Марганец (Mn): все о химическом элементе и его роли в жизни человека. Дефицит (недостаточность) марганца

Марганец является довольно распространенным веществом в природе. Однако его можно встретить не в чистом виде, а в составе некоторых рудных соединений. Также он является жизненно необходимым микроэлементом для большинства растений и живых организмов, в том числе и для людей. Зачем марганец организму человека? В каких концентрациях он полезен, а в каких вреден? В каких продуктах он содержится?

Роль марганца в организме человека

Почему же марганец так важен для человеческого организма? Прежде всего, он влияет на работу нашей нервной системы. принимает непосредственное участие в синтезе нейромедиаторов (физиологически активные вещества, передающие импульсы между нервными клетками). Также марганец благотворно влияет на образование и рост костной ткани вместе с кальцием, поддерживает иммунную систему при противостоянии различным инфекциям, стабилизирует пищеварительный процесс.

Марганец для организма человека важен и по другой причине. Усваивание витаминов группы В, а также С и Е, быстрое заживление тканей, работа мозга, рост и образование новых клеток невозможны без его присутствия.

Большинство ученых придерживаются точки зрения, что марганец для организма человека важен, поскольку он предотвращает развитие сахарного диабета, болезней сердечно-сосудистой системы и щитовидной железы. Общеизвестным является факт, что у людей, страдающих диабетом, процент содержания марганца в 2 раза меньше, чем у здоровых.

Этот микроэлемент поможет вернуть тонус мышечной ткани и чувствительность конечностям, предотвратить атеросклероз, снизить активность вредного холестерина, привести в норму мочеполовую систему. При беременности в умеренных дозах марганец необходим для правильного формирования плода, а после родов способствует лактации.

Помимо всего прочего, марганец участвует в процессе кроветворения. Также он способен уменьшить влияние токсинов на организм. Об этом свойстве людям известно уже давно, ведь при отравлениях довольно часто и по сей день принимается слабый Вот такие важные выполняет марганец функции в организме.

Суточная потребность

Ученые установили суточную норму потребления марганца. Ее среднее значение составляет около 0,3 мг на 1 кг человеческого веса.

Для детей норма немного снижена, а минимальное ее значение должно составлять не менее 1-2 мг в день:

• До 7 лет - до 0,1 мг на 1 кг веса.
• С 7 до 14 лет - от 0,09 мг на 1 кг веса.

Женщины нуждаются в 2,5-5 мг этого вещества в сутки. А вот физическая активность, беременность и лактация требуют большего поступления марганца в организм.

Мужчинам необходимо ежедневное поступление как минимум 6 мг марганца, а при активном образе жизни - до 8,5.

Продукты, содержащие марганец

Если марганец для организма человека так важен, то из каких продуктов его можно получить? Найти их можно на полках самых обычных супермаркетов. Однако стоит помнить о том, что максимальная концентрация марганца встречается только в нерафинированных, натуральных продуктах, которые изготавливались без применения тепловой обработки.

Продукты животного происхождения содержат минимальное количество этого вещества, что не дает возможности восполнить его недостаток в организме. Марганец содержится:

• во всех видах мяса, кроме свинины;
• в почках;
• в рыбе;
• в ракообразных;
• в сыре.

Большие концентрации вещества содержатся в продуктах растительного происхождения:

• в оливковом масле;
• в фруктах - винограде и лимоне;
• в овощах - капусте, моркови, огурцах, редьке;
• в бобовых - горохе, фасоли;
• в зелени - петрушке и укропе;
• в злаковых - ржи, пшенице, пшене, грече, овсянке, рисе;
• в ягодах - бруснике, черемухе, чернике, землянике, малине, черной смородине;
• в меде;
• в какао;
• в чае;
• в орехах.

Избыток

Для нашего организма жизненно необходим марганец. Польза и вред для здоровья напрямую определяются его концентрацией в организме. При избытке марганца нередко возникают нарушения всасывания железа. А вот такие микроэлементы, как железо, фосфор и кальций, наоборот, тормозят его усвоение. Однако это касается не продуктов питания, а витаминно-минеральных препаратов, которые назначаются врачами. При неконтролируемом приеме последних возникает дисбаланс большинства важных микроэлементов.

Недостаток

Дефицит в организме того или иного витамина или микроэлемента - не редкость в наше время. Довольно часто встречается у людей и дефицит марганца. Еще несколько десятилетий назад это было крайне редким явлением.

Клетки нашего организма практически всегда подвержены негативным воздействиям окружающей среды, к примеру токсическим. Постоянное нервное напряжение и стресс заставляют организм расходовать больше марганца для обеспечения целостности мембран клеток. Помимо этого, дефицит этого микроэлемента связан с малым потреблением свежих овощей, фруктов, зелени.

Тем не менее марганец является поистине уникальным микроэлементом, поскольку если он долгое время не поступает в организм, клетки могут тормозить его выведение для предотвращения его дефицита и возникновения ряда заболеваний. Однако этот эффект лишь временный, дефицит возникнет, если не будет поступления этого вещества.

