1.锰元素基本信息
锰元素符号是Mn。原子序数为25,位于元素周期表中第四周期,第ⅦB族。相对原子质量为54.938,密度7.2(20℃),熔点1124℃,沸点2097℃。锰为银白色金属,质坚而脆,化学性质活泼,在空气中加热或者燃烧时生成M3O4(类似于Fe3O4,MnO·Mn2O3的混合氧化物),能和热水反应放出氢气,在高温下能直接同卤素、硫、碳和磷等非金属发生反应。在化合物中能表现出各种不同的价态。冶金工业中常用以制造特种钢。它的某些化合物如高锰酸钾(KMnO4)是很强的氧化剂,具有杀菌作用,在医学上得到广泛的应用。锰是一种非常重要的生命元素,也是人体必需的微量元素之一。锰是大自然中分布比较广泛的元素之一,约占地壳总原子数的万分之三,主要以软锰矿及硬锰矿等形式存在。锰在动、植物体内的含量一般不超过十万分之几。有些细菌含锰能达到百分之几。1774年,瑞典化学家、矿物学家甘恩(J。G。Gahn)用软锰矿和木炭在甘锅中共热,得到一纽扣大的锰粒,因它与软锰矿外观极相似,所以被命名为“Manganese”(意为美哥尼亚苦土)。
2.锰元素在人体内的分布情况
锰在人体内分布于各个组织中,含量为12~20毫克,以骨骼、肝脏、大脑、肾脏、肌肉、胰腺,特别是脑下垂体中含量丰富。正常人血液中含锰量每升约为8微克;每克头发中含锰1~2微克。锰的排泄主要经胆汁、肠道、尿、汗腺排泄。正常人每克粪便锰含量为0.04~0.05毫克。
3.锰元素对人体健康的作用
(1)锰与生长发育密切相关:锰在胚胎的早期发挥作用,促进生长、发育、繁殖、智力健全等。锰是构成正常的骨骼所必需的物质,也是制取甲状腺素非常重要的物质。它能使食物充分消化吸收,能缓解神经过敏和烦躁不安,能解除疲劳,增强记忆力,预防骨质疏松症。
(2)锰与内分泌功能密切相关:锰元素有影响内分泌腺的功能、靶组织的活性及激素的生物学作用。临床证明,锰元素在人体内含量是否正常对维持下丘脑-脑干-垂体-靶组织的生理功能是十分重要的。
(3)锰与造血功能密切相关:锰元素能促进性激素及抗毒素生成和促进人体骨骼的造血功能等,是造血过程的原料及调节因素。
(4)锰与遗传信息密切相关:锰能维持核酸的正常代谢,而核酸是遗传信息的携带者,它含有多种微量元素,锰就是其中的一种元素。它参与蛋白质和核酸合成,对于稳定核酸的构型和性质、DNA的正常复制有着重要作用,对于遗传信息有一定的作用。锰本身又是多种酶活性中心的组成成分,如精氨酸酶、脯氨酸酶、丙酮酸羧化酶等。也是超氧化物歧化酶(SOD)的组成成分,可防止自由基对细胞的损害。
(5)锰与脂肪代谢密切相关:锰在人体内具有促进细胞内脂肪的氧化作用,减少肝脏内脂肪的含量,促进胆固醇的合成。锰元素对代谢过程有直接影响,能增强创伤组织的再生能力,促进创伤的愈合;具有抗衰老和预防癌症的作用。
(6)锰与心、脑血管密切相关:世界卫生组织认为,锰是对心、脑血管疾病有益的元素,具有驱脂作用,加速细胞内脂肪氧化,能有效改善动脉粥样硬化患者的脂质代谢,并能减少肝脏内脂肪堆积,对维持血糖、血脂和血压正常水平有良好的影响,有利于保护心、脑血管。
4.缺锰引起的相关疾病
