Mangan - gdzie występuje? Właściwości i zastosowanie

Reklama

Co to jest mangan?

Mangan jest pierwiastkiem, którego obecność zasugerował po raz pierwszy Carl Wilhelm Scheele, który przesłał próbki swoich badań do szwedzkiego chemika Johana Gottlieba Gahna. W 1774 roku naukowiec wyizolował metaliczny mangan.

Jego historia zaczyna się jednak znacznie wcześniej, bo w czasach prehistorycznych. Mangan jest obecny m.in. w malowidłach sprzed 20 tys. lat. Niektóre rudy manganu stosowano też do wyrobu żelaza i barwienia szkła. Najstarsze wyroby celtyckie z jego zastosowaniem pochodzą z lat 250-220 r. p.n.e. i zostały odkryte także na terytorium Polski. Choć pierwiastek ten nie był jeszcze znany pod swoją obecną nazwą, to jednak jego właściwości były już częściowo odkryte.

Symbol manganu w układzie okresowym to Mn. Mangan znajduje się w 7 grupie i 4 okresie układu okresowego. Jeśli chodzi o chemiczne właściwości tego pierwiastka, to warto zwrócić uwagę, że to metal w stanie stałym o srebrzystym kolorze. Swoim wyglądem przypomina żelazo - z jednej strony jest bardzo twardy, a z drugiej nietrwały i podatny na kruszenie.

Warto też wiedzieć, czy mangan występuje w stanie wolnym. Okazuje się, że nie. Ma formę różnych związków, których zidentyfikowano około 100.

Mangan można znaleźć w skorupie ziemskiej głównie w postaci rud, które składają się z:

• tlenków manganu,
• krzemianów,
• węglanów.

(Ich stopnie utlenienia to: Mn²⁺, Mn³⁺, Mn⁴⁺, Mn⁶⁺, Mn⁷⁺).

Z kolei w wodach podziemnych, które mają pH na poziomie 4-7 przeważa dwuwartościowa forma manganu. Ma ona większą rozpuszczalność.

Ciekawostkę stanowi fakt, że mangan to drugi po żelazie najbardziej rozpowszechniony metal ciężki. Kraje, które go wydobywają to m.in. Chiny, Australia, Brazylia, RPA. Większość manganu wykorzystywana jest do produkcji stali.

Reklama

Właściwości manganu. Jaką pełni rolę w organizmie?

Mangan w organizmie człowieka jest składnikiem licznych enzymów, w tym tych odpowiedzialnych za:

• syntezę cholesterolu,
• wchłanianie węglowodanów, tłuszczów, białek.

Warto pamiętać, o funkcjach manganu w organizmie dotyczących syntezy kwasów tłuszczowych. Mangan normalizuje też stężenie cukru w osoczu. Ma również korzystny wpływ na:

• układ krwionośny,
• gospodarkę lipidową,
• sprawną pracę mózgu, mięśni i innych narządów.

Rola manganu w organizmie odnosi się również do wsparcia funkcjonowania układu kostno-stawowego.

Warto bliżej przyjrzeć się antyoksydacyjnym właściwościom manganu. Jak twierdzą naukowcy z Katedry i Zakładu Higieny Akademii Medycznej we Wrocławiu, działanie antyoksydacyjne pierwiastek wykazuje jedynie wówczas, gdy jest w prawidłowym stężeniu.

Natomiast jego nadmiar prowadzi do namnażania wolnych rodników i hamowania aktywności enzymów antyoksydacyjnych. Tym samym, zbyt duża zawartość tego pierwiastka w organizmie sprawia, że ma on odwrotne działanie.

Właściwości lecznicze manganu są doceniane w procesie rekonwalescencji pourazowej. To również element profilaktyki osteoporozy.

Zastosowanie manganu. Na co pomaga?

Na co wpływa mangan? Ten składnik jest wykorzystywany w medycynie, a także w kosmetyce. Podawany wraz z glukozaminą ma istotne znaczenie w zmniejszaniu bólu w reumatoidalnym zapaleniu stawów i kości.

Na co pomaga mangan ponadto? Właściwe stężenie tego pierwiastka przekłada się nie tylko na zdrowie kości i stawów, ale też na:

• sprawność seksualną i odpowiednie libido,
• płodność, z uwagi na to, że bierze udział w powstawaniu estrogenu,
• ochronę układu krążenia przed działaniem wolnych rodników,
• korzystną pracę serca,
• wchłanialność żelaza,
• dobrą kondycję włosów i paznokci.

Glukonian manganu wykorzystuje się do nawilżania i regeneracji skóry, a także redukcji drobnych zmarszczek.

Mangan znajduje też zastosowanie w przemyśle, m.in. w produkcji stali nierdzewnej, żarówek, farb, cementu czy szkła oraz w rolnictwie. To element nawozu dla roślin, który chroni je przed utratą koloru liści.

Reklama

Mangan w jedzeniu. W czym się znajduje?

Głównym źródłem manganu dla człowieka jest żywność. W czym jest mangan? Najwięcej tego pierwiastka znajduje się:

• w orzechach - w 1 kg orzechów znajduje się 18-46 mg manganu,
• w warzywach, przede wszystkim w jarmużu, w szpinaku, w burakach, kalafiorze - w 1 kg zawarte jest 2,2-6,7 mg manganu,
• w owocach, w szczególności w morelach i w ananasach - w 1 kg owoców znajduje się 0,2-10,7 mg manganu,
• w mięsie, np. w drobiu albo w czerwonym mięsie - w 1 kg znaleźć można 0,1-3,9 mg manganu,
• w mleku - 1 l zawiera 0,02-0,4 mg manganu.

Mangan znajdziesz również:

• w płatkach owsianych,
• w kakao,
• w czekoladzie,
• w tofu,
• w kaszy jęczmiennej,
• w brązowym ryżu,
• w kaszy jaglanej,
• w owocach morza.

Chcąc więc uzupełnić braki manganu w diecie, warto więc w pierwszej kolejności sięgnąć po produkty roślinne.

Znaczne ilości manganu znajdują się również w czarnej herbacie. Wypijając filiżankę tego napoju dostarczysz od 0,4-1,3 mg manganu. Duże ilości manganu w jedzeniu występują w przypadku diety wegetariańskiej. Wiąże się to ze spożywaniem suplementów diety uzupełniających witaminy i minerały.

Gdzie występuje magnan? Warto zwrócić uwagę również na inne, gotowe produkty.. Ten pierwiastek jest rozpoznawany np. w mieszankach dla niemowląt. Zwykle ilość manganu w pożywieniu niemowlęcym kilkukrotnie przewyższa jego zawartość w mleku kobiecym. Dlatego trzeba zachować szczególną ostrożność w podawaniu takich pokarmów dzieciom.

Reklama

Czy mangan w wodzie jest szkodliwy?

Mangan to pierwiastek naturalnie występujący w przyrodzie, dlatego jego obecność w wodzie jest wynikiem przenikania z utworów geologicznych. Warto jednak mieć świadomość, że nadmiar manganu może być konsekwencją zanieczyszczenia wód przez wykorzystanie go w:

• w przemyśle metalurgicznym,
• do produkcji baterii,
• do wytwarzania szkła i ogniw sztucznych.

Niekiedy mangan jest dodawany do wody pitnej, by usunąć nadmiar żelaza czy innych zanieczyszczeń. Aby pozbyć się zbyt dużej ilości manganu w wodzie, stosuje się do oczyszczania związek chemiczny zawierający mangan - nadmanganian potasu. Pod jego wpływem, nadmiar manganu wytrąca się z roztworów w postaci osadu.

Jak można przeczytać w publikacji Głównego Inspektoratu Sanitarnego, duża zawartość manganu w wodzie objawia się poprzez:

• niekorzystny smak,
• zmianę barwy wody i przebarwienie instalacji sanitarnej, ceramiki i powierzchni, która ma kontakt z wodą,
• zapach.

Akceptowana norma manganu w wodzie wynosi 50 μg/l i odnosi się przede wszystkim do doznań organoleptycznych, czyli związanych ze smakiem, zapachem i wyglądem. Taką wartość przyjęto m.in. w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, a także w dyrektywie Rady 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998 r. Jednocześnie, dopóki zawartość tego pierwiastka nie przekracza 400 μg/l, nie stanowi zagrożenia dla ludzi.

Udokumentowana szkodliwość manganu dla zdrowia ludzi dotyczy wziewnej drogi narażenia. Objawy dotyczą przede wszystkim układu nerwowego, przybierając postać zbliżoną do zespołu pozapiramidowego. Z kolei możliwość negatywnego wpływu wody z manganem na ludzi jest oceniana mniej jednoznacznie. Takie wnioski zostały przedstawione w dokumencie GIS-u.

Reklama

Zapotrzebowanie na mangan. Jak dawkować?

Według National Academy of Sciences Food and Nutrition Board dzienne zapotrzebowanie manganu zależy od płci. Zalecane dzienne spożycie manganu to:

• 2,3 mg - u mężczyzn,
• 1,8 mg - u kobiet.

W przypadku osób prowadzących zdrowy tryb życia o zbilansowanej diecie, nie ma powodu do niepokoju - niedobór manganu im nie grozi. Natomiast górna granica tolerancji to 11 mg na dzień.

Jeżeli decydujesz się na to, by suplementować ten pierwiastek, jego dawkowanie omów z lekarzem, ponieważ niekorzystnie na organizm wpływa nie tylko deficyt, ale też zbyt duża ilość tego składnika.

Przyswajalność manganu obniżają inne substancje, w tym:

• magnez,
• żelazo,
• wapń,
• błonnik,
• witaminy: C, B1 i B6.

Jeżeli w Twojej diecie dominują takie składniki jak: cukier, pieczywo, możesz mieć niedobór tego pierwiastka. Jednocześnie zdarza się to bardzo rzadko.

Reklama

Nadmiar manganu w organizmie

Szkodliwy jest nie tylko niedobór, ale też nadmiar manganu. Zdarza się on zdecydowanie rzadziej niż deficyt, jednak należy również uważać na przedawkowanie tego mikroskładnika. Co wskazuje na to, że tej substancji jest za dużo w organizmie?

Objawy nadmiaru manganu w organizmie to:

• drżenie kończyn,
• trudności w poruszaniu się,
• wahania nastroju,
• rozdrażnienie,
• pogłębienie objawów choroby Parkinsona,
• pogłębienie demencji.

Z czasem nadmierna ilość manganu może prowadzić do:

• zaburzeń w pracy tarczycy,
• pogorszonej pracy wątroby,
• depresji,
• za dużej ilości wapnia w organizmie,
• za małej ilości fosforu i żelaza.

Warto też zwrócić uwagę na nadmiar manganu u roślin, który wpływa na ograniczenie plonów. Ponadto, zbyt duża ilość tego pierwiastka powoduje niedobór innych składników, w tym: żelaza, magnezu czy wapnia.

Reklama

Jakie są objawy niedoboru manganu?

Co może świadczyć o niedoborze manganu? Deficyt tego mikroskładnika nierzadko ujawnia się poprzez różnorodne dolegliwości. Klasyczne objawy niedoboru manganu to:

• zmiana barwy włosów z czarnych na rude,
• niskie stężenie cholesterolu we krwi,
• zahamowanie wzrostu,
• nieskoordynowane ruchy,
• powiększenie tarczycy,
• zapalenie skóry,
• niedokrwistość,
• mineralizacja i deformacja kości,
• hipogonadyzm.

Objawem niedoboru manganu w okresie płodowym mogą być wady wrodzone związane ze zmianami w układzie kostnym. Co ciekawe, niektórzy, w tym specjaliści Janelle Crossgrove i Wei Zheng, łączą niedobór manganu z epilepsją. Deficyt tego mikroskładnika może korelować z pojawieniem się objawów neurologicznych. Z kolei badanie przeprowadzone w 2013 roku przez Yanrong Li, Hongwei Guo, Min Wu, Ming Liu na 550 osobach wykazało, że wyższy poziom manganu we krwi to niższe ryzyko zespołu metabolicznego.

Składnik ten jest również niezbędny do prawidłowego rozwoju roślin. Niedobór manganu w pomidorach manifestuje się poprzez marmurkowatość liści. Powierzchnia blaszek staje się nierówna, a zmiany między nerwami - wypukłe. Podobnie wygląda niedobór manganu w pszenicy. Na liściach pojawiają się plamy i smugi. Następnie zmieniają kolor na brązowy, potem na szaro-biały, po czym się zlewają.

Zatrucie manganem

Czy mangan jest szkodliwy dla zdrowia? W nadmiernej dawce tak. Jednak dzięki odpowiednim normom środowiskowym wdrożonym w naszym kraju, przypadki zatruć zdarzają się rzadko. Do zatrucia manganem zwykle dochodzi wśród pracowników takich miejsc jak:

• huty manganu,
• kopalnie manganu,
• spawalnie, np. spawanie tego metalu.

Do zatrucia tym pierwiastkiem dochodzi również u osób zbyt długo karmionych pozajelitowo, a także np. w konsekwencji omyłkowego połknięcia związków manganu w postaci krystalicznej.

Ostre zatrucie manganem charakteryzuje się:

• pieczeniem w gardle,
• zapaleniem błony śluzowej jelit i żołądka,
• nudnościami,
• wymiotami,
• trudnościami w połykaniu.

Zatrucie tym pierwiastkiem może również doprowadzić do śmierci na skutek obrzęku nagłośni albo niewydolności krążeniowej.

Z kolei w przebiegu przewlekłego zatrucia manganem obserwuje się objawy ze strony układu:

• nerwowego,
• oddechowego,
• płciowego

Pacjenci doświadczają takich problemów zdrowotnych jak:

• bóle głowy,
• ubożenie mimiki,
• drżenie głowy, rąk, języka,
• wymioty,
• apatia,
• utrata pamięci,
• kompulsywny śmiech.

Nierzadko zatruciu towarzyszą dolegliwości przypominające te w chorobie Parkinsona.

Mangan nie działa rakotwórczo.

Cena manganu. Gdzie go kupić?

W aptekach, drogeriach można zakupić suplementy z manganem. Ten pierwiastek zwykle jest sprzedawany w mieszankach wraz z innymi substancjami, w tym z minerałami i witaminami. Rzadziej natomiast spotyka się tabletki z manganem bez żadnych dodatków.

Za 90 tabletek manganu w aptece internetowej zapłacisz około 25 zł. Z kolei suplementy diety zawierające również inne pierwiastki to koszt około 20-30 zł za około 20 tabletek. Na rynku dostępne są też nawet kilkukrotnie droższe preparaty. Wszystko zależy od ostatecznego składu konkretnego środka.

Warto też zwrócić uwagę na cenę manganu w kontekście nawozów do roślin. Koszt to zazwyczaj około 21 zł za litr lub kilogram roztworu.