Mangan ist vielen als wichtiger Bestandteil von Stahl bekannt, doch es spielt auch eine entscheidende Rolle in unserer Ernährung. Als essentielles Spurenelement, das zwingend mit der Nahrung aufgenommen werden muss, beeinflusst es wichtige Prozesse im Körper. Doch Mangan ist ein zweischneidiges Schwert, denn bei einer anhalten Anreicherung drohen schwere Schäden, insbesondere für das Gehirn. In dem folgenden Text wird auf der Basis aktuellster wissenschaftlicher Erkenntnisse ausgiebig erläutert, warum Mangan so wichtig ist, in welchen natürlichen Lebensmitteln es enthalten ist und worauf bei der Verwendung von manganhaltigen Nahrungsergänzungsmitteln geachtet werden sollte.
Was ist eigentlich Mangan?
Mangan ist ein Übergangsmetall, das als zwölfhäufigstes Element in der Erdkruste vorkommt. Dort findet es sich vornehmlich in sogenanntem Braunstein oder anderen mineralischen Verbindungen, aus denen es für die Stahlindustrie in großem Maßstab abgebaut wird. In der belebten Umwelt kommt Mangan nur in sehr geringen Mengen (Spuren) vor, ist aber von grundlegender Bedeutung für jeden lebenden Organismus. Diesen beiden Eigenschaften folgend wird Mangan den Spurenelementen zugeordnet. Diese Elemente, zu denen unter anderem auch Eisen, Zink oder Kupfer zählen, sind zwar im Organismus nur in winzigen Mengen vorhanden, haben jedoch erheblichen Einfluss auf die Gesundheit und das Wohlbefinden von Pflanzen, Tieren und Menschen. Da Spurenelemente nicht selbst hergestellt werden können, müssen sie zwingend mit der Nahrung aufgenommen werden. In die Nahrungskette gelangt Mangan dabei über Mikroorganismen, die das Element aus seinen mineralischen Verbindungen lösen und dadurch zugänglich für Pflanzen machen, die wiederum von Tieren gefressen werden. Auf diese Weise sammelt sich im menschlichen Organismus etwa eine Menge zwischen 10 und 20 mg Mangan an, wobei eine stetige Versorgung gewährleistet sein muss, um diese Bedarfsmenge aufrechtzuhalten.
Wofür benötigt der Körper Mangan?
Vergleichsweise große Konzentrationen von Mangan konnten in der Leber, den Nieren, der Bauchspeicheldrüse, der Darmschleimhaut und im Gehirn nachgewiesen werden. Ebenfalls in den Haaren, den Muskeln und in verschiedenen Drüsen ist Mangan in detektierbaren Mengen vorhanden. Innerhalb der Zellen befindet es sich hauptsächlich in den Mitochondrien, die auch als Kraftwerke der Zelle bezeichnet werden und im wesentlichen für die Energieversorgung verantwortlich sind. Allein dieses Verteilungsmuster von Mangan verdeutlichst seine allumfassende Bedeutung für den Organismus. Auf molekularer Ebene agiert Mangan hauptsächlich als Aktivator oder sogar als Bestandteil von Enzymen und greift dadurch in eine Vielzahl unterschiedlicher Stoffwechselprozesse ein, die in allen genannten Organen und Strukturen ablaufen. Die wichtigsten dieser Abläufe sollen in den folgenden Abschnitten erläutert werden.
Mangan gegen oxidativen Stress
Oxidativer Stress beschreibt einen Zustand, bei dem im Körper ein Ungleichgewicht zwischen dem Vorkommen von sogenannten “freien Radikalen” und den entsprechenden Abwehrmechanismen besteht, die dazu dienen, ebendiese zu neutralisieren. Freie Radikale sind Moleküle, die aufgrund eines ungepaarten Elektrons in ihrer äußeren Schale äußerst instabil und hochreaktiv sind. Um ihre Stabilität zurückzubekommen, stehlen sie Elektronen von anderen Molekülen (Oxidation), wodurch sie eine Kettenreaktion auslösen, in deren Folge es zu schweren Schäden an Proteinen, Lipiden oder sogar dem Erbgut kommen kann, sodass ganze Zellen zugrunde gehen. Freie Radikale fallen als Nebenprodukt im körpereigenen Stoffwechsel an, entstehen aber auch durch äußere Faktoren wie UV-Strahlung oder Umweltgifte. Sie zu bändigen ist eine grundlegende Aufgabe des Körpers, um den Organismus als Ganzes vor Schäden zu schützen. Denn wenn oxidativer Stress über einen längeren Zeitraum anhält, kann dies zu schwerwiegenden Gesundheitsproblemen führen.
