Manganul (Mn) este un element esențial pentru căile metabolice, dar, la fel ca cuprul, poate fi toxic atunci când este prezent în cantități excesive în organism, provocând de obicei o afectare neurologică și psihiatrică rapidă.

generală

Termeni asociați:

  • Izotopii calciului
  • Enzimă
  • Proteină
  • Crom
  • Toxicitate
  • Magneziu

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Metale specifice

6.3 Metabolism

Măsura reacțiilor Mox redox poate fi un factor determinant important al retenției și toxicității Mn în organism. Într-un studiu realizat de Komura și Sakamoto (1991), s-a arătat că forma în care Mn a fost administrat în dietă a afectat nivelurile de țesut de Mn la șobolani. La animalele hrănite cu acetat de Mn sau MnCO3, nivelurile de Mn au fost semnificativ mai mari decât la animalele hrănite cu MnCl2 sau MnO2. Diferențele în concentrațiile de Mn din regiunile sanguine și cerebrale, în funcție de starea de oxidare a Mn, au fost, de asemenea, observate într-un alt studiu (Roels și colab., 1997).

Metaboliții MMT, hidroximetilciclopentadienil Mn tricarbonil (CMT-CH2OH) și carboxiciclopentadienil Mn tricarbonil (CMT-COOH), apar în urină după i.v. administrarea de MMT la șobolani masculi, după cum se arată într-un studiu realizat de Hanzlik și colab. (1980). Acești metaboliți sunt prezenți și în bilă, după cum se indică prin recuperarea fecală a 3 H din structura inelară în MMT după i.v. sau administrarea intraperitoneală (i.p.) de șobolani a compușilor radio-marcați (Hanzlik și colab., 1980).

Maneb și mancozeb sunt metabolizate în mai mulți compuși, inclusiv etilenetiourea (ETU), etilenuree și etilendiamină, la plante și animale. ETU a fost identificat în urina pulverizatorilor expuși la locul de muncă ai acestor fungicide (Kurttio și Savolainen, 1990; Kurttio și colab., 1990).

Mangafodipirul, după perfuzia dozei clinice de 5 μmol/kg (sau 0,25 mg/kg), este defosforilat rapid în Mn dipiridoxil monofosfat. Monofosfatul este apoi complet defosforilat la Mn dipiridoxil etilendiamină. Acest compus a fost izolat în sânge de la 18 minute după începerea perfuziei de mangafodipir până la 40 de minute de la început (Toft și colab., 1997).

Mangan

5.3 Metabolism

Gradul de reducere a manganului - reacțiile de oxidare pot fi factori determinanți importanți ai retenției și toxicității manganului în organism. Într-un studiu realizat de Komura și Sakamoto (1991), s-a arătat că forma în care manganul a fost administrat în dietă a afectat nivelurile țesuturilor de mangan la șobolani. La animalele hrănite cu acetat de mangan sau MnCO3, nivelurile de mangan au fost semnificativ mai mari decât la animalele hrănite cu MnCl2 sau MnO2. Diferențele în concentrațiile de mangan din sânge și regiunile creierului, în funcție de starea de oxidare a manganului, au fost de asemenea observate într-un alt studiu (Roels și colab., 1997).

MMT se metabolizează în hidroximetilciclopenta-dienil mangan tricarbonil (CMT-CH2OH) și carboxiciclopentadienil mangan tricarbonil (CMT-COOH), ambele prezente în urină după administrarea intravenoasă de MMT la șobolani masculi, după cum se arată într-un studiu realizat de Hanzlik și colab. (1980). Metaboliții sunt prezenți, de asemenea, în bilă, după cum se indică prin recuperarea fecală a 3 H din structura inelară în MMT după administrarea intravenoasă sau intraperitoneală a compușilor radiomarcați la șobolani (Hanzlik și colab., 1980).

Maneb și mancozeb sunt metabolizați în mai mulți compuși, inclusiv etilenetiourea (ETU), etilen uree și lenediamină la plante și animale (Jordan și Neal, 1979). ETU a fost identificat în urina pulverizatorilor expuși la locul de muncă ai acestor fungicide (Kurttio și Savolainen, 1990; Kurttio și colab., 1990).

Mangafodipir, după o perfuzie a dozei clinice de 5 μmol/kg sau 0,25 mg/kg, este defosforilat rapid în dipiridoxil monofosfat de mangan (MnDPMP). Monofosfatul este apoi complet defosforilat la mangan dipiridoxil etilendiamină (MnPLED). Acest compus a fost izolat în sânge de la 18 minute după începerea unei perfuzii de mangafodipir până la 40 de minute după începerea tratamentului (Toft și colab., 1997). Este puțin probabil ca dozele clinice de mangafodipir să provoace acumularea persistentă de mangan în creier.

MANGAN

Apariția și speciația în alimente

Concentrațiile de mangan din produsele alimentare tipice variază de la 0,4 μg g -1 (carne, carne de pasăre, pește) până la 20 μg g -1 (nuci, cereale, fructe uscate). Ceaiurile, care sunt adesea listate ca o sursă excelentă de mangan, pot conține de la 300 la 900 μg g -1 din element. Cu toate acestea, o considerație importantă în ceea ce privește sursele alimentare de mangan este măsura în care manganul este disponibil pentru absorbție. De exemplu, în timp ce ceaiul conține cantități mari de element, conținutul ridicat de tanin găsit în ceai leagă manganul și împiedică absorbția acestuia din tractul gastro-intestinal. În mod similar, în timp ce concentrația de mangan din boabele de cereale este semnificativă, conținutul ridicat de fitați și constituenți de fibre poate lega manganul, limitând absorbția acestuia. Astfel, în timp ce un calcul al aportului bazat pe compoziția nutrienților alimentelor poate arăta că aportul de mangan este ridicat, cantitatea reală de mangan absorbit va varia în funcție de sursele de hrană. În mod similar, deși produsele din carne conțin concentrații scăzute de mangan, absorbția și reținerea manganului din acestea sunt ridicate, ceea ce le face surse bune ale elementului din dietă. (A se vedea DISPONIBILITATEA NUTRIENȚILOR; CEREALE | Importanță dietetică; CARNE | Valoare nutrițională; TEA | Chimie.)

Mangan

Abstract

Manganul (Mn) este un element esențial. Se găsește în mod natural în apa potabilă și în produsele alimentare și se adaugă la alte produse alimentare, cum ar fi formulele de lapte, nutriția parenterală și suplimentele. Mn este necesar pentru funcționarea enzimelor, cum ar fi arginaza, superoxidul dismutază (izoforma Mn) și glutamina sintetaza. Expunerea la niveluri ridicate de Mn în alimente sau în mediu ar putea provoca efecte neurotoxice, cu simptome similare cu cele observate în boala Parkinson. Au fost efectuate studii privind efectele Mn asupra sănătății, oferind informații despre rolul său în fiziologie și patologie. Acest articol se va concentra pe Mn în produsele alimentare și efectele sale asupra sănătății umane.

Mangan

Surse dietetice

Mangan

Martin Kohlmeier, în Nutrient Metabolism, 2003

Regulament

Captarea și eliminarea manganului este parțial cuplată cu starea fierului datorită căilor comune (DMT1, transferină, posibil altele). Absorbția fracționată de mangan crește odată cu scăderea statutului fierului. Scăderea eficienței absorbției intestinale cu suplimentarea (Sandstrom și colab., 1990) pare să sugereze un anumit control, dar despre acest lucru se știe puțin. Mult mai important pentru menținerea homeostaziei întregului corp este excreția excesului de mangan cu bilă. Aportul necorespunzător din punct de vedere cronic aproape elimină excreția biliară de mangan (Malecki și colab., 1996), dar mecanismul de reglementare de bază rămâne necunoscut.

Mangan

Descriere

Mangan

Toxicitate acută și de scurtă durată (sau expunere)

Animal

Manganul este mai puțin toxic decât majoritatea metalelor. Valorile medii ale LD 50 variază de la 400 la 830 mg kg -1 (cobai, șoareci) și 9000 mg kg -1 (șobolan) pentru administrarea orală de compuși solubili de mangan și de la 38 la 64 mg kg -1 (șobolan, șoarece) pentru injecții parenterale. S-a demonstrat că manganul se acumulează în ficatul matern și traversează placenta la șobolani.

Uman

Datele disponibile privind toxicitatea umană sunt limitate la mediul industrial, unde efectele negative asupra sănătății au rezultat din inhalarea manganului (în principal sub formă de dioxid de mangan). Inhalarea compușilor particulari de mangan, cum ar fi dioxidul de mangan (MnO 2) sau tetraoxidul de mangan (Mn3O4), poate duce la un răspuns inflamator în plămâni. Expunerea acută prin inhalare produce pneumonită la mangan; incidența bolilor respiratorii în rândul lucrătorilor expuși este mai mare decât cea a populației generale.

Mangan

Dejan Milatovic,. Michael Aschner, în Reproductive and Developmental Toxicology, 2011

Introducere

Manganul (Mn) este un metal natural care se găsește în mod obișnuit în mediu. Este al doisprezecelea cel mai abundent element din scoarța terestră, prezent în roci, sol, apă și alimente. Nu apare în mod natural în stare pură și cele mai importante minerale care conțin Mn sunt oxizi, carbonați și silicați (Post, 1999). Mn este utilizat în numeroase procese industriale, inclusiv: (1) producția de fier și oțel; (2) fabricarea bateriilor cu celule uscate; (3) aditivi pentru păcură și agenți antidumping; (4) fabricarea sticlei; (5) producția de permanganat de potasiu și alte substanțe chimice Mn; și (6) producția de fungicide și tăbăcirea pielii (Saric, 1986). Mn se găsește în apa potabilă și este prezent în mod natural în alimentele cu cele mai mari concentrații care se găsesc în mod obișnuit în nuci, cereale, fructe, legume, cereale și ceai.

Mn este esențial pentru menținerea funcției și reglării corecte a multor reacții biochimice și celulare (Takeda, 2003) critice pentru oameni, animale și plante. Este necesar pentru creștere și dezvoltare și joacă un rol în răspunsul imun, homeostazia zahărului din sânge, reglarea adenozin trifosfatului (ATP), reproducerea, digestia și creșterea oaselor (Aschner și Aschner, 2005). Mn este o componentă necesară a numeroase metalloenzime, cum ar fi superoxid dismutază Mn, arginază, fosfoenol-piruvat decarboxilază și glutamină sintază (Aschner și Aschner, 2005).

În ciuda esențialității sale, Mn este un contaminant comun pentru mediu, care poate provoca efecte toxice la om. Creierul, în special, este extrem de susceptibil la toxicitatea Mn. Creșterea concentrațiilor în creier poate apărea într-o varietate de condiții, cu contribuții la morbiditatea umană care rezultă din expuneri profesionale, iatrogene, medicale și de mediu (Burton și Guilarte, 2009). Acumularea excesivă de Mn în anumite zone cerebrale, cum ar fi substanța nigra (SN), globul palid (GP) și striatul, produc neurotoxicitate care duce la o tulburare degenerativă a creierului, denumită manganism. Se caracterizează prin semne clinice și leziuni morfologice similare cu cele observate în boala Parkinson (PD) (Racette și colab., 2001). Pacienții care suferă de manganism prezintă un model bifazic semnificativ de declin fizic cuprinzând o fază inițială de tulburări psihiatrice și deficite neurologice, care sunt urmate de deficite motorii, cum ar fi rigiditatea acinetică, distonia și bradiskinezia (Calne și colab., 1994; Olanow, 2004; Dobson și colab., 2004).

Pe lângă efectele neurologice, acumularea de Mn este asociată și cu efecte asupra funcției de reproducere și de dezvoltare. Unele studii au raportat afectarea fertilității, impotenței și libidoului la lucrătorii de sex masculin afectați de semne de manganism identificabile clinic atribuite expunerii profesionale la Mn timp de 1-21 zile (Emara și colab., 1971; Rodier, 1955) și au sugerat că funcția sexuală afectată la om poate fi una dintre primele manifestări clinice ale toxicității Mn.

Efectele adverse ale Mn asupra sistemului nervos în curs de dezvoltare sunt, de asemenea, de o preocupare specială. În timp ce deficiența de Mn poate duce la defecte congenitale, formarea osoasă slabă și o susceptibilitate crescută la convulsii (Aschner, 2000; Aschner și colab., 2002), expunerea excesivă la Mn la copii este asociată cu o varietate de efecte adverse asupra dezvoltării, relevante în special pentru comportamentul și capacitatea de a învăța și a-și aminti (Wasserman și colab., 2006). Expunerea la doze mari la Mn a fost asociată cu concentrații crescute de Mn la nivelul creierului fetal (Kontur și Fechter, 1985), deși mai multe studii au raportat capacitatea placentei de a reduce livrarea sistemică de Mn la creierul fetal. Mai mult, Mn joacă un rol în modularea sistemului imunitar și în metabolismul proteinelor, lipidelor și carbohidraților (Addess și colab., 1997; Aschner și colab., 2002; Fitsanakis și Aschner, 2005; Malecki și colab., 1999) . Acest capitol caracterizează efectele toxicității Mn și abordează nevoile viitoare de cercetare pentru Mn.

Mangan

Introducere

Manganul (Mn) este un metal natural care se găsește în mod obișnuit în mediu. Este al 12-lea cel mai abundent element din scoarța terestră, prezent în roci, sol, apă și alimente. Nu apare în mod natural în stare pură și cele mai importante minerale care conțin Mn sunt oxizi, carbonați și silicați (Post, 1999). Mn este utilizat în numeroase procese industriale, inclusiv (1) producția de fier și oțel, (2) fabricarea de baterii cu celule uscate, (3) aditivi pentru păcură și agenți anti-tampon, (4) fabricarea sticlei, (5) producția de permanganat de potasiu și alte substanțe chimice Mn și (6) producerea de fungicide și tăbăcirea pielii (Saric, 1986). Mn se găsește în apa de băut și este prezent în mod natural în alimentele cu cele mai mari concentrații care se găsesc în mod obișnuit în nuci, cereale, fructe, legume, cereale și ceai (ATSDR, 2012).

Mn este esențial pentru menținerea funcției și reglării corecte a multor reacții biochimice și celulare (Takeda, 2003) critice pentru oameni, animale și plante. Este necesar pentru creștere și dezvoltare și joacă un rol în răspunsul imun, homeostazia zahărului din sânge, reglarea ATP, reproducerea, digestia și creșterea oaselor. Mn este o componentă necesară a numeroase metalloenzime, cum ar fi superoxid dismutază Mn, arginază, fosfoenol-piruvat decarboxilază și glutamină sintază (Aschner și Aschner, 2005).

În ciuda esențialității sale, Mn este un contaminant comun pentru mediu, care poate provoca efecte toxice la om. Creierul, în special, este extrem de susceptibil la toxicitatea Mn. Creșterea concentrațiilor în creier poate apărea într-o varietate de condiții, cu contribuții la morbiditatea umană care rezultă din expuneri profesionale, iatrogene, medicale și de mediu (Burton și Guilarte, 2009). Acumularea excesivă de Mn în zone cerebrale specifice, cum ar fi substanța nigra, globul palid și striatul, produce neurotoxicitate care duce la o tulburare degenerativă a creierului, denumită manganism. Se caracterizează prin semne clinice și leziuni morfologice similare cu cele observate în boala Parkinson (PD) (Racette și colab., 2001). Pacienții care suferă de manganism prezintă un model bifazic de declin fizic semnat care cuprinde o fază inițială de tulburări psihiatrice și deficite neurologice, care sunt urmate de deficite motorii, cum ar fi rigiditatea acinetică, distonia și bradikinezia (Calne și colab., 1994; Olanow, 2004 Dobson și colab., 2004).

Pe lângă efectele neurologice, acumularea de Mn este asociată și cu efecte asupra funcției de reproducere și de dezvoltare. Unele studii au raportat afectarea fertilității, impotenței și libidoului la lucrătorii de sex masculin afectați de semne de manganism identificabile clinic atribuite expunerii profesionale la Mn timp de 1-21 zile (Emara și colab., 1971; Rodier, 1955) și au sugerat că funcția sexuală afectată în omul poate fi una dintre primele manifestări clinice ale toxicității Mn.

Efectele adverse ale Mn asupra sistemului nervos în curs de dezvoltare sunt, de asemenea, de o preocupare specială. Deși deficiența de Mn poate duce la defecte congenitale, formarea osoasă slabă și susceptibilitate crescută la convulsii (Aschner, 2000; Aschner și colab., 2002), expunerea excesivă la Mn la copii este asociată cu o varietate de efecte adverse asupra dezvoltării, relevante în special pentru comportamentul și capacitatea lor de a învăța și a-și aminti (Wasserman și colab., 2006, 2011; Lucchini și colab., 2012; Zonia și Lucchini, 2013). Expunerea la doze mari la Mn a fost asociată cu concentrații crescute de Mn la nivelul creierului fetal (Kontur și Fechter, 1985), deși mai multe studii au raportat capacitatea placentei de a reduce livrarea sistemică de Mn la creierul fetal. Mai mult, Mn joacă un rol în modularea sistemului imunitar și în metabolismul proteinelor, lipidelor și carbohidraților (Addess și colab., 1997; Aschner și colab., 2002; Fitsanakis și Aschner, 2005; Malecki și colab., 1999 ). Acest capitol caracterizează efectele toxicității Mn și abordează nevoile viitoare de cercetare pentru Mn.