марганец, Mn

Марганец (Mn) - незаменимый для человеческого организма микроэлемент. Его главная функция заключается в участии в качестве кофактора в различных ферментах. В этой функции марганец играет важную роль в углеводном обмене и в соединительных тканях.

Распространение:

Марганец широко распространён в растительных продуктах питания, особенно в зародышах и внешних слоях зерновых. Большие его количества находятся в пшеничных зародышах (9-10 мг/100г), фундуке (6), овсяных хлопьях (5-6), тыквенных семечках (4,5), цельнозерновой пшенице (3,5), соевых бобах (3), пшене (2), грецких орехах (2), миндале (2), белой фасоли (2) и неполированном рисе (1,1).

Потери при хранении и приготовлении:

При рафинировании продуктов питания, например, при изготовлении белой муки или полированного риса, может быть утрачено более 50 % марганца.¹

Усвоение и обмен веществ:

Метаболизм марганца до сегодняшнего дня мало изучен. Предположительно марганец и железо используют одну и ту же транспортную систему и поэтому имеют также антагонистические свойства. Организм всасывает марганец в тонком кишечнике. Фитаты, железо, кальций и фосфаты препятствуют этому процессу, такие комплексообразующие вещества как цитраты, наоборот, способствуют всасыванию.³ Доля всасывания составляет всего 3 - 4 %, при низком уровне марганца или ограниченном его потреблении несколько выше. После всасывания марганец попадает в связанном с альбумином виде в печень. Оттуда транспортные белки (кроме прочего трансферрины) переносят его с кровью к клеткам-мишеням и тканям (гипофизу, шишковидной железе, костям, молочной железе и поджелудочной железе)³.

Накопление, использование, потери:

Выделить какие-либо органы накопления нельзя.⁴ Большая часть марганца находится в костях, а общее количество, содержащееся в организме, составляет от 10 до 20 мг. В мозге марганец находится в связанном со специальными белками виде, главным образом с глутамат-аммоний-лигазой в астроцитах. В клетках марганец сконцентрирован в митохондриях.⁴ Организм регулирует содержание марганца, скорее приспосабливая экскреции (выделения через желчный пузырь и кишечник), чем регулируя всасывание.⁴

Суточная потребность в долгосрочной перспективе:

Исследования, посвящённые потребности в марганце, ещё неполные. Оценочные значения для ежедневного потребления составляют от 2 до 5 мг марганца в день для взрослого человека.³ В немецкоговорящем пространстве среднестатистическое суточное потребление составляет от 4,4 до 4,5 мг.⁵

Симптомы и причины дефицита:

Симптомы дефицита наблюдаются у человека только в единичных случаях (парентеральное питание, экспериментально при бедной витамином K диете) и только в комбинации с дефицитами других питательных веществ. В комбинированном дефиците наступают потеря веса, дерматиты и изменения в структуре волос, ногтей и липидах крови. В опытах на животных наблюдались нарушения репродуктивной способности, росте, центральной нервной системе и в жировом и углеводном обмене (блокировка синтеза инсулина). Однозначно определить симптомоы дефицита марганца у человека невозможно.^{3, 4}

Избыточное потребление:

Даже при потреблении большого количества зерновых и ежедневном получении 10 мг марганца, опасаться токсичных последствий марганца не стоит.³

Функции:

• соединительная ткань: марганец поддерживает ферменты (гликозилтрансферазы), которые участвуют в синтезе хондроитинсульфата. Хондроитинсульфат является компонентом соединительной ткани и находится в хрящах и суставной смазке.
• марганец играет важную роль в углеводном обмене: при глюконеогенезе организм синтезирует глюкозу из продуктов метаболизма (молочной кислоты, пировиноградной кислоты). Молочная кислота возникает при работе мышц. Пировиноградная кислота возникает при голоде из расщепления мышечных белков. Марганец - компонент фермента пируваткарбоксилазы, которая участвует в глюконеогенезе.⁴
• ферменты эндогенной антиоксидантной системы: марганец является составляющей супероксиддисмутазы, которая может нейтрализовать радикал кислорода перекись.³
• цикл мочевины: задача цикла мочевины в том, чтобы держать на низком уровне концентрацию аммиакa в тканях. Аммиак - это сильный клеточный яд и возникает он из избыточных аминокислот. В модифицированном виде аммиак попадает в цикл. Там ферменты расщепляют его до мочевины, которую организм затем выводит с мочой. В состав одного из ферментов (аргиназы) входит марганец.⁵
• существует множество ферментов, при которых другие ионы металла могут в большей или меньшей степени заменить марганец.³

Структуры:

Для того, чтобы трансферрин мог транспортировать марганец в клетки-мишени, происходит окисление Mn²⁺ до Mn³⁺. Это происходит при участии железа (Fe²⁺ до Fe³⁺) с зависимым от меди ферментом церулоплазмином.³

Литература:

1. Elmadfa Ibrahim und Leitzmann Claus: Ernährung des Menschen; 5. Auflage (2015); Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart.
2. База данных министерства сельского хозяйства США.
3. Biesalski Hans Konrad und Grimm Peter: Taschenatlas der Ernährung; 6. Auflage (2015); Georg Thieme Verlag, Stuttgart und New York.
4. Zimmermann Michael, Schurgast Hugo, Burgerstein Uli P.: Burgersteins Handbuch Nährstoffe, 9. Auflage (2000); Karl F. Haug Verlag, Heidelberg.
5. De Groot Hilka und Farhadi Jutta: Ernährungswissenschaft; 6. Auflage (2015); Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten.