Ein Ausschlag in Texas

Austin, Texas, 1987. Sieben junge Männer zwischen 19 und 22 Jahren leben 39 Tage lang von einer Diät, die praktisch kein Mangan enthält: 0,11 Milligramm am Tag statt der üblichen zwei bis drei. Was passiert? Erstaunlich wenig. Ihr Cholesterin sinkt von 152 auf 142 mg/dl, und gegen Ende bekommen fünf der sieben einen flüchtigen Hautausschlag, der verschwindet, sobald sie wieder Mangan erhalten. Das ist, mehr oder weniger, die gesamte experimentelle Mangelforschung am Menschen, die Lehrbücher heute zitieren (Friedman et al. 1987).

Aus dieser Studie – und aus dem Fehlen dramatischer Mangelkrankheiten – ist eine bequeme Schlussfolgerung geworden: Mangan ist zwar essenziell, aber man muss sich nicht darum kümmern. Ich halte das für einen Fehlschluss. Meine These: Dass Manganmangel «nicht vorkommt», ist keine Erkenntnis, sondern eine Wissenslücke. Wir haben nie ernsthaft nachgeschaut. Und die Enzyme, die von diesem Metall abhängen, sitzen an Stellen, an denen man einen leisen Mangel nicht sofort bemerkt – aber über Jahrzehnte teuer bezahlen könnte.

Warum niemand weiss, wie viel wir brauchen

Das klingt nach Polemik, steht aber so in den Behördendokumenten. Als die Europäische Lebensmittelsicherheitsbehörde EFSA 2013 Referenzwerte für Mangan festlegte, hielt sie fest: Es gebe keine verlässlichen, validierten Biomarker für Manganzufuhr oder -status, und Daten, die Zufuhr mit gesundheitlichen Folgen verknüpfen, lägen nicht vor. Einen durchschnittlichen Bedarf konnte sie deshalb nicht ableiten. Stattdessen setzte sie eine «angemessene Zufuhr» von 3 mg pro Tag – abgeleitet daraus, was Erwachsene in Europa ohnehin essen (EFSA 2013). Die US-Akademie der Wissenschaften war 2001 denselben Weg gegangen: 2,3 mg für Männer, 1,8 mg für Frauen, basierend auf beobachteten Zufuhrmengen, nicht auf Bedarfsstudien (IOM 2001).

Man muss das einmal sacken lassen. Der Referenzwert für Mangan sagt nicht «so viel brauchst du», sondern «so viel isst der Durchschnitt, und der scheint nicht krank zu werden». Für Eisen oder Zink wäre das undenkbar. Für Mangan ist es seit Jahrzehnten der Stand der Dinge.

Der Feuerlöscher im Kraftwerk

Um zu verstehen, warum das leichtfertig ist, muss man wissen, wo Mangan arbeitet. Es ist ein Metall, das im Boden und im Gestein vorkommt und über Pflanzen in die Nahrung gelangt: Vollkorngetreide, Nüsse, Hülsenfrüchte, Schokolade, Schalentiere, Tee. In Europa stammt der grösste Teil aus Getreideprodukten, Gemüse, Obst und Getränken (EFSA 2013). Der Körper nimmt davon nur einen Bruchteil auf – in Versuchen mit radioaktiv markiertem Mangan absorbierten Männer rund 1,4 Prozent, Frauen rund 3,6 Prozent (Finley et al. 1994) – und scheidet den Überschuss über die Galle wieder aus.

Im Körper sitzt Mangan im Zentrum einiger Enzyme, die man als Schlüsselstellen bezeichnen darf (EFSA 2013; IOM 2001):

  • Mangan-Superoxid-Dismutase (MnSOD) arbeitet in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Bei der Energiegewinnung entstehen dort Superoxid-Radikale – aggressive Sauerstoffteilchen, die Enzyme und Erbgut beschädigen. MnSOD entschärft sie. Man kann sie sich als Feuerlöscher vorstellen, der direkt neben dem Brenner hängt.
  • Arginase baut in der Leber giftiges Ammoniak zu Harnstoff ab.
  • Pyruvat-Carboxylase ist ein Schaltenzym der Zuckerneubildung – gefragt, wenn der Körper zwischen den Mahlzeiten selbst Glukose herstellen muss.
  • Glykosyltransferasen hängen Zuckerketten an Proteine. Ohne sie entstehen Knorpel, Knochen und viele Signalproteine nicht richtig.