So ist oxidativer Stress an der Entstehung verschiedener Krankheiten, darunter Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson oder Diabetes beteiligt. Auch der allgemeine Alterungsprozess lässt sich auf einen sich stetig steigernden oxidativen Stress im Verlauf des Lebens zurückführen. Um wirksam gegen oxidativen Stress vorzugehen und den Organismus vor Schäden zu bewahren, hat sich eine Vielzahl von Abwehrmechanismen etabliert, die zum Teil von Mangan abhängen. So ist ein besonders potentes antioxidativ wirkendes Enzym die sogenannte Mangan-Superoxid-Dismutase (MnSOD oder SOD2). Es trägt ein zentrales Mangan und kommt in allen tierischen Lebewesen vor. Dort agiert es unmittelbar in den Mitochondrien. Diese Zellorganellen sind der zentrale Ort für die Energiegewinnung (Zellatmung). Dabei werden Glukose und andere Nährstoffe umgesetzt, um den universellen Energierträger des Körpers herzustellen: Adenosintriphosphat (ATP). Dieser Prozess erzeugt jedoch auch freie Radikale als Nebenprodukt, die möglichst schnell neutralisiert werden müssen, damit sie keinen Schaden anrichten.
Einen interessanten Zusammenhang zwischen MnSOD und einer auf oxidativem Stress beruhenden Erkrankung stellten Wissenschaftler aus China fest. In einer Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2018 erläutern sie zunächst, dass die Herz-Kreislauf-Erkrankung Atherosklerose, die durch die Anhäufung von Cholesterin gekennzeichnet ist, schwerwiegende und potenziell lebensbedrohliche Bedingungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall und Angina verursachen kann. Ursächlich ist unter anderem eine Anhäufung von oxidiertem Low-Density-Lipoprotein (oxLDL), dass sich an der Arterienwand ansammelt und schließlich das Gefäß lebensbedrohlich verengt. In diesem Kontext wurde berichtet, dass MnSOD dazu beiträgt, die Oxidation von LDL zu reduzieren und so die Blutgefäße zu schützen. Tatsächlich konnten in Studien Hinweise darauf gefunden werden, dass die Supplementierung von Mangan dazu beitragen könnte, die Entzündung in Blutgefäßen zu reduzieren, wodurch das Fortschreiten der Erkrankung möglicherweise verzögert werden könnte. Diese Zusammenhänge und deren Nutzen für mögliche Therapieansätze, auch in Bezug auf andere Krankheitsbilder, die auf oxidativem Stress beruhen, sind jedoch noch immer aktueller Forschungsgegenstand und sind noch nicht vollständig verstanden. [1]
Zuckerstoffwechsel
Der Zuckerstoffwechsel (auch Glukosestoffwechsel) ist ein komplexer Prozess im menschlichen Körper. Er bezieht sich auf die Aufnahme, den Transport, die Speicherung und den Abbau von Glukose, die am Ende eine wesentliche Funktion erfüllen: die Bereitstellung von Energie. Ein Teil der mit der Nahrung aufgenommenen Glukose wird in Form von Glykogen in Leber und Muskeln gespeichert. Glykogen dient als kurzfristige Energiereserve. Bei Bedarf kann Glykogen in Glukose umgewandelt und zur Energiegewinnung genutzt werden. Dies geschieht vor allem in Zeiten des Hungers oder bei körperlicher Anstrengung. Ein stabiler Blutzuckerspiegel ist dabei entscheidend für einen gesunden Stoffwechsel. Für die Regulation des Blutzuckerspiegels sind die Hormone Insulin und Glukagon verantwortlich. Störungen im Zuckerstoffwechsel können zu ernsten Gesundheitsproblemen führen, wobei Diabetes mellitus die häufigste und bekannteste Erkrankung darstellt. Tatsächlich ist die „Zuckerkrankheit“ mit schätzungsweise 7 Millionen Erkrankten die häufigste Stoffwechselerkrankung in Deutschland.
Mangan spielt auf verschiedene Weise eine bedeutende Rolle im Zuckerstoffwechsel. Zum einen ist es an der Produktion und Freisetzung von Insulin beteiligt, weswegen es in der Bauchspeicheldrüse in verhältnismäßig großer Menge nachweisbar ist. Darüber hinaus beeinflusst Mangan die Glukosetoleranz, was bedeutet, dass es mitbestimmt, wie der Körper auf die Aufnahme von Glukose aus der Nahrung reagiert. Diese Eigenschaft ist entscheidend für die Stabilität des Blutzuckerspiegels. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Rolle von Mangan als Cofaktor für zahlreiche Enzyme im Körper, die am Stoffwechsel von Kohlenhydraten beteiligt sind. Diese Enzyme unterstützen die Umwandlung von Glukose in Energie. Zusätzlich spielt Mangan eine Rolle bei der Bildung und Speicherung von Glykogen in der Leber und den Muskeln.
Interessanterweise konnte in einer Studie aus dem Jahr 2008 gezeigt werden, dass der Mangan-Gehalt im Blut sowie in Haarproben bei Patienten mit Diabetes signifikant niedriger war als bei gesunden Vergleichspersonen. Gleichzeitig waren die Werte im Harn bei den diabetischen Patienten höher als bei den gesunden Kontrollen, was darauf hindeutet, dass Menschen mit Diabetes mehr Mangan ausscheiden, wodurch faktisch nur geringere Mengen im Körper verbleiben können. Insgesamt weckten diese Ergebnisse den Eindruck, dass Mangan möglicherweise eine spezifische Rolle in der Pathogenese von Diabetes mellitus spielen könnte. Hier ist allerdings dringend weitere Forschung gefragt, um die Zusammenhänge besser zu verstehen [2].
