Manganeso

Manganeso: es el oligoelemento cofactor de la superóxido dismutasa mitocondrial y de la arginasa, con el manganismo como síndrome neurológico ocupacional.

«Manganeso» y «magnesio» suenan demasiado parecidos para ser casualidad. No lo es: ambos nombres derivan de Magnesia, la región de Tesalia donde los griegos encontraban rocas negras y blancas de propiedades distintas. Durante siglos se confundieron; no fue hasta 1774 cuando Johan Gottlieb Gahn aisló por primera vez el manganeso metálico y lo distinguió definitivamente del magnesio. El manganeso negro que los mineros de la Edad Media mezclaban con la arena para decolorar el vidrio y el manganeso blanco que limpiaba el vidrio eran elementos diferentes.

En la bioquímica contemporánea, el manganeso ocupa una posición singular entre los oligoelementos: es el metal del antioxidante que vive dentro de la mitocondria —el único capaz de neutralizar el radical superóxido en el lugar donde más se genera— y es también el metal cuyo exceso acumulado en los ganglios basales produce uno de los síndromes neurológicos más confundidos con el Parkinson en la historia de la medicina, con la diferencia crucial de que no responde al mismo tratamiento.

¿Cuánto manganeso necesitas?

La EFSA estableció ingestas adecuadas para el manganeso en 2013. A diferencia de otros oligoelementos, no ha establecido ningún nivel máximo tolerable a partir de la ingesta dietética, por insuficiencia de datos sobre efectos adversos procedentes de los alimentos. El nivel máximo tolerable del Instituto de Medicina de EEUU (11 mg/día para adultos) se aplica principalmente al contexto de suplementos y exposición ambiental, no a la ingesta alimentaria habitual.

Grupo	Ingesta adecuada (EFSA 2013)
Adultos hombres	3,0 mg/día
Adultos mujeres	2,5 mg/día
Embarazo	2,5 mg/día
Lactancia	2,5 mg/día
Adolescentes 15–17	2,5–3,0 mg/día
Niños 11–14	2,0 mg/día
Niños 7–10	1,5 mg/día
Niños 4–6	1,0 mg/día
Niños 1–3	0,5 mg/día

La absorción de manganeso es baja —entre el 1 y el 5 % de la ingesta dietética— y varía en función de tu estado de hierro: ambos oligoelementos compiten para absorberse por el mismo canal intestinal, el transportador de metales divalentes (DMT1). Una ingesta elevada de hierro reduce la absorción de manganeso; la deficiencia de hierro la aumenta. Esta interdependencia tiene consecuencias prácticas: las poblaciones con déficit de hierro pueden acumular más manganeso procedente del suministro hídrico o los alimentos de lo esperado.

¿Para qué sirve el manganeso?

El manganeso es cofactor de un grupo de enzimas que actúan en puntos muy distintos del metabolismo.

Manganeso superóxido dismutasa (MnSOD / SOD2) — Es la enzima antioxidante de la matriz mitocondrial y la única superóxido dismutasa capaz de operar en ese compartimento; la enzima equivalente que usa cobre y zinc y actúa fuera de la mitocondria —la SOD1— no puede cruzar la membrana interna mitocondrial. El manganeso en el centro activo de SOD2 cicla entre Mn³⁺ y Mn²⁺ para neutralizar el radical superóxido (O₂•⁻) producido por la cadena respiratoria. Esta enzima se desarrolla en la siguiente sección.

Arginasa — Es la última enzima del proceso metabólico que elimina el amoniaco tóxico del organismo —el ciclo de la urea—; convierte la arginina en ornitina y urea para que el amoniaco pueda excretarse. El sitio activo de la arginasa contiene un par de iones Mn²⁺ que trabajan coordinadamente para activar el H₂O necesario para esa reacción. Sin manganeso funcional, la arginasa pierde actividad y el ciclo de la urea se frena, con acumulación de amoniaco. La deficiencia genética de arginasa (muy rara) produce una acumulación tóxica de arginina en sangre —la hiperargininemia—, con deterioro neurológico progresivo y una parálisis que produce rigidez y contracciones musculares involuntarias afectando por igual a ambos lados del cuerpo —la diplejía espástica—.

Glutamina sintasa — Convierte el glutamato y el amoniaco en glutamina en las células de soporte del cerebro que gestionan los residuos metabólicos de las neuronas —los astrocitos—. Estas células son la principal ruta de eliminación de amoniaco en el cerebro: capturan el amoniaco que las neuronas liberan y lo convierten en glutamina, una forma no tóxica que puede transportarse. La enzima usa preferentemente Mn²⁺ en los tejidos cerebrales, lo que hace de los astrocitos las células con mayor densidad de manganeso del encéfalo. Esa acumulación selectiva tiene implicaciones directas en la toxicología del exceso.

