IngredientesNombre químico y símbolo: El manganeso es un metal de transición importante de la tabla periódica, con número atómico 25 y símbolo Mn. Es el primer elemento de los elementos del Grupo VIIB, seguido por el tecnecio y el renio, con un peso atómico de 54.94 g, un punto de fusión de 1,246 °C y un punto de ebullición de 2,061 °C.
Presencia en la naturaleza: El manganeso es el tercer elemento de transición más abundante, presente en numerosos sistemas industriales, biológicos y ambientales. Es un elemento relativamente común en la corteza terrestre; su concentración promedio alcanza casi el 0.1%, lo que lo convierte en el duodécimo elemento más abundante y el cuarto metal más abundante de uso comercial. El manganeso se presenta en la naturaleza principalmente en forma de minerales de óxido, carbonato y silicato. Es uno de los elementos más comunes en la naturaleza, que puede encontrarse en estado libre en los minerales pirolusita y rodocrosita, aunque a pesar de esta relativa abundancia, rara vez se encuentra en su estado puro y por lo general está combinado con otros minerales.
Estados de oxidación: El manganeso es un elemento de transición de la primera fila que se encuentra en la naturaleza como el isótopo estable 55Mn. Existe en los estados de oxidación +2, +3, +4, +6 y +7, pero el estado de oxidación +2 (Mn(II)) es el más prevalente en los sistemas biológicos.
Clasificación como nutriente: El manganeso es un mineral traza que es esencial para el cuerpo humano en pequeñas cantidades; debido a que el cuerpo no puede producirlo, debe obtenerse a través de los alimentos o de suplementos. Es un elemento traza esencial vital para diversos procesos biológicos, incluyendo la catálisis enzimática, la defensa antioxidante y la neurotransmisión.
Los cereales integrales, las legumbres, los aguacates, el jugo de uva, el chocolate, las algas marinas, las yemas de huevo, las nueces, las semillas, las moras boysenberry, los arándanos azules, las piñas, las espinacas, las hojas de collard, los guisantes y las verduras de hoja verde se encuentran entre las mejores fuentes dietéticas de manganeso. Las porciones comunes de alimentos ricos en manganeso incluyen las avellanas (1.6 mg/oz), el arroz integral (1.1 mg/½ taza), los garbanzos (0.9 mg/½ taza), la espinaca (0.8 mg/½ taza) y el té negro (0.5 mg/taza).
Las técnicas de procesamiento como el remojo, la germinación o la fermentación pueden reducir significativamente los niveles de fitatos y mejorar la biodisponibilidad del manganeso, mientras que el calor elevado o el refinamiento pueden eliminar las capas de salvado, reduciendo la densidad mineral. Aunque los tés son fuentes ricas en manganeso, los taninos presentes en el té pueden reducir moderadamente la absorción de manganeso.
Los lactantes están expuestos a cantidades variables de manganeso dependiendo de su fuente de nutrición. Las concentraciones de manganeso en la leche materna, en la fórmula a base de leche de vaca y en la fórmula a base de soya oscilan entre 3 y 10 microgramos/litro (μg/L), 30 a 50 μg/L y 200 a 300 μg/L, respectivamente. Sin embargo, la biodisponibilidad del manganeso de la leche materna es mayor que la de las fórmulas infantiles, y no se han reportado deficiencias de manganeso en lactantes alimentados con leche materna ni toxicidades en lactantes alimentados con fórmula.
En los suplementos dietéticos, el manganeso está presente en muchas formas diferentes, incluyendo quelatos de aminoácidos como el quelato de bisglicinato de manganeso, el quelato de glicinato de manganeso y el aspartato de manganeso, así como el gluconato de manganeso, el picolinato de manganeso, el sulfato de manganeso, el citrato de manganeso y el cloruro de manganeso.
No hay datos disponibles sobre la biodisponibilidad relativa de las diferentes formas de manganeso suplementario. No todos los suplementos multivitamínicos/minerales contienen manganeso, pero los que sí lo contienen suelen proporcionar de 1.0 a 4.5 mg de manganeso. También hay disponibles suplementos que contienen únicamente manganeso, o manganeso con algunos otros nutrientes, y la mayoría contienen de 5 a 20 mg de manganeso.
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA, por sus siglas en inglés) ha evaluado la seguridad y biodisponibilidad del aspartato de manganeso, el ascorbato de manganeso, el bisglicinato de manganeso y el pidolato de manganeso como fuentes de manganeso añadido con fines nutricionales a los suplementos alimenticios. Aunque no se dispuso de estudios específicos sobre la biodisponibilidad, se consideró que la biodisponibilidad de estas formas sería al menos similar a la de otras fuentes disociables de manganeso en el tracto gastrointestinal.
Uso prehistórico y antiguo: La primera utilización del manganeso puede remontarse a la Edad de Piedra; los humanos ya estaban utilizando el dióxido de manganeso como pigmento para sus pinturas rupestres durante el Paleolítico Superior, hace aproximadamente 17,000 años. Más adelante, en la Antigua Grecia, la presencia de manganeso en el mineral de hierro utilizado por los espartanos es una explicación probable de por qué sus armas de acero eran superiores a las de sus enemigos.
