Марганец

Марганец (Мn) относят к эссенциальным МЭ, участвующим в работе многих ферментных систем в качестве компонента их активных центров аллостерических регуляторов. Так, марганец входит в состав металлоэнзима Mn-зависимой супер-оксиддисмутазы (Мn-СОД) — ведущего фермента АОС митохондрий. Функция ее состоит в катализе равновесия реакции дисмутации супероксид-анион радикала, являющегося побочным продуктом процессов дыхательной цепи митохондрий. Еще одна функция Мn-СОД состоит в ингибировании программированной смерти клеток за счет удаления супероксида, необходимого для запуска процесса апоптоза. Mn-содержащими ферментами являются также пируваткарбоксилаза - один из ключевых ферментов синтеза углеводов из пировиноградной кислоты — и аргиназа, катализирующая расщепление аргинина с образованием мочевины. Известно также значительное количество ферментов, активируемых ионами Мп²⁺, включая гидролазы, киназы, декарбоксилазы, трансферазы. Глутамин-синтетаза, присутствующая в головном мозге человека, катализирует реакцию связывания аммиака при участии глутамата и АТФ с образованием глутамина.

Мn участвует в синтезе хондроитинсульфата соединительной ткани, минерализации костной ткани, метаболизме углеводов, липидов и биосинтезе ХС, белковом и энергетическом обмене, имеет важное значение для электрофизиологической активности нейронов ЦНС, участвует в синтезе и метаболизме инсулина, тиреоидных гормонов, катехоламинов; влияет на тонус сосудов. С пищевыми продуктами марганец поступает в организм в органически связанной форме; в составе БАД к пище и продуктов энтерального зондового питания он может присутствовать в виде неорганических солей. Абсорбция Мn имеет место на всем протяжении тонкой кишки и происходит, по-видимому, как при участии активного транспорта, использующего, предположительно, мембранный переносчик двухвалентных катионов DMT1 (известный также как DCT-1 или nramp-2), так и с помощью механизма пассивной диффузии. У новорожденных существует механизм всасывания Мn, связанного с лактоферрином женского молока. Мn всасывается в кишке в двухвалентном состоянии, а поступая в системную циркуляцию, меняет свою степень окисления на +3 и затем связывается с трансферрином, конкурируя в этом отношении с железом.

Биодоступность Мn, поступающего с диетой, является низкой и составляет от 1 до 15% (наиболее вероятные оценки — 3-5%), однако в балансовых исследованиях были получены значения около 25%. Основным путем выведения Мn из организма является его экскреция с желчью и панкреатическим соками последующее удаление с калом. В нормальных условиях в кишечнике присутствует смесь из неабсорбированных, абсорбированных и ресекретированных фракций данного МЭ, что затрудняет количественный учет его абсорбции и ретенции. Захват Мn клетками печени осуществляется в форме, связанной с α₂-макроглобулином; некоторое количество Мn (порядка 0,02 мкмоль/л) может оставаться в циркуляции и в свободном состоянии. Общее содержание Мn в организме человека в норме составляет 12-20 мг. Наибольшая концентрация Мn (20-50 наномоль/г) обнаружена в печени, почках, поджелудочной железе, кишечнике, костях. Количество марганца в костях составляет около 5,2 мг, в скелетных мышцах — 1,5 мг.

Дефицит марганца практически никогда не наблюдается у людей при естественном питании. Имеются немногочисленные данные исследования дефицита марганца у добровольцев, получавших полусинтетические диеты с его исключением. При этом отмечались снижение уровня ХС в сыворотке, дерматит, снижение массы тела, замедление роста волос и ногтей. При некоторых заболеваниях человека (эпилепсия, шизофрения, болезнь Паркинсона, экзокринная недостаточность поджелудочной железы, множественный склероз, катаракта, остеопороз, СД 2-го типа) отмечаются низкие уровни Мn в сыворотке крови, однако данных, позволяющих считать, что эти заболевания могут быть как-то причинно связаны с недостаточным потреблением Мn с пищей, не имеется, и выявляемые различия имеют, скорее всего, вторичный характер.

При избыточном поступлении в организм Мn токсичен, поражается ЦНС, симптоматика сходна с болезнью Паркинсона (тремор конечностей, нарушение координации движений). Основным путем экспозиции человека токсическими дозами Мn является ингаляция в условиях металлургических производств. Случаи интоксикации Мn через пищевые продукты неизвестны, однако имеется ряд данных о ее развитии при потреблении питьевой воды, содержащей Мn в количестве 1,8-2,3 мг/л, в Бангладеш и Греции, а также при внутривенном (парентеральном) питании.

В норме интервал содержания марганца в цельной крови человека составляет 8-12 мкг/л. в сыворотке крови — 0,5—1 мкг/л, срочная экскреция с мочой — 0,5-2 мкг/сут.

Естественными источниками марганца в питании человека являются субпродукты (печень), крупы (в особенности гречиха), бобовые (фасоль, горох, арахис), чай, кофе, шоколад, зеленые листья овощей. В составе БАД к пище марганец может использоваться в виде органически связанных форм, получаемых биотехнологическими методами (хелатные комплексы АК и пептидов, спирулина, дрожжи). При обогащении продуктов для энтерального зондового питания применяется неорганическая соль — хлорид Мn (II).