Manganez Nedir?

 

Manganez çevrede doğal olarak her yerde bulunur, kayalarda ve toprakta bulunabilir ve eser miktarlarda sağlık için gereklidir. Manganez, insanlarda ve hayvanlarda normal fizyolojik işleyiş için gereklidir ve diyette düşük manganez seviyelerine maruz kalmanın insanlarda beslenme açısından gerekli olduğu düşünülmektedir ve aynı zamanda potansiyel olarak toksik de olabilir 1) , 2) . Manganez, bazı enzimlerin bir bileşenidir ve diğer enzimlerin gelişimini ve aktivitesini uyarır 3) . Manganez süperoksit dismutaz (MnSOD), mitokondride temel antioksidandır. Manganez tarafından aktive edilen çeşitli enzimler karbonhidratların, amino asitlerin ve kolesterolün metabolizmasına katkıda bulunur 4) ).

 

İnsanlarda solunması yoluyla yüksek seviyelerde manganeze kronik (uzun süreli) maruz kalma, merkezi sinir sistemi etkilerine neden olabilir. Kronik olarak maruz kalan işçilerde görsel tepki süresi, el sabitliği ve el-göz koordinasyonu etkilendi. Manganizm adlı bir sendrom, yüksek seviyelere kronik maruziyetten kaynaklanabilir; Manganizm, zayıflık ve uyuşukluk duyguları, titreme, maske benzeri bir yüz ve psikolojik rahatsızlıklar ile karakterizedir. Solunum yoluyla kronik olarak maruz kalan işçilerde de solunum etkileri kaydedilmiştir. Manganizme yakalanmış erkek işçilerde iktidarsızlık ve libido kaybı kaydedildi.

 

 

 

Manganez nörotoksisitesinin ciddi etkileri nedeniyle, Tıp Enstitüsünün Gıda ve Beslenme Kurulu (FNB) manganez için çok muhafazakar tolere edilebilir üst alım seviyeleri (UL) belirledi; UL'ler 5 yaşına göre Tablo 1'de listelenmiştir ) .

 

Tablo 1. Manganez için Tolere Edilebilir Üst Alım Seviyesi (UL)

Yaş grubu       UL (mg / gün)

0-12 aylık bebekler     Kurmak mümkün değil *

1-3 yaş arası çocuklar           2

4-8 yaş arası çocuklar           3

9-13 yaş arası çocuklar         6

14-18 yaş arası ergenler        9

19 yaş ve üstü yetişkinler      11

* Alım kaynağı sadece yiyecek ve formülden olmalıdır.

Not: Tolere edilebilir üst alım seviyesi (UL), belirli bir yaştaki hemen hemen tüm bireylerde olumsuz sağlık etkileri riski oluşturmayan belirli bir besinin günlük alımının en yüksek seviyesidir.

 

Manganez için yeterli alım (AI) (yetişkin erkekler için 2.3 mg / gün ve yetişkin kadınlar için 1.8 mg / gün) çoğu kişide eksikliği önlemek için yeterli görünmektedir. Optimum sağlığı teşvik etme olasılığı en yüksek olan günlük manganez alımı bilinmemektedir. Linus Pauling Enstitüsü tavsiyesine göre 6) , çoğu besinin günlük değerlerinin (DV)% 100'ünü içeren bir multivitamin / multimineral takviye almak, gıdalardakine ek olarak genellikle 2 mg / gün manganez sağlayacaktır. Toksisite potansiyeli ve fayda ile ilgili bilgi eksikliği nedeniyle, DV'nin% 100'ünün (2 mg / gün) ötesinde manganez takviyesi önerilmez. Şu anda, manganez açısından zengin bitki bazlı bir diyetin tüketilmesinin manganez toksisitesine yol açtığına dair hiçbir kanıt yoktur.

 

Daha yaşlı yetişkinler (> 50 yaş)

 

Manganez ihtiyacının yaşlı yetişkinler için daha yüksek olduğu bilinmemektedir. Bununla birlikte, karaciğer hastalığı yaşlı yetişkinlerde daha yaygındır ve manganezin vücuttan atılmasını azaltarak manganez toksisitesi riskini artırabilir (bkz.Manganez Toksisitesi). DV'nin% 100'ünün (2 mg / gün) ötesinde manganez takviyesi önerilmez.

