling met mangaanascorbaat vergeleken met een behandeling met glucosaminehydrochloride en chondroïtinesulfaat zonder mangaanascorbaat, dus het is onmogelijk om te bepalen of het supplement hetzelfde voordeel zou hebben opgeleverd zonder hoge doses mangaan.

Aanbeveling Linus Pauling Institute

De adequate inname (AI) van mangaan (2,3 mg / dag voor volwassen mannen en 1,8 mg / dag voor volwassen vrouwen) lijkt voldoende om een tekort bij de meeste individuen te voorkomen. De dagelijkse inname van mangaan die het meest waarschijnlijk een optimale gezondheid bevordert, is niet bekend. Het volgen van de aanbeveling van het Linus Pauling Institute om een multivitamine / multimineraal supplement te nemen dat 100% van de dagelijkse waarden (DV) van de meeste voedingsstoffen bevat, levert over het algemeen 2 mg / dag mangaan op naast die in voedingsmiddelen. Vanwege het potentieel voor toxiciteit en het gebrek aan informatie over het voordeel, wordt suppletie met mangaan boven 100% van de ADH (2 mg / dag) niet aanbevolen. Er is momenteel geen bewijs dat de consumptie van een mangaanrijk plantaardig dieet leidt tot mangaanvergiftiging.

Oudere volwassenen (> 50 jaar)

Het is niet bekend dat de behoefte aan mangaan hoger is voor oudere volwassenen. Leverziekte komt echter vaker voor bij oudere volwassenen en kan het risico op mangaanvergiftiging verhogen door de eliminatie van mangaan uit het lichaam te verminderen (zie Toxiciteit). Mangaansuppletie boven 100% van de ADH (2 mg / dag) wordt niet aanbevolen.

Auteurs en recensenten

Oorspronkelijk geschreven in 2001 door:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Bijgewerkt in juni 2007 door:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Bijgewerkt in maart 2010 door:
Victoria J Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Beoordeeld in maart 2010 door:
Michael Aschner, Ph.D.
Voorzitter, Department of Nutrition
Grijze EB Stahlman hoogleraar neurowetenschappen – hoogleraar kindergeneeskunde
hoogleraar farmacologie
Vanderbilt Universitair Medisch Centrum

Copyright 2001-2021 Linus Pauling Institute