In einer jüngeren Studie aus Japan zeigte sich, dass möglicherweise ein Zusammenhang zwischen der Versorgungslage mit Mangan und der Entstehung eines Typ-2-Diabetes besteht. Die Studie untersuchte hierfür das Ernährungsverhalten und die mögliche Entwicklung einer Diabetes-Erkrankung bei 19.862 japanischen Männern und Frauen über einen Zeitraum von 5 Jahren. Es zeigte sich, dass eine höhere Mangan-Aufnahme bei Frauen, aber nicht bei Männern mit einem geringeren Risiko für Typ-2-Diabetes verbunden war. Besonders bei Frauen mit niedriger Eisenaufnahme war dieser Zusammenhang ausgeprägt. Insgesamt deutet die Studie darauf hin, dass Mangan in der Ernährung einen schützenden Effekt gegen die Entstehung von Typ-2-Diabetes haben könnte, weitere Forschung ist jedoch dringend geboten. [3]
Neurologische Funktionen
Unser Gehirn ist das Kontrollzentrum unseres Körpers, das sämtliche lebenswichtigen Funktionen orchestriert. Eine gesunde neurologische Funktion ist von essenzieller Bedeutung, da sie maßgeblich unsere kognitive Leistungsfähigkeit, unsere Sinneswahrnehmung, unsere motorischen Fähigkeiten und unser emotionales Wohlbefinden beeinflusst. Ein optimal arbeitendes Nervensystem ermöglicht uns, komplexe Aufgaben zu bewältigen, klare Entscheidungen zu treffen und eine ausgeglichene emotionale Verfassung zu bewahren. Gleichzeitig spielt eine gesunde neurologische Funktion eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung von Stress und der Anpassung an neue Situationen. Damit sie gewährleistet werden kann, ist eine optimale Versorgung mit Mangan unerlässlich.
Mangan wird als Aktivator oder Baustein in verschiedenen enzymatischen Prozessen im Gehirn benötigt. Insbesondere ist Mangan ein wichtiger Bestandteil von Enzymen wie Arginase und Glutaminsynthase, die für die Neurotransmitter-Synthese und damit die Effizienz der Reizweiterleitung im Gehirn von großer Bedeutung sind. Darüber hinaus schützt Mangan über die oben beschriebenen Mechanismen das empfindliche Gehirn vor oxidativem Stress, sodass das Spurenelement insgesamt eine neuroprotektive Funktion aufweist und für eine gesunde Hirnfunktion unerlässlich ist. Ein Überschuss ist allerdings toxisch und kann insbesondere im Gehirn zu schweren Schäden führen. Darauf wird weiter unten im Kapitel „Höchstmengen und Risiken“ genauer eingegangen. Interessanterweise finden sich im Gehirn von Patienten mit unterschiedlichen neurodegenerativen Erkrankungen (z. B. Parkinson) veränderte Verteilungsmuster von Mangan, was die physiologische Funktion des Spurenelements unterstreicht. Das äußerst komplexe Zusammenspiel ist allerdings noch nicht vollständig verstanden. [4]
Energiestoffwechsel
Wie bereits erläutert, findet sich Mangan in vergleichsweise großen Mengen in den Mitochondrien und trägt hier vor allen Dingen eine Schlüsselrolle in Form des antioxidativen Enzyms MnSOD. Doch die Aufgaben von Mangan gehen auch hier weit über diese eine Funktion hinaus. Tatsächlich wird Mangan für unterschiedliche enzymatische Prozesse benötigt, die bei der Energiegewinnung in den Mitochondrien von Bedeutung sind. Hierzu gehört der bereits erwähnte Zuckerstoffwechsel, aber auch die Verstoffwechslung von Fetten, die ebenfalls der Energiegewinnung dient. Ein Beispiel ist das Enzym Pyruvat-Carboxylase (PC), das Mangan in seinem aktiven Zentrum benötigt. Dieses Enzym spielt eine entscheidende Rolle im Glukosestoffwechsel, indem es Pyruvat in Oxalacetat umwandelt. Dies ist ein wesentlicher Schritt, der es dem Körper ermöglicht, Energie aus Kohlenhydraten zu gewinnen.
Die Bedeutung von Mangan für den Energiestoffwechsel wird insbesondere von einer Forschergruppe der Universität Kalkutta ins Auge gefasst. Sie stellen die These auf, dass ein beeinträchtigter Energiestoffwechsel die eigentliche Ursache für die Toxizität von Mangan ist, wenn es in zu großen Mengen in den Körper gelangt. Zur Untersuchung dieser These verwendeten sie einen manganempfindlichen Bakterienstamm (E. Coli) und konnten zeigen, dass eine anhaltend hohe Mangan-Exposition den Energiestoffwechsel stark beeinträchtigt. Dieser Effekt verlief auch über einen sekundär ausgelösten Mangel an Eisen, da die Aufnahme dieses Metalls bei hoher Mangan-Verfügbarkeit offenbar stark gehemmt wurde. Dies wiederum beeinträchtigte zusätzlich die Funktion von eisenabhängigen Enzymen, die auch bei der Herstellung von ATP zwingend notwendig sind, sodass es letztlich zu einem Mangel an ATP kam. Insgesamt zeigt sich dadurch, dass ein gesunder Energiestoffwechsel auf eine fein abgestimmte Verfügbarkeit von Mangan angewiesen ist. [5]
Was passiert bei einem Mangan Mangel?