Glicosiltransferasas — Son las enzimas que construyen las largas cadenas de azúcar sulfatadas que componen la matriz del cartílago articular —los glicosaminoglicanos (condroitín sulfato, heparán sulfato y queratán sulfato)—. Esas cadenas están insertas en grandes estructuras de soporte del cartílago —los proteoglicanos, como el agrecán y el versicán— y juntas le dan al cartílago su capacidad de absorber la compresión mecánica de cada paso y movimiento. El manganeso activa varias de las glicosiltransferasas implicadas en esa biosíntesis, lo que explica su presencia habitual en suplementos articulares combinados con glucosamina y condroitín. La conexión bioquímica es real; la traducción clínica a beneficio en personas con un estado adecuado de manganeso es mucho más débil.

Fuentes de manganeso en la dieta

El manganeso está presente de forma abundante en los alimentos vegetales, especialmente en los que acumulan grandes cantidades desde el suelo:

Alimento	Manganeso por 100 g
Copos de avena	~3,6 mg
Pan integral de trigo	~2,0 mg
Almendras	~2,2 mg
Arroz integral (cocido)	~1,1 mg
Garbanzos cocidos	~1,1 mg
Espinacas cocidas	~0,9 mg
Piña	~0,9 mg
Arándanos	~0,3 mg
Mejillones cocidos	~6,8 mg
Té negro infusionado (por 100 mL)	~0,5–1,0 mg

Fuente: USDA FoodData Central.

El té negro merece mención aparte. La planta del té acumula manganeso activamente del suelo, igual que acumula flúor. Varias tazas de té al día pueden aportar una parte significativa de la ingesta adecuada; los bebedores habituales de té en países de alto consumo (Reino Unido, India, China) obtienen del té más manganeso que de cualquier otro alimento.

Si tu dieta se basa principalmente en cereales integrales y legumbres, la biodisponibilidad del manganeso es menor de lo que los valores de la tabla sugieren: los fitatos de esos alimentos se unen al manganeso en el intestino y reducen su absorción. El calcio en dosis altas también puede interferir con la absorción intestinal de manganeso.

El manganeso y la mitocondria: la defensa antioxidante que el cobre no puede hacer

La cadena respiratoria mitocondrial transfiere electrones al oxígeno para producir H₂O y ATP. El proceso no es perfecto: aproximadamente entre el 1 y el 2 % de los electrones escapan de los complejos I y III y reaccionan directamente con el oxígeno para producir radical superóxido (O₂•⁻) en la matriz mitocondrial. Es un flujo continuo, generado minuto a minuto en cada célula con metabolismo aerobio activo.

La SOD1 citosólica —la que opera fuera de la mitocondria— no puede resolver ese problema. La matriz mitocondrial está rodeada por una membrana interna que las enzimas del citosol no pueden cruzar. La célula necesita su propia dismutasa mitocondrial: la MnSOD (SOD2), codificada por un gen nuclear pero importada a la mitocondria una vez sintetizada.

El manganeso en el centro activo de SOD2 cicla entre Mn³⁺ y Mn²⁺ para desmontar el superóxido en dos pasos:

O₂•⁻ + Mn³⁺ → O₂ + Mn²⁺ (primer paso)
O₂•⁻ + Mn²⁺ + 2H⁺ → H₂O₂ + Mn³⁺ (segundo paso)

El peróxido de hidrógeno resultante es procesado por las peroxidasas mitocondriales. La secuencia completa convierte dos radicales superóxido en una molécula de oxígeno y una de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) —mucho menos reactivo que el superóxido—.

La relevancia de SOD2 no se aprecia del todo hasta que se elimina genéticamente en ratones: los ratones sin SOD2 mueren en los primeros días de vida por fallo multiorgánico derivado de daño oxidativo mitocondrial masivo, con afectación cardíaca, neurológica y hepática simultánea. Ningún otro antioxidante puede compensar la ausencia de SOD2 en la mitocondria. El manganeso es, literalmente, insustituible en ese compartimento.

