Manganese: From Soil to Human Health—A Comprehensive Overview of Its Biological and Environmental Significance

Resumo

Contexto: O manganês é um micronutriente essencial que desempenha um papel fundamental nos sistemas ambientais, na fisiologia vegetal e na saúde humana. Esta revisão examina de forma abrangente o ciclo do manganês no ambiente, seus mecanismos de absorção e transporte em plantas, e as implicações da exposição ao manganês para a saúde humana.

Objetivos: Os objetivos desta revisão são (i) analisar a ciclagem ambiental do manganês e sua biodisponibilidade, (ii) avaliar o papel do manganês no metabolismo vegetal e na resistência a doenças, e (iii) avaliar o impacto da toxicidade e deficiência de manganês na saúde humana.

Conclusão: Esta revisão destaca que, embora o manganês seja crucial para a fotossíntese, ativação enzimática e resistência a doenças em plantas, tanto sua deficiência quanto sua toxicidade podem ter consequências graves. Em plantas, a deficiência de manganês pode levar ao crescimento prejudicado e à redução da produtividade, enquanto a toxicidade, particularmente em solos ácidos, pode inibir a fotossíntese e atrofiar o desenvolvimento. Em humanos, o manganês é necessário para vários processos fisiológicos, mas a exposição excessiva, especialmente em ambientes ocupacionais, pode resultar em condições neurodegenerativas, como o manganismo. A conclusão enfatiza a importância de gerenciar os níveis de manganês na agricultura e na indústria para otimizar seus benefícios, minimizando os riscos à saúde. Uma abordagem multidisciplinar é defendida para melhorar a produtividade agrícola e garantir a segurança da saúde pública.

Abstract

Background: Manganese is an essential micronutrient that plays a pivotal role in environmental systems, plant physiology, and human health. This review comprehensively examines the manganese cycle in the environment, its absorption and transport mechanisms in plants, and the implications of manganese exposure to human health. Objectives: The objectives of this review are to (i) analyze the environmental cycling of manganese and its bioavailability, (ii) evaluate the role of manganese in plant metabolism and disease resistance, and (iii) assess the impact of manganese toxicity and deficiency on human health. Conclusion: This review highlights that while manganese is crucial for photosynthesis, enzyme activation, and resistance to plant diseases, both its deficiency and toxicity can have severe consequences. In plants, manganese deficiency can lead to impaired growth and reduced crop yields, while toxicity, particularly in acidic soils, can inhibit photosynthesis and stunt development. In humans, manganese is necessary for various physiological processes, but overexposure, especially in occupational settings, can result in neurodegenerative conditions such as manganism. The conclusion emphasizes the importance of managing manganese levels in agriculture and industry to optimize its benefits while minimizing health risks. A multidisciplinary approach is advocated to enhance agricultural productivity and ensure public health safety.