Español

Mangan är ett mineralämne som är både näringsmässigt viktigt och potentiellt giftigt. Avledningen av dess namn från det grekiska ordet för magi är fortfarande lämpligt, eftersom forskare fortfarande arbetar för att förstå de olika effekterna av manganbrist och mangantoxicitet hos levande organismer (1).

Funktion

Mangan (Mn) spelar en viktig roll i ett antal fysiologiska processer som en beståndsdel av flera enzymer och en aktivator av andra enzymer (2).

Antioxidantfunktion

Mangansuperoxid dismutas (MnSOD) är det främsta antioxidantenzymet i mitokondrierna. Eftersom mitokondrier konsumerar över 90% av det syre som används av celler är de särskilt utsatta för oxidativ stress. Superoxidradikalen är en av de reaktiva syrearter som produceras i mitokondrier under ATP-syntes. MnSOD katalyserar omvandlingen av superoxidradikaler till väteperoxid, som kan reduceras till vatten av andra antioxidantenzymer (3).

Metabolism

Ett antal manganaktiverade enzymer spelar viktiga roller i metabolismen av kolhydrater, aminosyror och kolesterol (4). Pyruvatkarboxylas, ett manganinnehållande enzym och fosfoenolpyruvatkarboxykinas (PEPCK), ett manganaktiverat enzym, är kritiska för glukoneogenes – produktionen av glukos från icke-kolhydratprekursorer. Arginas, ett annat enzym som innehåller mangan, krävs av levern för ureacykeln, en process som avgiftar ammoniak som genereras under aminosyrametabolismen (3). I hjärnan omvandlar det manganaktiverade enzymet glutaminsyntetas aminosyran glutamat till glutamin. Glutamat är en excitotoxisk neurotransmittor och en föregångare till en hämmande neurotransmittor, γ-aminosmörsyra (GABA) (5, 6).

Benutveckling

Manganbrist resulterar i onormal skelettutveckling i ett antal djurarter. Mangan är den föredragna kofaktorn för enzymer som kallas glykosyltransferaser; dessa enzymer krävs för syntes av proteoglykaner som behövs för bildandet av friskt brosk och ben (7).

Sårläkning

Sårläkning är en komplex process som kräver ökad produktion av kollagen. Mangan krävs för aktivering av prolidas, ett enzym som fungerar för att ge aminosyran, prolin, för kollagenbildning i humana hudceller (8). En genetisk sjukdom som kallas prolidasbrist resulterar i onormal sårläkning bland andra problem och kännetecknas av onormal manganmetabolism (7). Glykosaminoglykan-syntes, som kräver manganaktiverade glykosyltransferaser, kan också spela en viktig roll vid sårläkning (9).

Näringsinteraktioner

Järn

Även om den specifika mekanismer för manganabsorption och transport har inte fastställts, vissa bevis tyder på att järn och mangan kan dela gemensamma absorptions- och transportvägar (10). Absorptionen av mangan från en måltid minskar när målets järnhalt ökar (7). Järntillskott (60 mg / dag i fyra månader) var associerat med minskade mangangivåer i blodet och minskad MnSOD-aktivitet i vita blodkroppar, vilket indikerar en minskning av mangans näringsstatus (11). Dessutom kan en persons järnstatus påverka mangans biotillgänglighet. Tarmabsorptionen av mangan ökar under järnbrist, och ökade järnförråd (ferritinnivåer) är associerade med minskad manganabsorption (12). Män absorberar i allmänhet mindre mangan än kvinnor; detta kan relateras till det faktum att män vanligtvis har högre järnbutiker än kvinnor (13). Vidare har järnbrist visat sig öka risken för manganackumulering i hjärnan (14).

Magnesium

Kompletterande magnesium (200 mg / dag) har visat sig minska något mangans biotillgänglighet hos friska vuxna, antingen genom att minska manganabsorptionen eller genom att öka utsöndringen (15).

Kalcium

I en uppsättning studier, kompletterande kalcium (500 mg / dag) något minskad manganbiotillgänglighet hos friska vuxna. Som kalciumkälla hade mjölk minst effekt, medan kalciumkarbonat och kalciumfosfat hade störst effekt (15). Flera andra studier har funnit minimala effekter av kompletterande kalcium på manganmetabolismen (16).

