Manganizm, czyli zatrucie manganem. Kto jest nim zagrożony?

Zatrucie manganem (Mn), nazywane manganizmem, wiąże się z nadmierną ekspozycją organizmu na ten pierwiastek. Narażeni na toksyczne działanie manganu są ludzie pracujący w przemyśle górniczym, hutniczym, przy produkcji baterii i akumulatorów. Droga narażenia jest wziewna, dlatego odpowiedni sprzęt ochraniający drogi oddechowe jest niezbędny w pracy z substancjami bogatymi w mangan. Objawy zatrucia można również zaobserwować u narkomanów produkujących domowymi sposobami efedron – substancję, którą uzyskuje się, wykorzystując m.in. nadmanganian potasu. Coraz częściej można też usłyszeć o zatruciach wiążących się z obecnością manganu w wodzie.

Do czego organizm potrzebuje manganu?

Mangan należy do metali ciężkich, ale w przeciwieństwie do ołowiu czy kadmu, jego obecność jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Odgrywa bardzo ważną rolę w pracy mózgu. Przedostaje się do niego po przekroczeniu bariery krew-mózg i krew-płyn mózgowo-rdzeniowy. [1]

Pierwiastek ten bierze udział w wielu różnych procesach życiowych. Należą do nich między innymi krzepnięcie krwi, trawienie, wzrost kości czy aktywność antyoksydacyjna. [2] Wchłanianie manganu jest ściśle regulowane w jelitach, dlatego ciężko przedawkować go poprzez dietę. [3]

Mn to pierwiastek śladowy, którego wystarczająca ilość w diecie to 2,3 mg/dobę dla mężczyzn i 1,8 mg/dobę dla kobiet. [4] Jako górną tolerowaną granicę spożycia ustalono 9-11 mg/dobę w odniesieniu do dorosłych i 2-6 mg/dobę u dzieci, w zależności od wieku. [5]

Źródła manganu w diecie:

• Owoce morza
• Orzechy
• Płatki owsiane
• Produkty pełnoziarniste
• Ryż
• Tofu

Manganizm – początki

Zatrucie manganem po raz pierwszy w historii opisał w 1837 roku James Couper i jego współpracownicy. [6] Badano dwóch pacjentów, którzy zostali narażeni na ekspozycję tlenkiem manganu. Jeden z nich doznał nieuleczalnego porażenia dwóch kończyn. U drugiego natomiast zostały zaobserwowane objawy podobne do tych występujących w chorobie Parkinsona. Były to zaburzenia mowy, uboga mimika twarzy i specyficzny dla tej choroby chód.

W roku 1955 marokański lekarz Rodier badał przypadki górników, którzy pracowali przy wydobywaniu manganu. U nich również stwierdzono parkinsonizm, czyli zespół objawów towarzyszących chorobie Parkinsona. [7]

Skutki nadmiernej ekspozycji na mangan

W badaniach nad manganizmem badacze skupiają się głównie na efektach, które wywołuje on w odniesieniu do układu nerwowego. Niewiele uwagi poświęca się wpływowi manganu na układ oddechowy i sercowo-naczyniowy. Z tego powodu nie jest on dobrze udokumentowany.

Wpływ manganu na ośrodkowy układ nerwowy

Neurotoksyczność manganu wiąże się z jego akumulacją w tkance mózgowej. Powoduje to upośledzenie funkcji mózgu i skutkuje postępującymi zaburzeniami w jego obrębie. [8] Ekspozycja na mangan wywołuje objawy podobne do tych występujących w chorobie Parkinsona. [9]

Objawy

Początkowe symptomy nie są charakterystyczne dla zatrucia manganem, dlatego pacjenci mogą je zlekceważyć. Są to: zmęczenie, zaburzenia snu i pamięci krótkotrwałej, spadek masy ciała, spadek libido, drętwienie palców. W miarę upływu czasu objawy zaczynają się pogłębiać. Mimika twarzy staje się bardzo uboga, sposób mówienia monotonny, a w mięśniach pojawia się sztywność. [10]

Wpływ manganu na układ oddechowy

Wdychanie pyłów manganu może wywołać stan zapalny płuc, który w efekcie skutkuje uporczywym kaszlem i ostrym zapaleniem oskrzeli. [11]

Wpływ manganu na układ krążenia

Badania wykazują, że ekspozycja na mangan może powodować toksyczność sercowo-naczyniową. Objawia się ona m.in. przyspieszoną akcją serca. [12]

Jak leczy się manganizm?

Leczenie zatrucia manganem nie jest dobrze poznane. Najważniejsze jest odsunięcie pacjenta od źródła ekspozycji na tę substancję. Najczęściej jednak pojawiające się objawy są nieodwracalne. [13] Mogą nawet postępować po zakończeniu ekspozycji na mangan. [14]

Wykazano jednak pozytywny wpływ trietylenotetraaminy na łagodzenie skutków toksyczności manganu. [15] Trietylenotetraamina należy do czynników chelatujących. Ich działanie polega na wiązaniu jonów metali ciężkich i tworzeniu kompleksów, które łatwiej usuwane są z organizmu niż sam jon metalu. 

Podsumowanie

Manganizm wywołany jest ekspozycją organizmu na substancje zawierające mangan. Wiąże się m.in. z chorobami zawodowymi i narkomanią.

Obecność manganu jest konieczna dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Pierwiastek ten bierze udział w wielu procesach zachodzących w ludzkim ciele.

Objawy manganizmu są podobne do tych, które obserwujemy w chorobie Parkinsona. Są to m.in. uboga mimika twarzy, spowolnienie ruchowe i specyficzny chód.

Skutki zatrucia manganem są zwykle nieodwracalne, dlatego podczas wykonywania prac związanych z tym pierwiastkiem niezwykle ważne jest, aby zadbać o odpowiednią ochronę.

Bibliografia:

1. Takeda A. (2003) Manganese action in brain function. Brain Research Reviews 41(1), 79-87.
2. Horning, K. J., Caito, S. W., Tipps, K. G., Bowman, A. B., & Aschner, M. (2015). Manganese Is Essential for Neuronal Health. Annual review of nutrition, 35, 71–108.
3. Aschner, M., & Erikson, K. (2017). Manganese. Advances in nutrition (Bethesda, Md.), 8(3), 520–521.
4. Normy żywienia dla populacji Polski i ich zastosowanie. (2020)
5. Trumbo P., Yates A.A., Schlicker S., Poos M. (2001)Dietary reference intakes: vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. J Am Diet Assoc 101(3), 294-301.
6. Racette B. A. (2014). Manganism in the 21st century: the Hanninen lecture. Neurotoxicology, 45, 201–207.
7. RODIER J. (1955). Manganese poisoning in Moroccan miners. British journal of industrial medicine, 12(1), 21–35.
8. Crossgrove J., Zheng W. (2004) Manganese toxicity upon overexposure. NMR in Biomedicine 17(8), 544-553.
9. Jiang, Y. M., Mo, X. A., Du, F. Q., Fu, X., Zhu, X. Y., Gao, H. Y., Xie, J. L., Liao, F. L., Pira, E., & Zheng, W. (2006). Effective treatment of manganese-induced occupational Parkinsonism with p-aminosalicylic acid: a case of 17-year follow-up study. Journal of occupational and environmental medicine, 48(6), 644–649.
10. Gać P., Waliszewska M., Zawadzki M., Poręba R. (2009). Narażenie na mangan. Bezpieczeństwo Pracy: nauka i praktyka, 19-22.
11. Roels, H., Lauwerys, R., Buchet, J. P., Genet, P., Sarhan, M. J., Hanotiau, I., de Fays, M., Bernard, A., & Stanescu, D. (1987). Epidemiological survey among workers exposed to manganese: effects on lung, central nervous system, and some biological indices. American journal of industrial medicine, 11(3), 307–327.
12. Jiang, Y., & Zheng, W. (2005). Cardiovascular toxicities upon manganese exposure. Cardiovascular toxicology, 5(4), 345–354.
13. Parmalee, N. L., & Aschner, M. (2016). Manganese and aging. Neurotoxicology, 56, 262–268.
14. Pal P.K., Samii A., Calne D.B. (1999) Manganese neurotoxicity: a review of clinical features, imaging and pathology. Neurotoxicology 20(2-3), 227-238.
15. Park, H. K., Kim, S. M., Choi, C. G., Lee, M. C., & Chung, S. J. (2008). Effect of trientine on manganese intoxication in a patient with acquired hepatocerebral degeneration. Movement disorders : official journal of the Movement Disorder Society, 23(5), 768–770.