Das erklärt auch, warum ein Mangel so schwer zu sehen ist: Keines dieser Enzyme fällt komplett aus, wenn Mangan knapp wird. Sie laufen nur schlechter. Ein etwas schwächerer Feuerlöscher zeigt sich nicht am ersten Tag.

Die Belege – von stark nach schwach

Ein Experiment an Knochen. Die einzige randomisierte, placebokontrollierte Studie mit Mangan, die ich mit einem harten Endpunkt kenne, stammt aus San Diego. Die Gruppe um Paul Saltman teilte 59 gesunde Frauen nach den Wechseljahren (im Mittel 66 Jahre) in vier Gruppen: Placebo, 1000 mg Calcium, ein Spurenelement-Mix aus 5 mg Mangan, 15 mg Zink und 2,5 mg Kupfer, oder Calcium plus Mix. Nach zwei Jahren hatte die Placebo-Gruppe an der Wirbelsäule Knochendichte verloren. Die Gruppe mit Calcium plus Spurenelementen hatte ihre Knochendichte gehalten und unterschied sich signifikant vom Placebo. Calcium allein und Spurenelemente allein lagen dazwischen, ohne signifikanten Unterschied zu beiden Seiten (Strause et al. 1994). Die ehrliche Einschränkung: Mangan wurde nicht isoliert getestet. Die Studie zeigt, dass Calcium allein nicht reichte – und dass Mangan Teil dessen war, was den Unterschied machte. Mehr nicht, aber auch nicht weniger. Eine Wiederholung mit Mangan allein ist mir nicht bekannt – und genau das ist der blinde Fleck.

84'000 Frauen und ihr Blutzucker. 2020 werteten Jung Ho Gong und Kollegen die Daten von 84'285 Frauen aus der Women's Health Initiative aus. Das Fünftel mit der höchsten Manganzufuhr aus der Nahrung hatte ein um 30 Prozent tieferes Risiko, an Typ-2-Diabetes zu erkranken (Hazard Ratio 0,70; 95 %-Konfidenzintervall 0,65–0,76). In einer zweiten Gruppe von 62'338 Frauen bestätigte sich der Zusammenhang (HR 0,79). Ein Teil des Effekts lief statistisch über Entzündungsmarker: 19 Prozent über Interleukin-6, 12 Prozent über CRP (Gong et al. 2020). Das sind Beobachtungsdaten, kein Kausalnachweis – wer viel Mangan isst, isst auch viel Vollkorn und Nüsse. Aber Grössenordnung und Replikation machen den Befund schwer zu ignorieren.

Die U-Kurve aus Wuhan. Zhilei Shan und Kollegen verglichen 1'614 Menschen mit neu diagnostiziertem Typ-2-Diabetes mit 1'614 Kontrollpersonen. Ergebnis: Sowohl das Drittel mit dem tiefsten als auch das mit dem höchsten Mangan im Blutplasma hatte häufiger Diabetes als die Mitte (Odds Ratio 1,89 bzw. 1,56). Das tiefste Risiko lag bei rund 5 Mikrogramm pro Liter (Shan et al. 2016). Auch das ist eine Fall-Kontroll-Studie ohne Kausalnachweis. Aber sie sagt etwas Wichtiges: Der Zusammenhang ist U-förmig. Zu wenig ist offenbar ebenso ein Problem wie zu viel – nur redet über das «zu wenig» kaum jemand.

Der Mangel, den es angeblich nicht gibt. 2015 beschrieb ein Team um Thorsten Marquardt in Münster ein Kind mit schweren Krampfanfällen, Schädelasymmetrie und Kleinwuchs. Die Ursache: Mutationen im Gen SLC39A8, das den Transporter baut, der Mangan in die Zelle bringt. Das Mangan im Blut lag unter der Nachweisgrenze, und die Glykosyltransferasen arbeiteten nicht – das Kind hatte eine Glykosylierungsstörung, wie man sie sonst nur von anderen Gendefekten kennt (Park et al. 2015). Drei Jahre später behandelte dieselbe Gruppe zwei Patienten mit hoch dosiertem Mangansulfat (15 bzw. 20 mg/kg Körpergewicht täglich) unter engmaschiger Kontrolle: Alle gemessenen Enzymstörungen verschwanden, Motorik und Hören besserten sich deutlich (Park et al. 2018). Das ist eine seltene Erbkrankheit, keine Ernährungsfrage. Aber sie beweist am Menschen, was Manganmangel anrichtet, wenn er echt ist – und dass er sich beheben lässt.