 

Manganez nasıl çalışır?

Manganez, kolesterol, karbonhidratlar ve proteinin işlenmesi dahil olmak üzere vücuttaki birçok kimyasal işlemde yer alan temel bir besindir. Kemik oluşumunda da rol oynayabilir.

 

Manganez gelişme, metabolizma ve antioksidan sistem için gereklidir. Bununla birlikte, aşırı maruz kalma veya alım, dopaminerjik nöron ölümüne ve Parkinson hastalığına benzer semptomlara neden olan nörodejeneratif bir bozukluk olan manganizm olarak bilinen bir duruma yol açabilir 7) , 8) . Manganez, kaynak ve endüstriyel çelik yapımında kilit bir bileşendir, ancak mesleki maruziyet en büyük endişe kaynağı olsa da, endüstriyel kaynakların yakınında bulunan topluluklar da özellikle hava yoluyla sağlık etkileri riski altında olabilir 9) .

 

Antioksidan işlevi

Manganez süperoksit dismutaz (MnSOD), mitokondride başlıca antioksidan enzimdir. Mitokondri, hücreler tarafından kullanılan oksijenin% 90'ından fazlasını tükettiği için, özellikle oksidatif strese karşı savunmasızdırlar. Süperoksit radikali, ATP sentezi sırasında mitokondride üretilen reaktif oksijen türlerinden biridir. MnSOD, süperoksit radikallerinin diğer antioksidan enzimlerle suya indirgenebilen hidrojen peroksite dönüşümünü katalize eder 10) .

 

Metabolizma

Manganezle aktive olan bir dizi enzim, karbonhidratların, amino asitlerin ve kolesterolün metabolizmasında önemli roller oynar 11) . Manganez içeren bir enzim olan piruvat karboksilaz ve manganezle aktive olan bir enzim olan fosfoenolpiruvat karboksilinaz (PEPCK), glikoneogenezde (karbonhidrat olmayan öncüllerden glikoz üretimi) kritik öneme sahiptir. Manganez içeren başka bir enzim olan argininaz, amino asit metabolizması sırasında üretilen amonyağı detoksifiye eden bir süreç olan üre döngüsü için karaciğer tarafından gereklidir 12)

 

 

. Beyinde, manganezle aktive olan glutamin sentetaz enzimi, amino asit glutamatı glutamine dönüştürür. Glutamat bir eksitotoksik nörotransmiterdir ve inhibe edici bir nörotransmiter olan γ-aminobutirik asit (GABA) 13) , 14) için bir öncüdür .

 

Kemik gelişimi

Manganez eksikliği, bazı hayvan türlerinde anormal iskelet gelişimine neden olur. Manganez, glikosiltransferazlar adı verilen enzimlerin tercih edilen kofaktörüdür; bu enzimler, sağlıklı kıkırdak ve kemik oluşumu için gerekli olan proteoglikanların sentezi için gereklidir 15) .

 

Yara iyileşmesi

Yara iyileşmesi, kolajen üretiminin artmasını gerektiren karmaşık bir süreçtir. Manganez, insan cilt hücrelerinde kollajen oluşumu için amino asit, prolin sağlama işlevi gören bir enzim olan prolidazın aktivasyonu için gereklidir 16) . Prolidaz eksikliği olarak bilinen genetik bir bozukluk, diğer sorunların yanı sıra anormal yara iyileşmesine neden olur ve anormal manganez metabolizması ile karakterize edilir 17) . Manganezle aktive olan glikosiltransferazları gerektiren glikozaminoglikan sentezi de yara iyileşmesinde önemli bir rol oynayabilir 18) .

