A mangán az egész test szöveteiben eloszlik. A legmagasabb koncentráció a májban, a pajzsmirigyben, az agyalapi mirigyben, a hasnyálmirigyben, a vesében és a csontokban található. Egy 70 kg-os ember teljes mangántartalma körülbelül 12-20 milligramm. A mangán napi szükségletét nem határozták meg; azonban úgy tűnik, hogy napi 2,5-7 milligramm minimális bevitel kielégíti az emberi szükségleteket.
A mangán nagyrészt a mitokondriumokban található. Számos enzimet aktivál, például hidrolázokat, transzferázokat, kinázokat és dekarboxilázokat, továbbá egyes enzimek alkotóeleme. Az egyik legismertebb mangán-metalloenzim a piruvát-karboxiláz, amely katalizálja a piruvát átalakulását oxaloacetáttá. Egyéb enzimek közé tartozik az argináz, amely részt vesz az arginin aminosav karbamiddá történő átalakulásában, valamint a mitokondriális szuperoxid-diszmutáz (SOD). A mitokondriumok működését ezért különösen befolyásolja a mangánállapot. A mangán aktiválja a zsírsav-anyagcserével és fehérjeszintézissel kapcsolatos enzimeket, és részt vesz a neurológiai működésben.
A mangán láthatóan az egész vékonybélben felszívódik. Felszívódását károsan befolyásolhatják más elemek, mint például a kalcium, foszfor és szójafehérje. Bár a vegetáriánus források magas mangánt tartalmaznak, a vegetáriánus étrend nem feltétlenül javítja a mangán állapotát. Ez a magas fitáttartalomnak köszönhető, amely gátolja a mangán felszívódását. Bár a tea mangánban gazdag, a tannintartalma miatt gyakorlatilag nem elérhető. A hús, amely valójában nagyon alacsony forrás, növeli az étrendből származó mangán biohasznosulását.
Emberi vizsgálatok kimutatták, hogy a mangán egyensúlya jobb a magas fehérjetartalmú diétát kapó alanyoknál, mint az alacsony fehérjetartalmú étrenden élőknél. A máj szabályozza a mangán mennyiségét az epével történő kiválasztódáson keresztül; azonban, ha a máj kiürülési útja blokkolva van, vagy ha túlterhelés lép fel, a hasnyálmirigy-kiválasztás fokozódik. A szövetek mangánszintje közvetlenül összefügg az étrendben való elérhetőséggel. Az alkohol növeli a máj mangánszintjét, és láthatóan megkétszerezi annak felszívódását.
A mangán szükséges a normál pajzsmirigy működéshez, és részt vesz a tiroxin képződésében. A szöveti ásványianyag-elemzések (TMA) alacsony mangánszintet mutattak ki a pajzsmirigy alulműködésben szenvedő betegeknél. Az inzulin, a mellékpajzsmirigy hormon (PTH) és az ösztrogén pajzsmirigy működésre gyakorolt antagonista hatása miatt a mangán felszívódása vagy hasznosulása károsodhat, ha ezen hormonok szintje megemelkedett. A mellékvese hormonokról ismert, hogy befolyásolják a mangán szöveti eloszlását, valamint megváltoztatják annak anyagcseréjét.
A mangánhiányt állatokon tanulmányozták, és a tünetek fajonként és a hiány mértéke szerint változnak. Közös tünetek a csontváz rendellenességek, a testtartási hibák, a növekedési zavarok, a szaporodási funkciók károsodása, valamint a lipid- és szénhidrát-anyagcsere zavarai. A mangánhiány által okozott genetikai állapot a belső fül otolitjának zavarát okozhatja a terhesség alatt, vagy meghajlással járó retardált csontnövekedést eredményezhet. A perózis, vagyis az “elcsúszott ín”, csirkéknél és kacsáknál széles körben elismert állapot.
A mangánhiányos betegek reproduktív funkciójának károsodását hibás ovuláció, a petefészek- és here degeneráció, valamint megnövekedett csecsemőhalandóság jellemzi. A mangán részt vesz a koleszterinszintézisben, ezért hiánya befolyásolhatja a normál hormontermeléshez szükséges előanyagok mennyiségét. A mangán szinergikus kapcsolatban áll a kolinnal, és bármelyik hiánya abnormális mitokondriális és sejtmembrán integritáshoz vezethet. Mangánhiányos egerek májában rendellenességeket találtak a mitokondriális krisztákban és csökkent oxidációs sebességet figyeltek meg.
A szénhidrát-anyagcsere zavarai a kóros glikozil-transzferáz aktivitás miatt jelentkeznek. A hasnyálmirigy glükózfelhasználási rendellenességei arra utalnak, hogy a mangán szerepet játszhat az inzulinképzésben vagy annak aktivitásában. Az emberi mangánhiányt akkor írták le, amikor a mangánt véletlenül kihagyták egy tisztított étrendből. A tünetek között szerepelt a hipokoleszterinémia, a trigliceridek és a foszfolipidek csökkenése, a fogyás, átmeneti dermatitis és időszakos hányinger. Az alany hajszíne feketéről vörösre változott.