Fabricación antigua del vidrio: El manganeso también se ha utilizado desde hace mucho tiempo en la fabricación de vidrio. Los fabricantes de vidrio egipcios y romanos utilizaban compuestos de manganeso para añadir color al vidrio o para eliminar el color de este. El uso como "jabón de vidrieros" continuó a lo largo de la Edad Media hasta tiempos modernos y es evidente en el vidrio veneciano del siglo XIV.
Química y medicina temprana: A mediados del siglo XVII, el químico alemán Glauber obtuvo el permanganato, la primera sal de manganeso utilizable. Hacia mediados del siglo XVIII, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele utilizó dióxido de manganeso para producir cloro. Tras varios intentos fallidos de aislar el componente metálico del mineral en el siglo XVIII, Gahn produjo con éxito manganeso metálico en 1774 calentando pirolusita en presencia de carbón vegetal.
Uso medicinal en el siglo XIX: A mediados del siglo XIX, el manganeso había ingresado a la práctica médica formal. Desde la publicación de una primera memoria en 1849, los medicamentos ferro-mangánicos se usaron extensamente en el sur de Francia y en países extranjeros. Estas preparaciones incluían píldoras de carbonato de hierro y manganeso (o de yoduro), pastillas de lactato de hierro y manganeso, jarabes de lactato o yoduro de hierro y manganeso, chocolate ferro-mangánico y soluciones efervescentes de hierro y manganeso.
Reconocimiento de la neurotoxicidad: El manganismo, la intoxicación por manganeso, fue identificado por primera vez en 1837 por James Couper. La toxicidad por manganeso se describió por primera vez en un informe sobre cinco trituradores de mineral de manganeso que presentaban debilidad muscular, paraplejía, temblor, habla susurrante y una tendencia a inclinarse hacia adelante al caminar; en dos de los trabajadores, los síntomas progresaron incluso después de ser retirados de las operaciones de trituración de mineral de manganeso.
A diferencia de los suplementos derivados de plantas, el manganeso es un único mineral elemental que funciona principalmente como cofactor de metaloenzimas y como componente estructural directo de metaloenzimas específicas. Su actividad biológica se deriva de sus propiedades químicas como metal de transición capaz de presentar múltiples estados de oxidación.
El manganeso es un mineral traza esencial que desempeña varias funciones en los sistemas celulares, como cofactor de metaloenzimas, incluidas las oxidasas y deshidrogenasas, las polimerasas de ADN y ARN, las quinasas, las descarboxilasas y las transferasas de azúcares. Es una coenzima que ayuda a muchas enzimas implicadas en la descomposición de carbohidratos, proteínas y colesterol; también ayuda a las enzimas en la formación de los huesos y en mantener el funcionamiento óptimo de los sistemas inmunológico y reproductivo; y trabaja junto con la vitamina K para ayudar en la cicatrización de heridas mediante la coagulación de la sangre.
Se sabe que el manganeso desempeña un papel crítico en el sistema de defensa antioxidante del cuerpo, particularmente como componente de la enzima superóxido dismutasa (SOD), que combate el estrés oxidativo. Entre las isoformas de la SOD, la SOD dependiente de manganeso (MnSOD) desempeña un papel principal debido a su ubicación mitocondrial —el sitio principal de producción de superóxido (O₂•⁻)—, y una amplia investigación se ha centrado en su capacidad para modular el estrés oxidativo.
El manganeso es el cofactor preferido de enzimas llamadas glicosiltransferasas; estas enzimas son necesarias para la síntesis de proteoglicanos que se requieren para la formación de cartílago y hueso saludables.
La cicatrización de heridas es un proceso complejo que requiere una producción incrementada de colágeno. El manganeso es necesario para la activación de la prolidasa, una enzima que funciona proporcionando el aminoácido prolina para la formación de colágeno en las células de la piel humana. Un trastorno genético conocido como deficiencia de prolidasa produce una cicatrización de heridas anormal y se caracteriza por un metabolismo anormal del manganeso.
La arginasa está disminuida en los hígados de ratas deficientes en manganeso, y las ratas deficientes en manganeso también muestran concentraciones plasmáticas de urea disminuidas y concentraciones plasmáticas de amoníaco elevadas. La arginasa es una enzima dependiente de manganeso esencial para el ciclo de la urea, que es la vía principal para la eliminación metabólica del amoníaco en los mamíferos.
El manganeso sirve como cofactor de varias enzimas, incluyendo la glutamina sintetasa y la superóxido dismutasa de manganeso (MnSOD). La glutamina sintetasa se concentra particularmente en los astrocitos del cerebro, donde es responsable de desintoxicar el amoníaco y reciclar el glutamato —un proceso con implicaciones importantes para la función neurológica y la susceptibilidad a la excitotoxicidad ante concentraciones elevadas de manganeso.
