Mangan

Mangan je esencialni mineral, ki igra pomembno vlogo v bioloških procesih v telesu. Telo ga ne proizvaja, zato ga vnašamo s hrano. Najdemo ga v različnih živilih. Največ ga je v žitih (nerafiniranih žitih, ajdi, bulgurju, pšenici in ovsu), različnih semenih, pšeničnih kalčkih, školjkah, oreških, stročnicah, rižu, listnati zelenjavi, ananasu, kavi, črnem čaju in številnih začimbah. Ljudje iz hrane absorbirajo le okoli 1 % do 5 % mangana. Dojenčki in otroci ga navadno absorbirajo več kot odrasli. Poleg tega se učinkovitost absorpcije mangana poveča z manjšim vnosom mangana in zmanjša z večjim vnosom, toda o mehanizmih, ki uravnavajo absorpcijo, je znanega le malo. Ugotovljeno je, da obstaja razlika v absorpciji mangana med spoloma, in sicer ga moški absorbirajo znatno manj kot ženske. Manjša absorpcija mangana v prebavilih pri moških je povezana z ravnjo železa in višjimi serumskimi koncentracijami feritina.

Zadosten dnevni vnos mangana je 2,3 mg/dan za odrasle moške in 1,8 mg/dan za odrasle ženske. Za nosečnice je zadosten vnos 2 mg/dan, za doječe matere pa 2,6 mg/dan. Za otroke, starejše od 1 leta, je ustrezen vnos 1,2 mg. Eksperimentalno povzročeno pomanjkanje mangana je imelo številne škodljive učinke, kot so upočasnjena rast, slab razvoj kosti in okvare skeletnega sistema, zmanjšana plodnost in prirojene okvare, motena toleranca za glukozo ter spremembe v presnovi maščob in ogljikovih hidratov pri živalih in ljudeh.

Čeprav naše telo potrebuje malo mangana, ima ta številne koristne učinke. Njegov pozitiven vpliv na zdravje se kaže v več funkcijah, ki jih ima v telesu. V prvi vrsti je mangan sestavni del več encimov, ki omogočajo biološke procese v telesu. Mangan je na primer del sestave piralokinaze, encima, ki je bistven za presnovo ogljikovih hidratov. Pomaga uravnavati raven sladkorja v krvi, s čimer prispeva k ravnovesju glukoze in zmanjšuje tveganje za razvoj insulinske rezistence. Mangan je nujen tudi za delovanje encimov, ki so vključeni v sintezo in razgradnjo maščob, kot sta lipaza in aciltransferaza. Tako prispeva k uravnavanju proizvodnje energije v telesu. Kar zadeva beljakovine, je mangan sestavni del proteaze, ki je pomembna za sintezo novih beljakovin in nastajanje kolagena, bistvenega za zdravje kože, las, sklepov in kosti. Sodeluje tudi v presnovi drugih mineralov, na primer kalcija, magnezija in fosforja. To je še zlasti pomembno za ohranjanje zdravih kosti in sklepov. Mangan je vključen tudi v sintezo nevrotransmiterjev, ki so bistveni za pravilno delovanje živčevja. Pomemben je za rast vezivnega tkiva, strjevanje krvi, delovanje imunskega sistema in pravilno delovanje reproduktivnih hormonov.

Mangan ima antioksidativno vlogo. Je kofaktor za encim superoksid dismutazo (SOD), ki pomaga nevtralizirati proste radikale v telesu. Ti lahko sicer poškodujejo celice in tkiva. Ta encim je pomemben za zmanjševanje oksidativnega stresa, ki je povezan tudi s tihimi vnetji in razvojem sodobnih bolezni, kot so bolezni srca in ožilja, sladkorna bolezen, očesne bolezni in celo rak. Prav zaradi antioksidativne vloge mangana prek encimov, ki so nadalje vključeni v presnovo makrohranil, se postavlja vprašanje, ali lahko pomanjkanje ali čezmerna količina mangana vplivata na pojav sladkorne bolezni tipa 2. Pri tem je zanimivo, da obstajajo študije, ki kažejo, da sta tako zmanjšana kot povečana koncentracija mangana v krvi lahko povezani s sladkorno boleznijo tipa 2. Študija na Kitajskem, v katero je bilo vključenih 122 odraslih z novodiagnosticirano sladkorno boleznijo tipa 2 in 429 odraslih brez sladkorne bolezni, starih med 40 in 92 let, je pokazala, da je bila verjetnost za nastanek sladkorne bolezni pri osebah z najvišjimi plazemskimi koncentracijami mangana 7,88-krat večja kot pri tistih z najnižjimi plazemskimi koncentracijami mangana. Po drugi strani pa študija, opravljena na Sardiniji, kaže, da so bile povprečne koncentracije mangana v krvi nižje pri osebah s sladkorno boleznijo tipa 1 ali 2 v primerjavi z osebami, ki te bolezni niso imele. Nekatere študije pa niso pokazale povezave med manganom in pojavnostjo sladkorne bolezni. Študije na živalih kažejo, da lahko dopolnila z manganom izboljšajo toleranco za glukozo, zmanjšajo oksidativni stres in izboljšajo delovanje endotelija pri sladkorni bolezni. Študije na miših s sladkorno boleznijo so pokazale, da zadostne ravni encima superoksid dismutaza ščitijo pred zapleti sladkorne bolezni, kot so kardiomiopatija, retinopatija in nevropatija. To odkritje ponuja možnost izkoriščanja učinkov superoksid dismutaze pri ljudeh, vendar še ni bilo opravljenih dovolj kliničnih študij. Raziskave še kažejo, da lahko terapevtska uporaba mangana poveča izločanje insulina, s čimer se izboljša toleranca za glukozo ter zmanjšata oksidativni stres in tveganje za endotelijsko disfunkcijo pri sladkorni bolezni. Po drugi strani lahko akutna izpostavljenost večjim količinam mangana v prehrani povzroči zmanjšanje ravni insulina v plazmi, hitro hiperglikemijo in hipoinsulinemijo, ki ji sledi hipoglikemija.