 

Besin etkileşimleri

 

Demir

Manganez emilimi ve taşınması için spesifik mekanizmalar belirlenmemiş olsa da, bazı kanıtlar demir ve manganezin ortak absorpsiyon ve taşıma yollarını paylaşabileceğini göstermektedir 19) . Yemekten manganez emilimi, öğünün demir içeriği arttıkça azalır 20) . Demir takviyesi (dört ay boyunca 60 mg / gün), beyaz kan hücrelerinde azalmış kan manganez seviyeleri ve azalmış MnSOD aktivitesi ile ilişkiliydi, bu da manganez beslenme durumunda 21 bir azalmaya işaret ediyordu . Ek olarak, bir bireyin demir durumu manganez biyoyararlanımını etkileyebilir. Manganezin bağırsaktan emilimi demir eksikliği sırasında artar ve artan demir depoları (ferritin seviyeleri) azalmış manganez emilimi ile ilişkilidir 22). Erkekler genellikle kadınlardan daha az manganez emer; bu, erkeklerin genellikle kadınlardan daha yüksek demir depolarına sahip olmasıyla ilgili olabilir 23) . Ayrıca, demir eksikliğinin beyinde manganez birikimi riskini artırdığı gösterilmiştir24 ) .

 

Magnezyum

Ek magnezyumun (200 mg / gün) sağlıklı yetişkinlerde manganez emilimini azaltarak veya atılımını artırarak manganez biyoyararlanımını hafifçe azalttığı gösterilmiştir25 ) .

 

Kalsiyum

Bir dizi çalışmada, ek kalsiyum (500 mg / gün) sağlıklı yetişkinlerde manganez biyoyararlanımını hafifçe azaltmıştır. Bir kalsiyum kaynağı olarak süt en az etkiye sahipken, kalsiyum karbonat ve kalsiyum fosfat en büyük etkiye sahiptir 26) . Diğer bazı çalışmalar, kalsiyum takviyesinin manganez metabolizması üzerindeki minimum etkilerini bulmuştur 27) .

 

Kaynaklar

Manganez, fındık, baklagiller, tohumlar, çay, kepekli tahıllar ve yeşil yapraklı sebzeler gibi çeşitli gıdalarda bulunan bir mineraldir. Vücudun düzgün çalışması için gerekli olduğu için temel bir besin olarak kabul edilir. İnsanlar manganezi ilaç olarak kullanıyor.

 

 

 

Yetişkin erkekler için manganez için önerilen günlük miktar (RDA) günde 2.3 mg, bir kadın için 1.8 mg, toksisiteden kaçınmak için günlük alım için tolere edilebilir üst sınır (UL) 11 mg olarak tahmin edilmektedir 28) .

 

 

 

Manganez, ağızdan günde 11 mg'a kadar miktarlarda alındığında çoğu yetişkin için muhtemelen güvenlidir. Bununla birlikte, karaciğer hastalığı olan kişiler gibi vücuttan manganezden kurtulmakta sorun yaşayan kişiler, günde 11 mg'dan az aldıklarında yan etkiler yaşayabilir.

 

Ağızdan günde 11 mg'dan fazla alınması çoğu yetişkin için muhtemelen güvensizdir.

 

Manganez eksikliği çok nadir olduğu için gerekli minimum alım bilinmemektedir 29) .

 

Manganezin besin kaynakları

ABD'de tahmini ortalama diyet manganez alımı erkekler için 2,1 ila 2,3 mg / gün ve kadınlar için 1,6 ila 1,8 mg / gün arasında değişmektedir. Vejetaryen diyetler ve Batı tipi diyetler yiyen insanlar, 10.9 mg / gün 30'a kadar manganez alımına sahip olabilir . Zengin manganez kaynakları arasında tam tahıllar, kabuklu yemişler, yapraklı sebzeler ve çaylar bulunur. Fasulye, tohumlar, kuruyemişler, kepekli tahıllar ve soya ürünleri gibi fitik asit içeriği yüksek yiyecekler veya lahana, ıspanak ve tatlı patates gibi oksalik asit içeriği yüksek yiyecekler, manganez emilimini hafifçe engelleyebilir. Çaylar zengin manganez kaynakları olmasına rağmen, çayda bulunan tanenler manganez emilimini orta derecede azaltabilir 31) . Demir, kalsiyum ve fosfor dahil diğer minerallerin alımının manganezin tutulmasını sınırladığı bulunmuştur 32). Manganez açısından zengin bazı yiyeceklerin manganez içeriği Tablo 2'de miligram (mg) cinsinden listelenmiştir. Gıdaların besin içeriği hakkında daha fazla bilgi için USDA gıda bileşimi veritabanında 33 arama yapın ) .