El manganeso se absorbe en el intestino delgado. La mayor parte del mineral se almacena en el hueso, con cantidades menores en el hígado, el cerebro, los riñones y el páncreas. El manganeso se excreta principalmente por las heces, y la excreción urinaria de manganeso es baja y no se ha encontrado que sea sensible a la ingesta dietética de manganeso.
Las concentraciones bajas de ferritina se asocian con un aumento de la absorción de manganeso, lo que crea un efecto de género en la biodisponibilidad del manganeso. Los hombres generalmente absorben menos manganeso que las mujeres, lo cual puede estar relacionado con el hecho de que los hombres suelen tener reservas de hierro más altas que las mujeres.
El manganeso compite con el hierro por la absorción, y su absorción puede disminuir por la presencia de fibra, fitatos, ácido oxálico, calcio y fósforo. El ácido fítico, presente en altos niveles en la soya y en alimentos a base de cereales, puede inhibir la absorción de elementos traza y minerales; en adultos, se ha reportado que el ácido fítico inhibe la absorción de hierro, zinc, calcio y manganeso.
Se ha demostrado que el magnesio suplementario (200 mg/día) disminuye ligeramente la biodisponibilidad del manganeso en adultos sanos, ya sea disminuyendo la absorción del manganeso o aumentando su excreción. En un conjunto de estudios, el calcio suplementario (500 mg/día) disminuyó ligeramente la biodisponibilidad del manganeso en adultos sanos.
Los niveles de manganeso son difíciles de medir en el cuerpo, ya que las ingestas dietéticas no siempre se correlacionan con los niveles en sangre.
Dada la naturaleza esencial pero potencialmente tóxica de este metal, los niveles corporales de manganeso se regulan cuidadosamente, en gran medida mediante la excreción hepatobiliar. El manganeso puede afectar la función hepática, pero el umbral de toxicidad aguda es muy alto. Más del 95 por ciento del manganeso se elimina mediante excreción biliar, y cualquier daño hepático existente puede ralentizar este proceso, aumentando su concentración en el plasma sanguíneo.
El transportador SLC30A10 desempeña un papel fundamental en la homeostasis del Mn²⁺ al exportar el Mn²⁺ fuera de las células, previniendo efectos tóxicos. Las mutaciones en el gen SLC30A10 producen acumulación de Mn²⁺ y conducen a trastornos como la hipermanganesemia con distonía 1 (HMNDYT1, por sus siglas en inglés). Los knockouts específicos de endodermo que carecen de SLC30A10 en el hígado y el tracto gastrointestinal presentan niveles marcadamente elevados de manganeso en el cerebro, la sangre y el hígado. Por lo tanto, en condiciones fisiológicas basales, el manganeso cerebral se regula por la actividad de SLC30A10 en el hígado y el tracto gastrointestinal, y no en el cerebro ni únicamente en el hígado.
Las mutaciones en el gen SLC39A14 se han vinculado con la acumulación de manganeso en el cerebro y con el parkinsonismo-distonía de inicio infantil, ya que la deficiencia de SLC39A14 afecta la captación hepática de manganeso y la excreción biliar, lo que da lugar a la acumulación de manganeso en la circulación y en el cerebro.
Las recomendaciones oficiales de los Estados Unidos para la ingesta diaria de manganeso son las siguientes: 0.003 mg para lactantes de hasta seis meses de edad; 0.6 mg para lactantes de siete a doce meses; 1.2 mg para niños de uno a tres años; 1.5 mg para niños de cuatro a ocho años; 1.9 mg para hombres de nueve a trece años; 2.2 mg para hombres de catorce a dieciocho años; 1.6 mg para mujeres de nueve a dieciocho años; 2.3 mg para hombres de diecinueve años en adelante; y 1.8 mg para mujeres de diecinueve años en adelante. La recomendación para mujeres embarazadas es de 2 mg, y para mujeres en lactancia, 2.6 mg.
Estas Ingestas Adecuadas (IA) se basan en las ingestas dietéticas observadas en poblaciones sanas, no en ensayos de dosis-respuesta, lo que significa que representan un umbral mínimo más que un objetivo optimizado.
Nivel Máximo de Ingesta Tolerable (UL): El Nivel Máximo de Ingesta Tolerable (UL, por sus siglas en inglés) para adultos se establece en 11 mg/día. La Junta de Alimentos y Nutrición (FNB, por sus siglas en inglés) estableció los UL de manganeso para individuos sanos con base en niveles asociados con concentraciones de manganeso en sangre total por encima del rango normal de 4 a 15 mcg/L y el riesgo de neurotoxicidad.
Dosificación suplementaria en estudios clínicos: Davis y Greger (1992) demostraron que la actividad de la MnSOD linfocitaria estaba elevada en 47 mujeres suplementadas con 15 mg/día de manganeso durante más de 90 días. En un estudio controlado, cinco hombres jóvenes recibieron una dieta de alimentos comunes (1.21 mg/día de manganeso) suplementada con sulfato de manganeso o placebo en la comida de la noche para crear cinco niveles diferentes de ingesta de manganeso; la ingesta total de manganeso osciló entre 1.21 y 3.79 mg/día a lo largo de las diferentes fases del estudio.
