Mangganeso ay isang elemento ng kemikal na may simbolong elemento Mn. Ito ang ika-12 pinaka-sagana na elemento sa crust ng Earth na humigit-kumulang na 0.1% - hydrosfir (ibabaw at ilalim ng lupa tubig) at lithosphere (Earth's crust kabilang ang panlabas na bahagi ng panlabas na balabal) kasama - at ang pangatlong pinaka-masaganang metal na paglipat pagkatapos bakal at titan. Sa mga posibleng estado ng oksihenasyon na Mn-3 hanggang Mn + 7, Mn2 +, Mn4 + at Mn7 + ang pinakamahalaga. Sa mga biological system, Mn2 + (mangganeso II) ay ang nangingibabaw na form kasama ang Mn3 +. Mangganeso ay isang nasasakupan ng> 100 mineral kabilang ang mga sulfide, oxide, carbonates, silicates, phosphates, at borates. Manganese II mga asin, maliban sa mangganeso pospeyt at manganese carbonate, kadalasang madaling natutunaw sa tubig, samantalang ang mga manganese compound sa mas mataas na mga estado ng oksihenasyon ay kadalasang matipid na natutunaw. Sa organismo ng tao, ang mangganeso ay gumaganap ng papel ng isang tiyak na mahalagang bahagi ng tiyak enzymes, tulad ng antioxidant superoxide dismutase (MnSOD, pag-convert ng mga superoxide anion na nabuo nang endogenous sa panahon ng paghinga ng cellular sa Hydrogenation peroxide, na kung saan ay nabawasan sa tubig ng iba enzymes at sa gayon detoxified) at arginase (pagkasira ng amino acid arginine kay ornithine at yurya), na isinama sa siklo ng urea (conversion ng nitroheno (N) -na naglalaman ng mga produkto ng pagkasira, lalo na ang ammonium (NH4 +) sa urea, na kung saan ay nai-excret sa pamamagitan ng mga bato → detoxification of amonya (NH3)), gampanan ang isang mahalagang papel. Bilang karagdagan, ang mangganeso - alinman sa pamamagitan ng pagbabago ng protina o ayon sa pagbubuklod sa substrate - ay isang activator o cofactor, ayon sa pagkakabanggit, ng maraming enzymes, tulad ng glycosyltransferase sa synthesis ng glycosaminoglycans (linear na binuo mula sa paulit-ulit na mga yunit ng disaccharide, acidic polysaccharides) at proteoglycans (masidhing glycosylated glycoproteins na binubuo ng isang protina at isa o higit pang covalently bound glycosaminoglycans), ayon sa pagkakabanggit, ay isang mahalagang sangkap ng extracellular matrix (extracellular matrix, intercellular na sangkap, ECM, ECM; tissue na nakahiga sa pagitan ng mga cell - sa intercellular space ), tulad ng kartilago at buto. Ang pagbubuklod ng mangganeso (Mn2 + hanggang Mn7 +) sa mga ligands nito ay nangyayari na mas gusto sa pamamagitan ng oksiheno (simbolo ng elemento: O). Ang mangganeso ay isang elemento ng bakas na mahalaga (kinakailangan para sa buhay) sa isang banda at may mataas na pagkalason (pagkalason) sa kabilang banda, na may divalent na manganese (Mn2 +) na mas nakakalason kaysa sa trivalent (Mn3 +). Alinsunod dito, dapat mag-ingat sa paglunok ng mangganeso sa sapat na halaga ngunit hindi sa labis na dosis. Ang mangganeso ay naroroon sa lahat ng mga tisyu ng halaman at hayop dahil sa kanyang lahat ng mga pangyayari sa lahat (Latin ubique: "ipinamamahagi saanman"), kasama ang mga reproductive organ ng mga halaman na pinakamayaman sa mangganeso. Habang ang mataas na halaga ng mangganeso minsan ay matatagpuan sa mga pagkain na pinagmulan ng halaman, tulad ng buong butil, bigas, legume (pulso), mga mani, berdeng mga gulay, prutas, at dahon ng tsaa, ang nilalaman ng mangganeso sa mga pagkaing nagmula sa hayop, tulad ng karne, isda, at gatas, at sa lubos na nalinis na almirol at asukal ang mga produkto ay karaniwang napakababa.
Pagsipsip
Pasok sa bibig ang manggaling na bigay ng oral maliit na bituka para pagsipsip. Sa ngayon, mayroong maliit na kaalaman tungkol sa mekanismo. Ipinakita ng ilang mga may-akda na nagbabahagi ang manganese ng pareho pagsipsip pathway na may elemento ng bakas bakal. Alinsunod dito, ang mangganeso sa anyo ng Mn2 + ay hinihigop sa mga enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium) higit sa lahat sa duodenum (duodenum) at jejunum (jejunum) sa tulong ng divalent na metal transporter-1 (DMT-1), na nagdadala ng divalent na mga metal na paglipat kasama ang mga proton (H +). Ang prosesong ito ay umaasa sa enerhiya at nangyayari ayon sa saturation kinetics. Ayon kay Tallkvist et al (2000), manganese (Mn2 +) - kahalintulad sa bakal (Fe2 +) - pumapasok sa daluyan ng dugo sa pamamagitan ng basolateral membrane (nakaharap palayo sa bituka) ng mga enterosit sa pamamagitan ng transport protein ferroportin-1. Kahit na isang passive pagsipsip magagamit ang mekanismo para sa mangganeso bukod sa aktibong pagsipsip ay nangangailangan ng karagdagang pagsisiyasat. Ang rate ng pagsipsip ng mangganeso mula sa pagkain sa ilalim ng mga kondisyong pisyolohikal ay nasa pagitan ng 3-8%. Maaaring mas mataas ito sa mga sanggol at maliliit na bata, sa mahinang katayuan ng supply ng mangganeso o mababang paggamit ng mangganeso. Kapag ang supply ng mangganeso ay lumampas sa kinakailangan, nito bioavailability bumababa. Ang antas ng pagsipsip ng mangganeso ay naiimpluwensyahan ng maraming mga sangkap sa pagdidiyeta:
- Calcium - alinsunod sa maraming mga pag-aaral, ang suplemento ng calcium sa 500 mg / araw ay nagreresulta sa pagbawas ng bioavailability ng mangganeso, na may calcium phosphate at carbonate na mayroong pinakamalaking epekto at calcium mula sa gatas na mayroong pinakamaliit na epekto; ang ilang iba pang mga pag-aaral ay nagpakita lamang ng kaunting mga epekto ng suplemento ng kaltsyum sa manganese metabolism
- Magnesiyo - na may suplementong magnesiyo ng halos 200 mg / araw, ang pagsipsip ng manganese ay nabawasan
- Phospate - mga pandiyeta na phosphate, tulad ng mula sa mga gumaling na karne, naprosesong keso, at mga softdrink, pinipinsala ang bituka (nakakaapekto sa gat) na pagsipsip ng mangganeso
- Phytic acid, oxalic acid, tannin - ang mga phytates mula sa cereal, legume, atbp., Mga oxalate, halimbawa, mula sa mga gulay sa repolyo, spinach at kamote, at mga tannin mula sa tsaa ay binabawasan ang bioavailability ng mangganeso
- Ang iron - mutual na pagsugpo ng pagsipsip → iron at manganese ay nakikipagkumpitensya para sa parehong mga mekanismo ng pagsipsip at transportasyon, halimbawa, DMT-1.
- Ang pagsipsip ng mangganeso mula sa isang pagkain ay nababawasan habang lumalaki ang nilalaman ng iron iron dahil ang DMT-1 expression ay nababawas sa mga enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium)
- Ayon kay Davis at Greger (1992), ang suplemento ng bakal-60 mg / araw sa loob ng 4 na buwan-ay nauugnay sa nabawasan na antas ng serum na mangganeso at binawasan ang aktibidad ng superoxide dismutase (MnSOD) na nakasalalay sa manganese sa mga leukocytes (puting mga selula ng dugo), na nagpapahiwatig ng pagbawas ng mangganeso katayuan
- Ang indibidwal na supply ng bakal ay isang pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa mangganeso bioavailability. Kung kakulangan sa bakal ay naroroon, ang pagsisisi ng mangganeso ay maaaring tumaas ng 2-3 beses dahil sa nadagdagan na pagpapahayag ng DMT-1 sa mga enterosit. "Mga buong tindahan ng bakal" - masusukat ng suwero ferritin Ang mga antas ng (iron storage protein) - sa kabilang banda, ay nauugnay sa pagbaba ng bituka ng manganese na nakuha - dahil sa downregulation (downregulation) ng cellular DMT-1 synthesis. Sa ilaw ng katotohanan na ang mas mataas na mga tindahan ng bakal sa pangkalahatan ay matutukoy sa mga kalalakihan kumpara sa mga kababaihan, ang mga kalalakihan sa pangkalahatan ay pinapaboran
- Cobalt - Ang Cobalt at mangganeso ay makagambala sa pagsipsip ng bituka ng bawat isa dahil ang parehong mga metal ng paglipat ay gumagamit ng DMT-1
Bilang karagdagan, labis na paggamit ng Dietary fiber, ng mga elemento ng bakas kadmyum at tanso, ng pino carbohydrates tulad ng pang-industriya asukal at mga produktong puting harina, pati na rin tumaas alkohol pagkonsumo, humantong din sa nabawasan ang pagsipsip ng mangganeso. Katulad nito, ang paggamit ng ilang mga gamot, tulad ng magnesiyo-Pagpapatuloy mga antacid (pag-neutralize tiyan acid), pampurga (laxatives), at antibiotics, ay nauugnay sa kapansanan sa pagsipsip ng manganese ng bituka sa sandaling sila ay kinuha kasama ng mga pagkaing naglalaman ng Mn o supplement. Sa kaibahan sa mga salik na nakalista sa itaas, gatas pinatataas ang bioavailability ng mangganeso.
Transport at pamamahagi sa katawan
Ang nasisipsip na mangganeso ay dinadala sa libreng form o nakagapos sa alpha-2-macroglobulins (proteins ng dugo plasma) sa pamamagitan ng portal ugat sa atay. Doon, ang karamihan ng mangganeso ay pumapasok sa sirkulasyon ng enterohepatic (atay-mahusay sirkulasyon), na nagsasangkot ng paghahatid mula sa atay sa apdo sa bituka, pagsipsip ng reintestinal, at pagdadala ng portal sa atay. Ang isang maliit na bahagi ng mangganeso ay pinakawalan mula sa atay patungo sa daluyan ng dugo at, pagkatapos ng isang pagbabago ng valence mula Mn2 + hanggang Mn3 +, na nangyayari sa pamamagitan ng oksihenasyon ng coeruloplasmin (alpha-2 globulin ng dugo plasma), ay nakasalalay sa transferrin (Ang beta globulin, na pangunahing responsable para sa iron transport) o isang tukoy na protina ng transportasyon, tulad ng beta-1 globulin, na dadalhin ng mga extrahepatic (labas ng atay) na mga tisyu. Dahil ang mangganeso ay nakikipagkumpitensya sa bakal para sa parehong transportasyon proteins, ang umiiral na mangganeso sa transferrin ay nadagdagan sa kakulangan sa bakal, samantalang ito ay nabawasan sa labis na bakal. Mataas na antas ng bakal sa katawan ay maaaring huli mamuno upang mabawasan ang mga konsentrasyon ng manganese sa mga tisyu at sa gayon ay mabawasan ang aktibidad ng mga enzyme na umaasa sa manganese. Ang manganese ay dinadala sa dugo plasma bilang isang bahagi ng mga erythrocytes (pulang mga selula ng dugo) - nakasalalay sa porphyrin (organikong tinain ng kemikal na binubuo ng apat na singsing na pyrrole). Ang nilalaman ng mangganeso ng katawan ng tao ay tungkol sa 10-40 mg. Ang ibig sabihin ng tisyu walang halo ng mangganeso ay nag-iiba sa pagitan ng 0.17-0.28 mg / kg timbang ng katawan at makabuluhang mas mababa kaysa sa bakal at sink. Humigit kumulang 25% ng kabuuang body manganese ay matatagpuan sa buto, pangunahin sa utak ng buto. Ang mataas na konsentrasyon ng mangganeso ay maaari ding makita sa atay, klase, pancreas (pancreas), pitiyuwitari glandula (pituitary gland), at bituka epithelium (bituka mauhog). Manganese ay matatagpuan din sa buhok, kalamnan, mammary gland, at pawis. Sa mga bata at batang hayop, ang mangganeso ay mas pipiliin sa partikular utak mga rehiyon. Intracellularly (sa loob ng mga cell), ang mangganeso ay pangunahing naisalokal sa mitochondria ("Mga halaman ng lakas na enerhiya" ng mga cell), kung saan ang elemento ng bakas ay kumikilos bilang isang mahalagang bahagi o activator ng ilang mga sistema ng enzyme, tulad ng pyruvate carboxylase (gluconeogenesis (bagong pagbuo ng glukos mula sa mga organikong precursor na hindi karbohidrat, tulad ng pyruvate)) at prolidase (pagkakaloob ng amino acid proline para sa pagbubuo ng collagen (ang pinakamahalagang istruktura ng protina ng extracellular matrix, tulad ng kartilago, buto, tendons, balat at sasakyang-dagat)). Bukod dito, ang isang mangganeso pool ay magagamit sa lysosome (cell organelles na nag-iimbak ng mga enzyme para sa pagkasira ng mga endogenous (cellular) at exogenous (non-cellular) na mga materyal - bakterya, viral, atbp.) At sa nucleus, bukod sa iba pa. Tiyak na imbakan proteins, Gaya ng ferritin para sa bakal, ay hindi kilala para sa mangganeso. Sa gayon, hindi katulad ng bakal at tanso, ang elemento ng bakas ay hindi nakaimbak sa atay sa mataas na paggamit, ngunit naipon (naipon) sa ilang mga tisyu, tulad ng utak. Para sa kadahilanang ito, ang mangganeso ay may nakakalason (lason) na epekto sa mataas na dosis. Ang mga pagkalasing ng manganese dahil sa labis na paggamit ng pandiyeta ay hindi napansin. Sa kaso ng pag-inom ng inuming at mineral na tubig na may mataas na nilalaman ng mangganeso (maximum na pinahihintulutang mangganeso walang halo sa inuming tubig: 0.05 mg / l), pang-matagalang paggamit ng mangganeso supplement, at talamak na pagkakalantad sa trabaho - paglanghap ng mga alikabok o singaw na naglalaman ng Mn (> 1 mg / m3 air) sa mga mina ng mangganeso, mga mangganeso ng mangganeso, mga metal smelter, pabrika ng industriya ng metal, at mga halaman na nagpoproseso ng Mn - maaari, subalit, magreresulta sa pagkalasing sa elemento ng bakas, lalo na sa mga bata dahil sa mas kanais-nais na akumulasyon ng mangganeso sa utak [5, 6, 7, 14, 21, 25, 29, 30, 34, 37, 41, 45, 47]. Manganese mula sa inuming tubig at supplement ay mas magagamit kaysa sa mula sa pagkain, na nagreresulta sa mas mataas na akumulasyon ng elemento ng bakas sa katawan, pangunahin sa utak. Ang mga particle ng manganese ay nalanghap sa pamamagitan ng respiratory tract, hindi tulad ng bituka na hinihigop ng mangganeso, ay direktang idinadala sa utak nang hindi muna na-metabolize (metabolized) sa atay. Mataas na konsentrasyon ng Mn3 + mamuno sa oxidative conversion ng neurotransmitter dopamine sa isang trihydroxy compound na pumipinsala sa mga neurons na dopamine-synthesizing sa gitna nervous system (CNS). Ang mga sintomas ng pagkalasing ng manganese sa gayon ay nagresulta mula sa a dopamine kakulangan at nakakaapekto sa partikular na CNS. Bilang karagdagan, pinsala