Mangán

A mangán különösen fontos az oxigénes fotoszintetikus organizmusokban, és kritikus szerepet játszik a négy atomból álló klaszter kialakításában a II. Fotorendszer (PSII) donor oldalán, amely részt vesz a vízmegosztási reakció katalizálásában (Barber, 2008b).

Kapcsolódó kifejezések:

Jód
Mikroelem
Bór
Szelén
Fitát
Nyomelem
Búzaliszt
Ütő

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Szőlőskert gyakorlat

Ronald S. Jackson PhD, Bortudomány (harmadik kiadás), 2008

MANGÁN

A mangán több enzim, például a kloroplasztikus fotorendszer (PS) II komplex oxigént felszabadító komponensének aktiválásában vagy kofaktorként működik. A mangán közvetlenül részt vesz a zsírsavak szintézisében, a mérgező oxigéngyökök semlegesítésében és a nitrátok ammóniává történő redukciójában. A mangán főként a xilemben helyezkedik el.

A legtöbb kétértékű kationhoz hasonlóan a lúgos és humuszos homokos talajokban a növények számára a mangán hozzáférhetősége csökken. A hiánytünetek klorózist okoznak, amely a vénák mentén zöld határral társul, hasonlóan a cinkhiányhoz. A mangánhiány azonban nem változtatja meg a levél-véna szögeit, és nem is indukál „kevés levelet”. Ezenkívül a klórózis az évszak elején kialakul, és az alaplevelekkel kezdődik. A levelek muskátliszerű megjelenést nyerhetnek. Rosszul levegőzött savas talajon a mangán mérgező szintet érhet el a redukált (Mn 2+) oxidok fokozott oldhatósága miatt.

Tápanyagigény

César Molina-Poveda, az Aquafeed készítményben, 2016

4.7.8. Mangán (Mn)

A mangán aktiválja az olyan specifikus enzimeket, mint a piruvát-karboxiláz, a lipáz, a szuperoxid-diszmutáz és más enzimrendszerek, amelyek fontosak a poliszacharidok, a glikoprotein, az FA és az karbamid ammóniából történő előállításához, valamint a hal koleszterinszintézisében. A mangánra szintén szükség van a vörösvértestek regenerálásához, a szaporodási ciklushoz és a kondroitin-szulfát szintéziséhez, amely a csont szerves mátrixának mukopoliszacharidja. A mangán rosszul szívódik fel az Mn 2+ formában, majd a szállításhoz Mn 3+ formává oxidálódik. Az étkezési kalcium és foszfor túlzott mennyisége csökkenti az Mn felszívódását, ezzel szemben a vashiány növeli az Mn felszívódását.

4 g-os pontyok etetési kísérletét hajtották végre Satoh és mtsai. (1989b) megvizsgálni a különféle típusú hallisztekben (fehér halliszt, barna halliszt és szardínialiszt oldattal vagy anélkül) tartalmazott Mn mennyiségét, kiegészítve Mn-vel. Az eredmények azt mutatták, hogy a növekedés és a takarmányozás hatékonysága gyenge volt azokban a halakban, amelyekben nem volt kiegészítő Mn az egyes hallisztlétes étrendcsoportokban. Így a hallisztből nyert Mn nem volt elegendő a csigolyák Mn-tartalmának megőrzéséhez és a test törpéjének csökkentéséhez, annak ellenére, hogy a különféle vizsgált hallisztek magas Mn biohasznosulása volt. Az étrendben a trikalcium-foszfát tartalma nem befolyásolta az Mn biohasznosulását. A mangán kiegészíthető a takarmányokkal mangán-szulfát vagy klorid formájában. A pontyban azt találták, hogy ezek az Mn-sók alkalmasabbak, mint a mangán-oxid és a mangán-karbonát, mint Mn-források (Satoh et al., 1987b). A mangánhiány gyenge növekedéshez, csontváz-rendellenességekhez, magas embrionális mortalitáshoz és alacsony kikelési arányhoz vezethet. A takarmányokban lévő mangán követelményszintje 2,4 és 25 mg/kg között van (4.33. Táblázat).

4.33. Táblázat. Kémiailag meghatározott étrendet alkalmazó mangán (Mn) szükséglet számos halfajról számolt be

FajMn forrásFehérje forrásMn szükséglet (mg/kg DM) Hivatkozások

Atlanti lazac	MnSO4 · H2O	CS	7,5–10,5	Maage és mtsai. (2000)
Atlanti lazac	MnSO4 · H2O	FM	15	Lorentzen és mtsai. (1996)
Csatorna harcsa	MnSO4 · H2O	CS	2.4	Gatlin és Wilson (1984b)
Cobia	MnSO4 · H2O	CS	22–25	Liu és mtsai. (2013)
Közönséges ponty	MnSO4 · H2O	EA	12,0–13,0	Ogino és Yang (1980)
Közönséges ponty	MnSO4 · H2O	FM	12,0–13,0	Satoh és mtsai. (1987b)
Közönséges ponty	MnSO4 · H2O	EA	13–15	Satoh és mtsai. (1992)
Gibel ponty	MnSO4 · H2O	CS	12,6, 13,7	Pan és mtsai. (2008)
Fűrészes sügér	MnSO4 · H2O	CS	19.	Ye és mtsai (2009) .
Hibrid tilápia	MnSO4 · H2O	CS	7	Lin és mtsai. (2008b)
Tejhal	MnSO4 · H2O	CS	R	Minoso és mtsai. (1999)
szivárványos pisztráng	MnSO4 · H2O	CS	R	Knox és mtsai. (1981)
szivárványos pisztráng	MnSO4 · H2O	FM	19.	Satoh és mtsai. (1991)
szivárványos pisztráng	MnSO4 · H2O	EA	12,0–13,0	Ogino és Yang (1980)
szivárványos pisztráng	MnSO4 · H2O	FM	R	Yamamoto és mtsai. (1983)
Tilapia	MnSO4 · H2O	CS	R	Ishac és dollár (1968)
Sárga harcsa	MnSO4 · H2O	CS	5,5–6,4	Tan és mtsai. (2012)

Megjegyzés: EA, tojásalbumin; FM, halliszt; CS, kazein; R, szükséges, de mennyiségi követelmény nincs meghatározva; NR, nem szükséges.

A mangánmérgezés táplálkozási, genetikai és molekuláris vonatkozásai

Záró megjegyzések

Az Mn neurotoxicitását több mint egy évszázada ismerik fel, és az Mn neurotoxikus hatásait a központi idegrendszerre kiterjedten tanulmányozták az elmúlt évtizedekben. Előrelépés történt a Mn transzport és a homeosztázis mechanizmusainak felderítésében. Kimutatták a fehérjék, például a DMT-1, a Tf és az FPN részvételét ezekben a folyamatokban. Új Mn transzportereket is azonosítottak, például az SLC30A10-et. Az Mn hatásának molekuláris szinten számos mechanizmusát írták le, ideértve a neurotranszmitter szintjének változását és az extracelluláris DA szerepét az Mn által kiváltott oxidatív stressz kialakulásában. Mindazonáltal még sok mindent meg kell tanulni az Mn transzportjáról és a homeosztázisról/dyshomeostasisról. Ennek megfelelően az Mn részvétele a neurodegeneratív betegség etiológiájának környezeti összetevőjében, például a PD-ben és a HD-ben, még nem ismert. Így a toxikológia területét folyamatosan gazdagítják az Mn toxicitás vizsgálata.

Gyümölcsök és zöldségek tápértéke

Ariel R. Vincente,. Carlos H. Crisosto, a Postharvest Handling (harmadik kiadás), 2014

Mangán (Mn)

A mangán egyes enzimek, köztük az oxigént kezelő enzimek kulcsfontosságú eleme. Támogatja az agy működését és a szaporodást, és szükséges a vércukorszint szabályozásához. Ezenkívül része a csontszerkezetnek. A mangán az antioxidáns enzimek, például a mitokondriális szuperoxid-dismutáz egyik társfaktora.

Növényekben a mangánatomok egymást követő oxidációkon mennek keresztül, hogy egy erősen oxidáló komplexet nyerjenek, amely a fotoszintézis során képes oxidálni a vizet. A magnéziumhoz hasonlóan a mangánra is szükség van a szén asszimilációval járó enzimreakciókban. A kloroplasztok a legérzékenyebbek a mangánhiányra. A kertészeti növények közül a spenót jó mangánforrás (Pennington és Fisher, 2010).

Mangán- és táplálkozási immunitás

Következtetések

A mangán elengedhetetlen tápanyag a baktériumok számára, mivel számos sejtszintű folyamat kofaktoraként szolgál. Amikor egy kórokozó bekerül egy gerinces gazdaszervezetbe, ellenséges környezettel néz szembe, minimálisan biológiailag hozzáférhető mangánnal. A gazdaszervezet ezt a környezetet úgy alakítja ki, hogy a fertőzés fókuszában mangánt szekvenál. Az extracelluláris környezetben a kalprotektin, a neutrofilek által termelt fehérje szorosan megköti a mangánt. A makrofágok fagoszómáinak belsejében az NRAMP1 mangánt szállít a citoszolba, éheztetve a vakuola baktériumait és hozzájárulva az intracelluláris elpusztuláshoz. E stratégiák leküzdése érdekében a patogén baktériumok nagy affinitású mangán-importőröket fejeznek ki, amelyek fontosak számos baktérium virulenciája szempontjából. A gazda-patogén interfész a tápanyag-mangánért vívott csata, és ez a csata alakítja a fertőzés patogenezisét.

