人类营养学基础/锰微量元素
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锰主要存在于植物性食物中,包括各种豆类、香菇、全谷物、绿叶蔬菜、大蒜、亚麻籽、杏仁、核桃和茶(Lixandru,2014)。然而,尽管茶富含锰,但茶也富含单宁,这会对锰的吸收产生抑制作用。此外,虽然动物产品几乎不含锰,但它们可以提高锰的生物利用度,增强其被人体吸收。(Watts,1990)婴儿也可以通过母乳获得锰(俄勒冈州立大学,2015)。只要食物在烹饪过程中不使用长时间的烹饪方法,这些食物都可以成为锰的极佳来源,因为长时间烹饪可能会破坏锰(Lixandru,2014)。
总体而言,锰的吸收在以蛋白质螯合物形式摄入时达到峰值。锰的吸收过程发生在小肠,与许多其他营养素相比,相对缓慢。然而,其吸收率相对较高,大约为 40%(Blaurock-Busch,2002)。酒精和卵磷脂也可以略微促进锰的吸收(Haas,2003)。过量的钙、磷或两者的结合也会抑制锰的吸收。由于锰和钙之间的这种关系,钙缺乏会导致锰吸收增加(Blaurock-Busch,2002)。铁与锰之间存在负相关关系。当铁大量进入体内时,锰的吸收会减少,反之亦然。如果这种增强吸收持续较长时间,则增加的锰吸收可能与缺铁性贫血相关。其他产品也已知会抑制锰从肠道到血液的吸收,例如锌、钴和大豆蛋白(Haas,2003)。
某些药物也会降低锰的吸收,因此不建议将这些药物与锰补充剂一起服用。这些药物包括利血平、抗酸剂、泻药和四环素类抗生素。利血平是常用的降血压药物之一,但它也可能抑制锰的吸收。抗酸剂和泻药由于镁含量高,对锰的吸收均有抑制作用。如果正在服用这些药物,建议在引入锰补充剂之前等待至少 1 到 2 个小时(马里兰大学,2013)。
在人体吸收足够锰后,多余的营养物质会被转移到肝脏,通过排泄胆汁的方式进行调节,并转移到其他器官中储存未使用的锰。(Haas,2003)
- 锰。(2017 年 1 月 3 日)。检索于 2017 年 4 月 19 日,网址:http://lpi.oregonstate.edu/mic/minerals/manganese 此链接指向俄勒冈州立大学莱纳斯·鲍林研究所提供的网站。 我与莱纳斯·鲍林研究所或俄勒冈州立大学没有任何关联或认可。
- Lixandru,M.(2014)。锰的特性和益处。检索于 2017 年 4 月 19 日,网址:https://www.natureword.com/tag/manganese-and-breastfeeding/
- Haas,E. M.(2003)。营养保健。检索于 2017 年 4 月 19 日,网址:http://www.healthy.net/scr/article.aspx?Id=2072
- Erlich,S.(2013)。锰。检索于 2017 年 4 月 19 日,网址:http://www.umm.edu/health/medical/altmed/supplement/manganese
- Blaurock-Busch,E.(2002)。锰的临床作用。检索于 2017 年 4 月 19 日,网址:http://www.tldp.com/issue/180/Clinical%20Effects%20of%20Mn.html
- Watts,D.(1990)。锰的营养关系。检索于 2017 年 4 月 19 日,网址:http://www.traceelements.com/Docs/The%20Nutritional%20Relationships%20of%20Manganese.pdf
锰被认为是一种微量矿物质,少量存在于身体的不同部位。它主要存在于骨骼、肝脏、胰腺和肾脏中。尽管在体内含量稀少,但锰对人体有许多不同的益处。锰可用于形成结缔组织、骨骼、性激素甚至血凝块。它还可以参与脂肪和碳水化合物的代谢、钙的吸收和血糖调节(马里兰大学医学中心,2013)。