Für Menschen sind Auswirkungen eines Mangels an Mangan bis heute unbekannt. Tatsächlich wurde in der Wissenschaft lange Zeit darüber diskutiert, ob ein Manganmangel überhaupt möglich ist bzw. generell bei Menschen vorkommen kann. Heute gehen Wissenschaftler davon aus, dass sich im Laufe der Evolution sehr effiziente homöostatische Mechanismen entwickelt haben, die das wertvolle Spurenelement in einer physiologischen Menge im Körper halten. Dennoch sind diese Mechanismen noch nicht erforscht, sodass sie bisher nur vermutet werden können. Gleichzeitig kommt Mangan, das nur in sehr geringen Mengen aufgenommen werden muss, in den meisten natürlichen Lebensmitteln vor, sodass eine Unterversorgung normalerweise nicht auftritt. Bei Tieren konnte allerdings beobachtet werden, dass ein Mangel an Mangan unter anderem zu Störungen der Knochenbildung oder einem gestörten Glukosestoffwechsel führen. Dieser Mangel wurde allerdings unter experimentellen Bedingungen künstlich hervorgerufen. [9]
Wie wird Mangan aufgenommen?
Der Großteil des vom Körper aufgenommenen Mangans erreicht uns über die Ernährung. Die genauen molekularen Mechanismen der Mangan-Aufnahme im Darm sind noch nicht vollständig verstanden. Es wird jedoch angenommen, dass Mangan sowohl passiv durch Diffusion als auch aktiv mithilfe spezifischer Transportproteine (z. B. DMT1) in die Zellen der Darmschleimhaut hinein gelangt. Dabei können unterschiedliche Faktoren die Effizienz dieser Aufnahme beeinflussen, darunter die chemische Form des Mangans in der Nahrung oder die Anwesenheit anderer Nährstoffe wie Vitamin C, Eisen, Calcium oder Phosphor. Zusätzlich konnte festgestellt werden, dass bei hoher Mangan-Zufuhr, sei es durch natürliche Ernährung oder Umwelteinflüsse, der Darm weniger Mangan aufnimmt, während Leber und Gallenblase verstärkt mit der Ausscheidung von Mangan reagieren. Zudem spielt das Alter eine entscheidende Rolle: Jüngere Menschen nehmen mehr Mangan auf als ältere, da ihr Bedarf höher ist.
Mangan gelangt nach der Aufnahme über den Magen-Darm-Trakt in den Blutkreislauf, jedoch ist der genaue Mechanismus dieses Vorgangs nicht gut verstanden. Im Blut verweilt es nicht lange, sondern sammelt sich rasch in den verschiedenen Zielgebieten an. Dabei konnte grob folgende Verteilung festgestellt werden: Leber (30% des gesamten Mangans), Niere (5%), Bauchspeicheldrüse (5%), Dickdarm (1%), Harnsystem (0,2%), Knochen (0,5%), Gehirn (0,1%), Erythrozyten (0,02%) und die verbleibenden 58,18% in das restliche Weichgewebe. Leber, Bauchspeicheldrüse, Knochen, Niere und Gehirn halten Mangan länger zurück als andere Gewebe und haben die höchsten Mangan-Konzentrationen im Körper. Dies ist wahrscheinlich auf die essentielle Rolle von Mangan in der Energieproduktion und den hohen Energiebedarf dieser Gewebe zurückzuführen. [4]
Grundsätzlich kann Mangan auch über die Atemluft in den Körper aufgenommen werden, wenn in der Umgebung entsprechende Staubbelastungen auftreten. Solche finden sich zum Beispiel in industriellen Bereichen, in denen Mangan für verschiedene Zwecke, wie die Herstellung von Stahl und Edelstahl oder die Bildung von Aluminiumlegierungen verwendet wird. Dort können Personen durch das Entstehen feiner Stäube beim Schweißen oder Schmelzen Mangan einatmen. Im Gegensatz zu oral aufgenommenem Mangan gelangt eingeatmetes Mangan nicht durch die Leber, sondern kann direkt über die präsynaptischen Nervenendigungen des Riech- oder Trigeminusnervs ins Gehirn gelangen. Dort stört Mangan die Signalwege unterschiedlicher Neurotransmitter und kann so eine neurotoxische Wirkung entfalten. Auch in Autoabgasen können sich Manganpartikel finden, die eingeatmet werden. [4]
Mangan in natürlichen Lebensmitteln
Da Mangan in der gesamten biologischen Umwelt in Spuren vorkommt, findet sich das Metall in fast allen Lebensmitteln. Dabei stellen pflanzliche Nahrungsmittel eine etwas bessere Quelle für Mangan dar, da ein erhöhtes Vorkommen von Eisen oder Calcium, wie es in Fleisch oder Milchprodukten anzutreffen ist, die Aufnahme von Mangan erschwert. Vergleichsweise große Mengen des essentiellen Spurenelementes sind dabei in Getreide und Vollkornprodukten sowie in Hülsenfrüchten anzutreffen. Durch sein ubiquitäres Vorkommen ist davon auszugehen, dass mit natürlichen Lebensmitteln selbst bei einseitiger Ernährung eine ausreichende Menge Mangan aufgenommen wird. Diese ausreichende Menge wird von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung für erwachsene Menschen auf 2-5 mg pro Tag geschätzt. Statistische Erhebungen zur tatsächlichen Aufnahme gibt es nicht, allerdings sind, wie bereits oben beschrieben keine Mangelerscheinungen durch eine Unterversorgung mit Mangan beim Menschen bekannt, weswegen von einer ausreichenden Versorgung über die natürliche Ernährung ausgegangen werden kann. [6]