Los datos de investigación actuales muestran que el manganeso participa activamente en los procesos de remodelación ósea al modular la actividad de los osteoblastos y los osteoclastos —las principales células que regulan la formación y resorción óseas. El manganeso es el cofactor preferido de enzimas llamadas glicosiltransferasas, que son necesarias para la síntesis de proteoglicanos requeridos para la formación de cartílago y hueso saludables.
Evidencia observacional: Una revisión narrativa que incluyó 4 estudios humanos elegibles encontró que toda la literatura publicada coincide en mostrar que las mujeres con osteoporosis tienen niveles séricos de manganeso más bajos que las mujeres con densidad mineral ósea normal, lo que confirma el papel esencial del manganeso en la síntesis de cartílago y colágeno óseo, así como en la mineralización ósea.
Datos transversales: Un estudio tuvo como objetivo evaluar la relación entre el manganeso en sangre y la densidad mineral ósea/contenido mineral óseo (DMO/CMO) utilizando una muestra representativa de la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (NHANES, por sus siglas en inglés); se inscribió a un total de 9,732 sujetos mayores de 18 años con datos disponibles, y la relación entre el manganeso en sangre y la DMO/CMO del cuerpo total, la columna y las regiones femorales se evaluó mediante modelos de regresión lineal multivariante. Los resultados observaron una asociación negativa entre el manganeso en sangre y la DMO/CMO en el cuello femoral y el cuerpo total en el modelo completamente ajustado, especialmente en la DMO del cuello femoral en mujeres de 50 a 70 años. Los autores señalan que se trató de un diseño transversal con limitaciones inherentes para la inferencia causal.
Ensayos de intervención: Considerando los estudios en humanos que evaluaron la eficacia de la suplementación oral con manganeso durante un período prolongado (2 años) sobre la densidad mineral ósea de mujeres menopáusicas, ambos ensayos clínicos mostraron que la pérdida ósea fue significativamente mayor en el grupo placebo que en el grupo que recibía la suplementación. Sin embargo, estos ensayos usaron manganeso en combinación con otros micronutrientes, lo que dificulta aislar la contribución específica del manganeso solo.
Evaluación de la solidez de la evidencia: Las síntesis de modelos experimentales, estudios epidemiológicos y ensayos clínicos demuestran de forma consistente un impacto profundo del manganeso sobre la mineralización y densidad óseas, particularmente mediante la regulación de vías de señalización clave y reacciones enzimáticas. Mantener niveles adecuados de manganeso es crucial para una salud ósea óptima, ya que la deficiencia se vincula con un crecimiento óseo alterado y un mayor riesgo de enfermedades óseas. Por el contrario, la exposición y acumulación excesivas de manganeso pueden afectar negativamente el metabolismo óseo. En conjunto, la evidencia respalda un papel biológico esencial; sin embargo, el número de ensayos clínicos de alta calidad es limitado, y la evidencia específica sobre la suplementación aislada con manganeso que mejore los resultados óseos en humanos sigue siendo preliminar.
La SOD dependiente de manganeso (MnSOD) desempeña un papel principal debido a su ubicación mitocondrial, el sitio principal de producción de superóxido, y una amplia investigación se ha centrado en su capacidad para modular el estrés oxidativo. Los animales deficientes en manganeso tienen baja actividad de superóxido dismutasa de manganeso (MnSOD). Davis y Greger (1992) demostraron que la actividad de la MnSOD linfocitaria estaba elevada en 47 mujeres suplementadas con 15 mg/día de manganeso durante más de 90 días.
La evidencia sobre la actividad antioxidante en humanos es, en gran medida, bioquímica; los desenlaces clínicos directos (por ejemplo, una menor incidencia de enfermedad atribuible a una mejora en la actividad de la MnSOD por suplementación) no se han establecido en ensayos clínicos con suficiente poder estadístico.
El manganeso, como componente clave de la MnSOD antioxidante mitocondrial, desempeña un papel importante en la vía de la proteína desacopladora 2 del superóxido (UCP-2) en la inhibición de la secreción de insulina estimulada por glucosa (GSIS, por sus siglas en inglés). Las personas con epilepsia o diabetes tienen niveles de manganeso en sangre más bajos de lo normal, lo cual sugiere —pero definitivamente no demuestra— que los suplementos de manganeso podrían ser útiles para estas condiciones; sin embargo, no se han realizado estudios que puedan confirmar o refutar esta idea.
Evidencia en animales: La sobreexpresión de la MnSOD en animales con dieta alta en grasas mejoró la reducción en la captación muscular de glucosa en un 50% (P <0.05), y se observó una menor carbonilación de proteínas en el músculo con sobreexpresión de MnSOD, lo que sugiere que las intervenciones que causan una elevación de la actividad antioxidante mitocondrial pueden ofrecer protección contra la resistencia a la insulina inducida por la dieta en el músculo esquelético. Esta evidencia es únicamente animal/preclínica.
Datos observacionales en humanos: En un estudio de cincuenta pacientes con diabetes tipo 2 establecida y 30 controles no diabéticos pareados por edad y sexo (con ingestas dietéticas similares de micronutrientes evaluadas mediante recordatorio dietético de 24 horas), los niveles de glucosa plasmática en ayunas y de manganeso fueron significativamente más altos en los diabéticos que en los controles; los niveles de manganeso en los diabéticos fueron más del doble que los niveles en los controles. Esto sugiere una relación compleja y no lineal entre el estado del manganeso y la diabetes, más que una simple deficiencia.
Solidez de la evidencia: La relación entre el manganeso y la diabetes se caracteriza por asociaciones observacionales y datos mecanísticos en animales; faltan ensayos de intervención dedicados en humanos sobre la suplementación con manganeso para desenlaces de glucosa en sangre. Otros usos terapéuticos propuestos del manganeso incluyen la regulación de los niveles de glucosa en sangre para mejorar la tolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina, lo cual puede ser beneficioso para pacientes con diabetes.
La cicatrización de heridas es un proceso complejo que requiere una producción incrementada de colágeno. El manganeso es necesario para la activación de la prolidasa, una enzima que funciona proporcionando el aminoácido prolina para la formación de colágeno en las células de la piel humana. La síntesis de glicosaminoglicanos, que requiere glicosiltransferasas activadas por manganeso, también puede desempeñar un papel importante en la cicatrización de heridas. Debido a que el manganeso participa en la producción de colágeno, puede ayudar a promover la cicatrización de heridas.
El manganeso se ha examinado como tratamiento para la cicatrización de heridas; sin embargo, el manganeso se usa a menudo en combinación con otras vitaminas y/o minerales, por lo que resulta difícil determinar los efectos del manganeso solo. La evidencia para las aplicaciones en cicatrización de heridas permanece a nivel mecanístico y de estudios in vitro; no se han publicado ensayos clínicos en humanos de gran escala y con suficiente poder estadístico sobre la suplementación aislada de manganeso para la cicatrización de heridas.
Un estudio pequeño pero riguroso sugiere que obtener suficiente manganeso puede ayudar a controlar los síntomas de la dismenorrea (dolor menstrual). Otros síntomas asociados con un estado bajo de manganeso pueden incluir alteraciones del estado de ánimo y un aumento del dolor premenstrual en las mujeres. La base de evidencia para esta aplicación consiste en un único estudio pequeño; se necesitan replicación independiente y ensayos más grandes antes de que esto pueda considerarse un uso establecido.
El manganeso es un elemento traza esencial para el desarrollo y funcionamiento del sistema nervioso central. Las alteraciones en las concentraciones de manganeso, ya sean excesivas o deficientes, pueden acompañarse de convulsiones. Al parecer, el primer artículo que relacionó explícitamente el manganeso y la epilepsia se publicó en 1938. Desde entonces, ha habido varios informes relevantes sobre una posible asociación entre el manganeso y la aparición y tratamiento de la epilepsia; una revisión sistemática de la evidencia cuantitativa disponible encontró que una búsqueda en The Cochrane Library no incluyó ninguna revisión sistemática ni metaanálisis sobre una asociación entre la epilepsia y el manganeso.
Las alteraciones en las concentraciones de manganeso, ya sean excesivas o deficientes, pueden acompañarse de convulsiones; los efectos de la intoxicación por manganeso, o manganismo, son clínicamente similares a los de la enfermedad de Parkinson, debido a alteraciones en los sistemas regulatorios de dopamina, glutamato y GABA. Actualmente no existe evidencia de la suplementación con manganeso como tratamiento para la epilepsia en la literatura clínica; la asociación es únicamente observacional y correlacional.
El cuerpo también necesita manganeso para tener huesos fuertes, para la reproducción, la coagulación sanguínea y un sistema inmunológico saludable. El manganeso es un elemento traza esencial vital para diversos procesos biológicos, incluyendo la catálisis enzimática, la defensa antioxidante y la neurotransmisión. Investigaciones emergentes destacan su papel más allá de los sistemas de órganos individuales, revelando interacciones coordinadas entre el hígado, los intestinos y el cerebro. La evidencia clínica específica en humanos sobre la suplementación con manganeso para mejorar los resultados inmunológicos es actualmente limitada.
Los síntomas de deficiencia de manganeso son poco comunes y difíciles de detectar. Pueden incluir un crecimiento lento en niños, niveles anormales de glucosa, cambios en la tolerancia a la glucosa y niveles anormales de colesterol. Otros síntomas pueden incluir un cambio en el color del cabello o de la barba, alteración del estado de ánimo y un aumento del dolor premenstrual en las mujeres.
La evidencia sobre la deficiencia de manganeso en humanos es escasa. La deficiencia clínica es muy poco común, y la medición en sangre generalmente se realiza para investigar una posible toxicidad y no una deficiencia.
El Nivel Máximo de Ingesta Tolerable (UL) establecido por la Junta de Alimentos y Nutrición es de 11 mg/día de todas las fuentes combinadas para adultos. La FNB estableció los UL de manganeso para individuos sanos con base en niveles asociados con concentraciones de manganeso en sangre total por encima del rango normal de 4 a 15 mcg/L y el riesgo de neurotoxicidad; los UL no aplican a las personas que están tomando manganeso suplementario bajo supervisión médica.
La exposición crónica a niveles elevados de manganeso a través de entornos ocupacionales o ambientales causa un trastorno neurológico conocido como manganismo, que se asemeja a los síntomas de la enfermedad de Parkinson, tales como déficits motores y deterioro cognitivo. La sobreexposición altera el metabolismo de la dopamina y la función mitocondrial, generando estrés oxidativo y respuestas inflamatorias que contribuyen a trastornos neurológicos como el manganismo —un síndrome con síntomas motores similares a los del Parkinson.
El manganismo se asocia con exposiciones altas al manganeso o con trastornos metabólicos que inducen hipermanganesemia, dando lugar al depósito de manganeso en los ganglios basales y otras regiones del cerebro. No se esperaría que exposiciones más bajas produjeran el mismo síndrome clínico; sin embargo, la exposición a niveles más bajos de manganeso podría producir una respuesta neurotóxica más sutil que podría derivar en manganismo o toxicidad por manganeso ante una exposición continuada.
El mecanismo neurotóxico exacto del manganeso es incierto, pero existen indicios que apuntan a la interacción del manganeso con el hierro, el zinc, el aluminio y el cobre. Con base en varios estudios, un metabolismo alterado del hierro podría subyacer a la acción neurotóxica del manganeso.
Se ha demostrado que agentes quelantes como el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y el ácido paraaminosalicílico (PAS) reducen la toxicidad aguda por manganeso al promover la excreción de manganeso del cuerpo. La terapia de quelación intravenosa con EDTA ha sido clínicamente el tratamiento principal para pacientes con manganismo; sin embargo, varios informes sobre su eficacia han sido controvertidos.
La deficiencia de hierro aumenta la absorción de manganeso y, por lo tanto, puede agravar los síntomas de toxicidad por manganeso. Las personas con enfermedad hepática crónica presentan una eliminación biliar de manganeso alterada y son más susceptibles a la neurotoxicidad por manganeso y a otros efectos adversos derivados de un exceso de ingesta de manganeso.
Además de la exposición en entornos con alto contenido de manganeso, los pacientes con sistemas biliares disfuncionales (por ejemplo, aquellos que requieren nutrición parenteral) también son más susceptibles a la toxicidad inducida por manganeso, ya que se requiere una función hepática óptima para la secreción de manganeso. Los lactantes y niños que reciben suplementos que contienen manganeso también pueden estar en riesgo de toxicidad por manganeso, ya que los individuos más jóvenes tienden a absorber y mantener niveles más altos de manganeso en comparación con los adultos. Las personas con deficiencia de hierro también tienen un mayor riesgo de intoxicación por manganeso, ya que ambos metales compiten por los mismos transportadores.
El riesgo potencial de toxicidad por manganeso es mayor cuando la excreción biliar es baja, como en el caso de los neonatos o en la enfermedad hepática. Las concentraciones plasmáticas de manganeso pueden elevarse en lactantes con enfermedad hepática colestásica que reciben manganeso suplementario en soluciones de nutrición parenteral total.
Las revisiones sistemáticas de datos en humanos y animales realizadas para evaluar la evidencia sobre el exceso de ingesta de manganeso y la neurotoxicidad inducida por manganeso encontraron que los estudios disponibles en humanos y animales respaldan la neurotoxicidad como un efecto crítico; sin embargo, los datos no son suficientes ni adecuados para caracterizar una relación dosis-respuesta e identificar un punto de referencia para la neurotoxicidad inducida por manganeso. Dados los hallazgos sobre neurotoxicidad y la mayor susceptibilidad potencial de algunos subgrupos de la población general, la exposición oral al manganeso más allá de las cantidades normalmente presentes en los alimentos y bebidas podría representar un riesgo de efectos adversos para la salud sin evidencia de ningún beneficio para la salud.
La absorción de manganeso puede verse afectada por la ingesta simultánea de antiácidos o de suplementos de calcio o hierro. También se ha demostrado que la deficiencia de hierro aumenta el riesgo de acumulación de manganeso en el cerebro. Algunos investigadores han encontrado que las ingestas previas de manganeso y de otros elementos, como el calcio, el hierro y el fósforo, afectan la retención de manganeso. La adición de calcio a la leche humana redujo significativamente la absorción de manganeso, del 4.9 al 3.0 por ciento.
Si se toma manganeso en exceso mediante suplementos, los efectos secundarios pueden incluir pérdida de apetito, crecimiento lento y problemas reproductivos. También puede causar anemia porque el manganeso compite con el hierro por la absorción.
Las personas que reciben nutrición parenteral total (alimentación intravenosa) pueden presentar efectos secundarios graves por los suplementos orales de manganeso, al igual que las personas con problemas hepáticos.
La toxicidad por manganeso puede ocurrir debido a exposiciones ambientales, especialmente por aire contaminado o agua potable en comunidades cercanas a operaciones de minería, soldadura o producción de aleaciones. Las poblaciones en riesgo incluyen a los soldadores y a las personas con función hepática alterada, que presentan una eliminación biliar de manganeso reducida. Se describió manganismo en un grupo de mineros marroquíes y en un grupo de mineros chilenos; de aproximadamente 4,000 mineros que trabajaban en tres minas en Marruecos, se observaron 150 casos de manganismo, todos en trabajadores que pasaban un tiempo considerable bajo tierra, presumiblemente con ventilación limitada y un alto grado de exposición por inhalación. En estos trabajadores, la aparición de síntomas ocurrió después de meses a años de trabajo.
Condiciones de salud que manganeso puede ayudar a apoyar.
El manganeso es el centro metálico catalítico de la MnSOD mitocondrial, la principal enzima que neutraliza los radicales superóxido en las células productoras de energía. Esta es una de las funciones del manganeso mejor documentadas en la biología humana, confirmada por múltiples revisiones revisadas por pares y fuentes institucionales.
El manganeso es necesario para la síntesis de proteoglicanos y glicosaminoglicanos en el cartílago, estructuras que se degradan en la osteoartritis. La actividad de la MnSOD está reducida en las articulaciones artríticas, y el estrés oxidativo contribuye a la degradación del cartílago. La evidencia sobre el beneficio de la suplementación terapéutica es limitada.
Múltiples estudios poblacionales asocian niveles más bajos de manganeso en sangre con tasas más altas de diabetes y alteración de la regulación de la glucosa. El manganeso actúa como cofactor de la piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa, enzimas fundamentales para la gluconeogénesis, y podría potenciar la acción de la insulina. La evidencia es observacional y específica según el sexo; los ensayos de intervención en humanos son escasos.
El manganeso es un cofactor requerido para las glicosiltransferasas involucradas en la síntesis de proteoglicanos en la matriz ósea y para la superóxido dismutasa que protege a los osteoblastos. El NIH ODS y la National Academy of Sciences lo reconocen como un elemento traza esencial para la salud ósea, y su deficiencia provoca anomalías esqueléticas en modelos animales.
El manganeso es un mineral traza esencial y un cofactor obligatorio para las glicosiltransferasas requeridas en la biosíntesis de glicosaminoglicanos en los proteoglicanos del cartílago, así como para la MnSOD, que protege a los condrocitos del daño oxidativo. La deficiencia de manganeso altera la síntesis de proteoglicanos y la integridad del cartílago en modelos animales. Es un componente estándar de suplementos combinados para el cartílago basados en evidencia (por ejemplo, Cosamin-DS, con glucosamina, condroitina y manganeso) validados en ensayos clínicos.
El manganeso es necesario para la piruvato carboxilasa —una enzima clave en el ciclo del ATC y en la gluconeogénesis— y la MnSOD protege las mitocondrias donde se genera el ATP. El papel del manganeso en el metabolismo energético celular está bien establecido bioquímicamente.
El manganeso es necesario para la actividad de las glicosiltransferasas implicadas en la síntesis de proteoglicanos en la matriz ósea y para la señalización de IGF-1 en la formación de hueso. Su deficiencia provoca anomalías esqueléticas. Un ensayo controlado aleatorizado encontró que un suplemento de calcio combinado con manganeso, cobre y zinc fue más eficaz que el calcio solo para prevenir la pérdida ósea.
El manganeso es un elemento traza esencial que actúa como cofactor de la enzima antioxidante superóxido dismutasa de manganeso y de enzimas implicadas en la formación ósea y el metabolismo de carbohidratos. El IOM ha establecido AI (ingestas adecuadas) para todos los grupos de edad pediátricos. Los estudios de etiquetado financiados por la NIH ODS confirman la presencia de manganeso en los MVM (multivitamínicos/multiminerales) infantiles, y está presente en todas las principales fórmulas pediátricas de marca.
El manganeso es esencial para la superóxido dismutasa mitocondrial dependiente de manganeso (MnSOD), la cual elimina los radicales superóxido que impulsan la señalización inflamatoria. Se observa una expresión reducida de MnSOD en múltiples enfermedades inflamatorias, y los miméticos de la MnSOD suprimen las respuestas inflamatorias en modelos preclínicos. El beneficio antiinflamatorio directo de la suplementación dietética con manganeso en humanos aún no se ha establecido en ensayos controlados.
El manganeso es un cofactor requerido por las glicosiltransferasas implicadas en la síntesis de glicosaminoglicanos y glicoproteínas, lo que lo hace esencial para la formación de la matriz extracelular (MEC) del cartílago y del tejido conectivo. También inhibe las elastasas que degradan la elastina y participa en el entrecruzamiento de las fibrillas de colágeno. Estudios in vitro muestran que los cofactores de manganeso son necesarios para la conversión de glucosamina en ácido hialurónico y sulfato de condroitina.
Estudios en humanos y animales documentan niveles sanguíneos de manganeso más bajos en personas con epilepsia, y el manganeso es un cofactor de la glutamina sintetasa, crítica para regular el glutamato excitatorio en el cerebro. La actividad de la MnSOD en las mitocondrias también modula la susceptibilidad a las convulsiones. No existe evidencia terapéutica directa proveniente de ensayos de suplementación en humanos.
El manganeso está catalogado por el NIH ODS como un mineral involucrado en la reproducción, y las revisiones revisadas por pares sobre minerales y fertilidad lo identifican como un factor que contribuye a la regulación hormonal, la función ovárica y la protección contra la infertilidad provocada por el estrés oxidativo. Falta evidencia directa de ensayos clínicos que demuestre que la suplementación mejora los resultados de fertilidad.
El manganeso es esencial para el desarrollo esquelético a través de la síntesis de proteoglicanos mediada por glicosiltransferasas, la formación de colágeno y la mineralización ósea. La deficiencia en animales causa anomalías esqueléticas, fallas reproductivas y crecimiento deficiente; la revisión de 2018 confirma el desarrollo como una función primaria.
El manganeso es cofactor de la piruvato carboxilasa y la PEPCK en la gluconeogénesis hepática, y datos preclínicos indican que activa directamente la Akt hepática en la señalización de la insulina. Los estudios poblacionales muestran asociaciones específicas según el sexo entre el estado de manganeso y los marcadores de resistencia a la insulina.
Un estudio metabólico controlado encontró que un menor consumo dietético de manganeso se asoció con un aumento de los síntomas de dolor durante la fase menstrual, independientemente de la ingesta de calcio. La evidencia se limita a un único ensayo pequeño y requiere replicación.
El manganeso actúa como cofactor de la arginasa, la piruvato carboxilasa, la glutamina sintetasa y la MnSOD, enzimas fundamentales en el metabolismo de los carbohidratos, los aminoácidos, el colesterol y la energía. Estas son funciones bioquímicas bien establecidas, confirmadas por el NIH ODS y múltiples fuentes revisadas por pares.
El manganeso es necesario para la actividad de la glutamina sintetasa en los astrocitos, la cual regula el ciclo glutamato-glutamina y la homeostasis de neurotransmisores en el cerebro. La MnSOD protege a las neuronas del estrés oxidativo mitocondrial. Tanto la deficiencia como el exceso de manganeso alteran el funcionamiento normal del sistema nervioso.
El manganeso es un mineral traza que actúa como cofactor para enzimas necesarias en la síntesis de glicosaminoglicanos y proteoglicanos en la matriz ósea. Una ingesta inadecuada de manganeso perjudica la formación ósea, y se encuentra entre los minerales esenciales para la salud ósea según las principales autoridades nutricionales. Un nivel bajo de manganeso se asocia con un aumento de la resorción ósea y una reducción de la densidad ósea.
Un ensayo metabólico controlado encontró que un bajo consumo dietético de manganeso se asoció con un aumento de los síntomas del estado de ánimo y del dolor durante la fase premenstrual. Una revisión de PMC identifica al manganeso entre los minerales potencialmente involucrados en la fisiopatología del síndrome premenstrual (SPM), aunque solo existe un estudio con exposición combinada de manganeso/calcio.
Se ha documentado un metabolismo alterado del manganeso en la artritis reumatoide, con un manganeso granulocítico elevado que se correlaciona con los marcadores de actividad de la enfermedad. La actividad de la MnSOD está reducida en el tejido articular de la AR. Ningún ECA completado ha demostrado un beneficio terapéutico de la suplementación con manganeso en la AR.
El manganeso activa la prolidasa, la enzima que recicla la prolina para la síntesis de colágeno en las células de la piel humana. La deficiencia de esta vía deteriora la integridad dérmica, y se han estudiado preparaciones tópicas que contienen manganeso para el manejo de heridas crónicas.
El manganeso participa en la síntesis de la tiroxina y es necesario para el funcionamiento normal de la tiroides; su deficiencia puede contribuir a cuadros de hipotiroidismo. Por el contrario, un consumo excesivo de manganeso puede interferir con la producción de hormonas tiroideas.
El manganeso activa la prolidasa para suministrar prolina destinada a la síntesis de colágeno y activa las glicosiltransferasas para la producción de glicosaminoglicanos, ambos procesos necesarios en la reparación de heridas. Estudios clínicos preliminares sobre formulaciones tópicas que contienen manganeso muestran resultados prometedores para la cicatrización de heridas crónicas.
El manganeso se recomienda tradicionalmente en los protocolos integrativos para la MG (miastenia grave) por su papel propuesto en la facilitación de la asimilación de la colina y el apoyo a la contracción muscular. Las fuentes tradicionales afirman que la coordinación y la fuerza muscular disminuyen sin un aporte adecuado de manganeso, y que este es esencial para la asimilación de la colina necesaria para la función neuromuscular en la MG.
Sistemas corporales que manganeso puede ayudar a apoyar.
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