Poleg sladkorne bolezni tipa 2 je v zadnjih 30 letih prišlo do drastičnega povečanja pojavnosti debelosti, insulinske rezistence, ateroskleroze, hiperlipidemije, nealkoholne bolezni jeter in jetrne steatoze. Za te presnovne motnje uporabljamo skupno poimenovanje presnovni sindrom. Diagnosticirane so na podlagi naslednjih meril: abdominalna debelost, motena presnova ogljikovih hidratov, visok krvni tlak, dislipidemija. Študije so pokazale, da so presnovne bolezni povezane z oksidativnim stresom in vnetji. Mangan je zaradi svoje vloge v encimski sestavi pomemben zlasti v sestavi encima superoksid dismutaza, ki se nahaja v mitohondrijih in jih ščiti pred oksidativnim stresom. Če so mitohondriji poškodovani ali ne delujejo pravilno, se proizvodnja prostih radikalov še poveča in poslabša oksidativni stres. Študije o povezavi med manganom in razvojem presnovnega sindroma kažejo precej različne rezultate. Kitajski raziskovalci so ugotovili, da je presnovni sindrom pri moških obratno sorazmeren z vnosom mangana, pri ženskah pa se s povečanim vnosom mangana tveganje za njegov nastanek poveča. Večji vnos mangana je bil povezan tudi z manjšo abdominalno debelostjo in nižjo stopnjo ateroskleroze pri moških. Pri korejskih ženskah s presnovnim sindromom je bil vnos mangana znatno manjši kot pri zdravih kontrolnih osebah. Enake rezultate so ugotovili tudi pri ženskah, ki so imele samo povišan krvni tlak. Omejujoč dejavnik epidemioloških študij so prav gotovo tudi prehranjevalne navade posameznikov, ki jih je treba upoštevati pri raziskavah, da bi dobili natančnejšo sliko o vplivu mangana.

Ateroskleroza je bolezen arterijske stene, za katero je značilno kopičenje holesterola, posledica pa so lahko srčni infarkt, možganska kap in angina pektoris. Znanstveni dokazi kažejo, da gre za kronično vnetno bolezen stene krvnih žil, ključni dejavniki za njen nastanek pa so oksidirani lipoproteini nizke gostote in endotelijska disfunkcija, kar je tesno povezano z neravnovesjem med oksidativnim stresom in razvojem vnetja. Dokazano je, da superoksid dismutaza z manganom zmanjšuje oksidacijo LDL in ščiti pred endotelno disfunkcijo. Predvideva se, da je lahko raven mangana v serumu obetavna metoda za določanje zgodnjih stopenj ateroskleroze. Več študij je pokazalo, da lahko dopolnila z manganom zmanjšajo adhezijo monocitov, ki jih sproži glukoza, na endotelij ter potencialno upočasnijo ali preprečijo razvoj ateroskleroze. Kljub temu so epidemiološke študije pokazale višje koncentracije mangana v krvi starejših ljudi z aterosklerozo, starih od 61 do 100 let, v primerjavi z zdravimi osebami. Vse to kaže, da je za razumevanje mehanizma delovanja mangana potrebnih več kliničnih študij na ljudeh, saj epidemiološke študije ne upoštevajo vseh dejavnikov.

Področje oksidativnega stresa zahteva večfaktorski pristop in spremljanje zelo velikega števila spremenljivk. Eden od pomembnih dejavnikov je zagotovo mangan, saj je njegova vloga v telesu znana že dolgo časa. Potrebna pa je previdnost, saj je v prevelikih odmerkih lahko strupen. Čezmerna izpostavljenost manganu iz okolja ali na delovnem mestu je priznana kot dejavnik tveganja v državah, kjer to rudo pridobivajo, na primer v Afriki, na Kitajskem in v Avstraliji. Poleg rudarjev, ki pridejo v stik z manganom pri delu, so mu izpostavljeni tudi prebivalci, ki živijo v onesnaženem okolju. Akutna izpostavljenost manganu lahko povzroči manganizem. Kronična izpostavljenost pa vodi do zastrupitve živcev, ki ima podobne simptome kot Parkinsonova bolezen, med drugim tremor, težave z motoriko in vedenjske spremembe. Čezmeren vnos mangana lahko negativno vpliva tudi na absorpcijo železa in kalcija, saj ti minerali v našem telesu »tekmujejo« za transport. Prav zato je mangan odličen primer, kako pomembna sta ravnovesje v uživanju in upoštevanje ustreznega dnevnega vnosa.

Viri:

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/)