许多锰激活的酶在这些脂肪和碳水化合物的代谢中发挥着重要作用。例如,丙酮酸羧化酶是一种锰激活的酶,在糖异生过程中必不可少,糖异生是从非碳水化合物前体产生葡萄糖的过程(俄勒冈州立大学,2015)。精氨酸酶是另一种含锰酶,肝脏需要它来帮助尿素循环,尿素循环是一个使氨基酸代谢过程中产生的氨对人体毒性降低的过程(俄勒冈州立大学,2015)。
正如人们所见,锰在调节体内不同事物的代谢中发挥着重要作用。锰对于维持正常的脑和神经功能也必不可少。它是抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)的组成部分。SOD 的作用是对抗自由基,自由基在体内自然产生,但会损害细胞膜,甚至损害 DNA(马里兰大学医学中心,2013)。SOD 作为自由基转化为过氧化氢的催化剂,过氧化氢随后被其他抗氧化酶进一步还原为水。
如前所述,尽管锰在体内含量仅为少量,但它是一种必需营养素。这是因为它参与了许多化学过程,例如胆固醇、碳水化合物和蛋白质的加工。锰还参与骨骼的形成,锰缺乏会导致骨骼系统发育异常。锰是称为糖基转移酶的酶的首选辅因子(俄勒冈州立大学,2015)。这些酶可以合成蛋白聚糖。蛋白聚糖可以促进软骨和骨骼的健康生成(俄勒冈州立大学,2015)。当人体受伤时,恢复需要增加胶原蛋白的生成。脯氨酰肽酶是用于在人体皮肤细胞中形成这种胶原蛋白的酶,它需要锰才能被激活(PubMed,2013)。因此,锰在血凝和伤口愈合过程中至关重要。虽然锰的许多功能可以概括为其作为酶激活剂的作用,但它仍然在体内发挥着极其重要的作用。
参考文献 马里兰大学医学中心。(2013 年 5 月 31 日)。“补充和替代医学指南:锰”。检索于 2015 年 11 月 17 日,网址:https://umm.edu/health/medical/altmed/supplement/manganese 俄勒冈州立大学。(2015 年 3 月)。“微量营养素信息中心:锰”。检索于 2015 年 11 月 17 日,网址:http://lpi.oregonstate.edu/mic/minerals/manganese PubMed。(2013 年 1 月)。“锰在大脑功能中的作用”。检索于 2015 年 11 月 17 日,网址:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12505649
锰在人体内并不容易获得,因为只有20毫克,相当于五十分之一克,散布在骨骼、肝脏、肾脏和胰腺中。事实上,直到20世纪30年代,一组研究人员发现人体每天需要少量锰,人们才开始关注这种矿物质。目前没有足够的信息来确定合适的每日推荐摄入量 (RDA),但是,从对美国人饮食中矿物质总含量的年度调查中获得的平均摄入量被纳入,以确定足够的摄入量 (AL) 和可耐受最高摄入量 (UL) 值。这些值由医学研究所 (IOM) 的食品与营养委员会 (FNB) 制定。在人类中,从未记录过持续每天食用天然饮食的人出现锰缺乏症。目前的 AL 值为男性每天 2.3 毫克,女性每天 1.8 毫克。成人 UL 值为每天 11 毫克。
Freeland-Graves、Bales 和 Behmardi (1987) 达成一致意见,认为成人和青少年每天 3.5 至 7 毫克的锰摄入量就足够了。他们的理由是,目前的饮食包含大量的肉类和精制谷物,导致锰的摄入量不平衡。Freeland-Graves (1988) 发现,锰可能对更容易患骨质疏松症的女性有更重要的影响,因为这种矿物质的作用涉及骨骼的形成和稳定。Freeland-Graves 等人。(1987) 发现,在研究中,7 名男性中有 5 名被喂食锰缺乏的饮食后,出现了被称为晶状汗疹的热疹。
维持体内健康的锰水平很重要,因为体内锰过多或过少都会导致健康问题。每天摄入的锰少于 2.3 毫克可能导致骨骼畸形、癫痫发作和全身无力等健康并发症。过量的锰水平会使个人面临类似帕金森病的神经系统疾病的风险。尽管有上述说法,但好消息是美国人的饮食通常远高于每日所需摄入量。总之,可以肯定的是,锰是一种对发展和维持健康生活方式至关重要的矿物质。
虽然没有足够的信息来制定锰的每日推荐摄入量,但每天 2 至 9 毫克的膳食锰被认为对普通成人是安全且足够的(Michalke & Fernsebner,2014)。男性锰的平均摄入量为每天 2.3 毫克,女性为每天 1.8 毫克。
锰缺乏症
普通成人所需的锰量很少,许多植物来源(如麦胚、燕麦片、欧芹和大豆)都含有大量的锰。因此,锰缺乏症很少见。但是,某些因素(如植酸摄入量以及高铁和高钙摄入量)可能会抑制锰的吸收,因此仍然可能出现缺乏症。
根据 Blaurock-Busch 的说法,锰缺乏症的几种症状包括共济失调(丧失对身体运动的完全控制)、晕厥、听力损失以及肌腱和韧带无力。根据 Watts (1990) 的说法,已经在动物身上研究了锰缺乏症,尽管症状因物种和缺乏程度而异,但物种之间存在许多症状相似之处。这些相似之处包括骨骼异常(包括软骨发育不良,即骨骼生长迟缓并伴有弯曲)、姿势缺陷、生长受损、生殖功能受损(其特征是排卵缺陷、婴儿死亡率增加以及卵巢和睾丸退化)以及脂类和碳水化合物代谢紊乱。正如对大鼠的研究所示,锰缺乏也可能导致细胞膜和线粒体完整性异常。
Watts (1990) 还指出,在一项特别的人体研究中,锰缺乏症的症状包括高胆固醇血症、甘油三酯和磷脂减少、体重减轻、短暂性皮炎和间歇性恶心。在经历锰缺乏时,受试者的头发颜色也从黑色变为红色。
锰中毒
锰的上限为每天 11 毫克,其制定是基于食物、水和补充剂中的摄入量。锰中毒更有可能因接触环境中的锰(例如工厂工人和锰矿工吸入锰)而不是膳食锰过量而发生。
根据 Watts (1990) 的说法,锰中毒有三个级别。轻度中毒会导致失眠、幻觉、肌肉疼痛、强迫行为和记忆力下降等症状。中度中毒会导致言语障碍、平衡能力差和细微震颤。重度中毒会导致类似帕金森病的症状——僵硬、痉挛性笑和面具脸。
一些可能增加锰中毒风险的因素包括酗酒、排泄减少和缺铁。
酒精中毒会直接影响锰与身体的相互作用。一旦肝脏分解酒精,其毒素就会释放出来,并且副产物通常会在此过程中损伤肝细胞。一旦这些肝细胞受损,它们就无法执行其预期的任务,即防止锰等有毒物质进入大脑(Tarter 等人,1993)。锰等元素反过来会损伤脑细胞,可能导致严重且有时危及生命的脑部疾病,即肝性脑病。这种疾病的症状从轻度到重度不等,包括焦虑、抑郁、运动障碍、昏迷和死亡(Tarter 等人,1993)。
另一种可能导致中毒的疾病可能与肝功能障碍有关。锰稳态主要集中在肝脏功能和肝脏中的主要细胞肝细胞上(Kies,1994)。这种元素的平衡由有效的排泄系统控制,其中锰可能穿过肠细胞,然后返回肠腔或通过胆汁排泄到粪便中。吸收的锰通过门静脉系统运送到肝脏,在那里被吸收,因此任何损害或中断肝脏功能的东西都可能随之减少锰的排泄(Kies,1994)。这可能会增加体内锰的滞留,导致中毒的风险。
虽然很少有膳食营养素表现出与锰的正向或负向相互作用,但研究表明,铁实际上与锰有很强的相互作用。(Mills,1985)。当饮食中铁含量增加时,锰的吸收会减少,反之,当膳食锰含量增加时,铁的代谢会中断。这种现象的原因可能是锰可能被铁的转运机制接受,因此与这种微量矿物质一起被吸收。(Mills,1985)这些发现导致了这样的结论:铁缺乏可能导致脑中锰积聚的高风险,这会导致异常并导致与这种元素相关的另一种形式的中毒。虽然美国人通过饮食摄入过量锰的可能性很小,但仍然存在这种情况,并且可能导致失衡。个人应该只摄入允许的每日锰摄入量,而不超过上限。为了预防中毒,还应限制饮酒并摄入正常量的其他可能对锰吸收产生负面影响的元素。