Egy másik mangánhiányos esetvizsgálat önkénteseknél azt mutatta, hogy a test mangánkészlete jelentősen csökkent. A tünetek közé tartozott a bőrkiütés, csökkent szérum kalcium és foszfor szint, valamint alacsonyabb szérumkoleszterin és HDL szint. Epilepsziás betegeknél alacsonyabb a mangán vérkoncentrációja. A mangánhiány összefüggésbe hozható veleszületett anyagcsere-hibákkal, például a juharszirup-betegséggel és PKU-val.
Down-szindrómás felnőttek esetében, akiknél gyakran alakul ki másodlagos csípőízületi diszlokáció, feltételezhető, hogy mangánhiány állhat a háttérben. Egyéb mangánnal kapcsolatos állapotok közé tartoznak a méhen belüli fejlődési rendellenességek és a csontritkulás.
Straus és Saltman egy híres profi kosárlabdázónál dokumentáltak egy mangánhiányos esetet, aki lassú csontgyógyulással és ízületi stabilitási problémákkal küzdött. A mangánszintje alacsony volt, ami vegetáriánus étrendjének tulajdonítható. A több hónapon át tartó kiegészítés jelentős javulást hozott, lehetővé téve számára a visszatérést a profi sporthoz.
Mivel a mangán részt vesz a mukopoliszacharidok bioszintézisében, hiánya porcos és kollagén rendellenességekkel hozható összefüggésbe, mint például az Osgood-Schlatter-kór, a Perthes-kór és a lupus. A mangánhiányhoz hozzájárulhat a tápanyagok, például a kalcium, cink, magnézium, vas, valamint az A-, E-, B1-, B3-, B5- és B6-vitamin hiánya.
Az orális bevitel miatti mangán toxicitásról szóló jelentések viszonylag ritkák. A mangánmérgezés általában azoknál fordul elő, akik krónikusan ki vannak téve mangánnak a vas- és acélgyárakban, a mangánérc-bányászatban, hegesztés közben, vegyi üzemekben, szárazelem-akkumulátorok gyártása során, illetve a fűtőolaj-iparban. Az első jelentéseket a mangán toxicitásáról Couper készítette 1837-ben, olyan körülményeket leírva, amelyek a piroluzitmalom munkásainál előforduló bénulásos állapotokra hasonlítottak. Az 1930-as és 1940-es években megnövekedett érdeklődés mutatkozott a mangán toxicitása iránt, miután több bányásznál hasonló tüneteket tapasztaltak.A mangán toxicitás tüneteit három fokozatban írták le. Az enyhe toxicitás mangánpszichózist okoz, ami a következő tünetekkel járhat: gyengeség, étvágytalanság, álmatlanság, izomfájdalmak, mentális izgatottság, hallucinációk, megmagyarázhatatlan nevetés, memóriazavar és kényszeres cselekvések.
A mérsékelt toxicitás tünetei közé tartoznak a beszédzavarok, ügyetlen mozgások, rendellenes járás, rossz egyensúly, fokozott reflexek az alsó végtagokban és finom remegés. Súlyos esetekben jelentkezhet merevség, görcsös nevetés és maszkszerű arc, amelyek mind a Parkinson-kór tüneteihez hasonlóak.
A mangán neurotoxicitás mechanizmusa feltehetően az agy különböző területein bekövetkező neuronális degenerációval és a neurotranszmitterek rendellenességeivel áll összefüggésben. A mangántoxicitással szembeni érzékenységet növelő tényezők közé tartozik a vashiány, az alkoholizmus, a krónikus fertőzések és a kiválasztás csökkenése. A mangántoxicitás csökkentése elsősorban az expozíció csökkentésével érhető el, de bizonyos antagonisták pótlása is segíthet.
Az áttekintések alapján különböző betegségek esetén változások figyelhetők meg a haj mangánkoncentrációjában. Alacsonyabb szintet találtak Down-szindrómában, epilepsziában és skizofréniában szenvedőknél. Ezzel szemben emelkedett szintet hoztak összefüggésbe sclerosis multiplexszel, tanulási zavarokkal és Parkinson-kórral. A mangánhiány a vashiányhoz hasonlóan gyakori. A TMA-tesztek alapján a Trace Elements általában alacsony mangánszintet mutatott hipoglikémiában, pajzsmirigy-alulműködésben, mellékvese-elégtelenségben és cukorbetegségben szenvedő betegek hajában.
Az elmúlt években gyakrabban jelent meg emelkedett mangánszint, látszólag kapcsolódó tünetek nélkül. Ezeket az eredményeket gyakran sűrűn lakott városok, például New York és Boston lakóinál figyelték meg, ami arra utalhat, hogy a forrás a fűtőolajok elégetéséből származhat. Továbbá, a mangánvegyületek használata az ólmot helyettesítő kopogásgátló adalékként ólommentes benzinben szintén hozzájárulhat a megemelkedett szintekhez.
A mangánfelesleg gyakran a vas toxicitásával is összefüggésbe hozható. Ilyen esetekben a mangán nem önmagában toxin, hanem a túlzott vasvisszatartás miatt másodlagosan emelkedik. Ez azért fordulhat elő, mert a szervezet próbálja csökkenteni a vas toxicitását a mangán visszatartásának növelésével, vagy a felesleges vas kiszorítja a mangánt a raktározó szövetekből.