 

Tablo 2. Bazı Manganez Gıda Kaynakları

Gıda    Hizmet            Manganez (mg)

Ananas, çiğ     ½ fincan, parçalar      0.77

Ananas suyu   ½ fincan (4 fl. Oz.)     0.63

Ceviz   1 ons (19 yarım)         1.28

Badem            1 ons (23 tam çekirdek)         0.65

Yer fıstığı         1 ons   0.55

Anında yulaf ezmesi (su ile hazırlanmış)       1 paket            0.99

Üzümlü kepekli tahıl   1 fincan           0.78-3.02

Kahverengi pirinç, pişmiş       ½ fincan         1.07

Tam buğday ekmeği  1 dilim 0.60

Barbunya, pişmiş       ½ fincan         0.39

Lima fasulyesi, pişmiş            ½ fincan         0.49

Lacivert fasulye, pişmiş         ½ fincan         0.48

Ispanak, pişmiş          ½ fincan         0.84

Tatlı patates, pişmiş    ½ fincan, püre            0.44

Çay (yeşil)      1 su bardağı (8 ons)   0.41-1.58

Çay (siyah)     1 su bardağı (8 ons)   0.18-0.77

 

 

Anne sütü ve bebek mamaları

Bebekler, besin kaynaklarına göre değişen miktarlarda manganeze maruz kalırlar. Anne sütü, inek bazlı formül ve soya bazlı formüldeki manganez konsantrasyonları sırasıyla 3 ila 10 μg / L, 30 ila 50 μg / L ve 200 ila 300 μg / L arasında değişir. Bununla birlikte, anne sütünden manganezin biyoyararlanımı bebek mamalarından daha yüksektir ve anne sütüyle beslenen bebeklerde manganez eksiklikleri veya formülle beslenen bebeklerde toksisiteler bildirilmemiştir 34) .

 

Su

İçme suyundaki manganez konsantrasyonları 1 ila 100 mikrogram / litre (μg / L) arasında değişir, ancak çoğu kaynak 10 μg / L'den az içerir 35) . ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) içme suyunda izin verilen maksimum manganez konsantrasyonu olarak 0,05 mg (50 μg) / L önermektedir 36) .

 

Takviyeler

Manganez glukonat, manganez sülfat, manganez askorbat ve manganezin amino asit şelatları dahil olmak üzere takviyelerde çeşitli manganez biçimleri bulunur. Manganez, tek başına bir takviye olarak veya kombinasyon ürünlerinde mevcuttur 37) . Kondroitin sülfat ve glukozamin hidroklorür içeren bir kemik / eklem sağlığı ürününde nispeten yüksek manganez askorbat seviyeleri bulunabilir (bkz.Manganez Toksisitesi).

 

Mangan Eksikliği

Genel olarak, manganez eksikliği yaygın değildir ve manganezin aşırı maruz kalmasıyla ilgili toksisite konusunda daha fazla endişe vardır (bkz. Manganez toksisitesi). Bir dizi hayvan türünde mangan eksikliği gözlemlenmiştir. Manganez eksikliğinin belirtileri, bozulmuş büyüme, bozulmuş üreme işlevi, iskelet anormallikleri, bozulmuş glukoz toleransı ve değişmiş karbonhidrat ve lipid metabolizmasını içerir. İnsanlarda manganez eksikliği sendromunun gösterilmesi daha az nettir 38) , 39) . Manganez içermeyen uzun vadeli toplam parenteral beslenme (TPN) alan bir çocuk, manganez takviyesi ile düzeltilen kemik demineralizasyonu ve bozulmuş büyüme geliştirdi 40). Düşük manganez diyetiyle beslenen genç erkeklerde serum kolesterol seviyelerinde azalma ve geçici bir deri döküntüsü gelişti 41) . Kandaki kalsiyum, fosfor ve alkalin fosfataz seviyeleri de yükseldi, bu da yetersiz diyet manganezinin bir sonucu olarak artmış kemik yeniden şekillenmesini gösterebilir. Manganez açısından zayıf bir diyetle beslenen genç kadınlar, intravenöz (IV) glikoz infüzyonuna yanıt olarak hafif anormal glikoz toleransı geliştirdi ) .