El manganismo: cuando el manganeso daña el cerebro

En 1837, el médico escocés James Couper describió los primeros casos documentados de intoxicación por manganeso en trabajadores que inhalaban polvo de óxido de manganeso negro en una fábrica química de Glasgow. Los pacientes desarrollaban primero síntomas psiquiátricos —irritabilidad intensa, compulsividad, ataques de risa o llanto incontrolables—, y después un cuadro motor que afecta a los circuitos de control del movimiento situados fuera del sistema principal de control voluntario —el sistema extrapiramidal—: rigidez, lentitud en el inicio y ejecución de los movimientos —la bradicinesia— y alteración de la marcha. El síndrome se llamó durante décadas «locura del manganeso».

El cuadro neurológico resultante del exceso de manganeso en el cerebro —el manganismo— se parece al Parkinson pero no es el Parkinson, y la diferencia tiene consecuencias terapéuticas directas. En el Parkinson, degeneran las neuronas que producen dopamina en una región cerebral que coordina los movimientos —la sustancia negra— y el circuito que las conecta con el estriado pierde dopamina —la vía nigroestriada—; el precursor directo de la dopamina y tratamiento de primera línea —la levodopa— repone esa dopamina y mejora los síntomas. En el manganismo, esas neuronas están intactas: el manganeso no destruye el origen de la dopamina sino que se acumula en estructuras situadas más adelante en el circuito —las áreas que reciben la señal dopaminérgica, el globo pálido y el estriado—. La levodopa no revierte el manganismo porque la dopamina ya llega correctamente a una estructura dañada que no puede responder a ella con normalidad.

Mismo cuadro motor. Mecanismo distinto. El tratamiento del uno no sirve para el otro.

La acumulación preferencial en el globo pálido coincide con los tejidos de mayor concentración de glutamina sintasa —los astrocitos— y refleja la afinidad del manganeso por esas células. En la resonancia magnética, el manganismo produce una zona brillante característica en el globo pálido —lo que los radiólogos llaman una señal hiperintensa en secuencias T1—.

Esa misma señal aparece en pacientes con una cicatrización progresiva del hígado que destruye su función —la cirrosis hepática— o con insuficiencia hepática crónica, aunque no hayan tenido exposición ocupacional al manganeso. El hígado es el principal órgano de excreción del manganeso, que sale del cuerpo por vía biliar. Cuando la función hepática falla, el manganeso dietético y el endógeno no pueden eliminarse, se acumulan en sangre y eventualmente se depositan en los ganglios basales. El hallazgo de esa zona brillante en el globo pálido en un paciente cirrótico es un signo prácticamente exclusivo de acumulación de manganeso.

Las soluciones intravenosas que aportan todos los nutrientes cuando el tracto digestivo no puede funcionar —el aporte parenteral completo— de los años ochenta y noventa contenían manganeso en cantidades que, con el tiempo, se revelaron excesivas. Pacientes con ese soporte de larga duración desarrollaban un manganismo causado por el propio tratamiento médico —el manganismo iatrogénico— con afectación de los ganglios basales visible en resonancia magnética. Esta complicación llevó a reducir significativamente los aportes de manganeso en las formulaciones parenterales actuales. El manganeso es uno de los pocos oligoelementos en los que el problema clínico relevante en el entorno hospitalario ha sido históricamente el exceso, no la deficiencia.

¿Qué ocurre si te falta manganeso?

La deficiencia dietética de manganeso en humanos con acceso a una alimentación variada es excepcional. Los modelos animales con dietas artificialmente depletadas en manganeso muestran un cuadro consistente: alteraciones esqueléticas —huesos cortos, cartílago deficiente y curvatura anormal de extremidades—, fallo reproductivo y pérdida de coordinación del movimiento —la ataxia— en las crías, que nacen sin desarrollo normal del oído interno. El laberinto membranoso del oído requiere manganeso para la síntesis de los glicosaminoglicanos de su matriz.

En humanos, los estudios de depleción experimental producen cambios sutiles en los marcadores de metabolismo óseo y en los tiempos de coagulación, pero no generan un síndrome clínico definido en el corto plazo. La proteína que inicia la cascada de coagulación de la sangre —la protrombina— requiere Mn²⁺ como cofactor, lo que explica esa alteración sutil pero no produce sangrado espontáneo en las condiciones de esos estudios.

Los garbanzos, la avena, el arroz integral y el pan de trigo integral aportan en conjunto más manganeso del que marcan las ingestas adecuadas establecidas. La deficiencia dietética de manganeso no tiene nombre clínico propio porque prácticamente no existe en quien come cereales integrales y legumbres con regularidad. La enfermedad con nombre propio —el manganismo— la produce el entorno laboral o la hospitalización prolongada, no la dieta.

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Fuentes: EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). Dietary reference values for manganese. EFSA Journal. 2013;11(7):3149. · Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profile for Manganese. Atlanta, GA: ATSDR; 2012.