Brist

Manganbrist har observerats i ett antal djurarter. Tecken på manganbrist inkluderar nedsatt tillväxt, nedsatt reproduktionsfunktion, skelettavvikelser, nedsatt glukostolerans och förändrad kolhydrat- och lipidmetabolism. Hos människor har demonstration av manganbristsyndrom varit mindre tydlig (2, 7).Ett barn på långvarig total parenteral näring (TPN) som saknade mangan utvecklade benavmineralisering och nedsatt tillväxt som korrigerades genom mangantillskott (17). Unga män som fick en diet med låg mangan utvecklade minskade kolesterolnivåer i serum och ett övergående hudutslag (18). Nivåerna i kalcium, fosfor och alkaliskt fosfatas i blodet höjdes också, vilket kan indikera ökad benombyggnad till följd av otillräcklig mangan i kosten. Unga kvinnor som fick en manganfattig diet utvecklade milt onormal glukostolerans som svar på en intravenös (IV) infusion av glukos (16). Sammantaget är manganbrist inte vanligt, och det finns mer oro för toxicitet relaterad till manganöverexponering (se Säkerhet).

Det adekvata intaget (AI)

Eftersom det fanns otillräcklig information om mangankrav för att fastställa ett rekommenderat kosttillskott (RDA), fastställde Food and Nutrition Board (FNB) vid Institute of Medicine ett adekvat intag (AI). Eftersom uppenbar manganbrist inte har dokumenterats hos människor som äter naturliga dieter, baserade FNB AI på genomsnittligt kostintag av mangan bestämt av Total Diet Study – en årlig undersökning av mineralinnehållet i representativa amerikanska dieter (4). AI-värden för mangan listas i tabell 1 i milligram (mg) / dag efter ålder och kön. Mangankraven ökas under graviditet och amning (4).

Förebyggande av sjukdomar

Lågt mangan i kosten eller låga nivåer av mangan i blod eller vävnad har associerats med flera kroniska sjukdomar. Även om manganinsufficiens för närvarande inte anses orsaka de sjukdomar som diskuteras nedan kan mer forskning vara motiverad för att avgöra om suboptimal mangan näringsstatus bidrar till vissa sjukdomsprocesser.

Osteoporos

Kvinnor med osteoporos har visat sig ha minskade plasma- eller serumnivåer av mangan och också en förbättrad plasmasvar på en oral dos av mangan (19, 20), vilket tyder på att de kan ha lägre manganstatus än kvinnor utan osteoporos. Ändå fann en nyare studie av postmenopausala kvinnor med och utan osteoporos inga skillnader i plasmanivåer av mangan (21). En studie på friska postmenopausala kvinnor fann att ett tillskott innehållande mangan (5 mg / dag), koppar (2,5 mg / dag) och zink (15 mg / dag) i kombination med ett kalciumtillskott (1000 mg / dag) var mer effektivt än kalciumtillskottet ensamt för att förhindra ryggbenförlust under en tvåårsperiod (22). Närvaron av andra spårämnen i tillägget gör det dock omöjligt att avgöra om mangantillskott var det fördelaktiga medlet för att bibehålla benmineraltätheten.

Diabetes mellitus

Manganbrist resulterar i glukos intolerans som liknar diabetes mellitus hos vissa djurarter, men studier som undersöker manganstatus hos diabetiska människor har genererat blandade resultat. I en studie skilde sig manganhalterna i helblod inte signifikant mellan 57 diabetiker och 28 icke-diabetiska kontroller (23). Utsöndringen av mangan i urinen tenderade emellertid att vara något högre hos 185 diabetiker jämfört med 185 icke-diabetiska kontroller (24). En fallkontrollstudie av 250 diabetiker och icke-diabetiker indikerade att typ 2-diabetiker hade högre serummangannivåer än icke-diabetiker (25). En nyare studie med 257 typ 2-diabetiker och 166 icke-diabetiska kontroller fann dock lägre blodnivåer av mangan hos diabetespatienterna (26). Dessutom fann en studie av funktionell manganstatus att antioxidantenzymets aktivitet, MnSOD, var lägre i vita blodkroppar hos diabetiker än hos icke-diabetiker (27). Varken 15 mg eller 30 mg oral mangan förbättrade glukostoleransen hos diabetiker eller icke-diabetiska kontroller när de gavs samtidigt som en oral glukosutmaning (28). Även om mangan verkar spela en roll i glukosmetabolismen, finns det få bevis för att mangantillskott förbättrar glukostoleransen hos diabetiker eller icke-diabetiker.

Epilepsi (krampstörningar)

Råttor med manganbrist är mer mottagliga för kramper än råttor med tillräckligt med mangan och råttor som är genetiskt benägna att ha epilepsi har lägre nivåer än hjärnan och blodet mangan. Vissa undergrupper av människor med epilepsi har enligt uppgift lägre nivåer av mangan i helblod än icke-epileptiska kontroller. En studie visade att blodmanganhalterna hos individer med epilepsi av okänt ursprung var lägre än hos individer vars epilepsi inducerades av trauma (t.ex. huvudskada) eller sjukdom, vilket tyder på en möjlig genetisk relation mellan epilepsi och onormal manganmetabolism. Medan manganbrist inte verkar vara en orsak till epilepsi hos människor förtjänar förhållandet mellan manganmetabolism och epilepsi ytterligare forskning (7, 29).

Källor

Livsmedelskällor

I USA uppskattas det genomsnittliga intaget av mangan i kosten från 2,1 till 2,3 mg / dag för män och 1,6 till 1,8 mg / dag för kvinnor. Människor som äter vegetarisk diet och västerländsk diet kan ha manganintag så högt som 10,9 mg / dag (4). Rika källor till mangan inkluderar fullkorn, nötter, bladgrönsaker och te. Livsmedel som innehåller mycket fytinsyra, såsom bönor, frön, nötter, fullkornsprodukter och sojaprodukter, eller livsmedel som innehåller mycket oxalsyra, såsom kål, spenat och sötpotatis, kan hämma manganabsorptionen något. Även om te är rika källor till mangan, kan de tanniner som finns i te måttligt minska absorptionen av mangan (15). Intag av andra mineraler, inklusive järn, kalcium och fosfor, har visat sig begränsa retentionen av mangan (4). Manganhalten i vissa manganrika livsmedel listas i milligram (mg) i tabell 2. För mer information om näringsinnehållet i livsmedel, sök USDA: s FoodData Central (30).

Bröstmjölk och spädbarnsformler

Spädbarn exponeras för varierande mängder mangan beroende på näringskälla. Mangankoncentrationer i bröstmjölk, ko-baserad formel och sojabaserad formel varierar från 3 till 10 mikrogram / liter (μg / L), 30 till 50 μg / L respektive 200 till 300 μg / L. Biotillgängligheten av mangan från bröstmjölk är dock högre än från modersmjölksersättning och manganbrister hos ammande spädbarn eller toxicitet i formelmat spädbarn har inte rapporterats (31).

Vatten

Mangankoncentrationer i dricksvatten sträcker sig från 1 till 100 μg / L, men de flesta källor innehåller mindre än 10 μg / L (32 US Environmental Protection Agency (EPA) rekommenderar 0,05 mg (50 μg) / L som den maximalt tillåtna mangankoncentrationen i dricksvatten (33).

Kosttillskott

Flera former av mangan finns i kosttillskott, inklusive manganglukonat, mangansulfat, manganaskorbat och aminosyrakelater av mangan. Mangan finns som fristående tillskott eller i kombinationsprodukter (34). Relativt höga nivåer av manganaskorbat kan hittas i en ben- / ledhälsoprodukt som innehåller kondroitinsulfat och glukosaminhydroklorid (se Säkerhet).

Säkerhet

Toxicitet

Inandad mangan

Mangantoxicitet kan resultera i flera neurologiska problem och är en välkänd hälsorisk för människor som andas in mangandamm, såsom svetsare och smältverk (1, 4). Till skillnad från intagen mangan transporteras inandad mangan direkt till hjärnan innan den kan metaboliseras i levern (35). Symptomen på mangantoxicitet uppträder vanligtvis långsamt under en period av månader till år. I sin värsta form kan mangantoxicitet resultera i en permanent neurologisk störning med symtom som liknar Parkinsons sjukdom, inklusive tremor, svårigheter att gå och muskelspasmer i ansiktet. Detta syndrom, ofta kallat manganism, föregås ibland av psykiatriska symtom, såsom irritabilitet, aggressivitet och till och med hallucinationer (36, 37). Dessutom kan inandning av mangan i miljön eller yrket orsaka ett inflammatoriskt svar i lungorna (38). Kliniska symtom på lungeffekter inkluderar hosta, akut bronkit och minskad lungfunktion (39).

Metylcyklopentadienylmangan-trikarbonyl (MMT)

MMT är en manganinnehållande förening som används i bensin som en anti-knock-tillsats. Även om den har använts för detta syfte i Kanada i mer än 20 år, osäkerhet om negativa hälsoeffekter av inhalerade avgasutsläpp hindrade USA: s EPA från att godkänna dess användning i blyfri bensin. 1995 gjorde ett amerikanskt domstolsbeslut MMT tillgängligt e för utbredd användning i blyfri bensin (35). En studie i Montreal, där MMT hade använts i mer än 10 år, fann att luftburna mangannivåer liknade dem i områden där MMT inte användes (40). En nyare kanadensisk studie visade högre koncentrationer av andningsbar mangan i ett stadsområde kontra ett landsbygdsområde, men genomsnittliga koncentrationer i båda områdena låg under den säkra nivån som fastställdes av US EPA (41). Effekten av långvarig exponering för låga nivåer av MMT-förbränningsprodukter har emellertid inte utvärderats noggrant och kommer att kräva ytterligare studier (42).

Förtärad mangan

Begränsat bevis tyder på att höga manganintag från dricksvatten kan vara associerade med neurologiska symtom som liknar Parkinsons sjukdom. Allvarliga neurologiska symtom rapporterades hos 25 personer som drack vatten förorenat med mangan, och troligen andra föroreningar, från torra cellbatterier i två till tre månader (43). Vattenmanganhalterna befanns vara 14 mg / liter (mg / l) nästan två månader efter symtomen började och kan redan ha sjunkit (1). En studie av äldre vuxna i Grekland fann en hög förekomst av neurologiska symtom hos de som utsätts för vattenmanganhalter på 1,8 till 2.3 mg / L (44), medan en studie i Tyskland inte hittade några tecken på ökade neurologiska symtom hos människor som dricker vatten med mangannivåer från 0,3 till 2,2 mg / L jämfört med de som dricker vatten som innehåller mindre än 0,05 mg / L (45) . Mangan i dricksvatten kan vara mer biotillgängligt än mangan i maten. Ingen av studierna mätte emellertid kost mangan, så totalt manganintag i dessa fall är okänt. I USA rekommenderar EPA 0,05 mg / L som den maximalt tillåtna mangankoncentrationen i dricksvatten (33).

Dessutom har nyare studier visat att barn som utsätts för höga nivåer av mangan genom dricksvattenerfarenhet kognitiva och beteendemässiga underskott (46). En tvärsnittsstudie på 142 10-åriga barn, som exponerades för en genomsnittlig manganvattenkoncentration på 0,8 mg / L, fann till exempel att barn som exponerades för högre mangannivåer hade signifikant lägre poäng vid tre tester av intellektuell funktion ( 47). En annan studie associerade höga nivåer av mangan i kranvatten med hyperaktiva beteendestörningar hos barn (48). Dessa och andra nya rapporter har väckt oro över de neurobeteende effekterna av exponering för mangan hos barn (46).

Ett enstaka fall av mangantoxicitet rapporterades hos en person som tog stora mängder mineraltillskott i flera år (49 ), medan ett annat fall rapporterades till följd av att en person tog ett kinesiskt örttillskott (36). Mangantoxicitet som härrör från enbart livsmedel har inte rapporterats hos människor, även om vissa vegetariska dieter kan ge upp till 20 mg / dag mangan (4, 32).

Intravenös mangan

Manganns neurotoxicitet har observerats hos individer som får total parenteral näring, både som ett resultat av överdriven mangan i lösningen och som en tillfällig förorening (50). Nyfödda är särskilt utsatta för manganrelaterad neurotoxicitet (51). Spädbarn som får manganinnehållande TPN kan exponeras för mangankoncentrationer cirka 100 gånger högre än ammande spädbarn (31). På grund av potentiella toxiciteter argumenterar vissa mot att inkludera mangan i parenteral näring (52).