Mangan in Supplements
Auf dem Nahrungsergänzungsmittel-Markt finden sich einige Einzel- oder Komplexpräparate mit Mangan, die tägliche Dosierungen zwischen 0,3 und 10 Milligramm vorsehen. Dabei sind innerhalb der EU folgende Verbindungen in Nahrungsergänzungsmitteln zugelassen: Manganascorbat, Mangan-L-aspartat, Mangan-Bisglycinat, Mangancarbonat, Manganchlorid, Mangancitrat, Mangangluconat, Manganglycerophosphat, Manganpidolat und Mangansulfat. [7]
In Deutschland sind Nahrungsergänzungsmittel rechtlich durch das Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LFGB) sowie die Nahrungsergänzungsmittelverordnung (NemV) geregelt. Diese Gesetze legen fest, dass Nahrungsergänzungsmittel sicher, qualitativ hochwertig und für den menschlichen Verzehr geeignet sein müssen. Die Kennzeichnungsverordnung regelt die korrekte Beschriftung von Nahrungsergänzungsmitteln, inklusive Nährwertangaben und Inhaltsstoffen. Auf EU-Ebene harmonisiert die Europäische Union die Regelungen für Nahrungsergänzungsmittel, um einen einheitlichen Standard in der gesamten EU zu gewährleisten. Von besonderer Bedeutung ist an dieser Stelle die Europäische Health-Claims-Verordnung zu nennen, die die Verwendung von gesundheitsbezogenen Angaben auf Nahrungsergänzungsmitteln oder für dessen Werbung regelt. Darauf soll im folgenden Kapitel genauer eingegangen werden.
Mangan Gesundheitsversprechen
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) spielt eine zentrale Rolle bei der Bewertung und Genehmigung von Gesundheitsaussagen für Nahrungsergänzungsmittel in der Europäischen Union. Die Hauptfunktion der EFSA besteht darin, die wissenschaftliche Evidenz für diese Gesundheitsaussagen zu überprüfen und sicherzustellen, dass sie den europäischen Vorschriften und Standards entsprechen. Dabei geht es nicht nur darum, sicherzustellen, dass die Aussagen wissenschaftlich fundiert sind, sondern auch darum, die Verbraucher vor irreführender Werbung und gesundheitlichen Risiken zu schützen. Im Rahmen dieser Funktion befasst sich die EFSA mit Anfragen von z. B. Unternehmen, die bestimmte Gesundheitsaussagen für ihre Nahrungsergänzungsmittel beantragen. Die EFSA überprüft die wissenschaftlichen Beweise, die diesen Anträgen zugrunde liegen, um festzustellen, ob es eine klare und überzeugende Verbindung zwischen dem Nahrungsergänzungsmittel und der behaupteten gesundheitlichen Wirkung gibt. Nur wenn sie nachgewiesen werden kann, wird der Verwendung des beantragten Gesundheitsversprechens zugestimmt.
In diesem Kontext ist die Stellungnahme der EFSA von 2009 zu Mangan von besonderem Interesse. In dieser Stellungnahme wurde die wissenschaftliche Haltbarkeit von Gesundheitsaussagen im Zusammenhang mit Mangan bewertet. Nach Prüfung des wissenschaftlichen Kenntnisstands kamen die befragten Experten zu dem Schluss, dass es eine ausreichende wissenschaftliche Evidenz für eine Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen der Aufnahme von Mangan und bestimmten gesundheitlichen Effekten gibt. Daraus lassen sich folgende Health Claims ableiten, die insgesamt heute für manganhaltige Supplements zugelassen sind:
- Mangan trägt zu einem normalen Energiestoffwechsel bei.
- Mangan trägt dazu bei, die Zellen vor oxidativem Stress zu schützen.
- Mangan trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei.
Zusätzlich wurde eine Werbeaussage bezüglich der kognitiven Funktion beantragt, jedoch konnte die EFSA keine klare Verbindung zwischen Mangan und einer normalen kognitiven Funktion herstellen, weswegen diese Werbeaussage für Mangan abgelehnt wurde. [8]
Wer könnte von Supplements mit Mangan profitieren?
In Anbetracht der Tatsache, dass es keinerlei Hinweise darauf gibt, dass ein tatsächlicher Mangel an Mangan bei Menschen überhaupt vorliegen kann, muss an dieser Stelle klar gesagt werden, dass eine Einnahme von entsprechenden Supplements für den durchschnittlichen Verbraucher wahrscheinlich keinen gesundheitlichen Vorteil bringt. Ganz im Gegenteil ist es sogar so, dass eine Überversorgung mit Mangan zu gesundheitlichen Schäden führen kann, auf die im folgenden Kapitel genauer eingegangen werden soll. So warnt auch die Verbraucherzentrale, dass insbesondere ältere Menschen (ab 60 Jahre) keinesfalls mehr als 0,5 mg Mangan zusätzlich über Supplements einnehmen sollten [7]. Hierbei darf daran erinnert werden, dass auf dem Online-Markt problemlos Produkte erworben werden können, die diese Dosierung um das 20-fache überschreiten.
