Норма марганца в крови

Общая информация об исследовании

Марганец – элемент, встречающийся в свободном виде в живой природе, а также входящий в состав некоторых органических и неорганических соединений организма человека. Он необходим для формирования костной ткани, синтеза белков, молекул АТФ и регуляции клеточного метаболизма. Кроме того, марганец выступает в роли кофактора одной из разновидностей супероксиддисмутазы (марганцевой), нейтрализующей свободные радикалы, и ферментов глюконеогенеза.

Этот микроэлемент поступает в организм вместе с пищей. Он присутствует в большом количестве в лесных и грецких орехах, арахисе, шпинате, свекле, чесноке, абрикосах и некоторых других продуктах. Суточная потребность взрослого человека в марганце составляет 1,8-2,6 мг. В норме лишь 1-3 % поступающего с пищей марганца абсорбируется в кишке, большая же часть выводится с калом.  Как и в случае с другими микроэлементами, концентрация марганца поддерживается на очень низком, но достаточном для обеспечения физиологических функций уровне. Нарушения его баланса могут носить острый или хронический характер и диагностируются с помощью анализа на марганец в крови.

Пищевое отравление солями марганца встречается крайне редко, так как обычно лишь малая его часть всасывается в кишке. Подавляющее большинство случаев отравления – это примеры хронической интоксикации, связанные с вдыханием марганцевой пыли. Наибольшему риску подвержены рабочие, занятые на добыче руды и производстве стали. Обширная поверхность легких обеспечивает быстрое всасывание марганца в кровь, откуда он поступает в различные органы. Отложение марганца в ткани головного мозга сопровождается развитием характерного клинического синдрома, называемого марганцевым паркинсонизмом. Его признаки включают в себя нарушение походки, “маскообразное” лицо, дистонию и слюнотечение. В отличие от идиопатического паркинсонизма, при этой форме отсутствует тремор в покое, но можно наблюдать постуральный и интенционный тремор. Дифференциальная диагностика идиопатического и марганцевого паркинсонизма обязательна, так как заболевания имеют разный прогноз и лечатся по-разному. Особенность марганцевого паркинсонизма заключается при отсутствии ответа на лечение препаратами дофамина и в необратимости изменений. Анализ на марганец в крови позволяет дифференцировать два этих состояния.

Также оценка уровня марганца в крови может потребоваться при обследовании молодого пациента с признаками нетипичного паркинсонизма. Некоторые люди, употребляющие и самостоятельно изготавливающие инъекционные наркотики, применяют в качестве окислителя перманганат калия, который вместе с наркотическим веществом поступает в кровь. В результате концентрация марганца у таких пациентов может составлять 2000-3000 мг/л (для сравнения в норме – 10-12 мг/л). Стойкое повышение уровня марганца повреждает нейроны черного вещества среднего мозга, что приводит к характерным симптомам. Клиническая картина марганцевого паркинсонизма может наблюдаться и у пациентов с заболеваниями печени – она является основным органом, обеспечивающим выведение марганца из организма. При циррозе печени экскреция этого элемента затруднена, в результате чего он аккумулируется в крови и ткани головного мозга.

Считается, что в силу некоторых физиологических особенностей дети более подвержены риску как энтерального, так и ингаляционного отравления марганцем. Так, например, употребление воды с повышенной концентрацией солей марганца имеет большее значение в развитии заболевания у детей, чем у взрослых. Кроме того, клинические проявления хронической интоксикации марганцем у детей также отличаются от симптоматики у взрослых. Марганец оказывает негативное влияние на передачу нервного импульса в дофаминергических путях, обеспечивающих внимание, координацию и познавательную деятельность. Поэтому его уровень в крови целесообразно измерять при обследовании ребенка с синдромом дефицита внимания и гиперактивности и с нарушением способности к обучению.

Вдыхание паров марганца также может приводить к развитию так называемой металлической лихорадки. Это состояние развивается через 3-12 часов после ингаляции паров оксида марганца и чаще наблюдается у сварщиков. Клиническая картина заболевания напоминает грипп: лихорадка, кашель, боль в горле, ощущение заложенности носа, одышка, слабость, миалгия. Особенность “металлической лихорадки” заключается в том, что все симптомы исчезают после прекращения контакта с парами металла (например, в выходные). При исследовании крови у таких пациентов иногда удается выявить повышение концентрации марганца. Следует отметить, что симптомы “металлической лихорадки” не являются специфичными для острого отравления марганцем и наблюдаются также при вдыхании паров оксида цинка, меди, железа, свинца и других металлов. Таким образом, анализ на марганец, а также на другие металлы в крови может быть использован при диагностике профессиональных болезней.

Дефицитом марганца сопровождаются некоторые редкие врождённые болезни обмена. Чаще его нехватка встречается у пациентов, длительное время находящихся на парентеральном питании. Признаки недостаточности марганца: нарушения роста и минерализации костей, метаболизма углеводов и жиров. Измерение концентрации марганца в крови таких пациентов необходимо для оценки баланса этого микроэлемента в организме.

Для чего используется исследование?

• Для диагностики “металлической лихорадки” у сварщико.
• Для диагностики марганцевого паркинсонизма у рабочих горнодобывающей промышленности, молодых людей, употребляющих инъекционные наркотики, и пациентов с циррозом печени.
• Для диагностики хронической интоксикации марганцем у детей с синдромом дефицита внимания, у гиперактивных детей и детей с нарушением способности к обучению.
• Для оценки баланса марганца в организме у пациента, находящегося на полном парентеральном питании.