Takarmány-összetevők: Takarmány-kiegészítők: Mikromérők

Mangán

Biokémiai szempontból a mangán a piruvát-karboxiláz, az argináz és a szuperoxid-diszmutáz enzimek szerves komponenseként működik. Ezenkívül számos enzimet, köztük számos kinázt, transzferázt, hidrolázt és dekarboxilázt aktiválhat a mangán. A mangán által aktiválható enzimek közül csak a glikozil-transzferázok ismertek, amelyek kifejezetten mangánt igényelnek. A mangán által aktivált többi enzim nagy részét más fémek is aktiválhatják, különösen a magnézium. A glikoziltranszferázok részt vesznek a mukopoliszacharidok szintézisében, és így szükségesek a csontváz porcának kialakulásához.

A mangánhiányos teheneknél született borjak csontrendszeri rendellenességeket mutatnak, amelyeket merevség, csavarodott lábak, megnagyobbodott ízületek és rövid, csökkent törési szilárdságú lábcsontok jellemeznek. A mangánhiányos fiatal borjaknál eltörpülés, bizonytalanság és a nasomaxillaris csontok rövidülése, amely az alsó állkapocs kinyújtását eredményezi. A mangánhiányos tehenek szaporodási teljesítménye romlott, depressziós vagy szabálytalan ivarzás, alacsony fogamzási arány, valamint az abortusz és az embrionális halálozás gyakoribb előfordulása.

A mangán rosszul felszívódik. Szoptató teheneknél a radioaktívan jelzett mangán-kloridból származó mangán kevesebb mint 1% -a szívódott fel. A magas diétás vas csökkenti a mangán biohasznosulását, a magas kalcium- és foszfortartalom pedig csökkentheti a mangán felszívódását. A szükségletet meghaladóan felszívódó mangán nagyrészt az epével választódik ki, a vizelettel csak kis veszteséggel.

A tejelő szarvasmarhák mangánigénye az életkortól és a termelékenység fiziológiai állapotától függően változik. Azok az étrendi tényezők, amelyek befolyásolhatják a mangán szükségletét, nincsenek pontosan meghatározva. A takarmányok általában megfelelő mangánt tartalmaznak az állatok szükségleteinek kielégítésére, feltételezve, hogy a mangán rendelkezésre áll felszívódás céljából. A kukoricaszilázs lehet alacsony, vagy legalábbis marginális, mangánban. A gabonamagvak 5–40 mg mangánt tartalmaznak kg -1, és a kukoricában ez különösen alacsony. A kérődzők étrendjének kiegészítésére rendelkezésre álló mangánforrások közé tartozik a mangán-szulfát, a mangán-oxid, a mangán-hidroxi-klorid és a különféle szerves mangán-források. A mangán-oxidból származó mangán hozzávetőleg 70% -a elérhető a mangán-szulfátból.

A mangán toxicitása valószínűleg nem fordul elő szarvasmarháknál. Az 1000 mg mangán kg-1 táplálékkal kiegészített fiatal borjak csökkent súlygyarapodást és takarmány-hatékonyságot mutatnak. Az idősebb szarvasmarhákról azonban kimutatták, hogy 100 napig tolerálják az 1000 mg-os mangán kg-1 étrend szintjét káros hatások nélkül.

Agronómiai fejlődés

G. Sarret,. R. Tappero, az Agronómia fejlődésében, 2013

4,7 Mangán

A mangán minden élő szervezet nélkülözhetetlen eleme. Különböző oxidációs állapotokként létezik 0-tól VII-ig. A biológiai rendszerekben az Mn Mn (II), Mn (III) és Mn (IV) formájában van jelen. Az Mn (II) a domináns forma a növényekben, de könnyen oxidálható Mn (III) és Mn (IV) vegyületté. A növények Mn-koncentrációja 20 és 500 mg kg -1 DW között mozog, és egyes fajok esetében 1000 mg kg -1 -1 DW felett van (Baker és Brooks, 1989; Kabata-Pendias és Pendias, 2001). A növények Mn-hiány küszöbértéke 15 és 25 mg kg -1 DW, a toxicitási küszöb 500 mg kg -1 DW körül van, de fajonként és a tenyésztési körülmények függvényében erősen változik. Az Mn toxicitást kifejezheti klorózis, a levelek nekrózisa, az Mn-oxid részecskék felhalmozódása az epidermális sejtekben és a gyökérnövekedés erőteljes csökkenése (Kabata-Pendias és Pendias, 2001).

