Марганец — химический элемент побочной подгруппы VII группы периодической системы. В чистом виде в природе не встречается. В рудах присутствует в виде окислов, гидроокисей, карбонатов и силикатов. Основным минералом является пиролюзит, содержащий 3% марганца. Среди тяжелых металлов марганец занимает по распространенности в земной коре третье место после железа и никеля (примерно 0,1 вес.%).
Природный марганец представлен одним изотопом с атомной массой 55. Из шести искусственных изотопов в качестве индикатора в биологии используют 54Mn с периодом полураспада 291 день. Этот изотоп в 100% случаев распадается в результате захвата орбитального электрона и излучения γ-квантов с энергией 0,84 мэв и мягких рентгеновских лучей.
Марганец принадлежит к числу немногих элементов, существующих в восьми различных состояниях окисления, однако в организме находится лишь в виде двух- и трехвалентных соединений. Координационная химия Mn2+ и Mg2+ обладает сходством: оба катиона предпочитают сравнительно слабых доноров, например карбоксильную и фосфатную группировки, и замещают друг друга как активаторы ряда ферментов, а также в комплексах с ДНК.
Марганец является необходимым элементом для жизни растений и животных.
В растениях концентрация Mn выше, чем в организме животных.
В растениях он ускоряет образование хлорофилла, стимулирует дыхание, усиливает синтез аскорбиновой кислоты. Содержание марганца в пастбищных травах зависит от вида (бобовые беднее злаковых), возраста и главным образом от pH почвы. С повышением pH более 6 содержание доступного марганца снижается.
Поскольку в кормовых средствах уровень марганца сильно варьирует (от 5 до 120 мг/кг), а возможность его повышения в растениях с помощью микроудобрений проблематична, подкормки сельскохозяйственных животных солями марганца являются основным средством профилактики его дефицита. Относительно богаты марганцем свекольная ботва, клевер, отруби, сухой шрот; бедны —все виды зерновых культур как злаковых, так и бобовых.
Содержание марганца в теле животных. Возрастная динамика
В теле сельскохозяйственных животных марганца содержится 480—600 мкг на 1 кг обезжиренной массы или 450—560 мкг на 1 кг живой массы. В теле новорожденного теленка марганца 65—70 мг, поросенка — 650—700 мкг, вылупившегося цыпленка — 10—20 мкг. Возрастная динамика марганца в теле изучена недостаточно.
В начальный период онтогенеза концентрация марганца в организме нарастает, а затем начинает постепенно снижаться. Уровень марганца в рационе резко не отражается на его содержании в теле, так как концентрация марганца в основных тканях взрослых животных довольно устойчива.
Весь марганец распределен в организме примерно следующим образом: скелет — 55—57%, печень — 17—18, мышцы — 10—11, кожа — 5—6, остальные органы — 10—13%.