Дефицит или недостаток марганца негативно сказывается на нашем здоровье: повышается утомляемость, возникает головокружение и слабость, болят мышцы, появляется лишний вес. Также может возникнуть аллергия, диабет, болезни суставов, бронхиальная астма, эпилепсия, склероз. Помимо этого, может развиться которая связана с нарушениями иммунитета. У молодых женщин при дефиците этого микроэлемента развивается бесплодие, а у пожилых - остеопороз. А вот дети растут плохо, тормозится развитие опорно-двигательного аппарата.

Препараты, содержащие марганец

В терапевтических целях врачи могут назначить при дефиците марганца препарат «Турамин», который содержит 25 мг вещества в одной таблетке. Также содержат марганец и поливитаминные комплексы, такие как:

• "Витрум";
• "Компливит";
• "Максамин Форте";
• "Мульти-табс";
• "Олиговит";
• "Супрадин".

Есть ли противопоказания?

Марганец для организма человека, несомненно, важен. Однако есть ситуации, когда препараты с его присутствием применять недопустимо. Это касается людей, страдающих болезнью Паркинсона, а также работающих на производстве с применением солей марганца, например на сталеплавильном заводе, в электротехнической отрасли.

Одним из микроэлементов является марганец. В организме человека его роль огромна: он участвует во многих обменных процессах, кроветворении, способствует росту тканей, повышает их тонус, предотвращает развитие сахарного диабета и болезней щитовидной железы. Однако не лучшим образом сказывается как его избыток, так и недостаток.

Марганец в организме взрослого человека содержится в количестве 12-20 мг. Он находится главным образом в костной ткани, а также в печени, почках и сердечной мышце.

Роль марганца в организме человека

Марганец имеет большое значение в работе центральной нервной системы, как для ее формирования в целом, так и в процессе выработки и обмена нейромедиаторов.

Марганец усиливает действие инсулина, способствует регулированию сахара в крови, улучшая способность клетки обильно всасывать моносахариды. Вступает в борьбу со свободными радикалами, поддерживает устойчивость клеточных мембран, стимулирует работу мышечных волокон и тканей.

Марганец нужен при синтезе органами внутренней секреции гормона тироксина. Неоспорима важность вещества в период роста организма и формирования органов и частей тела: костей, хрящей, соединительных тканей, мышечной массы.

Важен этот элемент также при синтезе жирных кислот, он блокирует повышение уровня липидов, усиливает механизмы утилизации жиров. Если содержание марганца в норме, то жиры будут усваиваться организмом лучше. Это очень важное свойство, так как полноценное расщепление жиров способствует снижению риска возникновения жировой дегенерации печени, кроме этого, способствует накоплению гликогена в органе, синтезу холестерина и поддержанию его количества в норме.

Марганец выступает неизменным спутником витаминных обменов (В-группы, С и Е), а также холина и меди. Поддерживает протеиновые вещества при свертывании крови. Важен в некоторых процессах ферментации веществ, при этом способствует сохранению энергетического баланса.

Для женского организма марганец просто необходим, так как благодаря нормальному содержанию этого вещества в организме женщины сохраняется репродуктивная функция (то есть, половые железы вырабатывают достаточно гормонов).

И еще важное свойство марганца – улучшение иммунитета, что обеспечивается за счет поддержания процессов по выработке эндогенных веществ.

Продукты, богатые марганцем

Набор пищевых продуктов, в которых содержится марганец, достаточно разнообразен. Однако в некоторых случаях нужно пополнять его запасы, употребляя содержащие его поливитаминные комплексы или БАДы.

Элемент содержится: в зерновых и их производных (проросшем зерне, отрубях, гречневой и рисовой крупе, овсе, хлебобулочных изделиях из ржаной муки), в бобовых, в клубневых и хлорофилловых овощах, томатах, в плодах некоторых садово-ягодных растений (сливе, чернике, черной смородине), в ананасах, в некоторых орехах (арахис и фундук), а еще в чае и кофе. Марганец встречается в ряде лекарственных трав: эвкалипт, багульник, лапчатка, вахта трехлистная.

Рекомендовано употреблять это вещество в тандеме с цинком. Заметим, что избыток в организме фосфора, железа или кальция влияет на усвояемость марганца (это значит, что нежелательно употреблять пищевые продукты с такими веществами вместе).

Ежедневная потребность восполнения вещества – до 2 мг., допустимый максимум – 11 мг. Таким образом, учитывая, что усвояемость марганца, как и других микроэлементов, далеко не стопроцентная, человек должен в сутки употреблять как минимум 5-10 мг марганца.

Недостаток марганца

Недостаток марганца в организме – очень распространенное явление. Объясняется это просто – повышенная психоэмоциональная нагрузка, в результате чего центральная нервная система быстро расходует свой запас вещества. Дефицит может наступить также в результате чрезмерного употребления алкогольных напитков.

