Mangan. Funkcje, normy i źródła manganu w diecie

Wapń znajdziemy w produktach mlecznych i jest on budulcem kości. Żelazo znajduje się np. w podrobach czy produktach mięsnych, a związane jest ono z hemoglobiną. Dla większości ludzi podstawowe informacje o tych przykładowych pierwiastkach są dość znane. Jeśli chodzi o mangan, nie jest tak łatwo. Gdzie go znajdziemy? Na co wpływa?

Wiedziałeś, że mangan możemy znaleźć w ananasie, maśle orzechowym czy herbacie? Że reguluje on poziom cukru we krwi? Jego zbyt duże stężenie w organizmie może być nawet toksyczne? Oto kilka ciekawych informacji na jego temat.

Czym jest mangan?

Mangan (Mn) jest jednym z pierwiastków chemicznych, znajdującym się w 7. grupie układu okresowego. Jest 12. pierwiastkiem pod względem ilości występowania w skorupie ziemskiej. Znajduje się on w glebie, wodzie oraz żywności. [1] Razem z żelazem, jodem czy miedzią należy do mikroelementów. Oznacza to, że jego zawartość w organizmie jest mniejsza niż 0,01%. Dzienne zapotrzebowanie jest mniejsze niż 100 mg/dobę. Nie oznacza to jednak, że nie jest on nam potrzebny.

Źródła manganu w diecie

Mangan znajdziemy głównie w produktach pochodzenia roślinnego na przykład:

• Orzechy oraz masło orzechowe 
• Pełnoziarniste pieczywo
• Brązowy ryż
• Rośliny strączkowe
• Szpinak
• Ananas
• Nasiona (len, sezam, dynia, słonecznik)
• Przyprawy (proszek chili, goździki, szafran)

Inne źródła w diecie tego pierwiastka to czekolada oraz herbata. [3] Pokarmy zwierzęce takie jak nabiał, jaja, mięso, drób i ryby są praktycznie pozbawione tego pierwiastka. Jego stężenie w tych produktach wynosi poniżej 0,1mg/100g. Dla porównania stężenie manganu w pełnoziarnistym chlebie wynosi 2,55 mg/100 g, a w brązowym ryżu 1,98 mg/100 g. [2]

Dzienne zapotrzebowanie na mangan

Zalecane dzienne spożycie manganu różni się w zależności od wieku oraz płci.

Zapotrzebowanie na ten pierwiastek do 18. roku życia zwiększa się wraz z wiekiem. Jest także większe u mężczyzn niż u kobiet. Może być to spowodowane wyższym stężeniem ferrytyny w surowicy krwi u mężczyzn niż u kobiet [1]. Ferrytyna magazynuje żelazo, co może wpływać na absorpcję manganu w organizmie [1]

Zalecane dzienne spożycie manganu w zależności od wieku i płci:

Wiek	Mężczyźni (mg/dzień)	Kobiety (mg/dzień)
0–6 miesięcy	0,003	0,003
7–12 miesięcy	0,6	0,6
1–3 lat	1,2	1,2
4–8 lat	1,5	1,5
9–13 lat	1,9	1,6
14–18 lat	2,2	1,6
>18 lat	2,3	1,8

Jak mangan wpływa na nasz organizm?

Mangan jest konieczny do prawidłowego funkcjonowania:

• układu odpornościowego
• regulacji poziomu cukru we krwi
• reprodukcji
• trawienia
• wzrostu kości
• krzepnięcia krwi oraz hemostazy
• obrony przed reaktywnymi formami tlenu. [3]

Jedną z jego ważnych funkcji jest zdolność do przechodzenia między dwoma stopniami utlenienia: Mn²⁺ i Mn³⁺. Ta zdolność sprawia, że ​​mangan jest kluczowym kofaktorem (związek chemiczny potrzebny enzymom do katalizowania reakcji) dla enzymów takich jak transferazy, hydrolazy i kinazy. Ostatnie z tych enzymów są ważne dla metabolizmu makroskładników odżywczych, takich jak węglowodany, tłuszcze, białka oraz tworzenia kości i chrząstki. [2]

Mangan w glebie i wodzie

Mangan jest uwalniany do środowiska ze źródeł przemysłowych, takich jak produkcja żelaza i stali, piece koksownicze, a także emisje z elektrowni. W zależności od regionu świata zawartość manganu w glebie oraz wodzie się różni. Najniższe zawartości manganu w glebie (0<300 μg/g) stwierdzono w Kanadzie, Ameryce Południowej i Rosji. Natomiast znacznie wyższe wartości manganu występowały w glebie europejskiej (>600 μg/g).

W przypadku wody niskie poziomy manganu zaobserwowano w USA i północnej Europie (50 μg/l). Dla porównania znacznie większe ilości manganu w wodzie (400 μg/l) odnotowano w Australii (500 μg/l), Bangladeszu (800 μg/l) i Japonii (750 μg/l). Podwyższone poziomy stężenia tego pierwiastka mogą wynikać z przyczyn naturalnych, ale również z zanieczyszczeń lub skażeń. Długotrwałe narażenie na zwiększone stężenie manganu może prowadzić do jego nadmiaru w organizmie, co może mieć działanie toksyczne. [2]

Niedobór manganu

Mangan jest obecny w wielu produktach w naszej diecie. Z tego powodu jego niedobór u zdrowych ludzi jest wyjątkowo rzadki. Obserwowano go jedynie w warunkach doświadczalnych.

