El manganeso es un elemento mineral nutricionalmente esencial.
El manganeso juega un papel importante en una serie de procesos fisiológicos, como constituyente de múltiples enzimas y como activador de otras.
Función antioxidante
La superóxido dismutasa de manganeso es la principal enzima antioxidante en la mitocondria. Debido a que la mitocondria consume cerca del 90% del oxígeno usado en las células, son especialmente vulnerables al estrés oxidativo.
El radical superóxido es una de las especies reactivas del oxígeno producidas en la mitocondria durante la síntesis de ATP.
La MnSOD cataliza la conversión de los radicales superóxido en peróxido de hidrógeno, el que puede ser reducido en agua por otras enzimas antioxidantes.
Metabolismo
Una serie de enzimas activadas por manganeso desempeñan labores importantes en el metabolismo de los carbohidratos, aminoácidos, y colesterol.
La piruvato carboxilasa, una enzima con manganeso, y la fosfoenolpiruvato carbokinasa (FEPCK), una enzima activada por manganeso, son fundamentales en la gluconeogénesis — la producción de glucosa a partir de precursores que no son carbohidratos.
La arginasa, otra enzima con manganeso, es necesaria para el ciclo de la úrea en el hígado, un proceso que detoxifica el amoniaco generado durante el metabolismo de los aminoácidos.
En el cerebro, la enzima activada por manganeso, glutamina sintetasa, convierte al aminoácido glutamato en glutamina. El glutamato es un transmisor excitotóxico y un precursor del ácido γ-aminobutírico (GABA), un neurotransmisor inhibitorio.
Desarrollo óseo
La deficiencia de manganeso provoca un desarrollo anormal del esqueleto en una serie de especies animales.
El manganeso es el cofactor preferido de las enzimas denominadas glicosiltransferasas; estas enzimas son necesarias para la síntesis de los proteoglicanos necesarios para la formación de cartílago y huesos sanos.
Curación de heridas
La curación de heridas es un proceso complejo que requiere de un incremento en la producción de colágeno.
El manganeso es necesario para la activación de la prolidasa, una enzima cuya función es la de aportar el aminoácido prolina para la formación de colágeno en las células epiteliales humanas.
Un trastorno genético conocido como deficiencia de prolidasa resulta entre otros problemas, en la curación anormal de las heridas, y se caracteriza por un metabolismo anormal del manganeso.
La síntesis de glicosaminoglicanos, la que necesita de glicosiltransferasas activadas por manganeso, puede también jugar un papel importante en la curación de heridas.
Deficiencia
La deficiencia de manganeso ha sido observada en una serie de especies animales.
Los signos de la deficiencia de manganeso incluyen retraso del crecimiento, deterioro de la función reproductiva, trastornos esqueletales, tolerancia a la glucosa deteriorada, y alteración del metabolismo de lípidos y carbohidratos.
En seres humanos, la demostración del síndrome de deficiencia de manganeso es menos evidente. Un niño bajo nutrición parenteral total (NPT) a largo plazo sin manganeso sufrió de desmineralización ósea y retraso del crecimiento, los que fueron corregidos por la suplementación con manganeso.
Los hombres jóvenes que fueron alimentados con una dieta baja en manganeso presentaron niveles disminuidos de colesterol plasmático y una erupción cutánea transitoria.
Los niveles sanguíneos de calcio, fósforo, y fosfatasa alcalina también se elevaron, lo que podría indicar un incremento de la remodelación ósea como una consecuencia del insuficiente manganeso en la dieta.
Las mujeres jóvenes alimentados con una dieta pobre en manganeso presentaron una tolerancia anormal moderada a la glucosa en respuesta a la infusión intravenosa (IV) de glucosa.