Mangan – Funktionen, Bioverfügbarkeit und Versorgung

Resorption und Funktionen

Über den Metabolismus des Mangans ist bisher nur wenig bekannt. [1] Die Resorptionsrate aus der Nahrung ist nur sehr gering (s. auch weiter unten zur Bioverfügbarkeit). Komplexbildner wie Citronensäure wirken wie auch beim Calcium fördernd. Zu Eisen(II)-Ionen besteht ein starker Antagonismus. Er ist offensichtlich darauf zurückzuführen, dass beide Elemente den gleichen Transportmechanismus benutzen. Mangan wird im Blut an Albumine gebunden und so bis in die Leber transportiert. Bei einer erhöhten Manganaufnahme erfolgt jedoch keine Anreicherung des Mangans in der Leber. Die Ausscheidung von Mangan erfolgt über die Galle. Der Transport in das Blut bzw. zu peripherem Gewebe wird durch die Bindung an Transferrin und a2-Makroglobulin (Plasmaprotein) ermöglicht.

Physiologisch spielt von den zahlreichen möglichen Oxidationsstufen des Mangans fast nur die Stufe +2 eine Rolle. Zur Bindung des Mangans an Transferrin muss jedoch analog zum Eisen eine Oxidation zum Mangan +3 vorausgehen, was möglicherweise durch Caeruloplasmin erfolgen kann. Caeruloplasmin wirkt als Oxidase und kommt als kupferhaltiges, blaues (caeruleus: himmelblau) Glykoprotein im Blutserum und in der Leber vor.

Die essenziellen Funktionen des Mangans bestehen in der Beteiligung an Enzymsystemen. Als Mangan-Metalloenzyme sind die Pyruvat-Carboxylase (an der Gluconeogenese beteiligt), die Superoxid-Dismutase, die Diamin-Oxidase und die Arginase (Mitwirkung am Harnstoff-Zyklus) bekannt. Sie werden vorwiegend aus den Mitochondrien isoliert. Als Cofaktor wirkt Mangan bei einer größeren Zahl an Enzymen mit – so bei Hydrolasen, Kinasen, Decarboxylasen und Transferasen, in denen aber auch andere Elemente (in Form von Kationen) als Cofaktoren mitwirken können. Nur die Aktivität von Glykosyl-Transferasen wird offensichtlich am stärksten durch Mangan-Ionen beeinflusst. Glykosyl-Transferasen sind an der Synthese des Chondroitinsulfats beteiligt, das für die Mucopolysaccharide beim Aufbau des Bindegewebes eine wesentliche Rolle spielt. [2]

Bioverfügbarkeit

Die Resorption des Mangans aus der Nahrung wird im Allgemeinen mit nur 3 bis 4 Prozent angegeben. Sie erfolgt im Dünndarm, wo sie durch zahlreiche Nahrungsbestandteile beeinflusst werden kann. Neben dem Antagonismus von Mangan und Eisen ist auch eine nachteilige Wirkung durch hohe Konzentrationen an Calcium und Phosphat nachgewiesen worden. Untersuchungen über die Bindungsformen des Mangans in Lebensmitteln haben gezeigt, das sich Mangan beispielsweise durch das Enzym Pectinase ebenso wie das Eisen aus Haferflocken freisetzen lässt. Bei einem Gesamtgehalt von 4,07 mg/100 g Frischgewicht beträgt die Freisetzung im Pepsin/Salzsäure-haltigen (simulierten) Magensaft nur 4%, nach dem Zusatz von Pectinase jedoch 81%. Auch bei Roggenmehl kann eine Erhöhung der Freisetzung (Löslichkeit) von 32% (Pepsin/HCl) auf 68% (+ Pectinase) bei einem Gesamtgehalt von 1,76 mg/100 g Frischgewicht erzielt werden. [3] Aus Reis dagegen ist der Gesamtgehalt von 2,2 mg/100 g bereits zu 97% in einem Pepsin/HCl-Extrakt verfügbar.

Manganreiche Lebensmittel

Versorgung

Mangan kommt zwar in allen pflanzlichen und tierischen Geweben vor, meist jedoch in sehr niedrigen Konzentrationen von wenigen Mikrogramm/Gramm Gewebe bzw. Lebensmittel. Fleisch und Fisch sowie auch Milch weisen nur Gehalte um 100 Mikrogramm/100 g auf. Die manganreichsten Pflanzenteile bilden die Fortpflanzungsorgane wie Roggenkeimflocken mit 5 mg/100 g. Auch Tee enthält viel Mangan – 70 mg/100 g Teeblätter. Gute Quellen für Mangan sind insgesamt Getreideprodukte, vor allem Keime und äußere Schichten, Soja, auch Hülsenfrüchte und Reis. Weitere Beispiele sind in der Tabelle aufgeführt.

Beim Menschen wurde eine Mangelerscheinung bei Ernährungsversuchen mit einer Vitamin-K-armen Diät beobachtet, die kein Mangan enthielt. Es traten erniedrigte Serumgehalte an Cholesterin, Triglyceriden sowie Phospholipiden auf, die jedoch durch Mangangaben korrigiert werden konnten. [2] Bei heranwachsenden Tieren stellte man bei einem Mangandefizit Skelettveränderungen und einen veränderten Kohlenhydrat- sowie Fettmetabolismus fest. Darüber hinaus wird beim Menschen Mangan auch mit Epilepsie und Insulinresistenz in Verbindung gebracht. [1]

Schätzwerte für eine angemessene Zufuhr liegen ab dem 10. Lebensjahr bei 2 bis 5 mg Mangan pro Tag. Für Kleinkinder werden ab dem 1. Lebensjahr 1 bis 3 mg Mangan pro Tag genannt. Sie beruhen auf Untersuchungen in den USA im Hinblick auf die tatsächliche Zufuhr. 3 mg Mangan sind z. B. bereits in etwa 50 g Haferflocken, jedoch erst in 1 kg Fisch oder Fleisch enthalten. Auch Gewürze oder Kräuter weisen Gehalte zwischen 0,5 bis 1,5 mg/100 g an Mangan auf – so z. B. Petersilie mit 0,8 bis 1,3 mg oder Dill mit bis zu 2,7 mg.

Die hauptsächliche Zufuhr erfolgt täglich durch Getreideprodukte, wie die Angaben in der Tabelle deutlich zeigen.

Georg Schwedt

_{Literatur 
[1] Biesalski, H. K. u. P. Grimm: Taschenatlas der Ernährung, Thieme, Stuttgart, 3. Aufl. 2004 
[2] Elmafda, I. u. C. Leitmann: Ernährung des Menschen, 4. Aufl., Ulmer, Stuttgart 2004 
[3] Schwedt, G. u. K.-D. Neumann: Einsatz von Enzymen zur Elementspeziesanalytik von Eisen und Mangan in Lebensmitteln, Z. Lebensm. Unters. Forsch. 194: 152 – 155 (1992)}