sa atay, pancreas at baga - ubo, brongkitis (pamamaga ng bronchi) At pulmonya (pamamaga ng baga) dahil sa mga nalanghap na mga partikulo ng manganese - maaari ring mangyari. Ang banayad na pagkalasing ng mangganeso ay nagreresulta sa hindi tiyak na mga sintomas, tulad ng masaganang pagpapawis, pagkapagod, at pagkahilo. Sa mas mataas na antas ng mangganeso, kitang-kita ang mga sintomas ng nerbiyos, na nagsisimula sa kawalang-interes (pagkasakit ng tao), asthenia (kahinaan), pagkawala ng gana (walang gana kumain), hindi pagkakatulog (mga abala sa pagtulog), at myalgia (kalamnan sakit) at pagsulong sa madaling makaramdam ng mga kaguluhan, pinabalik na abnormalidad, kalamnan pulikat, at lakarin ang kawalan ng katatagan sa latero-, pro-, at retropulsion (pagkahilig na mahulog sa gilid, pasulong, paatras). Sa huling yugto, ang mga sintomas na katulad ng Karamdaman ni Parkinson (neurological disorder na nailalarawan sa pamamagitan ng isang kakulangan ng dopamine), tulad ng higpit (tigas ng kalamnan), panginginig (panginginig ng kalamnan), kawalang-tatag postural (postural instability), bradykinesia (pinabagal ang paggalaw) sa akinesia (kawalan ng paggalaw), at / o mga karamdaman sa pag-iisip tulad ng pagkamayamutin, pagiging agresibo, depresyon, disorientasyon, memorya pagkawala, at guni-guni - "manganic madness." Ang mga sintomas na ito ay bahagyang tumutugon terapewtika na may L-dopa (L-3,4-dihydroxyphenylalanine para sa endogenous dopamine synthesis). Bilang karagdagan sa mga indibidwal na nakahinga ng mga manganese particle o natupok ang Mn-rich na pag-inom at mineral na tubig o mga suplemento na naglalaman ng Mn sa maraming mga taon dahil sa kanilang trabaho, mayroong din ng isang mas mataas na peligro ng pagkalasing ng mangganeso sa mga sumusunod na pangkat ng mga indibidwal o sakit:
- Ang mga indibidwal, lalo na ang mga neonate, sanggol, at maliliit na bata, sa kabuuang nutrisyon ng magulang (TPE, anyo ng artipisyal na pagpapakain na dumaan sa gastrointestinal tract) - labis na konsentrasyon ng manganese sa solusyon ng pagbubuhos at / o kontaminasyon ng solusyon sa nutrient na may mangganeso ay maaaring maging sanhi ng pagkalasing; Ang mga sanggol na naglalaman ng Mn na naglalaman ng TPE ay nahantad sa mga konsentrasyon ng mangganeso na humigit-kumulang na 100 beses na mas mataas kaysa sa mga sanggol na nagpapasuso
- Talamak na sakit sa atay - may kapansanan sa pagbuo ng apdo sa atay at nabawasan ang paghahatid sa bituka ay humahantong sa pagbawas ng paglabas ng mangganeso sa dumi ng tao na nagreresulta sa nadagdagan na mga konsentrasyon ng manganak na suwero
- Neonates - ginustong konsentrasyon ng mangganeso sa utak, bahagyang sanhi ng mas mataas na pagpapahayag ng mga transferrin receptor sa pagbuo ng mga neuron at bahagyang sanhi ng limitadong pag-aalis ng mangganeso na may mga dumi (dumi ng tao) bilang isang resulta ng hindi pa ganap na matured na pagpapaandar ng atay upang makabuo ng apdo
- Mga bata - taliwas sa mga may sapat na gulang, mga sanggol at bata ay may mas mataas na pagsipsip ng bituka ng mangganeso at mas mababang biliary (nakakaapekto sa apdo) na paglabas ng mangganeso (paglabas ng manganese)
- Matatanda (> 50 taon) - mas malamang na magkaroon ng sakit sa atay na nauugnay sa nabawasan na paglabas ng mangganeso at nadagdagan na mga konsentrasyon ng serum na manganese kumpara sa mga batang may sapat na gulang
- Kakulangan sa bakal - Ang pagsipsip ng manganese ay nadagdagan dahil sa nadagdagan na pagsasama ng DMT-1 sa brush border lamad ng enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium).
Dahil sa mataas na peligro ng pagkalasing, isang tukoy na UL (English: Tolerable Upper Intake Level - maximum na halaga ng isang micronutrient na hindi nagdudulot ng anumang mga epekto sa halos lahat ng mga indibidwal ng anumang edad kapag kinuha araw-araw) para sa mangganeso. Ayon sa FNB (Food and Nutrisyon Lupon, Institute of Medicine), ang UL para sa mga bata 1-3, 4-8, at 9-13 taong gulang ay 2 mg, 3 mg, at 6 mg / araw, ayon sa pagkakabanggit; para sa mga kabataan (14-18 taon), 9 mg / araw; at para sa mga matatanda (≥ 19 taon), 11 mg / araw. Para sa mga sanggol (0-12 buwan), wala pang UL para sa mangganeso ang naitatag pa. Dito, ang paggamit ng mangganeso ay dapat na eksklusibong dumaan gatas ng ina o mga susuot na gatas ng suso at pagkain. Dahil ang mga matatanda (> 50 taong gulang) ay mas madaling kapitan sa pagkalasing ng mangganeso kaysa sa mga batang may sapat na gulang dahil sa, bukod sa iba pang mga bagay, isang mas mataas na saklaw ng sakit sa atay, ang UK National Expert Group ay nagtakda ng isang Katanggap-tanggap na Kabuuang Manganese Intake (ligtas na maximum na antas ng mangganeso na hindi magiging sanhi salungat na mga epekto na may pang-araw-araw, buong buhay na paggamit mula sa lahat ng mapagkukunan) ng 8.7 mg / araw para sa pangkat ng edad na ito.
Eksklusibo
Ang pagpapalabas ng mangganeso ay higit sa lahat sa pamamagitan ng apdo kasama ang mga dumi (dumi ng tao) (99%) at bahagyang sa pamamagitan lamang ng klase gamit ang ihi (<0.1%). Ang Manganese na paglabas sa mga tao ay biphasic na may kalahating buhay na 13-34 araw. Ang Manganese homeostasis ay kinokontrol lalo na sa pamamagitan ng pag-aayos ng endogenous (endogenous) na paglabas, sa halip na pagsipsip ng bituka. Ang atay ay may kahalagahan na mahalaga sa prosesong ito, na naglalabas ng mangganeso sa bituka kasama ang apdo sa mga variable na halaga, depende sa estado ng supply. Sa labis na manganese, ang paglabas ay lumampas sa bituka na reabsorption, samantalang sa kakulangan, mas maraming mangganeso ang reabsorbed sa bituka kaysa sa excreted sa pamamagitan ng mga dumi. Sa mga neonate, ang regulasyong homeostatic na ito ay hindi pa ganap na binuo. Sa kaibahan sa manganese reabsorption, ang manganese excretion ay mananatiling hindi apektado ng endogenous supply status ng iba pang kemikal na katulad mga elemento ng bakas, tulad ng ipinakita ng mga pag-aaral na may radiolabeled mangganeso.