x

SPECIJALIZACIJE

x

Uloga mangana u psihijatrijskim i neurološkim oboljenjima

  dr. sc. Ivana Todorić Laidlaw, dr. med. specijalist psihijatar
  prof. dr. sc. Ninoslav Mimica, dr. med., specijalist psihijatar
  Doc. dr. sc. Petrana Brečić, dr. med. specijalist psihijatar
  Sandra Caratan, dr. med. specijalist psihijatar
  Svjetlana Šitum, dr. med. specijalist psihijatar
  Vanja Lovretić, dr. med. specijalist psihijatar
  Jelena Sušac, dr. med. spec. psihijatar
  Prof. dr. sc. Berislav Momčilović, dr. med. specijalist interne medicine i medicine rada

  17.07.2018.

Dugotrajna akumulacija mangana u organizmu može uzrokovati anoreksiju, apatiju, glavobolju, grčeve u nogama, smetnje govora kao i sindrome slične encefalitisu te neurološke poremećaje poput parkinsonizma te psihijatrijske poremećaje poput naglih promjena raspoloženja, kompulzivnog ponašanja, a može se javiti i psihoza.

Uloga mangana u psihijatrijskim i neurološkim oboljenjima

Uvod

Mangan je mineral, oligoelement koji se u vrlo malim količinama nalazi u ljudskom organizmu, ali je neophodan za njegovo optimalno funkcioniranje i igra značajnu ulogu u brojnim biološkim procesima. Poremećene koncentracije mangana ugrožavaju mnoge biološke procese. Manjak mangana uzrokuje poremećaje krvarenja uslijed povišenog protrombinskog vremena, a dugotrajna akumulacija uzrokuje anoreksiju, apatiju, glavobolju, grčeve u nogama, smetnje govora kao i sindrome slične encefalitisu te neurološke poremećaje poput parkinsonizma te psihijatrijske poremećaje poput naglih promjena raspoloženja, kompulzivnih ponašanja, a može se javiti i psihoza.

Rasprostranjenost mangana

U prirodi, mangan se pretežno pojavljuje kao mineral, a njegove rude se iskopavaju u velikim količinama. Oko 90% ukupnog mangana koristi se u industriji čelika u obliku feromangana kao sastojak u legurama čelika. U takvom obliku, mangan ima osobinu izvlačenja kisika i sumpora, te tako poboljšava čvrstoću čelika. Također, važan je u obliku mangan(IV)-oksida, koji se upotrebljava kao katoda u alkalno-manganovim baterijama

Mangan je dostupan u skoro svim namirnicama koje svakodnevno konzumiramo, a najbogatiji izvori mangana su zeleni čaj, kesteni, bademi, grašak, kokos, lješnjaci, raž, zob, integralna riža, masline, ananas, špinat, različito začinsko bilje, sjemenke, luk, zelena salata, kupus, banane, cikla, kupine, maline, žumanci jajeta, orasi, ribizle i celer, životinjska jetra i bubrezi, morska hrana te svo tropsko voće. Samo jedna šalica zelenog čaja sadrži između 0,5 do 1,5 mg mangana.

Mangan u ljudskom organizmu

Elementi potrebni za optimalno funkcioniranje ljudskog metabolizma su definirani minimalnom potrebnom koncentracijom za obavljanje svojih uloga. Kada je potrebni dnevni unos ispod 1-100 mg/danu, nazivaju se elementima u tragovima, oligoelementima, a njihov manjak vodi do poremećaja koji mogu imatii fatalni ishod. Elementi koji pripadaju ovoj skupini su bakar, cink, selen, željezo, krom, kobalt, molibden i jod. Svi osim joda, koji je nemetal, su metali.

Odraslo ljudsko tijelo u prosjeku sadrži 15 mg mangana, a prosječni potrebni dnevni unos iznosi 2 − 5 mg/danu. Mangan djeluje kao aktivator enzima i kao sastavni dio metaloenzima. Tkiva koja su bogata mitohondrijima i pigmentom, poput retine i tamne kože, imaju veće koncentracije mangana. Kosti, jetra, gušterača i bubrezi imaju više koncentracije mangana u odnosu na druga tkiva. Najveće spremište mangana u tijelu su kosti.