 

Manganez Aşırı Maruz Kalma ve Toksisite

Solunan manganez

Mangan toksisitesi birden fazla nörolojik soruna neden olabilir ve manganez tozunu soluyan kaynakçılar ve izabe tesisleri gibi insanlar için iyi bilinen bir sağlık tehlikesidir 43) , 44) . Yutulan manganezin aksine, solunan manganez karaciğerde metabolize olmadan önce doğrudan beyne taşınır 45) . Manganez toksisitesinin semptomları genellikle aylar ila yıllar içinde yavaş yavaş ortaya çıkar. En kötü haliyle, manganez toksisitesi, titreme, yürüme güçlüğü ve yüz kası spazmları gibi Parkinson hastalığına benzer semptomlarla kalıcı bir nörolojik bozukluğa neden olabilir. Genellikle manganizm olarak adlandırılan bu sendromdan önce bazen sinirlilik, saldırganlık ve hatta halüsinasyonlar gibi psikiyatrik semptomlar görülür 46), 47) . Ek olarak, çevresel veya mesleki manganez inhalasyonu akciğerlerde enflamatuar bir tepkiye neden olabilir 48) . Akciğer üzerindeki etkilerin klinik semptomları arasında öksürük, akut bronşit ve azalmış akciğer fonksiyonu yer alır 49) .

 

Metilsiklopentadienil manganez trikarbonil (MMT)

MMT, benzinde vuruntu önleyici katkı maddesi olarak kullanılan mangan içeren bir bileşiktir. Kanada'da bu amaçla 20 yıldan fazla bir süredir kullanılmasına rağmen, solunan egzoz emisyonlarından kaynaklanan olumsuz sağlık etkileri konusundaki belirsizlik, ABD EPA'nın kurşunsuz benzinde kullanımını onaylamasına engel oldu. 1995 yılında, bir ABD mahkemesi kararı MMT'yi kurşunsuz benzinde 50 yaygın kullanım için uygun hale getirdi . MMT'nin 10 yıldan fazla bir süredir kullanıldığı Montreal'de yapılan bir araştırma, havadaki manganez seviyelerinin MMT'nin kullanılmadığı alanlara benzer olduğunu buldu 51) . Daha yeni bir Kanada çalışması, kırsal bir bölgeye kıyasla kentsel alanlarda daha yüksek solunabilir mangan konsantrasyonları buldu, ancak her iki bölgedeki ortalama konsantrasyonlar ABD EPA 52 tarafından belirlenen güvenli seviyenin altındaydı ). Bununla birlikte, düşük seviyelerde MMT yanma ürünlerine uzun süreli maruz kalmanın etkisi kapsamlı bir şekilde değerlendirilmemiştir ve ek çalışma gerektirecektir 53) .

 

Yutulan manganez

Sınırlı kanıt, içme suyundan yüksek manganez alımının, Parkinson hastalığına benzer nörolojik semptomlarla ilişkili olabileceğini düşündürmektedir. Kuru pillerden iki ila üç ay süreyle manganez ve muhtemelen diğer kirletici maddelerle kirlenmiş su içen 25 kişide ciddi nörolojik semptomlar bildirildi 54) . Su manganez seviyeleri semptomların başlamasından yaklaşık iki ay sonra 14 mg / litre (mg / L) olarak bulundu ve zaten düşüyor olabilir. Yunanistan'da yaşlı yetişkinler üzerinde yapılan bir araştırma, su manganez seviyelerine 1,8 ila 2,3 mg / L maruz kalanlarda yüksek oranda nörolojik semptomlar bulmuştur 55)Almanya'da yapılan bir araştırma, 0.05 mg / L'den az içme suyu içerenlere kıyasla 0.3 ila 2.2 mg / L arasında değişen manganez seviyeleri ile su içen insanlarda nörolojik semptomların arttığına dair hiçbir kanıt bulamadı 56) . İçme suyundaki manganez, gıdalardaki manganezden daha fazla biyolojik olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, çalışmaların hiçbiri diyet manganezini ölçmedi, bu nedenle bu durumlarda toplam manganez alımı bilinmemektedir. ABD'de EPA, içme suyunda izin verilen maksimum manganez konsantrasyonu olarak 0,05 mg / L'yi önermektedir 57) .

