Марганец в организме человека: роль, источники, дефицит и избыток
Марганец (Mn) - химический элемент с атомным номером 25. В простом виде представляет собой металл серебристо-белого цвета. Отнесен к числу черных металлов.
Марганец был открыт сравнительно недавно, хотя с его соединениями люди имели дело с давних пор. Так, еще в древние времена был известен минерал пиролюзит, который еще называют черной магнезией, использовавшийся для осветления стекла при его варке. В 1774 году шведский ученый-химик К. Шееле доказал, что в черной магнезии содержится неизвестный металл. Несколько образцов руды он отправил своему коллеге Ю. Гуну, который получил металлический марганец прокаливая черную магнезию с углем в печи.
По распространенности среди химических элементов на Земле марганец занимает 14-е место, составляя 0,03% от массы земной коры. Он часто сопутствует железу в его минералах, однако существуют и самостоятельные месторождения этого металла. Самым крупным месторождением марганца в мире считается чиатурское месторождение (вблизи Кутаиси, Грузия), с которого поставляется около 40% всей марганцевой руды.
Достаточно много марганца содержится в виде солей в Мировом океане. Его среднее содержание в морской воде составляет 10-7-10-6%, однако в некоторых океанских впадинах его концентрация достигает 0,3%, и все из-за того, что он окисляется растворенным в морской воде кислородом и в гидратированной форме (MgO2•хН2О) опускается на дно. В некоторых нижних слоях океана на дне формируются железо-марганцевые конкреции, в которых концентрация марганца может доходить до 45%. Имеются в этих конкрециях примеси никеля, кобальта и меди.
Помимо пиролюзита известны еще такие минералы марганца, как манганит, браунит, гаусманит, родохрозит, псиломелан, пурпурит и др.
В России крупных месторождений марганца нет, поэтому он является остродефицитным сырьем.
Роль марганца в организме человека
Марганец является жизненно необходимым минеральным элементом. Он обнаружен практически во всех живых организмах, в том числе в растениях. В организме человека он также выполняет жизненно важные функции.
В организме взрослого человека содержится всего 10-20 мг марганца. Чтобы представить себе мизерность этого количества, скажу: весь марганец, который присутствует в проживающих на всей людях, можно было бы уместить в один железнодорожный вагон. Самая высокая концентрация марганца в печени, почках, головном мозгу, поджелудочной железе, костях.
Суточная потребность человека в марганце зависит от возраста и ряда других факторов:
- для взрослого человека норма составляет 2,5-5 мг;
- для беременных и кормящих грудью женщин - 4-8 мг;
- дети 1-3 лет - 1 мг, 4-6 лет - 1,5 мг, 7-15 лет - 2 мг.
Максимальное поступление марганца для взрослого человека - 11 мг/сут.
Роль марганца в организме человека можно свести к следующему:
- участвует в синтезе нейромедиаторов и их обмене в центральной нервной системе;
- участвует в синтезе тироксина (гормона щитовидной железы);
- усиливает действие инсулина;
- защищает клеточную мембрану от разрушения свободными радикалами;
- необходим для нормального функционирования мышечной ткани;
- обеспечивает формирование правильной структуры костной ткани, хрящей, развитие соединительной ткани вообще, поэтому особенно важен во время интенсивного роста и при половом созревании;
- влияет на концентрацию сахара в крови за счет регуляции поглощения клетками глюкозы из кровяного русла;
- принимает непосредственное участие в синтезе жирных кислот, способствует снижению уровня липидов в крови, активизирует процесс утилизации жиров, за счет чего организм более полно использует запасы жира в организме и не дает сформироваться сгусткам продуктов разложения жира (холестериновым бляшкам);
- предупреждает жировую дегенерацию печени, участвует в процессах обмена гликогена, синтеза холестерина;
- координирует обмен витаминов Е, С и витаминов группы В, в том числе холина, а также меди;
- необходим для синтеза интерферона, то есть участвует в поддержании иммунитета;
- участвует в процессах кроветворения;
- необходим для свертывания крови;
- поддерживает работу женских половых гормонов и тем самым обеспечивает нормальную репродуктивную функцию;
- участвует в образовании ферментов и поэтому необходим для нормального усвоения питательных веществ, поддержания энергетического баланса в организме на клеточном уровне.
Источники марганца в организме человека
Марганец присутствует во многих продуктах питания, но особенно среди них выделяются:
- пшеничные и рисовые отруби;
- ржаной хлеб;
- овес, греча, пророщенное зерно;
- картофель, соя, горох;
- свекла, помидоры, морковь, петрушка, укроп, шпинат, салат;
- сливы, ананасы, черника, черная смородина;
- эвкалипт, багульник, вахта трехлистная, лапчатка;
- кешью, фундук, арахис, миндаль, фисташки;
- грибы: белый гриб, подберезовики и лисички;
- чай, кофе.
Следует также иметь в виду, что марганец намного лучше усваивается, если пища богата цинком. Также необходимо позаботиться о достаточном поступлении в организм витаминов В1 и Е. А вот избыточное поступление в организм кальция, железа, меди и фосфора уменьшает усвоение марганца.
Потребность человеческого организма в марганце увеличивается при:
- употреблении в больших количествах высококалорийной пищи, обедненной минеральными элементами;
- сердечно-сосудистых заболеваниях;
- заболеваниях нервной системы, стрессах, неврозах, частых головокружениях, а также при шизофрении;
- диабете;
- нарушениях репродуктивной функции.
Дефицит марганца в организме человека
Дефицит марганца в организме человека - довольно распространенное явление, что обусловлено повышенными психоэмоциональными нагрузками на современного человека, поскольку нервно-психическая деятельность требует большого количества этого минерального элемента. Особенно велика доля, страдающих недостатком марганца, среди лиц, узлоупотреблящих алкоголем.
Симптомы дефицита марганца:
- депрессия, синдром хронической усталости (неврастения), истерия, упадок сил, утомляемость;
- ухудшение памяти, скорости мышления, способности быстро принимать решения;
- нарушения сократительной способности скелетных мышц, двигательные нарушения, спазмы, судороги и боли в мышцах,
- повышение риска развития остеопороза, ревматоидного артрита;
- деформация суставов, утолщение и укорочение трубчатых костей;
- увеличение риска развития рассеянного склероза, эпилепсии, бесплодия;
- витилиго и другие нарушения пигментации кожи, мелкая чешуйчатая сыпь;
- ухудшение состояния волос и ногтей;
- гормональные нарушения в яичниках, раннее наступление климакса, быстрое старение;
- аллергические реакции, солабленный иммунитет;
- повышение вероятности развития рака;
- замедление развития в детском возрасте.
Причинами недостатка марганца в организме человека являются:
- высокие психоэмоциональные нагрузки, климактерический период у женщин;
- повышенное поступление в организм кальция, ванадия, железа, меди, цезия;
- недостаточное содержание марганца в пищевом рационе вследствие употребления сильно переработанной (рафинированной) пищи;
- повышеный прием консервированной пищи с большим содержанием фосфатов (газированные напитки, консервы и т.п.);
- нарушение марганцевого обмена в организме;
- дисфункция яичников у женщин.
Избыток марганца в организме человека
Серьезные проблемы у человека начинаются при поступлении более 40 мг марганца в сутки. Однако летальная доза не установлена, что не означает ее отсутствия.
Обнадеживает то обстоятельство, что отравиться марганцем даже при употреблении продуктов с высоким содержанием этого микроэлемента невозможно. Медицине известны только два способа получить опасную дозу марганца:
- работа на вредном производстве;
- нарушение обмена марганца в организме (встречается исключительно редко).
При отравлении марганцем развиваются тяжелые психические нарушения, симптомами которых могут быть галлюцинации (т.н. "марганцевое безумие"), сильная раздражительность, нервное и двигательное перевозбуждение. Такая тяжелая симптоматика развивается постепенно, в течение нескольких лет хронического отравления соединениями марганца. Но последствия избытка марганца в организме человека могут проявляться следующими симптомами:
- повышенная утомляемость, упадок психических сил и вялость, депрессия, нарушения памяти, сонливость или бессонница;
- двигательные нарушения (скованность походки, нарушение мышечного тонуса вплоть до атрофии некоторых мышц, общая скованность и замедленность в движениях, различные парестезии);
- увеличение печени;
- импотенция;
- энцефалопатия, повышение риска развития болезни Паркинсона;
- заболевания легких;
- манганокониоз.