Обмен марганца в организме и его нарушение

10.08.2016
Содержание и распределение марганца в организме. В организме здорового человека содержится около 20 мг марганца. Наибольшая его концентрация определяется в костях, печени, головном мозге, гонадах, почках и эндокринных железах, наименьшая — в скелетных мышцах и плазме крови. Печень плода не накапливает этот микроэлемент.

Механизмы поступления, всасывания, транспорта и выведения марганца. Основным источником марганца для человека являются продукты растительного происхождения, прежде всего чай, из которых он в небольшом количестве всасывается в проксимальном отделе тонкой кишки. В грудном молоке марганца меньше, чем в коровьем, но всасывается он значительно лучше именно из грудного молока. Кальций и фосфаты затрудняют абсорбцию марганца, а алкоголь ее повышает.

Через апикальную мембрану энтероцитов марганец проникает с помощью DMT 1 и специфических транспортеров, которые одновременно способны переносить кадмий. В крови он транспортируется специальным β1-глобулином и эффективно захватывается печенью. Небольшое количество Mn2+ окисляется до Mn3+ и транспортируется трансферрином в другие органы и ткани, где он почти полностью включается в митохондрии.

Суточная потребность в марганце для взрослого составляет 2—5 мг, для детей грудного возраста — 0,3—0,6 мг. Большая часть марганца экскретируется с желчью и соком поджелудочной железы.

Роль марганца в организме человека определяется тем, что он входит в состав активных центров ряда ферментов, а также способен активировать многие другие ферменты. Это делает марганец необходимым для полимеризации ДНК, транскрипции, синтеза ганглиозидов и глутамина. Липотропное и антиатерогенное действие марганца обусловлено активацией ферментов, необходимых для синтеза фосфолипидов и холестерина. Его участие в синтезе гликозаминогликанов обеспечивает остео- и хондрогенез. Этот микроэлемент необходим для глюконеогене-за, обмена катехоламинов и активации фактора X свертывания крови. Очень важную роль в организме играет митохондриальная супероксиддисмутаза, содержащая марганец: она защищает митохондрии от разрушительного действия супер-оксидного анион-радикала и предотвращает апоптоз клеток в норме и, особенно, при облучении, гипероксии и синдроме ишемии-реперфузии.

Дефицит марганца, возникающий при нарушении его всасывания, приводит к задержке роста, аномалиям развития костей и хрящей, гипогонадизму, снижению массы тела, гипохолестеринемии, нарушению свертывания крови. Снижение активности глутаминсинтетазы служит причиной интоксикации ЦНС аммонием и угнетает активность глутаматергических нейронов, а недостаток митохондриальной супероксиддисмутазы вызывает повреждение мембраны митохондрий, вследствие чего угнетается синтез АТФ. Все это нарушает нормальную деятельность головного мозга и проявляется эпилептическими судорогами. Недостаточная активность супероксиддисмутазы в митохондриях β-эндокриноцитов островков Лангерганса обусловливает их разрушение супероксидом и развитие сахарного диабета. При дефиците марганца в период внутриутробного развития могут нарушаться структура и функция вестибулярного аппарата.

Избыток марганца возникает при повышении его концентрации в воде и продуктах питания. Марганец может попадать в организм вследствие вдыхания марганцевой пыли при работе на шахте. Повышение концентрации этого микроэлемента оказывает прооксидантное действие, обусловливает повреждение мембраны митохондрий и других органелл. Главной мишенью токсического действия марганца является ЦНС и, особенно, базальные ганглии. В первую очередь повреждаются астроциты, нарушаются синтез и депонирование в нейронах дофамина, что сопровождается неврологическими нарушениями, сходными с болезнью Паркинсона. Возможны также психические расстройства, нарушение функции гонад, рахитоподобные изменения скелета, анемия, анорексия и дизартрия. Менее тяжелое хроническое отравление марганцем у детей проявляется снижением способности к концентрации внимания и ухудшением памяти.