Марганец (Mn) в крови: клиническое значение, диагностика и интерпретация результатов

Список сокращений

• ААС - Атомно-адсорбционная спектрометрия
• АЛТ - Аланинаминотрансфераза
• АСТ - Аспартатаминотрансфераза
• ГЭБ - Гематоэнцефалический барьер
• ЖКТ - Желудочно-кишечный тракт
• МРТ - Магнитно-резонансная томография
• МС-ИСП - Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой
• СМЖ - Спинномозговая жидкость
• СОД - Супероксиддисмутаза
• ТПП - Тотальное парентеральное питание
• ЦНС - Центральная нервная система

Краткий глоссарий

• Биомаркер - характеристика, которая используется в качестве индикатора состояния организма, наличия заболевания или ответа на терапевтическое вмешательство.
• Гиперманганоземия - патологическое состояние, характеризующееся повышенным содержанием марганца в крови.
• Гипоманганоземия - патологическое состояние, характеризующееся пониженным содержанием марганца в крови.
• Кофактор - небелковое химическое соединение, необходимое для каталитической активности фермента.
• Манганизм - нейродегенеративное заболевание, вызванное хронической интоксикацией марганцем, клинически напоминающее болезнь Паркинсона.
• Микроэлемент - химический элемент, присутствующий в организме в очень малых (следовых) количествах, но необходимый для нормальной жизнедеятельности.
• Референтные значения - пределы нормы лабораторного показателя, характерные для здоровой популяции.
• Хелаторная терапия - метод лечения отравлений тяжелыми металлами, основанный на введении в организм веществ (хелаторов), которые связывают ионы металлов и способствуют их выведению.

Введение: Общая характеристика марганца как эссенциального микроэлемента

Марганец (Manganese, Mn) - химический элемент с атомным номером 25, который является жизненно важным (эссенциальным) микроэлементом для всех форм жизни. В организме взрослого человека содержится около 10-20 мг марганца, который распределен неравномерно: наибольшая концентрация обнаруживается в костях, печени, почках и поджелудочной железе ^[1]. Уникальность марганца заключается в его двойственной природе: он необходим для нормального функционирования ключевых ферментных систем, но в избыточных концентрациях проявляет выраженную токсичность, в первую очередь, нейротоксичность. Определение концентрации марганца в крови является важным диагностическим инструментом для оценки нутритивного статуса и выявления токсических воздействий.

Биологическая роль и метаболизм марганца в организме человека

Ключевые функции марганца

Биологическая роль марганца реализуется через его участие в качестве кофактора или активатора для широкого спектра ферментов, участвующих в важнейших метаболических процессах ^[2].

1. Антиоксидантная защита: Марганец является центральным компонентом митохондриальной супероксиддисмутазы (Mn-СОД), ключевого фермента, который защищает клетки от повреждения активными формами кислорода, образующимися в процессе клеточного дыхания ^[3].
2. Метаболизм аминокислот, липидов и углеводов: Марганец-зависимые ферменты, такие как аргиназа, пируваткарбоксилаза и фосфоенолпируваткарбоксикиназа, играют центральную роль в цикле мочевины, глюконеогенезе и синтезе жирных кислот.
3. Формирование костной ткани и соединительной ткани: Марганец необходим для активации гликозилтрансфераз - ферментов, участвующих в синтезе протеогликанов, которые являются неотъемлемой частью хрящевой и костной ткани. Его дефицит может приводить к нарушениям развития скелета.
4. Нейрофизиологические процессы: Марганец участвует в синтезе и метаболизме нейромедиаторов, в частности, дофамина, и играет роль в функционировании глутаматных рецепторов. Именно этот аспект обуславливает его нейротоксичность при избытке.

Метаболизм: всасывание, транспорт и выведение

Гомеостаз марганца в организме жестко регулируется, в первую очередь, на уровне всасывания и выведения ^[4].

• Всасывание: Абсорбция марганца происходит в тонком кишечнике через различные транспортеры, включая DMT1 (транспортер двухвалентных металлов), который также переносит железо. Всасывание марганца обратно пропорционально уровню железа в организме: при железодефицитной анемии абсорбция марганца компенсаторно увеличивается, что повышает риск его токсического накопления ^[5].
• Транспорт: В плазме крови марганец транспортируется в связанном с белками состоянии. Mn(II) связывается с альбумином и β-глобулинами, тогда как Mn(III) прочно связывается с трансферрином. Трансферрин-опосредованный транспорт является основным путем проникновения марганца через гематоэнцефалический барьер в ЦНС.
• Распределение: Поступив в кровоток, марганец быстро распределяется по тканям, богатым митохондриями. Наибольшее его количество депонируется в костях. Период полувыведения марганца из крови составляет всего несколько минут, тогда как из тканей и мозга - несколько недель или месяцев.
• Выведение: Основной путь выведения марганца из организма - через печень с желчью в кишечник и последующей экскрецией с калом. Почечная экскреция играет незначительную роль (менее 5%). Этот факт имеет критическое значение для пациентов с заболеваниями печени (например, циррозом), у которых нарушенная экскреция с желчью может привести к системному накоплению марганца.

Анализ на марганец в крови: методология и референтные значения

Биоматериалы для исследования

Оценка статуса марганца может проводиться в различных биологических средах. Выбор биоматериала зависит от клинической задачи - оценка недавнего или хронического воздействия.

• Цельная кровь: Считается наиболее информативным биомаркером для оценки текущего и недавнего (последние дни/недели) воздействия. Концентрация марганца в эритроцитах примерно в 10-30 раз выше, чем в плазме, поэтому анализ цельной крови лучше отражает общие запасы в организме ^[6].
• Сыворотка или плазма: Уровень марганца в сыворотке/плазме отражает самое недавнее поступление элемента (последние часы/дни) и его транспортную фракцию. Этот показатель быстро изменяется и менее стабилен.
• Волосы и ногти: Используются для ретроспективной оценки хронического воздействия на протяжении нескольких месяцев. Однако результаты могут быть искажены внешним загрязнением (например, пылью, шампунями).
• Моча: Уровень марганца в моче коррелирует с очень высоким уровнем недавнего воздействия, но не является надежным показателем общего содержания в организме при умеренных концентрациях.

Для клинической диагностики чаще всего используется анализ цельной крови, проводимый методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП) или атомно-адсорбционной спектрометрии (ААС), которые обеспечивают высокую точность и чувствительность.

Референтные значения (нормы)

Референтные значения могут незначительно варьироваться в зависимости от лаборатории, используемого метода анализа и популяции. Ниже приведены усредненные значения, основанные на данных клинических лабораторий и научных публикаций ^[3], ^[7].

Примечание: У новорожденных и детей младшего возраста концентрация марганца в крови физиологически выше, чем у взрослых, что связано с особенностями метаболизма и более высокой абсорбцией в ЖКТ.

Клиническое значение отклонений уровня марганца

Отклонения от нормы могут свидетельствовать как о дефиците, так и об избытке микроэлемента, каждое из которых имеет свои клинические последствия.

Гипоманганоземия (дефицит марганца)

Причины дефицита

• Недостаточное поступление с пищей: Длительное соблюдение строгих ограничительных диет, бедных цельнозерновыми продуктами, орехами, бобовыми и листовой зеленью.
• Полное парентеральное питание (ТПП): Длительное внутривенное питание без адекватного добавления марганца является одной из наиболее частых причин ятрогенного дефицита ^[8].
• Нарушение всасывания (мальабсорбция): Заболевания кишечника, такие как болезнь Крона, целиакия, а также последствия хирургических вмешательств на ЖКТ.
• Повышенное потребление кальция, фосфора и железа: Эти элементы могут конкурировать с марганцем за абсорбцию в кишечнике.

Клинические проявления

Клиническая картина дефицита марганца у человека описана на основе единичных случаев и данных исследований на животных. Она включает:

• Со стороны кожи: транзиторный дерматит, гипопигментация волос.
• Со стороны костной системы: нарушение роста, деминерализация костей, скелетные деформации (особенно у детей).
• Метаболические нарушения: снижение уровня холестерина в крови, нарушение толерантности к глюкозе.
• Со стороны репродуктивной системы: нарушение менструального цикла, бесплодие.

Гиперманганоземия (избыток марганца) и манганизм

Избыток марганца представляет гораздо большую клиническую угрозу, чем его дефицит, из-за его выраженной нейротоксичности.

Причины избытка

1. Профессиональное воздействие (ингаляционный путь): Наиболее частая причина. Группы риска включают сварщиков, шахтеров, рабочих металлургических и химических производств, где в воздухе присутствуют пары или пыль, содержащие марганец ^[9]. Ингаляционный путь особенно опасен, так как марганец может поступать в мозг напрямую через обонятельный тракт, минуя печеночный барьер.
2. Экологическое воздействие: Употребление питьевой воды из источников с высоким содержанием марганца. Дети особенно уязвимы к такому пути поступления.
3. Парентеральное введение: Избыточное введение марганца в составе растворов для ТПП или при использовании контрастных веществ на основе марганца.
4. Заболевания печени: Хронический холестаз, цирроз печени нарушают главный путь экскреции марганца, что ведет к его накоплению в организме, особенно в базальных ганглиях головного мозга ^[10].
5. Наркомания: Использование наркотиков кустарного производства (например, эфедрона), синтезированных с использованием перманганата калия («марганцовки»).

Клинические проявления (Манганизм)

• Ранняя стадия (психиатрическая): На начальных этапах преобладают неспецифические симптомы: повышенная утомляемость, раздражительность, эмоциональная лабильность, нарушения сна, снижение памяти, головные боли. Могут наблюдаться психотические эпизоды, известные как «марганцевое безумие» (локомоторная атаксия, галлюцинации).
• Поздняя стадия (неврологическая): По мере прогрессирования заболевания развивается экстрапирамидный синдром, клинически схожий с болезнью Паркинсона, но с рядом отличий:
  • Нарушения походки: Характерна «петушиная походка» (ходьба на цыпочках с согнутыми коленями) и пропульсии/ретропульсии.
  • Дистония: Болезненные мышечные спазмы, особенно в конечностях.
  • Нарушение речи и мимики: Гипомимия («маскообразное лицо»), дизартрия.
  • Тремор: В отличие от паркинсонизма, тремор покоя менее выражен, чаще наблюдается постуральный или акционный тремор.
  • Отсутствие эффекта от леводопы: Пациенты с манганизмом, как правило, не отвечают на терапию препаратами леводопы, что является важным дифференциально-диагностическим признаком.

На МРТ головного мозга в режиме Т1-взвешенных изображений характерно выявление гиперинтенсивного сигнала в области бледного шара и черной субстанции, что является патогномоничным признаком накопления марганца ^[11].

Показания к назначению анализа на марганец в крови

Определение уровня марганца в крови назначается в следующих клинических ситуациях:

1. Подозрение на хроническую интоксикацию: У пациентов с характерными неврологическими симптомами (паркинсонизм, дистония), особенно при наличии профессионального или экологического анамнеза (сварщики, шахтеры, проживание в районе с загрязненной водой).
2. Мониторинг профессионального воздействия: Регулярное обследование работников из групп риска для раннего выявления избыточного накопления марганца.
3. Диагностика отравлений: При остром отравлении солями марганца.
4. Контроль пациентов на длительном ТПП: Для предотвращения как дефицита, так и избытка микроэлемента.
5. Пациенты с хроническими заболеваниями печени: При появлении неврологической симптоматики для исключения печеночной энцефалопатии, ассоциированной с накоплением марганца.
6. Дифференциальная диагностика паркинсонизма: Особенно у молодых пациентов и при атипичном течении заболевания, не отвечающего на терапию.
7. Комплексная оценка нутритивного статуса: При подозрении на полимикроэлементоз на фоне синдромов мальабсорбции.

Подготовка к исследованию и процедура сбора материала

Для получения достоверных результатов необходимо соблюдать правила подготовки и сбора биоматериала.

Подготовка пациента:

• Кровь рекомендуется сдавать утром, натощак (после 8-12 часов голодания).
• Допускается употребление чистой негазированной воды.
• За 24 часа до исследования следует исключить прием алкоголя, интенсивные физические нагрузки.
• Не курить в течение 30 минут до сдачи крови.
• Прием препаратов, содержащих марганец или влияющих на метаболизм микроэлементов, следует согласовать с лечащим врачом.

Процедура сбора:
Забор крови производится из вены.

Интерпретация результатов анализа

Интерпретация результатов должна проводиться исключительно врачом с учетом анамнеза, клинической картины и данных других обследований.

• Повышенный уровень (гиперманганоземия): Может указывать на острую или хроническую интоксикацию. Однако уровень марганца в крови может вернуться к норме после прекращения воздействия, даже при сохранении высоких концентраций в тканях мозга и продолжающемся прогрессировании неврологической симптоматики ^[12]. Поэтому нормальный уровень Mn в крови не исключает диагноз «манганизм» при наличии характерной клиники и анамнеза. Высокие значения также наблюдаются при холестазе.
• Пониженный уровень (гипоманганоземия): Свидетельствует о дефиците марганца, что может требовать коррекции диеты или состава парентерального питания.

Важно помнить, что уровень в крови - это лишь моментальный снимок, который может не полностью отражать общие запасы элемента в организме, особенно при хронических состояниях. Для комплексной оценки могут потребоваться дополнительные исследования, такие как анализ волос или МРТ головного мозга.

Сравнительные таблицы

Заключение

Анализ на содержание марганца в крови является ценным диагностическим инструментом в клинической практике, особенно в области профпатологии, неврологии и нутрициологии. Он позволяет своевременно выявить как дефицитные состояния, хотя и редкие, так и токсическое воздействие, способное привести к тяжелому и необратимому поражению центральной нервной системы. Правильная интерпретация результатов в совокупности с клиническими данными и анамнезом позволяет врачу поставить точный диагноз, оценить риски для здоровья и назначить адекватные лечебно-профилактические мероприятия. Особое внимание следует уделять группам риска, включая работников промышленных предприятий и детей, а также пациентов с хроническими заболеваниями печени и находящихся на длительном парентеральном питании.

Список литературы

1. Chen P, Bornhorst J, Aschner M. Manganese in Health and Disease. Met Ions Life Sci. 2019;19:/books/9783110527872/9783110527872-016/9783110527872-016.xml. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29337846/ (дата обращения: 15.01.2026).
2. Harischandra DS, Ghaisas S, Zenitsky G, Jin H, Kanthasamy A, Anantharam V, Kanthasamy AG. Manganese-induced neurotoxicity: new insights into the molecular mechanisms. Nat Rev Neurol. 2019;15(8):490-504. - URL: https://www.nature.com/articles/s41582-019-0294-x (дата обращения: 15.01.2026).
3. Лаборатория «Инвитро». Марганец в крови. - URL: https://invitro.ru/analizy-i-uslugi/ (дата обращения: 15.01.2026).
4. Лабораторная служба «Хеликс». Марганец в сыворотке. - URL: https://helix.ru/catalog/item/06-234 (дата обращения: 15.01.2026).
5. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), NIOSH. Manganese Topic. - URL: https://www.cdc.gov/niosh/topics/manganese/ (дата обращения: 15.01.2026).
6. Клинико-диагностические лаборатории (КДЛ). Марганец в крови. - URL: https://kdl.ru/analizy-i-tseny/marganets-v-krovi (дата обращения: 15.01.2026).
7. O'Neal SL, Zheng W. Essentiality and Toxicity of Manganese in Human Health. Met Ions Life Sci. 2015;15:109-36. - URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4549211/ (дата обращения: 15.01.2026).
8. Friedman BJ, Freeland-Graves JH, Bales CW, Behmardi F, Shorey-Kutschke L, Feste AS, Willis RA, Pivarnik JM. Manganese balance and clinical observations in young men fed a manganese-deficient diet. JAMA. 1987;257(16):2266-72. - URL: https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/389508 (дата обращения: 15.01.2026).
9. Министерство Здравоохранения РФ. Клинические рекомендации: Токсическое действие металлов (T56). 2021. - URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/691_1 (дата обращения: 15.01.2026).
10. Kwakye GF, Paoliello MMB, Mukhopadhyay S, Bowman AB, Aschner M. Manganese-Induced Parkinsonism and Parkinson's Disease: Shared and Distinguishable Features. N Engl J Med. 2015;373:843-856. - URL: https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMra0801209 (дата обращения: 15.01.2026).
11. EULAR (European Alliance of Associations for Rheumatology). Official Website. - URL: https://www.eular.org/ (дата обращения: 15.01.2026).
12. Cochrane Library. Interventions for preventing and treating manganese-induced neurological disorders. - URL: https://www.cochranelibrary.com/ (дата обращения: 15.01.2026).
13. NICE (National Institute for Health and Care Excellence). Official Guidelines. - URL: https://www.nice.org.uk/ (дата обращения: 15.01.2026).
14. Google Scholar. Search: "Manganese blood levels clinical significance". - URL: https://scholar.google.com/ (дата обращения: 15.01.2026).
15. Гемотест. Марганец в сыворотке. - URL: https://gemotest.ru/analysis/ (дата обращения: 15.01.2026).

Проверено врачом

Гильмитьянова Ольга Рафитовна

Поделиться статьей

скопировать ссылку

Медицина

Лечение

Профилактика

Диагностика

Нутрициология

ПрофессиональнаяМедицина

★ ★ ★ ★ ★

0,0 0 оценок