Mangan je esencijalni element, sastavnica najmanje šest poznatih enzima, potreban je za učinkovit metabolizam šećera, za proizvodnju hrskavice te proizvodnju cikličkog AMP, mobilnog drugog glasnika.

Deficijencija mangana uzrokuje poremećaje krvarenja uslijed povišenog protrombinskog vremena, a dugotrajna akumulacija uzrokuje anoreksiju, apatiju, glavobolju, grčeve u nogama, smetnje govora kao i sindrome slične encefalitisu i parkinsonizmu, a može se javiti i psihoza. U fokusu našeg interesa, je uloga mangana u neurološkim i psihijatrijskim oboljenjima.

Biološko ponašanje mangana

Mangan ima moćna antioksidacijska svojstva te dokazano smanjuje razinu slobodnih radikala. Slobodni radikali mogu oštetiti stanice i povećati rizik od nastanka neoplazmi. Preporuka je rizičnim skupinama, pacijentima koju u obiteljskoj anamnezi imaju osobe oboljele od karcinoma te time i predispoziciju povećati unos mangana, bilo putem suplemenata ili živežnih namirnica.

Mangan u mozak dolazi putem krvno-moždane i krvne-cerebrospinalne tekuće barijere. Višak mangana akumulira se u bazalnim ganglijima, osobito u: striatumu (nucleus caudatus, putamen i nucleus accumbens), globus pallidus (GP) i substantia nigra (SN). Povišene koncentracije mangana u mozgu, osobito u bazalnim ganglijima povezane su s neurološkim poremećajima sličnim Parkinsonovoj bolesti. Veliki dio mangana vezan je za metaloproteine mangana, posebno glutamin sintetaze u astrocitima. Dio mangana vjerojatno postoji u sinaptičkim vezikulama u glutaminergijskim neuronima te je povezan s elektrofiziološkom aktivnošću neurona. Mangan koji se oslobađa u sinaptičku pukotinu može utjecati na neurotransmisiju.

Mangan i neurološka oboljenja

Mangan je također bitan u patofiziologiji Huntingtonove bolesti (HD). Simptomi uzrokovani nakupljanjem mangana uključuju distoniju, bradikineziju i krutost zbog oštećenja dopaminergičkih (DAergic) neurona i glije.

U ovom kontekstu, važno je naglasiti da, kako bi se bolje razumjeli neurotoksične učinke mangana, čini se da je važan križni odgovor između dopaminergičkog i kolinergičkog sustava, posebno kada se odnosi na regije mozga povezane s Parkinsonovom bolesti i manganizmom, kao što je striatum, gdje su prisutni kolinergični interneuroni. Neurodegenerativni proces induciran akumulacijom manganom naziva se manganizam. Manganizam je sindrom sličan Parkinsonovoj bolesti (PD), karakteriziran psihijatrijskim i kognitivnim deficitima i oštećenjem motorike.

Mangan je također bitan u patofiziologiji Huntingtonove bolesti (HD). Simptomi uzrokovani nakupljanjem mangana uključuju distoniju, bradikineziju i krutost zbog oštećenja dopaminergičkih (DAergic) neurona i glije. 

Mangan i shizofrenija

Mangan svakako na neki način ima ulogu u patogenezi i/ili razvitku shizofrenije s obzirom da se u raznim istraživanjima potvrđuje da je koncentracija mangana u oboljelih od shizofrenije promijenjena u odnosu na koncentraciju u zdravih osoba.

U dosadašnjim istraživanjima uloge mangana u patogeneze shizofrenije rezultati su kontradiktorni. Prvotna istraživanja pokazala su da snižena koncentracija mangana utječe na membransku stabilnost, odnosno da ju destabilizira. Krenimo kronološkim redom. Barlow (1979) je utvrdio da je Mn (mangan) značajno niži u kosi osoba sa shizofrenijom u usporedbi s kontrolnom populacijom. Istraživanje koje su proveli Pfeiffer i LaMola 1983. godine kod osoba sa shizofrenijom nalaze više koncentracije mangana u odnosu na kontrolnu skupinu. Također u istoj studiji istraživaći navode da je mangan bio niži kod muškaraca, ali ne i kod žena te da se koncentracija mangana u ljudskom organizmu smanjuje s dobi. Novije istraživanje koje su proveli Li i suradnici 2017. godine pokazalo je da je koncentracija mangana u krvi u oboljelih od shizofrenije također niža nego kod zdravih kontrola.