W doświadczeniach przeprowadzonych na zwierzętach wykazano, że zbyt niskie stężenie manganu może wpływać na zdrowie i rozwój reprodukcyjny. Powoduje upośledzenie wzrostu, słabe tworzenie kości i wady szkieletu, deficyty rozrodcze, nieprawidłową tolerancję glukozy oraz zmieniony metabolizm lipidów i węglowodanów.

U mężczyzn, którzy doświadczalnie spożywali dietę ubogą w mangan, pojawiła się przejściowa wysypka skórna na torsach, a także obniżone stężenie cholesterolu w surowicy. Spowodowało to również podwyższenie stężenia wapnia oraz fosforu we krwi. To zaś może wskazywać na zwiększoną przebudowę kości. [3,4]

Czy mangan jest toksyczny? Skutki nadmiaru w organizmie, manganizm

Nadmierne stężenie manganu może stać się toksyczne i powodować zmiany ilości metali w organizmie. Wynika to z faktu, że mangan może wpływać na stężenie innych metali we krwi, wątrobie i mózgu.

Mangan również może akumulować się w kilku obszarach mózgu. Prowadzi to do neurotoksyczności poprzez zwiększenie tworzenia reaktywnych form tlenu, promowanie stresu oksydacyjnego, dysfunkcję mitochondriów, zmiany w neuroprzekaźnikach oraz śmierć komórek.

Również w kilku badaniach wykazano, że nadmierne stężenia manganu jest związane z zaburzeniami neurologicznymi takimi jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona i stwardnienie zanikowe boczne.

Manganizm jest zespołem podobnym do choroby Parkinsona, spowodowanym zatruciem manganem, który wystąpił u spawaczy elektrycznych i osób przyjmujących efedrynę. Ilość wdychanego manganu i czas trwania ekspozycji na ten pierwiastek zwiększa ryzyko rozwoju manganizmu.

Objawami występującymi w manganizmie, a podobnymi do choroby Parkinsona są zaburzenia snu i nastroju, trudności w chodzeniu i mowie. [1,2,5]

Suplementacja manganu

Innym źródłem manganu są suplementy diety i witaminy, które zawierają ≤20 mg manganu. Mangan jest przyjmowany jako suplement w różnych schorzeniach, w tym w chorobie zwyrodnieniowej stawów i osteoporozie. [3]

Podsumowanie

Mangan jest pierwiastkiem śladowym niezbędnym dla prawidłowego funkcjonowania organizmu ludzkiego. Zarówno niedobór, jak i nadmiar tego pierwiastka może być szkodliwy dla organizmu. Dlatego w naszej codziennej diecie warto uwzględnić produkty zawierające mangan. Należą do nich pełnoziarniste pieczywo, brązowy ryż czy orzechy.

Bibliografia:

1. Airton C. Martins, Bárbara Nunes Krum, Libânia Queirós, Alexey A. Tinkov, Anatoly V. Skalny, Aaron B. Bowman, and Michael Aschner, Journal of Agricultural and Food Chemistry 2020 68 (46), 12893-12903
2. Jean H. Freeland-Graves, Tamara Y. Mousa, Sangyoung Kim, International variability in diet and requirements of manganese: Causes and consequences, Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, Volume 38, 2016, Pages 24-32
3. Aschner M, Erikson K. Manganese. Advances in Nutrition (Bethesda, Md.). 2017 May;8(3):520-521. DOI: 10.3945/an.117.015305.
4. Sachse, B., Kolbaum, A. E., Ziegenhagen, R., Andres, S., Berg, K., Dusemund, B., Hirsch-Ernst, K. I., Kappenstein, O., Müller, F., Röhl, C., Lindtner, O., Lampen, A., Schäfer, B., Dietary Manganese Exposure in the Adult Population in Germany—What Does it Mean in Relation to Health Risks?. Mol. Nutr. Food Res. 2019, 63, 1900065
5. O’Neal SL, Zheng W. Manganese Toxicity Upon Overexposure: a Decade in Review. Current Environmental Health Reports. 2015 Sep;2(3):315-328. DOI: 10.1007/s40572-015-0056-x.
6. Cappelli J, Garcia A, Ceacero F, et al. Manganese Supplementation in Deer under Balanced Diet Increases Impact Energy and Contents in Minerals of Antler Bone Tissue. Plos one. 2015;10(7):e0132738. DOI: 10.1371/journal.pone.0132738.
7. Baker, B., Ali, A. and Isenring, L. (2016), Recommendations for Manganese Supplementation to Adult Patients Receiving Long-Term Home Parenteral Nutrition. Nutrition in Clinical Practice, 31: 180-185.
8. Ehab S. Eshak, Isao Muraki, Hironori Imano, Kazumasa Yamagishi, Akiko Tamakoshi, Hiroyasu Iso, Manganese intake from foods and beverages is associated with a reduced risk of type 2 diabetes, Maturitas, Volume 143, 2021, Pages 127-131,
9. Fitsanakis VA, Zhang N, Garcia S, Aschner M. Manganese (Mn) and iron (Fe): interdependency of transport and regulation. Neurotoxicity Research. 2010 Aug;18(2):124-131. DOI: 10.1007/s12640-009-9130-1.