Mangan

Mangan je esencijalni mineral u tragovima, koji ima važnu ulogu u biološkim procesima u organizmu. Tijelo ga ne može proizvesti pa ga unosimo putem hrane. U hrani se može naći u različitim izvorima. Najviše ga ima u žitaricama (neprerađene žitarice, heljda, bulgur, pšenica i zob), razne sjemenke, pšenične klice, školjke, orašasti plodovi, mahunarke, riža, lisnato povrće, ananas, kava, crni čaj i brojni začini. Ljudi apsorbiraju samo oko 1% do 5% mangana iz hrane. Dojenčad i djeca imaju tendenciju apsorbirati veće količine mangana nego odrasli. Osim toga, učinkovitost apsorpcije mangana povećava se s niskim unosom mangana, a smanjuje s većim unosom, no malo se zna o mehanizmima koji kontroliraju apsorpciju. Utvrđena je razlika u apsorpciji mangana između spolova, odnosno muškarci apsorbiraju znatno manje mangana u odnosu na žene. Smanjena gastrointestinalna apsorpcija mangana u muškaraca povezana je sa statusom željeza i višim koncentracijama feritina u serumu.

Odgovarajući dnevni unos mangana iznosi 2,3 mg/dan za odrasle muškarce i 1,8 mg/dan za odrasle žene. Za trudnice adekvatan unos je 2 mg/dan a u razdoblju dojenja 2,6 mg/dan. Odgovarajući unos za djecu stariju od 1 godine je 1,2 mg. Eksperimentalno izazvan nedostatak mangana uzrokovao je niz štetnih učinaka, poput slabijeg rasta, loše izgradnje kostiju i defekte kostura, smanjenu plodnost i urođene mane, abnormalnu toleranciju glukoze i promijenjen metabolizam lipida i ugljikohidrata kod životinja i ljudi.

Iako je mangan našem tijelu potreban u malim količinama, ima brojne pozitivne učinke. Pozitivan utjecaj na zdravlje ispoljava se kroz više funkcija koje mangan obavlja u organizmu. Prije svega ulazi u sastav nekoliko enzima koji omogućavaju obavljanje bioloških procesa u tijelu. Tako primjerice mangan ulazi u sastav piralokinaze, enzima koji je ključan u metabolizmu ugljikohidrata. Podržava regulaciju razine šećera u krvi što može doprinijeti ravnoteži glukoze i smanjenju rizika od razvoja inzulinske rezistencije. Mangan je neophodan i za aktivnosti enzima koji su uključenu u sintezu i razgradnju masti kao što su lipaza i aciltransferaza. Na ovaj način sudjeluje u regulaciji proizvodnje energije u našem tijelu. Kada su u pitanju proteini, ulazi u sastav proteaze koja je važna za sintezu novih proteina te formiranje kolagena koji je esencijalan za zdravlje kože, kose, zglobova i kostiju. Uključen je u metabolizam drugih minerala kao što su kalcij, magnezij i fosfor. To je posebno važno s aspekta održavanja zdravlja kostiju i zglobova. Mangan sudjeluje i u sintezi neurotransmitera koji su bitni za pravilno funkcioniranje živčanog sustava. Važan je za rast vezivnog tkiva, zgrušavanje krvi, funkcioniranje imunološkog sustava te pravilnu funkciju reproduktivnih hormona.