Дефицит марганца вызывает следующие симптомы:

• депрессивные настрой, слабость и упадническое настроение, быстрая утомляемость;
• заторможенность сознания, ухудшение памяти, снижение мысленной активности;
• мышечная дисфункция, появление спазмов, судорог и болей в мышцах, нарушение координации движений;
• угроза развития остеопороза, ревматоидного артрита, рассеянного склероза;
• эпилептические припадки;
• расстройства кожного покрова (витилиго, пигментация, чешуйчатая сыпь);
• замедление роста ногтей и волосяного покрова;
• нарушение репродуктивных функций половой системы женщины (ранний климакс, бесплодие, гормональная дисфункция яичников, быстрое увядание и старение);
• снижение иммунного барьера, проявление аллергических реакций;
• замедленное развитие в юном возрасте;
• риск заболеваний группы онкологии.

Почему возникает дефицит вещества

Выделяют несколько характерных факторов, которые могут повлиять на количество содержания марганца в организме. Первый из них, как уже было сказано, чрезмерные психоэмоциональные нагрузки.

У женщин нехватка марганца наблюдается перед и во время климактерического периода. Также отмечены следующие причины, вызывающие дефицит марганца:

• токсическое действие некоторых веществ, проникающих в организм с пищей, водой или воздухом;
• несбалансированный рацион питания и чрезмерное употребление консервированных продуктов, содержащих фосфаты;
• плохая усвояемость марганца на фоне переизбытка железа, фосфора, кальция и прочих веществ;
• нарушен обменный процесс вещества;
• нарушение функциональности органов женской половой системы.

Избыток марганца в организме

Употребление 40 мг марганца в сутки может закончится интоксикацией. На сегодняшний день еще не установлено, какой избыток чреват губительными последствиями. Такие сведения были получены из медицинской практики: не было зафиксировано ни одного летального исхода из-за отравления марганцем, а вот острое отравление встречалось у людей, занятых на химическом производстве (интоксикация, вызванная пылью марганца).

Переизбыток вещества в организме, который сохраняется длительное время, может привести к серьезнейшим нервным расстройствам и нарушениям психики. Пациенты могут страдать галлюцинациями, они чрезмерно раздражительны, буйны, обладают гипермоторикой. Такое психическое состояние именуется «марганцевым безумием».

Что может вызвать переизбыток вещества

Одна из причин была уже названа выше – это вредное химическое производство. Среди других причин можно отметить тот же нарушенный метаболический процесс в отношении марганца.

Избыток вещества в организме имеет следующие проявления:

• нервные расстройства, упадок сил, быстрая утомляемость, расстройства памяти;
• нарушенная координация, движения замедлены, мышечная атрофия, снижение мышечного тонуса, парестезия;
• признаки болезни Паркинсона, органическое поражение головного мозга, манганокониоз на фоне интерстициальной легочной патологии.

При длительном недостатке марганца в организме могут возникнуть патологические состояния, плохо поддающиеся коррекции. Например, если будущая мать испытывает дефицит Mn, то плод развивается неправильно: ребёнок может получить патологию развития конечностей, родиться со сращиванием подвижных суставов, с деформацией черепа.

Дефицит марганца приводит к различным формам анемии, нарушениям функций воспроизводства у обоих полов, задержке роста детей, проявлениям дефицита массы тела и др. Недостаток марганца может наблюдаться у людей со следующими клиническими симптомами и заболеваниями: хроническая усталость, слабость, раздражительность; аллергический насморк, склонность к бронхоспазмам; остеопороз и артроз, в группе риска – женщины и пожилые люди; избыточный вес, в сочетании с повышенном уровнем липидов в крови; склонность к судорогам у детей, задержка их психомоторного развития.

Избыток марганца в организме.

Повышенное содержание марганца в тканях организма вызывает следующие нарушения: ухудшается всасывание железа и возникает риск развития анемии , ухудшается состояние нервной системы, возникает нарушение всасывания кальция, что приводит к нарушению функционирования костно-мышечной системы.

Основными клиническими симптомами интоксикации марганцем являются: потеря аппетита; прогрессирующие галлюцинации; потеря способности правильной оценки ситуации; значительное ухудшение памяти; болезненная сонливость; мышечные боли, судороги.

Определенные категории людей наиболее подвержены к возникновению избытка марганца в организме. Им необходимо снижать концентрацию данного микроэлемента в организме, исключая из рациона продукты богатые Mn. В эту категорию входят люди страдающие болезнью Паркинсона, а также работающие на вредном производстве: нефтеперерабатывающих и сталеплавильных заводах, электротехнических станциях. Если же говорить о профессиях, то это преимущественно электросварщики, шахтёры и т.д.

Также избыток марганца приводит к патологиям, идентичным рахиту. Заболевание названо марганцевым рахитом. К полному выздоровлению от данного недуга приводит лечение витамином D при полноценном питании.

Если предстоит назначение приёма марганецсодержащих препаратов, следует непременно проверить в крови его уровень, так как неконтролируемый приём витаминных и минеральных препаратов часто приводит к нарушению баланса микроэлемента в организме.