Individer med ökad känslighet för mangantoxicitet

• Kronisk leversjukdom: Mangan elimineras från kroppen huvudsakligen i gallan. Sålunda kan nedsatt leverfunktion leda till minskad utsöndring av mangan. Manganackumulering hos individer med cirros eller leversvikt kan bidra till neurologiska problem och Parkinsons sjukdomliknande symptom (1, 34).
• Nyfödda: Den nyfödda hjärnan kan vara mer mottaglig för mangantoxicitet på grund av en större uttryck av receptorer för mangantransportproteinet (transferrin) i utvecklande nervceller och omognad i leverns galleliminationssystem (4).
• Barn: Jämfört med vuxna, spädbarn och barn har högre tarm absorption av mangan, såväl som lägre gallutsöndring av mangan (46). Således är barn särskilt mottagliga för eventuella negativa, neurotoxiska effekter av mangan. Faktum är att flera nya studier på barn i skolåldern har rapporterat skadliga kognitiva och beteendeeffekter efter överdriven manganexponering (47, 48, 53).
• Järnbristpopulationer: Järnbrist har visat sig öka risken. av manganackumulering i hjärnan (14).

På grund av de allvarliga konsekvenserna av manganns neurotoxicitet satte Food and Nutrition Board (FNB) vid Institute of Medicine mycket konservativa, acceptabla övre intagsnivåer (UL) för mangan; UL: erna listas i tabell 3 efter ålder (4).

Läkemedelsinteraktioner

Magnesiuminnehållande antacida och laxermedel och antibiotikabehandlingen, tetracyklin, kan minska absorptionen av mangan om det tas tillsammans med manganinnehållande livsmedel eller kosttillskott (34).

Höga nivåer av mangan i kosttillskott som marknadsförs för ben- / ledhälsa

Två studier har visat att kosttillskott som innehåller en kombination av glukosaminhydroklorid, kondroitinsulfat och manganaskorbat är fördelaktiga för att lindra smärta på grund av mild eller måttlig artros i knäet jämfört med placebo (54, 55). Dosen av elementärt mangan som tillfördes tillskotten var 30 mg / dag i åtta veckor i en studie (55) och 40 mg / dag i sex månader i den andra (54). Inga negativa effekter rapporterades under någon av studierna och blodmanganhalterna mättes inte. Ingen av studierna jämförde behandlingen med manganaskorbat med en behandling som innehöll glukosaminhydroklorid och kondroitinsulfat utan manganaskorbat, så det är omöjligt att avgöra om tillägget skulle ha resulterat i samma fördel utan höga doser mangan.

Linus Pauling Institute-rekommendation

Det adekvata intaget (AI) för mangan (2,3 mg / dag för vuxna män och 1,8 mg / dag för vuxna kvinnor) verkar tillräckligt för att förhindra brist hos de flesta individer. Det dagliga intaget av mangan som mest sannolikt främjar optimal hälsa är inte känt. Efter Linus Pauling Institute rekommendation att ta ett multivitamin / multimineralt tillskott som innehåller 100% av de dagliga värdena (DV) av de flesta näringsämnen kommer i allmänhet att ge 2 mg / dag mangan utöver det i livsmedel. På grund av potentialen för toxicitet och bristen på information om nyttan rekommenderas inte mangantillskott utöver 100% av DV (2 mg / dag). Det finns för närvarande inga bevis för att konsumtionen av en manganrik växtbaserad diet resulterar i mangantoxicitet.

Äldre vuxna (> 50 år)

Kravet på mangan är inte känt för att vara högre för äldre vuxna. Leversjukdom är dock vanligare hos äldre vuxna och kan öka risken för mangantoxicitet genom att minska eliminering av mangan från kroppen (se Toxicitet). Tillägg av mangan över 100% av DV (2 mg / dag) rekommenderas inte.

Författare och granskare

Ursprungligen skriven 2001 av:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Uppdaterad i juni 2007 av:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Uppdaterad i mars 2010 av:
Victoria J . Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Recenserad i mars 2010 av:
Michael Aschner, Ph.D.
ordförande, Institutionen för näring
Grå EB Stahlman professor i neurovetenskap – professor i pediatrik – professor i farmakologi – Vanderbilt University Medical Center

Copyright 2001-2021 Linus Pauling Institute