Im oberen Teil dieses Artikels wurde auf die wichtigen Funktionen von Mangan und einen möglichen Zusammenhang mit unter anderem Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Diabetes eingegangen. Diese Zusammenhänge sind in der medizinischen Forschung von großem Interesse und könnten vielleicht dazu führen, dass Mangan in Zukunft therapeutisch bei bestimmten Patientengruppen eingesetzt wird, doch von einer Eigenbehandlung mit Nahrungsergänzungsmitteln ist auch in diesen Fällen zum jetzigen Zeitpunkt deutlich abzuraten. Auch um mögliche Folgen einer Überversorgung zu vermeiden. Bei Unsicherheiten kann ein Gespräch mit dem behandelnden Arzt oder der behandelnden Ärztin vielleicht für Klarheit sorgen.
Höchstmengen und gesundheitliche Risiken
Mangan ist zweifellos ein lebenswichtiges Spurenelement, das eine entscheidende Rolle in verschiedenen biochemischen Prozessen des menschlichen Körpers spielt. Innerhalb einer eng definierten Menge ist Mangan von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung einer optimalen Gesundheit. Doch trotz dieser essenziellen Rolle ist es wichtig zu betonen, dass schon eine geringfügige Überschreitung der empfohlenen Mengen schnell schädliche Auswirkungen haben kann. Problematisch sind hier zwei Faktoren:
- Hochkonzentriertes und gut lösliches Mangan (wie es in Supplements vorliegt) kann schnell passiv durch die Darmschleimhaut gelangen. Eine Regulation der Aufnahmemenge ist hier kaum möglich.
- Mangan verbleibt nur kurz in der Blutbahn und wird rasch in verschiedenen Geweben eingelagert. Einmal dort angekommen, ist eine Ausscheidung der überschüssigen Menge kaum mehr möglich bzw. dauert lange.
Aus diesem Grunde empfiehlt das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) in einer Veröffentlichung aus dem Jahr 2021 eine Höchstmenge von 0,5 Milligramm (mg) Mangan pro Tagesdosis für Nahrungsergänzungsmittel. Diese Empfehlung basiert auf den neueren Erkenntnissen zur Neurotoxizität von Mangan (darauf wird weiter unten genauer eingegangen) und der möglichen höheren Empfindlichkeit bestimmter Bevölkerungsgruppen. So betonte, wie bereits erläutert, auch die Verbraucherzentrale, dass insbesondere ältere Menschen (ab 60 Jahre) die zusätzliche Menge von 0,5 mg Mangan zur natürlichen Ernährung keinesfalls überschreiten sollten, da ansonsten mit negativen gesundheitlichen Folgen gerechnet werden könne [7].
An dieser Stelle sei kurz angemerkt, dass frühere Einschätzung der sicheren Höchstmenge von Mangan deutlich höher lagen und diese alten Empfehlungen auch heute zum Teil noch im Netz verbreitet werden. Aufgrund neuerer Erkenntnisse musste dieser als sicher einzustufender Wert jedoch nach unten korrigiert werden, sodass nur dieser aktuelle Wert Gültigkeit besitzt. Aus diesem Grunde ist es stets wichtig, darauf zu achten, möglichst aktuelle Informationen zu nutzen und ältere Quellen zu hinterfragen.
Die Festlegung auf eine maximale Zufuhrmenge von 0,5 mg erläutert das BfR wie folgt: Die von den D-A-CH-Gesellschaften abgeleitete empfohlene tägliche Zufuhr von Mangan liegt zwischen 2 und 5 mg für Personen ab 10 Jahren. Trotz ausbleibender Erhebungen der tatsächlichen Verzehrmenge, gehen Experten auch aufgrund der in diesem Text bereits ausführlich behandelten Gründe davon aus, dass diese Menge auch von der breiten Bevölkerung über die natürliche Ernährung eingenommen wird. Schätzungen gehen von einer täglichen Einnahme von durchschnittlich 3 mg aus. Somit ist mit keiner Unterversorgung zu rechnen. Zusätzlich bezieht sich das BfR auf die EFSA, nach dessen Einschätzung eine zusätzliche Zufuhr von 4 mg Mangan für die Allgemeinbevölkerung wahrscheinlich ohne gesundheitliche Risiken sei, ältere Menschen jedoch eine Zufuhrmenge von 0,5 mg nicht überschreiten sollten. Da es dem BfR unpraktikabel erscheint, altersabhängige Dosierungen von Mangan in Nahrungsergänzungsmitteln für Erwachsene festzulegen, empfiehlt das Institut, die als sicher geltende Tagesdosis von 0,5 mg für ältere Personen als Höchstmenge für sämtliche Verbraucher festzulegen. Damit wäre die Einnahme eines Nahrungsergänzungsmittels, das in der Regel mehr als 0,5 mg Mangan enthält, somit grundsätzlich nicht ratsam. Das BfR fasst zusammen, dass eine übermäßige orale Zufuhr von Mangan, die über die übliche Aufnahme durch Getränke und feste Nahrungsmittel hinausgeht, ein gesundheitliches Risiko darstellen könnte, ohne dass ein nachgewiesener gesundheitlicher Nutzen vorliegt. [10]
Empfehlungen für Höchstmengen sind rechtlich nicht bindend
Die Tatsache, dass trotz dieser sehr eindeutigen Empfehlung Produkte auf dem Markt erworben werden können, die deutlich höhere Dosierungen verwenden und dabei sogar mit Gesundheitsversprechen beworben werden, kann mit Defiziten in der sicheren Regulation von Nahrungsergänzungsmitteln erklärt werden. Tatsächlich sind die empfohlenen Höchstmengen des BfR nicht rechtlich bindend und dienen lediglich als Hilfestellung für Hersteller und Information für Verbraucher. In einer Veröffentlichung aus dem Jahr 2021 fordert die Verbraucherzentrale daher eindringlich, die Regelungen für Nahrungsergänzungsmittel zu verbessern. Nach ihrer Einschätzung greift etwa ein Drittel der Erwachsenen in Deutschland regelmäßig zu Nahrungsergänzungsmitteln, obwohl sie keine Unterversorgung mit Nährstoffen haben. Medizinisch gesehen bringt die Einnahme für die meisten Menschen daher keinen zusätzlichen Nutzen. Gleichzeitig werden (ganz allgemein) häufig Dosierungen angeboten, die den täglichen Bedarf an Vitaminen und Mineralstoffen mitunter deutlich überschreiten, was zu unerwünschten Nebenwirkungen führen kann. Die Experten der Verbraucherzentrale schlussfolgern, dass die bisherige EU-Richtlinie von 2002 über Nahrungsergänzungsmittel das angestrebte hohe Verbraucherschutzniveau nicht erreicht hat und es somit dringend notwendig wäre, die rechtliche Einordnung von Nahrungsergänzungsmitteln zu überprüfen und neu zu regeln, um den gesundheitlichen Verbraucherschutz sicherzustellen. [11]
Neurotoxizität von Mangan
Die jüngeren Erkenntnisse zur Neurotoxizität, also der Giftigkeit von Mangan für das Gehirn, war der ausschlaggebende Punkt für die Experten des BfR, um dieses sehr strenge Urteil für Supplements mit Mangan zu fällen. Um eine genauere Vorstellung davon zu bekommen, welche Gefahren bei einer Überversorgung mit Mangan drohen, sollen die Wirkungen von hohen Mengen Mangan im Gehirn an dieser Stelle abschließend erläutert werden. Zu diesem Thema findet sich eine hervorragende Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2022, in der internationale Wissenschaftler den aktuellen Kenntnisstand zusammenfassen. Demnach kann eine übermäßige Ansammlung von Mangan im Gehirn zu einer Erkrankung führen, die als Manganismus bezeichnet wird. Ursprünglich wurde diese Erkrankung mit beruflicher Exposition zu Manganstäuben, die eingeatmet werden, in Zusammenhang gebracht (zum Beispiel bei Schweißern oder Bergarbeiten), doch zeigen jüngere Erkenntnisse, dass es auch bei langfristiger übermäßiger oralen Einnahme von Mangan zu gefährlichen Ansammlungen dieses Spurenelementes im Gehirn kommen kann.
Die Folgen von Manganismus sind vielseitig und können heute mit verschiedenen neurologischen Erkrankungen in Verbindung gebracht werden [11]:
Parkinson-Krankheit
Im Übermaß kann Mangan den Neurotransmitter Dopamin in verschiedenen Hirnbereichen in erheblichem Maße stören. Dies führt zunächst zu psychischen, später zu motorischen Problemen, die schwerwiegend und irreversibel sind und den motorischen Symptomen der Parkinson-Krankeit (Tremor, Ungleichgewicht, langsame und steife Bewegung) sehr ähnlich sind. Mediziner sprechen von „Mangan verursachte Parkinsonismus“.
Alzheimer-Krankheit
Eine Anreicherung von Mangan im Gehirn von Versuchstieren korreliert mit einem kognitiven Abbau und dem Absterben von Nervenzellen. Dieses Bild gleicht dem Befund bei der Alzheimer-Krankheit, bei der eine ähnliche Pathologie vorliegt. In beiden Fällen lässt sich der Abbau auf eine deutliche Erhöhung des oxidativen Stresses im Gehirn und auf ein Ungleichgewicht im Energiestoffwechsel der Mitochondrien in unterschiedlichen Zelltypen des Gehirns zurückführen. Die genauen Mechanismen sind aktuell noch nicht verstanden und werden weiter erforscht.
Huntington-Krankheit
Die Symptome der Huntington-Krankheit sind motorische Beeinträchtigungen, kognitive und emotionale Veränderungen sowie psychiatrische Probleme. Die Erkrankung ist erblich und steht in einem Zusammenhang mit dem Transport von Mangan im Gehirn. Jüngere Studien deuten darauf hin, dass die Symptome der Huntington-Krankheit Folgen von kompensatorischen Stoffwechselreaktionen sind, die auf veränderte Manganmengen im Gehirn beruhen. Aufgrund dieser Erkenntnisse steht die Frage im Raum, ob auch Huntington-ähnliche Symptome durch eine Überversorgung mit Mangan auftreten können. Hier ist noch großer Forschungsbedarf.