Для поддержания оптимального количества микроэлемента в организме необходимо знать, как восполнить его недостаток в организме и как не допустить его избыточного накопления. Для ответа на эти вопросы необходимо знать, с какими продуктами питания Mn в организм попадает и в каких количествах. Очень много марганца содержится в таких напитках, как чай и кофе. Клюква, съедобные каштаны, перец также им богаты.

6. Медь

Медь - химический элемент, который считается одним из семи металлов, которые известны с глубокой древности. Cuprum (с латинского) происходит от названия греческого острова Кипр. Еще одно название cyprium aes – так именовали медь римляне - металл из Кипра. О том факте, что данный минерал - основной для жизни элемент, известно стало не так давно. Только в 1928 году ученый из Шотландии Д. Робертс Вилям зачислил ее к "металлам жизни". Организм человека содержит 100-190 мг этого химического элемента. Сконцентрирован этот резерв в сердце, почках, крови, печени и мозге. Медь накапливается в мышечной ткани и костях, основное выведение происходит с желчью.

Медь представляет собой один из важных незаменимых микроэлементов, которые являются необходимыми для нормальной жизнедеятельности растений, животных и, конечно, человека. Это биогенный элемент, постоянный составной компонент организма человека.

Суточная потребность

Физиологическая потребность составляет 1,0-2,5 мг / 24 часа и не более 5 мг / 24 часа, что является верхним допустимым уровнем потребления (согласно данным Госсанэпиднадзора Российской Федерации).

Потребность для взрослых данного микроэлемента не менее 2 мг/ 24 часа. Эта норма легко восполняется употреблением самых обычных продуктов.

Во время беременности и в периоды лактации (кормление грудью) рекомендуемые дневные дозы составляют 2,0-2,5 мг/ 24 часа.

Потребность у детей в зависимости от возраста:

с года до 3 лет - 1 мг / 24 часа,

от 4х до 6-ти лет – 1,5 мг / 24 часа,

с 7 до12 лет – 1,5- 2,0 мг / 24 часа,

с 12-ти до 18-ти лет – 2,0 мг / 24 часа,

после 18-ти лет - 2,5 мг / 24 часа

Дополнительный прием рекомендован при повышенных физических нагрузках (например, спортсменам), а также людям, которые злоупотребляют алкоголем, при сниженном иммунитете, хронических заболеваниях, воспалениях, анемии, для профилактики недостатка микроэлемента меди и снижения риска разного рода нарушений, которые с ним связаны: сердечно-сосудистая патология, остеопороз, снижение иммунитета, артриты.

Суточные дозы для спортсменов 2,5-3 мг, но не следует забывать о максимуме в 5 мг/ 24 часа. Кроме того, необходимо учитывать и правильно регулировать количество всех микроэлементов, которые поступают в организм юных спортсменов. Для этой категории потребность в меди составляет 1-2 мг/24 часа.

Функции в организме.

Данный микроэлемент выполняет ряд функций: участие в процессах кроветворения (участие в синтезе клеток крови - лейкоцитов и эритроцитов) и выработке половых гормонов у женщин; влияние на состояние эпителия, костной и соединительной тканей (в частности, белок коллаген содержит медь); нормализация работы эндокринной системы (усиление активности гормонов гипофиза); укрепление сосудистой стенки (входит в состав эластина стенок сосудов); повышение т иммунитета и нейтрализация свободных радикалов; обеспечение обмена железа; участие вместе с витамином С и железом в образовании гемоглобина; улучшение пищеварения (влияние на работу всех желез с внутренней секрецией); снабжение клеток кислородом (для выработки клетками энергии); противовоспалительное и противомикробное действие (совместно с витамином С); участие в построении целого ряда ферментов и некоторых белков (включая инсулин); влияние на пигментацию кожных покровов и волос (активирование аминокислоты тирозина).

Медь играет особую роль в регуляции нейроэндокринных, окислительно-восстановительных процессов, в поддержании нормальных показателей крови, в развитии соединительной ткани.

Дефицит меди в организме

Симптомы дефицита данного микроэлемента у взрослых представляют собой нечастое явление, но у малышей до года могут наблюдаться, особенно это касается родившихся преждевременно. Ниже приведен перечень некоторых болезней и обстоятельств, которые могут приводить к недостатку меди:

 Генетические: наследственные формы недостаточности медьсодержащих ферментов.  В раннем возрасте (дети до года) – слишком раннее введение в рацион продуктов из коровьего молока.

 Полное парентеральное питание, белковая недостаточность, неполноценность кишечного всасывания меди, синдром мальабсорбции (нарушение всасывания) и заболевания, связанные с патологическими потерями белка.

 Недостаток меди, вызванный снижением в организме окислительно-восстановительных процессов, проявляется в качестве функциональных нарушений - повышенная утомляемость, плохое настроение, частые головные боли. Человека может беспокоить сыпь на коже с очаговым выпадением волос. Характерными являются депрессия и частые инфекционные заболевания.

В дальнейшем есть опасность развития более грозных заболеваний: гипохромной анемии (костный мозг постепенно теряет способность к правильному использованию железа для синтеза гемоглобина), устойчивой к препаратам железа; нарушений иммунного статуса; заболеваний нервной системы; раннего развития атеросклерозавследствие повышения уровней холестерина; раннего остеопороза, заболеваний суставов и скелета за счет нарушения остеосинтеза; бронхиальной астмы, туберкулеза, эмфиземы легких; сахарного диабета; фиброза миокарда, его разрушения; сосудистых расстройств, приводящих к аневризмам и разрывам аорты; депигментации (обесцвечивания) кожи и волос; водянки.

Дефицит меди способствует повышению уровней холестерина и оказывает большое влияние на течение наследственных заболеваний.

Основные симптомы медного дефицита: выпадение волос, лейкопения, нейтропения, аритмия, сыпь, анемия , остеопороз, повышенные уровни холестерина, ослабление иммунитета, аневризмы, нарушение пигментации кожи, варикоз, поседение волос, витилиго, утомляемость

Передозировка.

Причины: наследственные нарушения обмена меди, отравление медьсодержащими препаратами, профессиональные заболевания, гемодиализ, оральные гормональные контрацептивы, повышенное содержание данного вещества в питьевой воде, курение, дефицит магния и цинка.

Патологические состояния, сопровождающиеся повышением меди в организме: болезнь Вильсона-Коновалова – имеет генетическую природу, обусловлена избыточным накоплением меди, острые и хронические формы воспалительных заболеваний, ревматизм, заболевания почек, бронхиальная астма, злокачественные новообразования (к примеру, при раке прямой кишки), лимфогранулематоз, лейкозы, железодефицитная анемия, хронический бронхит, пневмония, сахарный диабет, включая начальные стадии, инфаркт миокарда, отравление уксусной эссенцией, гиподинамия, диффузный токсический зоб, шизофрения, алкоголизм, обширные оперативные вмешательства.

Основными симптомами передозировки меди считаются: депрессия, мышечные боли, бессонница, анемия, ухудшение памяти, раздражительность, бронхиальная астма, раздражение слизистых оболочек, воспалительные заболевания, заболевания почек, расстройства ЖКТ, заболевания печени, риск развития атеросклероза.

Продукты, содержащие медь.

Данный микроэлемент из пищевых продуктов усваивается на 10-25% , после чего быстро расходуется на нужды организма.

Перечень продуктов, в которых содержится медь: продукты моря (креветки, устрицы); источники животного происхождения: говяжья (телячья) печень, мясо, рыба; источники растительного происхождения: орехи, семечки, какао, зерно, ананас, чернослив, вишня, айва, баклажаны, ежевика, ирга, редис, свекла, картофель, одуванчик лекарственный, алоэ вера, чеснок, горох, женьшень, морская капуста, клевер красный, марена красильная, лапчатка прямостоячая, мята перечная, петрушка, пастушья сумка, подорожник, рябина, чай.

Взаимодействие с другими веществами.

 Алкоголь способен усугубить дефицит меди (!)  Желток яйца связывает медь в кишечнике, препятствуя ее усвоению.

 Повышенное содержание фруктозы в рационе (компонент столового и фруктового сахара) может вносить вклад в дефицит микроэлемента меди.

 Молибден увеличивает потери меди с мочой.

 Железо может уменьшать способность всасывания меди.

 Фитаты (являются связующими веществами злаков и зеленых овощных листьев) могут снижать способность усвоения меди из пищи.  Цинк и магний в ионных формах может проявлять с медью конкуренцию за всасывание в пределах ионных каналов клеток. Если же человек принимает минеральные вещества в комплексных формах, дефицита, связанного с конкуренцией за всасывание, наблюдаться не будет.

 Кобальт повышает метаболизм меди в организме  Дополнительное употребление в высоких дозах витамина С может снижать поглощение меди из пищевых продуктов.  Медь тоже влияет на всасывание некоторых элементов: ухудшает усвоение организмом человека цинка, молибдена, железа, кобальта и витамина А.

ВЛИЯНИЕ МАРГАНЦА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, Новокузнецк

Влияние марганца (Mn) на живые организмы вызывает огромный интерес исследователей, поскольку долгое время он считался одним из микроэлементов, необходимых для нормального физиологического развития и жизнедеятельности человека. Так, Mn играет существенную роль в метаболизме углеводов, жиров и белков, регуляции роста костной и соединительной тканей, свёртывании крови, является кофактором для многих ферментов, таких как трансферазы, гидролазы, лиазы, аргиназа, глутаминсинтетаза и супероксиддисмутаза, участвует в синтезе и обмене нейромедиаторов .

Mn составляет около 0,1% земной коры и является одним из наиболее распространённых элементов . В природе он обычно находится в форме оксидов, карбонатов и силикатов . Главным природным источником Mn в атмосфере является эрозия почв. Он также поступает в воздушную среду с промышленными выбросами и продуктами сгорания бензина . Кроме того, Mn находится в питьевой воде и в продуктах питания, таких как орехи, фрукты, злаки, чай и листовые овощи, которые являются его основными источниками в организме человека .

Несмотря на необходимость марганца для осуществления многих функций в организме человека, при высоких концентрациях он может быть токсичным, особенно для нервной системы . Токсичное действие Mn на организм известно с XIX века, когда Купер (1837) сообщил о синдроме Паркинсона у шотландских горняков . Тем не менее токсичность Mn не была по-настоящему признанной до 1930-х годов, когда появился ряд работ о неврологических заболеваниях у шахтёров, занятых его добычей . В настоящее время токсичное воздействие Mn на дыхательную, и особенно нервную, системы общепризнанно. Целью данного обзора было обобщить имеющиеся в настоящее время данные о путях и механизмах поступления Mn в организм и его физиологической роли и токсических эффектах на организм человека и животных.

Пути поступления Mn в организм человека. Существует несколько основных путей поступления Mn в организм человека: через лёгочную ткань при вдыхании, через желудочно-кишечный тракт при проглатывании и очень редко путём кожной абсорбции . Кроме того, в экспериментах на животных показано, что Mn, проникая интраназально по обонятельной системе, может влиять на центральную нервную систему напрямую, минуя гематоэнцефалический барьер . Этот путь поступления Mn может быть одним из важнейших и для человека .

Эксперименты с лабораторными животными и наблюдения на человеке показали, что 1-5% Mn поступает в организм через абсорбцию в желудочно-кишечном тракте. Mn, который не абсорбирован в желудке, быстро абсорбируется в тонком кишечнике . Mn растворяется в кислой среде желудка (рН = 2) и всасывается в кровь через микроворсинки в двенадцатиперстной кишке с помощью транспортных белков .

Показано, что основной путь поступления Mn в кровь через дыхательные пути. При этом вдыхание и последующее осаждение Mn в лёгких зависит от размеров, плотности, массы, состава и растворимости его частиц. Так, только частицы Mn, размером менее 5 мкм, могут достигать альвеол. Аэрозоли Mn проникают через эпителий лёгких по трансферрин-зависимому или трансферрин-независимому механизмам, что зависит от его валентного состояния . Мn3+ связывается с трансферрином, в то время как Mn2+ образует комплексы с альбумином и другими макроглобулинами. Кроме того, он переносится с помощью других транспортных белков, таких как транспортёр двухвалентных металлов (DMT), проникая в кровеносную и лимфатическую системы .

Транспортировка и распределение в организме . После проникновения ионов Mn в кровь они быстро проникают во все ткани и в значительной степени концентрируются в костях, печени, поджелудочной железе, почках и мозге . При этом наиболее высокая концентрация Mn наблюдается в печени, где его большая часть поглощается, а некоторая выделяется в желчь. В ряде исследований отмечается, что у пациентов с хронической недостаточностью функций печени наблюдется повышение концентрации Mn в крови и головном мозге . Это объясняется снижением синтеза желчи и дефицитом альбумина .

Mn, как и другие металлы, связывается с белками крови – Mn3+ связывается с трансферрином, а Мn2+ – с альбумином, α2-макроглобулином и, возможно, β-глобулином . Окисление Mn2+ до Мn3+ происходит в крови . Mn3+ образует более стабильную и сильную связь с трансферрином, чем Mn2+ с другими белками . Следовательно, Mn3+ легче проходит через печень и поступает в другие органы по сравнению с Mn2+, последний быстро выводится из крови и выделяется с желчью .

Однако имеются данные, полученные в экспериментах на мышах, что транспорт Mn в клетки не зависит от уровня трансферрина . Показано, что происходит образование Mn2+ из Мn3+ после ряда окислительно-восстановительных реакций, после чего ионы Mn2+ перемещаются через мембраны посредством транспортёра двухвалентных металлов (DMT1) .

Поступление Mn в мозг происходит в виде комплекса трансферрин-Мn3+ . Предполагается, что трансферрин-связанный Mn3+ поступает в клетки мозга путём опосредуемого рецепторами эндоцитоза, что обосновывается наличием рецепторов для трансферрина на клеточных мембранах нейронов . Кроме того, исследования с помощью магнитно-резонансной томографии показали, что Mn накапливается больше всего в базальных ганглиях .

Токсичное воздействие на организм . Острые отравления марганцем наблюдаются редко. Отравление парами Mn приводит к развитию марганцевой пневмонии и отёку лёгких . Кроме того, исследования на животных показали, что введение высоких доз Mn подкожно 50мг/кг массы тела приводит к летальному исходу у мышей и кроликов, а инъекции MnCI2 приводят к гистологическим изменениям в ткани лёгких крыс .

Для развития клинической картины хронической интоксикации Mn обычно требуется несколько лет . И поскольку воздействию подвергается в первую очередь нервная система, патологические изменения часто носят необратимый характер. Mn оказывает нейротоксичное действие на экстрапирамидную систему, поражая базальные ганглии . Следствием этого является индукция одной из форм болезни Паркинсона в результате селективной дегенерации дофаминергических нейронов, при этом наблюдаются нарушение походки, тремор, потеря памяти, проблемы с осанкой и снижение координации . Длительное действие пыли и паров Mn нередко приводит к развитию пневмонии и хронического бронхита у рабочих . В отдельных работах отмечается, что длительное употребление питьевой воды с повышенным содержанием Mn может быть фактором риска для организмов детей .

