Le manganèse est un élément de transition comme le vanadium, le chrome, le fer, le cobalt et le nickel. Son numéro atomique est 25, sa structure électronique (Ar) 3d5 4s2. La masse atomique de l'isotope le plus abondant est 55.
Le manganèse présente plusieurs degrés d'oxydoréduction, 0,1,2,3,4,5,6 et 7 mais c'est degré d'oxydoréduction 2 qui est le plus stable (Mn2+).
Le rayon ionique de Mn2+, appelé manganeux, est 0,80A° celui de Fe2+ 0,74 A°. Le rayon ionique de Mn3+, appelé manganique, est 0,66 A°, celui de Fer3+ 0,64 A°.
L'ion manganèse Mn2+ peut réagir avec les ions chlorure en excès pour donner MnCl+.
Le manganèse, comme beaucoup d'éléments de transition, existe a de hauts degrés d'oxydation sous forme d'oxyanions et d'hydoxyanions : le Mn7+ existe sous forme de permanganate, Mn04-. Le permanganate de potassium, MnO4K, de couleur violette, a été utilisé comme désinfectant.
Présence
Le manganèse est présent dans de nombreux minerais. L'oxyde de manganèse, Mn02 appelé pyrolusite est une poudre de couleur gris vert. Lors de l'extraction du minerai, de son concassage, de son transport, il y a de nombreuses particules contenant du manganèse en suspension dans l'air.
Il est utilisé dans de nombreux alliages, dans la fabrication de piles sèches.
On trouve du manganèse sous forme chélatée dans certains pesticides comme le manèbe.
Le méthylcyclopentadienyl-manganèse tricarbonyle peut être utilisé comme additif dans l'essence.
Métabolisme
Absorption
Le manganèse peut être absorbé par voie digestive et par voie pulmonaire à partir des poussières .
On estime qu'environ 5 à 10% du manganèse pris par voie buccale est absorbé. L'apport alimentaire quotidien se situe entre 3 et 12 mg/jour. Le manganèse est considéré comme un élément essentiel bien que des carences indiscutables n'aient pas été observées chez l'homme. L'apport quotidien recommandé, RDA, est de 2 mg.
La voie pulmonaire est considérée comme étant à l'origine de la plupart des intoxications sans que l'on connaise les mécanismes responsables de l'absorption.
Distribution
Dans le sang le manganèse est présent essentiellement au niveau des globules rouges. En effet le sang total contient 7 à 14 µg/L alors que le plasma contient environ 1µg / L. Dans le plasma, le manganèse est lié a l 'alpha2- macroglobuline (Mn2+) et à la transférrine (Mn3+). En cas d'anémie férriprive, la concentration sanguine de manganèse s'élèverait.
Les tissus comme le foie, le rein qui sont riches en mitochondries, contiennent les plus fortes concentrations de manganèse.
Le manganèse traverse la barrière hématoencéphalique mais on ne connait guère les mécanismes responsables.
Elimination
Le manganèse est éliminé essentiellement par voie biliaire.
Il existe une faible élimination urinaire qui est inférieure à 1µg/L ou à 1µg/g de créatinine.
Rôle physiologique
Le manganèse intervient comme cofacteur enzymatique :
* de l'arginase responsable du catabolisme de l'arginine en urée et ornithine -
* de la pyruvate carboxylase, assurant la transformation du pyruvate en oxalocétate.
* de la phosphoénolpyruvate carboxykinase catalysant la conversion de l'oxaloacétate en phosphoénolpyruvate
* de la glutamine synthétase
* des glycosyltransférases intervenant dans la synthèse des glycosaminoglycanes.
Il n'existe pas de syndrome bien caractérisé de déficience isolée de manganèse chez l'homme.
Toxicité
L'intoxication aiguë par le manganèse provient le plus souvent d'inhalation de fumées et de poussières contenant de l'oxyde de manganèse. Elle se traduit par un syndrome pseudo-grippal qui ressemble à celui de la fièvre des fondeurs (fièvre, frissons, nausées,transpiration) et survient peu de temps, quelques heures, après l'exposition.
Les intoxications chroniques qui ont été décrites proviennent essentiellement de l'inhalation pendant en général plusieurs années de poussières contenant differents formes de manganèse et se sont traduites par un syndrome neuropsychiatrique désigné sous le terme de manganisme.
Ce syndrome comporte des troubles de mémoire, une desorientation, des hallucinations, une dysarthrie, des tremblement des extrémités, des troubles de l'écriture, des troubles de la marche, une perte de l'équilibre, une akinésie. Ces symptômes présentent de nombreuses ressemblences avec ceux de la maladie de Parkinson sans toutefois être similaires à eux ni sur le plan clinique ni sur le plan anatomopathologique.
La toxicité neurologique du manganèse pourrait provenir de la formation de radicaux libres conduisant à une altération des neurones dopaminergiques notamment.
Des symptômes autres que neurologiques peuvent s'observer : des troubles génitaux, diminution de la libido , impuissance.
Il faut toutefois signaler que dans beaucoup de cas attribués à une intoxication par le manganèse, les investigations cliniques et biologiques ont été insuffisantes pour permettre d'établir un diagnostic indiscutable.
Le traitement de l'intoxication par le manganèse fait généralement appel au CaNa2EDTA . Ce traitement est d'autant plus efficace qu'il est instauré précocement.
Une fois que les lésions neurologiques se sont établies il faut mettre en route un traitement symptomatique comparable à celui de la maladie de Parkinson.
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