Dakle, rezultati do sada provedenih istraživanja su vrlo kontradiktorni. Dijelom to može biti uzrokovano nedovoljno osjetljivim analitičkim postupcima, korištenjem različitih bioloških matrica (krv, likvor, serum, moždano tkivo post mortem, kosa) te nepostojanjem kontrole mogućeg zbunjujućeg djelovanja nutritivnog i socioekonomskog statusa koji je kod osoba oboljelih od shizofrenije niži nego u populaciji bez psihijatrijskih bolesti.

Iz svega navedenog može se zaključiti da mangan svakako na neki način ima ulogu u patogenezi i/ili razvitku shizofrenije s obzirom da se u raznim istraživanjima potvrđuje da je koncentracija mangana u oboljelih od shizofrenije promijenjena u odnosu na koncentraciju u zdravih osoba.

Manganska „psihoza“

Osobe koje rade s manganom, većinom su pod kontinuiranim nadzorom liječnika, imaju redovite sistematske preglede te se poduzimaju stroge zaštitne mjere kako bi se izbjegle intoksikacije.

Trovanja manganom najčešće nastaju kod profesionalne izloženosti, udisanjem para mangana, prašine oksida (MnO2) ili nekog drugog spoja. Prvi vanjski znaci trovanja su umor, iscrpljenost, klonulost mišića, zatim napadaji smijeha i plača, a oboljela osoba sklona je autoagresivnom ponašanju. U kroničnoj fazi ekspozicije, javlja se tremor, opći simptomi Parkinsonove bolesti i skleroza nakon čega za oboljelog više nema lijeka. Dozvoljena koncentracija mangana u radnim prostorijama je do 5 mg u m3 zraka, a u vodi za piće 0,05 mg/L. Njegovi spojevi su eksperimentalni karcinogeni i teratogeni.

U prodromalnoj fazi, prvi znakovi su gubitak apetita, apatija i smanjenje fizičke snage do te mjere da čak i jednostavni zadaci zahtijevaju stalni napor. Ponekad se akutna intoksikacija manifestira, kako je Rodier nazvao „manganskom psihozom". Bolesnik tetura, govor je nekoherentan, a pojavljuje se i auto i heteroagresivno ponašanje. Početno hiperseksualno ponašanje slijedi impotencija. Razdoblje pospanosti prati povećanje nesanice.

Nakon prodormalne faze, osiromašuje se govor i mucanje je uobičajeno. Promjena u ekspresiji lica nazvana je „maska manganique". Dok se većina bolesnika karakterizira kao „u stalnom stanju euforije", povremeno se susreće grčevito plakanje.

Zbog navedenog, osobe koje rade s manganom, većinom su pod kontinuiranim nadzorom liječnika, rade se redoviti sistematski pregledi te se poduzimaju stroge zaštitne mjere kako bi se izbjegle intoksikacije. Kod pojave opisanih simptoma, potrebna je brza dijagnostička procedura i liječenje kako bi se izbjeglo trajno strukturno oštećenje mozga.

Zaključak

Mangan je važan oligoelement neophodan za optimalno funkcioniranje organizma i igra značajnu ulogu u brojnim biološkim procesima. Poremećene koncentracije mangana ugrožavaju mnoge biološke procese. Mangan ima moćna antioksidacijska svojstva te dokazano smanjuje razinu slobodnih radikala. Mangan je dostupan u skoro svim namirnicama koje svakodnevno konzumiramo.U mozak dolazi putem krvno-moždane i krvne-cerebrospinalne tekuće barijere. Manjak mangana uzrokuje poremećaje krvarenja uslijed povišenog protrombinskog vremena, a dugotrajna akumulacija uzrokuje anoreksiju, apatiju neurološke i psihijatrijske poremećaje. Kod osoba koje su profesionalno izložene manganu, potrebni su redoviti sistematski pregledi i stroge zaštitne mjere kako bi se izbjegle intoksikacije, trajna strukturna oštećenje mozga te fatalni ishodi.

