Manganèse et cerveau : pathologies acquises et nouveautés génétiques

Le manganèse est un métal naturel aux fonctions multiples, responsable d’un certain nombre de cas d’intoxications professionnelles. Tour d’horizon sur ce métal et les différents cas d’intoxication associés.

Généralités sur le manganèse [1-4]

Le manganèse (Mn) est un métal naturel présent dans la terre et également dans l’eau. C’est un nutriment essentiel, dont l’apport journalier doit être d’environ 2 à 10 mg par jour. Les recommandations de consommation journalière sont de l’ordre de 400 µg par litre (eau de boisson).
Ce métal exerce de nombreuses fonctions : participation à la structure des protéines cellulaires et au métabolisme énergétique, protection cellulaire comme cofacteur enzymatique et formation tissulaire. Il participe également à la formation de nombreux métallo-enzymes comme la Mn super oxyde dismutase (détoxification de radicaux libres, mitochondries). Il existe de nombreuses interactions entre le métabolisme du Mn et celui du fer (absorption et transport). Il intervient également dans l’immunité, la régulation de la glycémie et le métabolisme osseux.

Le métabolisme du manganèse (Fig. 1)

De nombreux aliments sont riches en Mn : légumes verts, graines et noisettes, fruits, épices, thé… Le Mn existe dans les tissus à des concentrations variables (0,3 à 2,9 µg Mn/g tissu). Les organes riches en Mn sont les reins, le foie et la rate, le système nerveux central (ganglions de la base et cervelet).
L’apport par voie aérienne est minime et ne devient important que dans le cadre d’intoxications professionnelles, sous forme de fumées ou de poussières à haute teneur en Mn. Une autre voie accessoire est la voie nasale, véhiculée par le nerf trijumeau. L’absorption par voie digestive se fait grâce à des systèmes de transport actifs, dont la DMT1 (divalent metal transporter), en compétition avec d’autres métaux comme le fer. L’absorption digestive est étroitement régulée puisque seulement 1 à 5 % du Mn digestif est absorbé au niveau de l’intestin. L’absorption du Mn est affectée par d’autres éléments dont le fer : l’apport de fer par voie orale réduit les taux de Mn circulant (traitement d’appoint des intoxications au Mn). Dans le sang, le Mn est transporté soit lié à la transferrine (20 %, Fe3+), soit à d’autres protéines comme l’albumine ou la bêtaglobuline (80 %, Fe2+).
De nombreux types de transporteurs du Mn ont été mis en évidence au niveau cellulaire [4], avec des rôles encore mal connus. La liaison à l’extérieur de la cellule se fait grâce à la transferrine, puis lors du transfert à l’intérieur de la cellule, le DMT 1 jouerait un rôle essentiel. Le calcium et le glutamate interviendraient également. Enfin, en intracellulaire, le transporteur SLC30A10 serait un acteur important et vient de faire l’objet de publications récentes dans le cadre d’une maladie d’origine génétique avec surcharge en Mn [5, 6]. La sortie de la cellule se ferait par le biais de la ferroportine.
Lors de la diffusion par voie portale, tout excès d’absorption digestive est immédiatement éliminé par voie biliaire (voie majeure d’élimination). Lors de pathologies hépatiques, ce défaut d’élimination peut induire une intoxication chronique au Mn. L’apport direct par voie sanguine (nutrition parentérale, toxicomanie, dialyse) peut conduire également à des intoxications rapides en shuntant le filtre de l’absorption digestive. Les principaux organes cibles de cette intoxication sont, à l’instar de la maladie de Wilson pour la surcharge en cuivre, le foie et le cerveau. D’autres symptômes, en particulier hématologiques (polyglobulie), peuvent y être associés.
La pénétration dans le SNC, une des cibles essentielles de la surcharge en Mn, se fait par un passage actif à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE). La surcharge dans le SNC va concerner préférentiellement les ganglions de la base et en particulier le pallidum, plus rarement d’autres structures comme le tronc cérébral et le cervelet, témoignant alors du caractère “massif” de l’intoxication.

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