Когда назначается исследование?

• При симптомах:
  • паркинсонизма, особенно у рабочих горнодобывающей промышленности, молодых людей, употребляющих инъекционные наркотики, и пациентов с циррозом печени (нарушения походки и баланса, “маскообразное” лицо, дистония, постуральный и интенционный тремор);
  • гриппоподобного синдрома у сварщиков (лихорадка, кашель, боли в горле, ощущение заложенности носа, одышка, слабость, миалгия);
  • синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей (невозможность концентрации внимания, легкая отвлекаемость на внешние стимулы – игрушки, письменные принадлежности, – неспособность выполнять упражнения до конца, ждать своей очереди в играх, встревание в разговор, выкрики с места).
• При наблюдении за пациентом, находящемся на полном парентеральном питании.

Марганец (а.е.м. 54,9) – жизненно важный для человека элемент, входит в состав многих металлоферментов, действует также в качестве неспецифического активатора ферментов. К числу магнийзависимых ферментов относят супероксиддисмутазу (митохондриальную), пируваткарбоксилазу, аргиназу, гликозилтрансферазу. В активации некоторых ферментов ионы Mn2+ могут быть заменены Mg2+, Co2+ или другими двухвалентными ионами. Этот элемент связывают с процессами образования соединительной ткани и костей, механизмами роста, репродуктивными функциями, метаболизмом углеводов и липидов. В обычных условиях, поступление марганца в организм с воздухом, пищей, водой невелико. Большая часть марганца, поступающего с пищей, не всасывается, а преимущественный путь экскреции абсорбированного марганца – желчь. Мочевая экскреция этого элемента слабо реагирует на колебания марганца в диете. Марганец переносится кровью в комплексе с белками. В крови он связан, преимущественно, с гемоглобином эритроцитов.

Долговременное искусственное питание с нехваткой марганца может вызывать признаки деминерализации костей и нарушения роста, которые восстанавливаются при применении соответствующих добавок. Экспериментальное ограничение марганца в пище приводило к развитию поражений кожи и снижению уровня холестерола у человека. Редкое генетическое заболевание – дефицит пирролидазы у детей, характеризующееся язвами кожи, задержкой умственного развития, увеличением мочевой экскреции иминодипептидов, возвратными инфекциями и спленомегалией ассоциируется с отклонениями в метаболизме марганца (марганец накапливается в эритроцитах, активность аргиназы эритроцитов при этом составляет половину от нормы, но содержание марганца в сыворотке нормальное).

Снижение уровня марганца наблюдали в различных, не связанных между собой медицинских ситуациях: остеопороз, инсулинрезистентный сахарный диабет, эпилепсия, бесплодие и др. Низкий уровень марганца характерен для пациентов с рассеянным склерозом, витилиго, сахарным диабетом, различными аллергозами и ревматическими заболеваниями. У половины детей, страдающих бронхиальной астмой, уровень марганца в волосах понижен.

Избыток марганца проявляется невротическими синдромами, повышенной утомляемостью, рахитом, гипотиреозом. Токсические эффекты марганца могут быть связаны с воздействием профессиональных факторов: вдыхание пыли и паров, содержащих марганец, который применяется в производстве стали, сухих батареек, строительных материалов, красок, керамики и свободном от свинца бензине. Постепенно, за месяцы и годы экспозиции к марганцу, развиваются неврологические симптомы, характерные для болезни Паркинсона, связанные с дегенеративными изменениями в центральной нервной системе. Хроническое отравление марганцем встречается у литейщиков, сварщиков, минёров, рабочих производств лекарственных препаратов, керамики, стекла, лака, пищевых добавок. Марганцевую токсичность наблюдали в некоторых случаях у детей при длительном парентеральном питании. Считается, что изменения метаболизма марганца могут вносить свой вклад в симптомы развивающейся энцефалопатии при тяжёлых поражениях печени вследствие нарушения его экскреции с желчью.

Содержание марганца в цельной крови в несколько раз выше его уровня в сыворотке и потому меньше подвержено влиянию загрязнений, связанных с использованием стальных игл при взятии крови. Но в целях выявления дефицита марганца целесообразнее исследовать сыворотку крови, поскольку уровень марганца в цельной крови меньше зависит от колебаний диеты. Для оценки уровня токсического воздействия марганца могут быть использованы пробы цельной крови (предпочтительно), сыворотки и мочи. Уровень марганца в волосах в исследованиях, связанных с оценкой профессиональной экспозиции к марганцу, показывал корреляцию с содержанием марганца в моче.

Литература

1. Tietz Clinical guide to laboratory tests. 4-th ed. Ed. Wu A.N.B.- USA,W.B Sounders Company, 2006. 1798 p. 
2. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 4 ed. Ed. Burtis C.A., Ashwood E.R., Bruns D.E. Elsevier. New Delhi. 2006. 2412 p. 
3. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М., Изд. дом «Оникс 21 век»: Мир, 2004 г., 272 с. 
4. Foo S.C. et al. Metals in hair as biological indices for exposure. Int Arch Occup Environ Health. 1993; 65, 1 Suppl, P. S83-86 
5. Rodrigues J.L. et al. Evaluation of the use of human hair for biomonitoring the deficiency of essential and exposure to toxic elements. Sci Total Environ. 2008; 405, 1-3, P. 370-376.