A levélszövetekben az Mn specifikációját illetően számos kémiai extrakcióval és analitikai technikával végzett tanulmány javasolta a Mn komplexét szerves savakkal, beleértve oxál-, borostyánkősav-, almasav- és malonsavakat (Bidwell et al., 2002; Do et al., 2009) . A röntgenabszorpciós vizsgálatok megerősítették ezeket a megállapításokat a P. acinosa Roxb Mn-hiperakkumulátorban. A levelekben a Mn kétértékű volt, és az összes Mn majdnem 90% -a Mn-oxalát volt (Xu és mtsai, 2009). A P. acinosa leveleinek oxalátkoncentrációját nem befolyásolta az oldatban növekvő Mn koncentráció. Ausztráliából, Új-Kaledóniából és Japánból származó, Mn-hiperakkumulatív fafajokban Fernando et al. (2010) megállapította, hogy az Mn Mn (II) -ként van jelen és szerves savakkal, például maláttal vagy citráttal komplexálódik.

Szinkrotron technikákat is alkalmaztak a növényi gyökerek Mn lokalizációjának és speciációjának tanulmányozására. Lanson és mtsai. (2008) a Zn-szennyezett üledéken növesztett, Festuca rubra grammtos növény gyökerein található Zn-ben gazdag filomanganátot azonosított. A µXRD és µEXAFS elemzés azt mutatta, hogy a kristályok egyetlen Mn (IV) oktaéderrétegben álltak, a Zn pedig az üres helyek felett és alatt szorbált, valószínűleg Mn – Zn együttes kicsapódással. Naftel és mtsai. (2007) XANES spektroszkópiával kimutatta, hogy Cu és Mn jelen vannak az Mn (II) és a Cu (I) redukált állapotokban az északi Quebec erdős talajokból gyűjtött Populus tremuloides közelében és gyökereiben.

Az emberi tej kémiai összetétele

2.5.4 Mangán

A mangán a glikozil-transzferázok kofaktora, amelyek szerepet játszanak a mukopoliszacharid-szintézisben, és számos más enzim nemspecifikus kofaktora. Két mangán-metalloenzimet azonosítottak: a mitokondriális szuperoxid-diszmutázt és a piruvát-karboxilázt (Hurley és Keen, 1987). Mivel a mangán széles körben elterjedt az élelmiszerekben, az embereknél nem ismert, hogy táplálékhiány jelentkezne (Flynn, 1992; Picciano, 2000; Guo és Hendricks, 2007). Az érett anyatejben a mangán átlagos koncentrációja körülbelül 10 μg/l, és ismert, hogy a laktáció időtartamával csökken. Emberi csecsemőknél mangánhiányról nem számoltak be, így úgy tűnik, hogy a teljesen szoptatott csecsemők megfelelő mangánt kapnak (Lönnerdal et al., 1983). Az emberi tej mangánja főleg a laktoferrinhez kötődik; azonban olyan alacsony koncentrációban létezik, hogy körülbelül 2000-szer több vas kötődik a laktoferrinhez, mint a mangán (Lönnerdal, 1989).

Mikroelem-állapot a 2-es típusú cukorbetegségben

Bhupinder Kaur, Jeyakumar Henry, az élelmiszer- és táplálkozási kutatás előrehaladásában, 2014

2.1.5 Mangán

A mangán (Mn) számos enzimatikus rendszer kofaktora. Megállapították, hogy a normál inzulinszintézishez és a szekrécióhoz szükséges egy korai patkányokon végzett vizsgálatból (Korc, 1983). A megváltozott Mn metabolizmus a tengerimalacok glükóz-felhasználásának károsodásával járt együtt (Everson & Shrader, 1968) és a streptozotocin által kiváltott diabéteszes patkányokban a megnövekedett máj-Mn-tartalom (Failla & Kiser, 1981). Az emberi cukorbetegek Mn-állapota egyértelmű. A cukorbetegek Mn-vérszintje a normál értéknek körülbelül a fele volt (Kosenko, 1965), míg a megnövekedett Mn-szintet 61–70 éves cukorbetegeknél jelentették (Lisun-Lobanova, 1963). A limfociták Mn-koncentrációja alacsonyabb volt a 2-es típusú cukorbetegeknél az egészséges alanyokhoz képest (Ekmekcioglu et al., 2001). Egy keresztmetszeti felmérésben alacsonyabb Mn-koncentrációt jelentettek a 2-es típusú cukorbetegek vér- és fejbőrszőrmintáiban az egészséges kontrollokhoz képest, míg a vizeletben a Mn-szint magasabb volt a 2-es típusú cukorbetegeknél (Kazi et al., 2008).

Ez a néhány tanulmány arra utal, hogy a Mn státusz megváltozik a 2-es típusú cukorbetegségben. De a megállapítások egyértelműek voltak. Javasolták az Mn szabályozó szerepét a glükóz metabolizmusában, de további kutatásokra van szükség a diabetes mellitusra gyakorolt hatásának szilárd megállapításához.