 

Ek olarak, daha yeni araştırmalar, içme suyu yoluyla yüksek manganez seviyelerine maruz kalan çocukların bilişsel ve davranışsal eksiklikler yaşadıklarını göstermiştir 58) . Örneğin, ortalama 0,8 mg / L manganez su konsantrasyonuna maruz kalan 10 yaşındaki 142 çocuk üzerinde yapılan kesitsel bir çalışma, daha yüksek manganez düzeylerine maruz kalan çocukların üç zihinsel işlev testinde önemli ölçüde daha düşük puanlara sahip olduğunu buldu. 59) . Başka bir çalışma, musluk suyundaki yüksek manganez düzeylerini çocuklarda hiperaktif davranış bozuklukları ile ilişkilendirmiştir 60) . Bu ve diğer yeni raporlar, çocuklarda manganez maruziyetinin nörodavranışsal etkileri konusunda endişeleri artırmıştır 61) .

 

 

 

62) yıllarında büyük miktarlarda mineral takviyesi alan bir kişide tek bir manganez toksisitesi vakası bildirilirken, bir kişinin Çin bitkisel takviyesi almasının bir sonucu olarak başka bir vaka bildirildi 63) . Yalnızca gıdalardan kaynaklanan manganez toksisitesi insanlarda bildirilmemiştir, ancak bazı vejetaryen diyetler günde 20 mg'a kadar manganez sağlayabilir 64) , 65) .

 

İntravenöz manganez

Hem solüsyondaki aşırı manganezin bir sonucu olarak hem de tesadüfi bir kirletici olarak toplam parenteral beslenme alan bireylerde manganez nörotoksisitesi gözlenmiştir 66) . Yenidoğanlar özellikle manganezle ilişkili nörotoksisiteye karşı hassastır 67) . Manganez içeren TPN alan bebekler, anne sütüyle beslenen bebeklerden yaklaşık 100 kat daha yüksek manganez konsantrasyonlarına maruz kalabilirler 68) . Potansiyel toksisiteler nedeniyle, bazıları manganezin parenteral beslenmeye dahil edilmesine karşı çıkıyor 69) .

 

Manganez toksisitesine karşı artan duyarlılığı olan kişiler

Kronik karaciğer hastalığı: Manganez vücuttan esas olarak safra yoluyla atılır. Bu nedenle, bozulmuş karaciğer fonksiyonu, manganez atılımının azalmasına neden olabilir. Sirozlu veya karaciğer yetmezliği olan kişilerde manganez birikimi nörolojik problemlere ve Parkinson hastalığı benzeri semptomlara katkıda bulunabilir 70) , 71) .

 

Yenidoğanlar: Yenidoğan beyni, gelişen sinir hücrelerinde manganez taşıma proteini (transferrin) için reseptörlerin daha fazla ekspresyonu ve karaciğerin safra eliminasyon sisteminin olgunlaşmamış olması nedeniyle manganez toksisitesine daha duyarlı olabilir 72) .

 

Çocuklar: Yetişkinlere kıyasla, bebekler ve çocuklar daha yüksek manganez bağırsak emilimine ve daha düşük safra yoluyla mangan atılımına sahiptir 73) . Bu nedenle çocuklar, manganezin herhangi bir olumsuz, nörotoksik etkisine özellikle duyarlıdır. Gerçekten de, okul çağındaki çocuklarda yapılan son zamanlarda yapılan birkaç çalışma, aşırı manganez maruziyetinin ardından zararlı bilişsel ve davranışsal etkiler bildirmiştir 74) , 75) , 76) .

 

Demir eksikliği olan popülasyonlar : Demir eksikliğinin beyinde manganez birikimi riskini artırdığı gösterilmiştir 77) .