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)
Die neurodegenerative Erkrankung ALS kann mit Mangan in Verbindung gebracht werden. Bei dieser Erkrankung werden vor allen Dingen Motorneuronen im Rückenmark und der Großhirnrinde geschädigt, sodass es zu einer ausgeprägten Muskelschwäche und schließlich zu Atemnot kommt. Obwohl es sehr langsam fortschreitende Formen gibt (ein Beispiel hierfür ist der berühmte Physiker Stephen Hawking) schreitet ALS meistens sehr schnell voran, sodass Betroffene im Durchschnitt 3-5 Jahre nach der Diagnose versterben. ALS steht in direktem Zusammenhang mit oxidativem Stress und daraus resultierenden Schädigungen. Jüngere Studien zeigten, dass MRT-Scans einer großen Anzahl von ALS-Patienten neurologische Veränderungen zeigen, die typisch für einen Manganüberlastungszustand sind. Hierbei muss deutlich gesagt werden, dass die Manganüberbelastung wahrscheinlich ein sekundärer Effekt ist. Dennoch ist es wichtig, diese Zusammenhänge weiter zu erforschen.
Fazit mit Vor- und Nachteilen
Mangan ist ein essentielles Spurenelement, das zwingend mit der Nahrung aufgenommen werden muss. Im Körper wird es für zahlreiche Stoffwechselprozesse benötigt, indem es in die unterschiedlichsten enzymatischen Prozesse eingreift. Trotz seiner bedeutenden Funktion sind Mangelsymptome bis heute vollkommen unbekannt, da bisher kein Fall von Manganmangel festgestellt werden konnte. Dies liegt vor allen Dingen daran, dass Mangan in fast sämtlichen natürlichen Lebensmitteln vorkommt und dass es sehr effektiv im Gewebe eingelagert wird, wodurch es dem Stoffwechsel lange zur Verfügung steht. Insbesondere der letzte Punkt ist ein wichtiger Grund, warum eine übermäßige Aufnahme von Mangan nicht ungefährlich ist. Zwar ist die aktive Resorption im Darm gut reguliert, sodass eine Überversorgung mit natürlichen Nahrungsmitteln quasi nicht möglich ist, doch liegt Mangan in Nahrungsergänzungsmitteln in einer so großen Menge vor, dass das Spurenelement passiv durch die Darmschleimhaut diffundiert und dann in großer Menge im Gewebe eingelagert wird. Langfristig kann eine solche Anreicherung zu irreversiblen Schäden führen. Dabei reagiert insbesondere das Gehirn sehr empfindlich.
Aufgrund der Tatsache, dass eine Unterversorgung nicht zu erwarten ist und dadurch kein gesundheitlicher Vorteil durch die Einnahme eines entsprechenden Nahrungsergänzungsmittels zu erwarten ist, sondern gleichzeitig vielmehr die Gefahr der Überversorgung droht, ist von einer Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln mit Mangan abzusehen. So raten es auch die Verbraucherzentrale und das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR).
Quellen
[1] Li & Yang (2018) The Essential Element Manganese, Oxidative Stress, and Metabolic
Diseases: Links and Interactions, Oxid Med Cell Longev. 2018 Apr 5;2018:7580707.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29849912/
[2] Kazi et al. (2008) Copper, chromium, manganese, iron, nickel, and zinc levels in biological samples of diabetes mellitus patients, Biol Trace Elem Res. 2008 Apr;122(1):1-18.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18193174/
[3] Eshak et al. (2021) Manganese intake from foods and beverages is associated with a reduced risk of type 2 diabetes, Maturitas. 2021 Jan;143:127-131.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33308618/
[4] Hornig et al. (2019) Manganese Is Essential for Neuronal Health, Annu Rev Nutr. 2015 ; 35: 71–108.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25974698/
[5] Kaur et al. (2017) Affected energy metabolism under manganese stress governs cellular toxicity,
Sci Rep. 2017 Sep 19;7(1):11645.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28928443/
[6] DGE (2000) Referenzwert – Kupfer, Mangan, Chrom, Molybdän
https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/kupfer-mangan-chrom-molybdaen/
[7] Verbraucherzentrale (14.2.2023) Mangan – und die Ernährung reicht
[8] EFSA (2009) Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to manganese and protection of DNA, proteins and lipids from oxidative damage (ID 309), maintenance of bone (ID 310), energy-yielding metabolism (ID 311), and cognitive function (ID 340)pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006 – EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA), European Food Safety Authority (EFSA), Parma, Italy
https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa.2009.1217
[9] Gosh et al. (2016) Biometals in Health an Disease: A Review, World J Pharmaceut Res. 2016;5(12):390–399.
https://wjpr.net/abstract_show/6175
[10] Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) (2021) Höchstmengenvorschläge für Mangan in Lebensmitteln inklusive Nahrungsergänzungsmitteln
[11] Verbrauercherzentrale (2021) Nahrungsergänzungsmittel sicher regulieren
[11] Jomova et al. (2022) Essential metals in health and disease, Chemico-Biological Interactions 367 (2022) 110173.