(1)缺锰影响正常发育:孕妇缺锰会造成早期胚胎发育不良,引起子代发育迟缓、停滞,有可能出现侏儒症,甚至会使下一代畸形,出现显著的智力低下、痴呆,罹患先天性愚型、癫疒间和精神分裂症。如果人体内严重缺锰,可导致胰腺发育不全,可使精子减少、不育、性欲减退、性功能障碍、性周期紊乱,有可能出现不能传宗接代的现象。
(2)缺锰可导致糖尿病:成人体内缺锰元素时,会导致葡萄糖利用率降低,常出现食欲缺乏,体重下降。缺锰容易引起高血压、肝炎、肝癌、衰老等病症。临床检验表明,糖尿病患者体内锰含量低,缺锰是患糖尿病的重要原因之一。
(3)缺锰可导致机体衰老:锰缺乏与机体衰老有关。有关专家发现,老年期锰、钴含量明显低于老年前期,老年期锰、铜比值也明显低于老年前期,并证实锰、铜比值降低是促进机体老化的因素之一,也是老年病发生的一个重要根源。有研究人员深入到世界最大的长寿乡——广西巴马县进行调查发现,长寿地区人发中的微量元素锰明显高于非长寿地区人发中的锰含量。
(4)缺锰可导致癌症发病率增高:动脉粥样硬化是中老年人的常见病、多发病,在动脉硬化病人的心脏和主动脉内,锰的含量均减少。而且,缺锰地区癌症的发病率高,而含锰量高的地区癌症发病率明显低。有医学专家曾经到广东省肝癌高发区顺德市进行水土、环境、人群的综合调查,发现肝癌病人中的微量元素铁和锰比正常人明显偏低,证实了锰有一定的防癌作用。
(5)缺锰可引起脑血管疾病:脑血管疾病又称脑血管意外或中风,是脑部或支配脑的颈部动脉病变引起脑局部性血液循环障碍,导致急性或亚急性脑损害,以偏瘫、失语、昏迷等症状为主。锰在脑组织中能激活单磷酸腺苷,在脑神经递质中起调节作用,并参与糖和脂质代谢。
(6)缺锰可引起贫血:大量研究资料表明,贫血除缺铁、铜外,还与锰的缺乏有关,贫血患者血锰量减少。
(7)缺锰可引起支气管哮喘:锰参与机体许多生化反应,能够增强细胞免疫功能。有研究结果显示,哮喘发作期患儿血清锰较对照组低,低锰容易造成细胞免疫力低下,干扰素产生减少,吞噬细胞吞噬能力下降,杀伤细胞和自然杀伤细胞杀伤力降低,故低锰能降低机体对细菌和病毒的抵抗力,易导致呼吸道感染,诱发哮喘发作。适量补锰对哮喘的预防和治疗有一定效果。
(8)锰过量可引起的相关疾病:人体中锰含量超过20毫克时,为含量高,此时引起神经细胞的退行性变、坏死和胶质细胞增生,脑血管内膜增厚,肠管变窄,脑血流量减少。还能抑制多巴胺的合成,使体内多巴胺的含量降低,引起血管收缩,血压升高。临床数据显示,急性脑出血、脑血栓及蛛网膜下隙出血患者表现为血浆、红细胞及头发锰含量明显增高,说明体内锰含量高时也可以引起脑血管疾病。
5.高锰对人体健康的危害
(1)非职业性中毒:口服高锰酸钾中毒者,口腔、咽喉和消化道可被腐蚀,临床表现因浓度、剂量大小而不同。口服1克/升高锰酸钾溶液可引起口内烧灼感、恶心、呕吐、胃部疼痛。口服2~3克/升高锰酸钾溶液可引起口腔和咽部肿胀,吞咽困难。口服40~50克/升高锰酸钾溶液,口唇黏膜呈棕黑色、肿胀糜烂、剧烈腹痛、呕吐、血便,因休克而死亡。动物实验已证实高锰酸钾的腐蚀性致死量为5~19克。防治方法为用温水洗胃后,口服牛奶或浓豆浆。
(2)职业性中毒:在锰矿开采提炼过程中,由于钻孔爆破、岩石破碎,以及研磨、筛选、干燥都可产生高浓度的锰微细粉尘。在钢铁工业中,冶炼锰矿石时可产生高浓度的锰烟。生产干电池、电焊、油漆、陶瓷都有可能接触大量锰尘和锰烟。
①急性中毒。一次吸入大量新生的氧化锰烟雾,如在通风不良条件下进行电焊操作,可发生“金属烟热”,出现头晕、头痛、恶心、寒战、高热、咽痛、咳嗽及气喘等症状,往往持续数小时到1天,热退时全身大汗。防治方法是尽快远离现场。
②慢性中毒。早期以神经衰弱症候群和自主神经功能障碍为主。除有头晕、头痛、失眠、疲乏无力、嗜睡等症状外,还有明显的记忆力下降、性功能减退、四肢酸痛、易兴奋、情绪改变等。体格检查有多汗、皮肤划痕阳性、心动过速、眼反射异常、生理反射异常,眼睑、舌、手指震颤,肌张力有改变。晚期出现典型的震颤性麻痹症候群,锥体外束受损害病理征象,偶尔有面神经或舌下神经损害,神经病变可引起关节畸形。治疗可用依地酸钙钠、喷替酸钙钠(促排灵)或二巯丁二钠,近年来用对氨基水杨酸钠(PAS)治疗锰中毒。出现震颤性麻痹综合征可用左旋多巴和苯海索(安坦)防治。
6.锰元素的主要饮食来源
植物性食品含锰较多,动物性食品含锰较少。锰的主要来源是粮食与果蔬类。锰元素多集中在粮食的胚和表层部分,粗制的米、麦比精制的含锰量要高,所以主食以粗制为好,且粗细食品应搭配。坚果(核桃、花生、栗子等)、甜菜、绿叶和红叶蔬菜、茶叶等也是人们摄取锰元素的主要来源。在嗜茶地区,人们每天可以从茶叶中摄取到所需锰的三分之一左右,有专家研究发现,茶叶中锰含量较高,为219.8微克/克,一杯茶水中可含1.3毫克锰,认为饮用含锰量高的茶叶可用来辅助预防肝癌的发生。海味和肉食中含锰量较低,脱脂奶粉中几乎不含锰元素。
“专家健康提醒”
(1)锰元素的摄入:我国暂定成人每天摄入锰的标准为5~10毫克,儿童每天需0.2~0.3毫克。为了使自己有一个健康的身体,平时应注意预防由于缺锰而造成的各种疾病。建议每天吃足量的含锰较高的主食和蔬菜,并养成平时饮淡茶的习惯,达到摄取足够锰的目的。建议时常出现头晕眼花、精神恍惚、记忆力不好的人,爱喝大量牛奶、爱吃大量肉食的人,应增加锰的摄取量,必要时可采取药物补充的方法摄取。
(2)推荐补锰食谱
茄子烧青椒
“主要原料”主料用圆茄子、青辣椒,作料为植物油、食盐、味精、酱油、白糖、淀粉、姜丝、葱丝。
“制作方法”把茄子削皮后用清水冲洗干净,切成片状,待用;把青辣椒用清水冲洗干净,切成片状,待用。给锅中加入植物油,并将油温烧至六七成热时,速放入茄子片,煸炒片刻,用漏勺捞出控油。在锅中留有少许油,油热后加入葱丝、姜丝,煸炒出香味后加入青辣椒片,翻炒片刻,再放入控干油的茄子片,加入适量食盐、味精、白糖、酱油,进行焖炒,待菜熟后,用水淀粉勾芡,翻炒均匀即可食用。
“功效作用”茄子中含有微量元素锰、铁、锌、镍及粗纤维、维生素等营养物质,具有降压、活血、预防贫血症的作用。青辣椒中含有丰富的维生素C,有助于减肥、祛寒、促进消化、治疗坏血病等。坚持食用,能降压止血、护肤除皱、增进食欲、健胃消食。最适宜食欲缺乏、贫血、高血压患者食用。
扩展阅读资料
1.孟健,“锰与人体健康”,《中国锰业》,1994年第1期
2.李蕴成,“饮水中锰含量与人体健康”,《大理医学院学报》,1997年第4期
3.朱明,“锰与人体健康浅谈”,《地质勘探安全》,1999年第3期
4.杨心乐,王桂兰,张忠诚,“锰与人体健康”,《医学综述》,2006年第18期
5.吴茂江,“锰与人体健康”,《微量元素与健康研究》,2007年第6期