Цитотоксичность. Исследования токсичного действия Mn на клеточном уровне большей частью посвящены нервным клеткам. В настоящее время неясно, что индуцирует Mn – апоптоз или некроз клеток. Ряд исследований показывают наличие активации сигнальных процессов, характерных для апоптоза, таких как повышенное окрашивание TUNEL, активация каспазного каскада, высвобождение цитохрома С . Однако большинство авторов считают, что гибель клеток в результате интоксикации Mn – это не классический апоптоз, а его сочетание с другими процессами – прекращение синтеза АТФ вследствие повреждения митохондрий . Показано, что Mn замещает внутримитохондриальный кальций и ингибирует процесс окислительного фосфорилирования . Кроме того, он увеличивает проницаемость мембраны митохондрий путём изменения мембранного потенциала .

Таким образом, анализ литературных данных показал, что Mn токсичен для организма человека и животных. Не вызывает сомнения, что Mn в небольших концентрациях играет физиологическую роль в организме человека. В то же время существует риск развития хронической интоксикации Mn, связанный с избыточным поступлением его соединений в организм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. О нейротоксичности марганца в питьевой воде из подземных источников / [и др.] // Георесурсы. – 2011. – Т.5, № 41. – С. 31-34.

2. Andersen M. Pharmokinetic data needs to support risk assessments for inhaled and ingested manganese / M. Andersen // NeuroToxicology. – 1999. – Vol. 20(2-3). – P. 161-172.

3. Aschner M. Manganese neurotoxicity: cellular effects and blood-brain barrier transport / M. Aschner, J. Aschner // Neuroscience & Behavioural Reviews. – 1991. – Vol. 15. – P. 333-340.

4. Critchfield J. W. Manganese+2 exhibits dynamic binding to multiple ligands in human plasma / J. W. Critchfield, Keen Carl L. // Metabolism. – 1992. – Vol. 41 (10). – P. .

5. Dobson A. Manganese Neurotoxicity / A. Dobson // Annals of the New York Academy of Science. – 2004. – Vol. 1012. – P. 115-128.

6. Elder A. Translocation of inhaled ultrafine manganese oxide particles to the central nervous system / A. Elder // Environmental Health Perspectives. – 2006. – Vol. 114 (8). – P. .

7. Erikson K. M. Manganese accumulates in iron-deficient rat brain regions in a heterogeneous fashion and is associated with neurochemical alterations / K. M. Erikson // Biological Trace Element Research. – 2002. – Vol. 87 (1-3). – P. 143-156.

8. Gunter T. Speciation of manganese in cells and mitochondria: A search for the proximal cause of manganese Neurotoxicity / T. Gunter // NeuroToxicology. – 2006. – Vol. 27. – P. 765-776.

9. Henriksson J. Transport of manganese via the olfactory pathway in rats: dosage dependency of the uptake and subcellular distribution of the metal in the olfactory epithelium and the brain / J. Henriksson // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 1999 – Vol. 156 (2). – P. 119-128.

10. Henriksson J. Manganese taken up into the CNS via the olfactory pathway in rats affects astrocytes / J. Henriksson, T. Hans // Toxicological Sciences. – 2000. – Vol. 55. – P. 392-398.

11. Iregren A. Manganese neurotoxicity in industrial exposures: proof of effects, critical exposure level and sensitive tests / A. Iregren // NeuroToxicology. – 1999. – Vol. 20 (2-3). – P. 315-324.

12. Josephs K. A. Neurologic manifestations in welders with pallidal MRI T1 hyperintensity / K. A. Josephs // Neurology. – 2005. – Vol. 64. – P. 2033-9.

13. Keen C. Nutritional aspects of manganese from experimental studies / C. Keen // NeuroToxicology. – 1999. – Vol. 20 (2-3). – P. 213-224.

14. Lai C. K., Minski M., Chan A., Leung T., Lim L. Manganese mineral interaction in brain / C. K. Lai . // NeuroToxicology. – 1999. – Vol. 20 (2-3). – P. 433-444.

15. Manganese and Inorganic Compounds. American Conference of Governmental Industrial Hygienists. – 2001. – P. 1-6.

16. McMillan G. Is electric arc welding linked to manganism or Parkinson’s disease / G. McMillan // Toxicology Review. – 2005. – Vol. 24 (4). – P. 237-257.

17. Olanow C. W. Manganese Induced Parkinsonism and Parkinson’s Disease / C. W. Olanow // Annals of the New York Academy of Science. – 2004. – Vol. 1012. – P. 209-223.

18. Post J. E. Manganese oxide minerals: crystal structure and economic and environmental significance / J. E. Post // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1999. – Vol. 96. – P. .

19. Roth J. Effect of the iron chelator desferrioxamine on manganese-induced toxicity of rat pheochromocytoma (PC12) cells / J. Roth // Journal of Neruoscience Research. – 2002. – Vol. 68. – P. 76-83.

20. Roth J. Homeostatic and toxic mechanisms regulating manganese uptake, retention, and elimination / J. Roth // Biol Res. – 2006. – Vol. 39. – P. 45-57.

21. Takeda A. Manganese action in brain function / A. Takeda // Brain Research Reviews. – 2003. – Vol. 41 (1). – P. 79-87.

22. Verity A. Manganese neurotoxicity: a mechanic hypothesis / A. Verity // NeuroToxicology. – 1999. – Vol. 20 (2-3). – P. 489-498.

23. Yokel R. A. Manganese flux across the blood-brain barrier / R. A. Yokel // Neuromol Med. – 2009. – Vol. 11. – P. 297-310.

Всем давно известен такой металл как марганец. Чаще всего этот элемент сопутствует железу, но может встречаться и самостоятельно. Он второй по распространенности металл, и второй среди тяжелых. Встречается в воде и в пище, поэтому необходимо знать влияние марганца на организм человека. Этот микроэлемент необходим всем, он играет значительную роль в жизнедеятельности, а именно оказывает непосредственное влияние на рост, работу половых желез и образование крови.

Все же влияние марганца на организм человека двоякое: и положительное, и негативное. Тяжелые металлы попадать внутрь организма ежедневно с водой, которую взрослому человеку необходимо выпивать до 2 л в сутки. Готовя суп или наслаждаясь утренним кофе, мы можем нанести себе непоправимый вред, если в воде содержатся примеси. из воды - важный шаг водоподготовки.

Решения BWT для обезжелезивания воды:

Отрицательное влияние марганца в первую очередь сказывается на функционировании центральной нервной системе. Его избыточное накопление проявляется в виде постоянной сонливости, ухудшении памяти, повышенной утомляемости. Марганец является политропным ядом, который оказывает вредное воздействие на работу легких, сердечнососудистой системы, может вызвать аллергический или мутагенный эффект.

Доза, приводящая к отравлению марганцем, составляет 40 мг в день, появляется снижение аппетита, угнетение роста, нарушение метаболизма железа и функционирования мозга. Однако самые тяжелые последствия для организма дает систематическое отравление тяжелыми металлами.

Суточная потребность в марганце зависит от возраста. Взрослому необходимо от 2,5 до 5 мг, детям до года 1 мг, от 1 года до 15 – 2 мг. Марганец попадает в организм человека с растительной и животной пищей. Больше всего его содержится в говяжьей печени, мясе, молоке и молочных продуктах, ананасах, крупах, черной смородине, шиповнике, бобовых, листьях свеклы и моркови.

Марганец попадает в организм человека и с водой. Санитарно-эпидемиологическими нормами регулируется его содержание в питьевой воде, которое составляет 0,1 мг/л. Это значительно больше, чем в Европе, где допустимым считается – 0,05 мг/л. Успокаивает то, что по данным Всемирной Организации Здравоохранения считается, что содержание в воде марганца в дозе 0,5 мг/л не оказывает отрицательного влияния на организм человека. Превышение нормы ведет к его накоплению и к заболеванию костной системы.

В домашних условиях легко определить наличие марганца в воде по вяжущему вкусу и желтоватому цвету, на трубах становиться заметен черный или темно-коричневый налет. В воде мутного темного цвета, может выпадать черный осадок, а при длительном контакте с такой водой темнеют кожные покровы руки и ногтевые пластины. Поэтому необходимо уделять особое внимание выбору .

Марганец имеет свойства накапливаться и закупоривать водопроводные трубы, но трубы можно поменять. В организме человека избыточное количество металлов накапливается в печени, которую поменять невозможно. Влияние марганца на организм человека весьма негативное, но оно не может быть единственной причиной серьезных заболеваний, но вот заметно ухудшить течение других – это ему вполне под силу. Нужно уже сейчас заботиться о своем здоровье. Поэтому лучше предупредить заболевания, чем потом тратиться на лечение.

Если вы не хотите доверить ваше здоровье и здоровье вашей семьи коммунальным службам, пора задуматься над установками фильтрации воды. Они имеют широкий ценовой диапазон и доступны в продаже в магазинах и на интернет-сайтах. В промышленных целях содержание марганца в воде тоже может быть строго ограничено, промышленные фильтры обезжелезивания и деманганации, имеют высокую пропускную способность и несколько степеней очистки. Если Вы хотите пить чистую воду и получать от этого только пользу, необходимо взять все в свои руки и приобрести установки фильтрации.

Для домашнего применения подойдет и фильтр-кувшин, его основной недостаток – он способен обрабатывать небольшое количество воды. Если Вы хотите подойти к проблеме основательно, лучше приобрести мембранные или обратноосмотические фильтрационные установки, которые смогут нейтрализовать отрицательное влияние марганца и других тяжелых металлов на организм.