Mangan ima antioksidativnu ulogu. On je su-čimbenik za enzim superoksid dismutazu (SOD) koji pomaže u neutralizaciji slobodnih radikala u organizmu. Inače, slobodni radikali mogu oštetiti stanice i tkiva. Ovaj enzim je važan u smanjenju oksidativnog stresa koji se povezuje i s tihom upalom i razvojem suvremenih bolesti poput kardiovaskularnih oboljenja, dijabetesa, bolesti oka pa čak i raka. Upravo zbog antioksidativne uloge mangana preko enzima koji su dalje uključeni u metabolizam makronutrijenata, postavlja se pitanje mogu li nedostatak mangana ili pak njegov višak utjecati na pojavu dijabetesa tipa 2? Zanimljivo je da postoje studije koje pokazuju da i smanjena i povećana koncentracija mangana u krvi mogu biti u korelaciji s dijabetesom tipa 2. Studija u Kini na 122 odrasle osobe s novo-dijagnosticiranim dijabetesom tipa 2 i 429 odraslih osoba bez dijabetesa u dobnom rasponu od 40 do 92 godine, pokazuje da oni koji su imali najveće koncentracije mangana u plazmi imali su i 7,88 puta veću vjerojatnost da će imati dijabetes u odnosu na one koji su imali najnižu koncentraciju mangana u plazmi. S druge strane studija na Sardiniji pokazuje da su srednje koncentracije mangana u krvi bile niže kod osoba koje su bolovale od dijabetesa tipa 1 ili 2 u odnosu na ispitanike koji nisu imali oboljenja. Postoje studije koje nisu imale korelaciju mangana s prevalencijom dijabetesa. Istraživanja na životinjama sugeriraju da dodatak mangana može poboljšati toleranciju glukoze, smanjiti oksidativni stres i poboljšati endotelnu funkciju kod dijabetesa. Studije na miševima s dijabetesom pokazale su da dovoljna razina superoksid dismutaze djeluje zaštitnički protiv dijabetičkih komplikacija kao što su kardio-miopatija, retinopatija, neuropatija. Ovo saznanje pruža mogućnost korištenja djelovanja superoksid dismutaze i na ljudima, ali još uvijek nema dovoljno kliničkih studija. Istraživanja dalje pokazuju da terapijska primjena mangana može povećati lučenje inzulina za poboljšanje tolerancije glukoze, smanjiti oksidativni stres te rizik od endotelne disfunkcije kod dijabetesa. S druge strane, i akutna izloženost većoj količini mangana u prehrani može uzrokovati smanjenu razinu inzulina u plazmi, brzu hiperglikemiju i hipoinuzilinemiju, praćenu hipoglikemijom.

Pored dijabetesa tipa 2, pretilost, inzulinska rezistencija, ateroskleroza, hiperlipidemija, nealkoholna bolest jetre i steatoza jetre drastično su se povećale u posljednjih 30 godina. Radi se o metaboličkim poremećajima koji se grupiraju pod nazivom metabolički sindrom. Dijagnosticiraju se kroz kriterije: abdominalna gojaznost, poremećen metabolizam ugljikohidrata, visok krvni tlak, dislipidemija. Studije su pokazale da su metaboličke bolesti povezane s oksidativnim stresom i upalom. Zbog uloga koje ima u sastavu enzima, mangan se smatra važnim, posebno u sastavu superoksid dismutaze koja se nalazi unutar mitohondrija i štiti ih od oksidativnog stresa. Ako su mitohondriji oštećeni ili nefunkcionalni, proizvodnja slobodnih radikala dodatno će se povećati i pogoršati oksidativni stres. Studije povezanosti mangana i nastanka metaboličkog sindroma dosta su različite. Kineski istraživači otkrili su da je metabolički sindrom kod muškarca obrnuto proporcionalan unosu mangana, ali s povećanim rizikom kod žena kada povećaju unos mangana. Veći unos mangana bio je povezan i s manjom abdominalnom pretilošću te nižim stupnjem ateroskleroze kod muškaraca. Kod korejskih žena s metaboličkim sindromom, unos mangana bio je znatno niži nego kod ispitanika zdrave kontrolne skupine. Isti je rezultat pronađen i kod žena koje su samo imale povišen krvni tlak. Ograničavajuća okolnost epidemioloških studija svakako su prehrambene navike pojedinaca koje moraju biti uzete u obzir prilikom istraživanja kako bi se dobila točnija predodžba o utjecaju mangana.

Ateroskleroza je bolest arterijske stijenke karakteristična po nakupljanju kolesterola, a može dovesti do srčanog, moždanog udara i angine. Znanstveni dokazi ukazuju na to da se radi o kroničnoj upalnoj bolesti stijenke krvnih žila, a ključni čimbenici nastanka su oksidirani lipoproteini niske gustoće i disfunkcija endotela, koji su usko povezani s neravnotežom oksidacijskog stresa i razvojem upale. Pokazuje se da superoksid dismutaza s manganom, smanjuje oksidaciju LDL-a i štiti od endotelne disfunkcije. Smatra se da razina mangana u serumu može biti uspješna metoda za određivanje ranih stadija ateroskleroze. Nekoliko studija pokazalo je da suplementacija manganom može smanjiti adheziju monocita izazvanih glukozom na endotel i potencijalno odgoditi ili spriječiti nastanak ateroskleroze. Međutim, u epidemiološkim studijama kod starijih osoba s aterosklerozom u dobi od 61 do 100 godina nađene su više koncentracije mangana u krvi u usporedbi sa zdravim ispitanicima. Sve to govori da je za razumijevanje mehanizma djelovanja potrebno više kliničkih studija na ljudima jer epidemiološke ne uzimaju u obzir sve čimbenike.

Područje oksidacijskog stresa zahtijeva multifaktorski pristup i razmatranje velikog broja varijabli. Svakako da je mangan jedan od važnih čimbenika jer se već odavno zna koja je njegova funkcija u tijelu. Ipak treba biti oprezan, jer u prevelikim dozama može biti toksičan. Prekomjerno izlaganje manganu iz okoliša ili na radnom mjestu prepoznato je kao rizični čimbenik tamo gdje se provodi eksploatacija ove rude, primjerice u Africi, Kini i Australiji. Postupcima eksploatacije manganu se izlažu ne samo radnici nego kroz zagađenje okoline i populacija koja živi na tom području. Akutna izloženost manganu može dovesti do manganizma. Kronična izloženost izaziva nervno trovanje koje ima simptome slične Parkinsonovoj bolesti kao što su tremor, teškoće s motorikom, promjene u ponašanju. Prekomjeran unos mangana može štetno djelovati i na apsorpciju željeza i kalcija, jer se u našem organizmu ovi minerali „natječu“ za svoj transport. Zato je mangan pravi primjer koliko je važna ravnoteža u njegovom konzumiranju i držati se odgovarajućeg dnevnog unosa.

LITERATURA

1. Airton C. Martins, Gustavo H. Oliveira-Paula, Alexey A. Tinkov, Anatoly V. Skalny, Yousef Tizabi, Aaron B. Bowman, Michael Aschner, Role of manganese in brain health and disease: focus on oxidative stress, Free Radical Biology and Medicine, 2025, ISSN 0891-5849, https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2025.03.013.
2. B. Zhou, X. Su, D. Su et al., “Dietary intake of manganese and the risk of the metabolic syndrome in a Chinese population,” British Journal of Nutrition, vol. 116, no. 5, pp. 853–863, 2016
3. Chen P, Bornhorst J, Aschner M. Manganese metabolism in humans. Front Biosci (Landmark Ed) 2018; 23: 1655–79. doi: 10.2741/4665
4. Đokić at all, Biokemijske funkcije i toksičnost mangana te njegove koncentracije u tkivima morskih sisavaca, Veterinarska stanica 48 (6), 439-449, 2017
5. Longman Li, Xiaobo Yang, The Essential Element Manganese, Oxidative Stress, and Metabolic Diseases: Links and Interactions, Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Volume 2018, Article ID 7580707, 11 pages (https://doi.org/10.1155/2018/7580707)
6. M. K. Choi, Y. J. Bae, “Relationship between dietary magnesium, manganese, and copper and metabolic syndrome risk in Korean adults: the Korea National Health and Nutrition Examination Survey (2007-2008),” Biological Trace Element Research, vol. 156, no. 1–3, pp. 56–66, 2013.
7. Maria Kippler, Agneta Oskarsson, Manganese – a scoping review for Nordic Nutrition Recommendations 2023, Food & Nutrition Research 2024, 68: 10367 – http://dx.doi.org/10.29219/fnr.v68.10367
8. Rondanelli at all., Essentiality of Manganese for Bone Health: An Overview and Update, Natural Product Communications, 2021, Volume 16(5): 1–8 (DOI: 10. 1177/ 1934 578X 2110 16649).
9. S. D. Martin, S. Morrison, N. Konstantopoulos, and S. L. McGee, “Mitochondrial dysfunction has divergent, cell type-dependent effects on insulin action,” Molecular Metabolism, vol. 3, no. 4, pp. 408–418, 2014.
10. T. Nishikawa, D. Edelstein, X. L. du et al., “Normalizing mitochondrial superoxide production blocks three pathways of hyperglycaemic damage,” Nature, vol. 404, no. 6779, pp. 787–790, 2000.
11. U.S. Department of Health and Human Services, National Institutes od Health, Office of Dieatary Supplements, Manganese, Updated: March 29, 2021 (https://ods.od.nih.gov/factsheets/Manganese-HealthProfessional/)