Literatura

  1. Barlow P. Hair metal analysis and its significance to certain diseases. 2nd Annual Trace Minerals in Health Seminar. Boston.1979.
  2. Bowler R, Gysens S, Diamond E, Nakagawa S, Drezgic M, Roels H. Manganese exposure: Neuropsychological and neurological symptoms and effects in welders. NeuroToxicology. 2006;27:315–326.
  3.  CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013
  4. Dohan F. Cereals and schizophrenia. Data and hypotheses. Acta Psychiatrica Scandinavica. 1966; 42: 125–52.
  5. Guilarte T, Chen M, McGlothan J, VerinaT, Wong D, Zhou Y et al. Nigrostriatal dopamine system dysfunction and subtle motor deficits in manganese-exposed non-human primates. Experimental Neurology. 2006;202(2):381–90.
  6. Guilarte T, McGlothan J, Degaonkar M, Chen M, Barker P, Syversen T et al. Evidence for cortical dysfunction and widespread manganese accumulation in the nonhuman primate brain following chronic manganese exposure: A 1H-MRS and MRI study. Toxicological Sciences. 2006; 94(2):351–358.
  7. Harry H. Binder (1999). Lexikon der chemischen Elemente. Stuttgart: S. Hirzel Verlag. ISBN 3-7776-0736-3.
  8. Krsnjavi H. Selenium and fertility in men. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 1992;9(2):107–108.
  9. Kumar K, Goodwin C, Uhouse M, Bornhorst J, Schwerdtle T, Aschner M, et Al. Untargeted metabolic profiling identifies interactions between Huntington’s disease and neuronal manganese status. Metallomics. 2015;7:363–370.
  10. Li Z, Liu Y, Li X, Ju W, Wu G, Yang X et al. Association of elements with schizophrenia and intervention of selenium supplements. Biological Trace Element Research. 2017
  11. Bergmann L, Schaefer C, Kassing R. (2005). Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper (2 iz.). Walter de Gruyter. str. 361. ISBN 978-3-11-017485-4.
  12. Greenwood N. N, Earnshaw A. (1988). Chemie der Elemente (1 iz.). Weinheim: VCH. str. 1339. ISBN 3-527-26169–9.
  13. Pfeiffer C. Schizophrenia and wheat gluten enteropathy. Biological Psychiatry. 1984; 19(3): 279-80.
  14. Prasad A. Essential And Toxic Element: Trace Elements In Human Health And Disease. 2013.
  15. Rehnberg G, Hein J, Carter S, Linko R, Laskey J. Chronic ingestion of Mn3o4 by rats: Tissue accumulation and distribution of manganese in two generations. Journal of Toxicology and Environmental Health. 1982;9:175-88.
  16. Stansfield K, Bichell T, Bowman A, Guilarte T. BDNF and Huntingtin protein modifications by manganese: implications for striatal medium spiny neuron pathology in manganese neurotoxicity. Journal of Neurochemistry. 2014;131:655–666.
  17. Tehnički leksikon. Zagreb, Leksikografski zavod Miroslav Krleža. 2007.
  18. Tolonen M, Hulme M, Sarna S: Vitamin E and selenium supplementation in geriatric patients: A double-blind clinical trial. In: Combs G Jr, Spallholz J, Levander O, Oldfield J (Eds). Selenium In Biology And Medicine Part B. New York: Van Nostrand Reinhold. 1987.
  19. Undrewood E. Trace Elements In Human And Animal Nutrition 4th ed. 2012.
  20. Van R, Thomson C, Mckenzie J, Robinson M. Selenium deficiency in total parenteral nutrition. American Journal of Clinical Nutrition. 1979;32:2076–85.

OGLASI
GastalMaxirinoBisolex
VEZANI SADRŽAJ > <
OGLAS
Ibuxin Rapid
ONLINE TEČAJ

Pristupite online
testiranju: