Марганець – важливий мікроелемент, природно присутній у багатьох продуктах харчування та доступний як дієтична добавка.
Марганець є кофактором для багатьох ферментів, включаючи супероксиддисмутазу марганцю, аргіназу та піруваткарбоксилазу. Супероксиддисмутаза марганцю (MnSOD) – головний антиоксидантний фермент мітохондрій. Оскільки мітохондрії споживають понад 90% кисню, що використовується клітинами, вони особливо вразливі до окисного стресу. MnSOD каталізує перетворення радикалів супероксиду в перекис водню, який може бути відновлений до води іншими антиоксидантними ферментами. Завдяки дії цих ферментів марганець бере участь в амінокислотному, холестериновому, вуглеводному обмінах; знешкодженні реактивних сполук кисню; утворенні кісткової тканини; репродуктивній здатності людини та імунній відповіді. Марганець також грає роль у згортанні крові та гемостазі разом із вітаміном К.
Онлайн школи на платформі DoctorThinking. Навчайтесь зручно разом з нами
Ряд інших ферментів, кофактором яких є манган, відіграють важливу роль у метаболізмі вуглеводів, амінокислот та холестерину. Піруваткарбоксилаза, фермент, що містить марганець, та фосфоенолпіруваткарбоксикіназа (PEPCK), яка активується за присутності цього елементу, є критично важливими при глюконеогенезі – утворенні глюкози з невуглеводних попередників. Аргіназа необхідна печінці для орнітинового циклу, метою якого є знешкодження аміаку, що утворюється під час метаболізму амінокислот. У мозку глутамінсинтетаза, перетворює амінокислоту глутамат на глутамін. Глутамат – це ексайтотоксичний нейромедіатор та попередник γ-аміномасляної кислоти (GABA).
Дефіцит марганцю призводить до аномального розвитку скелета у ряду видів тварин. Марганець є кофактором глікозилтрансфераз, необхідних для синтезу протеогліканів і утворення здорових хрящів та кісток.
Загоєння ран – це складний процес, який вимагає посиленого вироблення колагену. Марганець необхідний для активації пролідази, ферменту, який функціонує для забезпечення організму амінокислотою пролін, важливої для утворення колагену в клітинах шкіри людини. Генетичний дефект, відомий як дефіцит пролідази, призводить, зокрема, і до порушення нормального загоєння ран і характеризується ненормальним метаболізмом марганцю. Синтез глікозаміногліканів, який потребує активованої марганцем глікозилтрансферази, також може відігравати важливу роль у загоєнні ран.
Марганець всмоктується в тонкій кишці. Після всмоктування деяка його кількість залишається вільною, але більшість зв’язується із трансферином, альбуміном та альфа-2-макроглобуліном. Марганець засвоюється печінкою та іншими тканинами, але механізм цього процесу недостатньо вивчений.
Організм людини містить приблизно 10–20 мг марганцю, з них 25–40% – в кістці. Печінка, підшлункова залоза, нирки та мозок також містять марганець. Організм підтримує стабільні концентрації марганцю в тканинах завдяки регуляторному контролю поглинання та виведення. Понад 90% абсорбованого марганцю виводиться через жовч з калом, а невелика кількість реабсорбується. Дуже мало цього елементу виділяється з сечею.
Поглинання марганцю з їжі зменшується зі збільшенням вмісту заліза в їжі. В одному дослідженні вживання додаткового заліза (60 мг / добу протягом чотирьох місяців) було пов’язане зі зниженням рівня марганцю в крові та зниженням активності MnSOD в лейкоцитах, що свідчить про зниження харчового стану марганцю. Кишкова абсорбція марганцю підвищується при дефіциті заліза, а підвищені запаси заліза (рівень феритину) пов’язані зі зниженням абсорбції марганцю. Чоловіки, як правило, поглинають менше марганцю, ніж жінки; це може бути пов’язано з тим, що у чоловіків зазвичай депо заліза більше, ніж у жінок. Крім того, показано, що дефіцит заліза збільшує ризик накопичення марганцю в мозку.
Показано, що додаткове вживання добавок магнію (200 мг / добу) незначно знижує біодоступність марганцю у здорових дорослих людей, зменшуючи його всмоктування або збільшуючи його екскрецію.
В одному дослідженні вживання добавок із додатковим кальцієм (500 мг / добу) незначно знижував біодоступність марганцю у здорових дорослих. Як джерело кальцію, молоко мало найменший ефект на обмін марганцю, а карбонат кальцію та фосфат кальцію – найбільший. Кілька інших досліджень виявили мінімальний вплив додаткового кальцію на метаболізм марганцю.
Рекомендовані дози
Рекомендації щодо прийому марганцю містяться в рекомендаціях із харчування (DRI), розроблених Радою з питань харчування (FNB) при Інституті медицини Національних академій. DRI — загальний термін для набору референтних значень, які використовуються для планування та оцінки споживання поживних речовин здоровими людьми. Ці значення, що залежать від віку та статі, включають:
Рекомендована дієтична норма (RDA): середньодобовий рівень споживання, достатній для задоволення потреб у поживних речовинах майже всіх (97% – 98%) здорових людей; часто використовується для планування адекватних дієт для людей.
Адекватне споживання (АІ): споживання на цьому рівні передбачається для забезпечення достатності харчових речовин (використовується, коли даних доказової медицини недостатньо для розрахунку RDA).
Орієнтовна середня потреба (EAR): середньодобовий рівень споживання, який оцінюється таким чином, щоб відповідати потребам 50% здорових людей; зазвичай використовується для оцінки споживання поживних речовин груп людей та для планування адекватної їм поживної дієти.
Припустимий верхній рівень споживання (UL): максимальний щоденний об’єм речовини, прийом якої в такій кількості навряд чи спричинить несприятливі наслідки для здоров’я.
У таблиці 1 перераховані поточні норми адекватного споживання (АІ) для марганцю в мг.
| Вік | Чоловіки | Жінки | Вагітні | Лактація |
| Від народження до 6 місяців | 0,003 мг | 0,003 мг | ||
| 7–12 місяців | 0,6 мг | 0,6 мг | ||
| 1–3 роки | 1,2 мг | 1,2 мг | ||
| 4–8 років | 1,5 мг | 1,5 мг | ||
| 9–13 років | 1,9 мг | 1,9 мг | ||
| 14-18 років | 2,2 мг | 1,6 мг | 2,0 мг | 2,6 мг |
| 19-50 років | 2,3 мг | 1,8 мг | 2,0 мг | 2,6 мг |
| 51+ років | 2,3 мг | 1,8 мг |
Харчові джерела марганцю
Марганець присутній у найрізноманітніших харчових продуктах, включаючи цільнозернові продукти, молюски, устриці, мідії, горіхи, сою та інші бобові, рис, листяні овочі, каву, чай та багато спецій, таких, наприклад, як чорний перець Питна вода також містить малу кількість марганцю в концентрації від 1 до 100 мкг / л.
Концентрація марганцю у грудному молоці складає близько 3–10 мкг / л та 30–100 мкг / л – у дитячих сумішах на основі коров’ячого молока. Суміші для немовлят на основі сої мають більш високу концентрацію марганцю, 200–300 мкг / л, ніж суміші на основі молока, проте дані обмеженого дослідження свідчать, що швидкість поглинання марганцю з людського молока (8,2%) значно вища, ніж у соєвої суміші (0,7%) та формули коров’ячого молока (3,1%).
Люди засвоюють лише близько 1% до 5% харчового марганцю. Немовлята і діти, як правило, засвоюють більшу кількість марганцю, ніж дорослі. Крім того, ефективність поглинання марганцю збільшується при малому надходженні марганцю і зменшується при більшій кількості споживання його з продуктами.
Деякі приклади продуктів, які є хорошими джерелами марганцю, включають:
- горіхи, такі як мигдаль і пекан;
- квасоля та бобові;
- вівсяні крупи та висівки;
- цільнозерновий хліб;
- коричневий рис;
- листяні зелені овочі, такі як шпинат;
- фрукти, такі як ананас і асаї;
- темний шоколад.
Марганець: дефіцит
Групи ризику
Особи з певними захворюваннями або станами можуть мати вищий ризик дефіциту марганцю:
- епілепсія;
- остеопороз;
- діабет;
- екзокринна недостатність підшлункової залози;
- люди, які перебувають на гемодіалізі;
- діти з хворобою Пертеса;
- діти з фенілкетонурією.
Ознаки дефіциту марганцю включають порушення росту, репродуктивної функції, неправильне формування та розвиток скелету, порушення толерантності до глюкози та змінений обмін вуглеводів та ліпідів.
Людина, яка має дефіцит марганцю, може мати:
- порушений ріст кісток або дефекти скелета;
- затримка росту;
- низька фертильність;
- порушення толерантності до глюкози;
- аномальний метаболізм вуглеводів і жирів.
У молодих чоловіків, які мали раціон із низьким вмістом марганцю, спостерігалося зниження рівня холестерину в сироватці крові та транзиторний шкірний висип. Рівень кальцію, фосфору та лужної фосфатази в крові також був підвищений, що може свідчити про посилення ремоделювання кісток як наслідок недостатнього надходження марганцю.
Марганець: надлишок
Жодні дані не свідчать про токсичність марганцю при високому його надходженні з їжею. Однак токсичність марганцю спостерігалася у людей, що працюють в таких сферах, як зварювання та видобуток, які зазнавали вплив високої дози марганцю внаслідок хронічного вдихання пилу. Люди, які споживають воду, що містить високий вміст марганцю (в деяких випадках він досягає 28 мг / л), також можуть відчувати наслідки його надлишку.
Токсичність марганцю в основному виявляється у впливі на центральну нервову систему і може викликати тремор, м’язові спазми, шум у вухах, зниження слуху та відчуття порушеної рівноваги і координації нижніх кінцівок. Додатковими симптомами є манія, безсоння, депресія, марення, анорексія, головні болі, дратівливість, слабкість нижніх кінцівок, зміна настрою та короткочасної пам’яті, змінений час реакції та зниження координації рукою-оком. Ці ознаки та симптоми можуть переростати до нервово-рухових порушень, подібних до таких при захворюванях, пов’язаних із хворобою Паркінсона, включаючи зміни в ході та рівновазі, тремор та ригідність.
Дефіцит заліза збільшує всмоктування марганцю і, отже, може посилити симптоми токсичності його. Люди з хронічними хворобами печінки мають, як наслідок, порушене виведення марганцю з жовчю та більш чутливі до нейротоксичного впливу цього елементу та інших несприятливих наслідків надлишкового вживання марганцю.