Mäuse ohne Feuerlöscher. Wie zentral MnSOD ist, zeigte 1995 ein Experiment aus San Francisco: Mäuse, denen das Gen für MnSOD fehlte, starben innerhalb von zehn Tagen an einer erweiterten Herzmuskelschwäche; in ihren Mitochondrien waren zentrale Enzyme des Energiestoffwechsels weitgehend ausser Funktion (Li et al. 1995). Das ist ein Tiermodell und ein Totalausfall, nicht ein Mangel. Es sagt nichts darüber, was ein leicht unterversorgtes Enzym beim Menschen bewirkt. Es sagt nur, worauf wir hier sitzen.

Die andere Seite: zu viel ist auch ein Problem

Wer für Mangan wirbt, muss auch vor ihm warnen. In hoher Dosis – klassisch bei Schweissern und Bergleuten, die es einatmen – schädigt Mangan das Gehirn und verursacht ein Parkinson-ähnliches Syndrom. Und die Dosis muss nicht beruflich sein: Maryse Bouchard untersuchte 362 Kinder in Québec, deren Trinkwasser aus Brunnen stammte. Das Fünftel mit dem manganreichsten Wasser hatte im Schnitt einen um rund sechs Punkte tieferen IQ als Kinder mit wenig Mangan im Wasser (Bouchard et al. 2011). Bemerkenswert: Selbst diese Kinder nahmen über das Wasser weniger Mangan auf, als die Zufuhrempfehlung vorsieht (Bouchard 2011, Replik) – der Weg über Wasser wirkt offenbar anders als der über Nahrung. Die US-Akademie setzt die tolerierbare Obergrenze bei 11 mg pro Tag (IOM 2001); das norwegische Komitee VKM konnte gar keine sichere Obergrenze festlegen und hält schon Supplemente mit 1 bis 10 mg für nicht ausreichend abgesichert (VKM). Die Wahrheit über Mangan ist also nicht «mehr ist besser», sondern: Das Fenster ist eng, und wir kennen seine untere Kante nicht.

Was daraus folgt

Konkret und ohne Übertreibung:

  • Die Nahrung ist der Weg. Die positiven Zusammenhänge (Gong 2020) stammen aus Lebensmitteln: Vollkorn, Hülsenfrüchte, Nüsse, Tee. Wer das regelmässig isst, liegt vermutlich bei den 3 mg der EFSA.
  • Supplemente sind nur in einem Fall belegt: 5 mg Mangan zusammen mit Zink, Kupfer und Calcium, über zwei Jahre, bei Frauen nach den Wechseljahren (Strause 1994). Für andere Gruppen, andere Dosen oder Mangan allein gibt es keine Interventionsdaten.
  • Frauen mit tiefen Eisenspeichern nehmen deutlich mehr Mangan auf (Finley 1999) – ein Grund mehr, hier nicht blind zu supplementieren.
  • Trinkwasser aus eigenen Brunnen gehört auf Mangan geprüft (Bouchard 2011).

Und dann bleibt die eigentliche Forderung: Forschung. Ein Biomarker, eine Bedarfsstudie, eine Interventionsstudie mit Mangan allein. Seit sieben Männer in Texas 1987 einen Ausschlag bekamen, hat sich die Ernährungswissenschaft damit zufriedengegeben, dass Manganmangel «nicht vorkommt». Die Kinder mit dem defekten Transporter zeigen, was passiert, wenn er es tut. Und 84'000 Frauen zeigen, dass die Menge zwischen «gerade genug» und «reichlich» vielleicht doch einen Unterschied macht. Nicht zu wissen, wie viel wir brauchen, ist kein Grund zur Beruhigung. Es ist der Grund, endlich nachzuschauen.

Quellen

  1. Friedman BJ, Freeland-Graves JH, Bales CW, et al. Manganese balance and clinical observations in young men fed a manganese-deficient diet. J Nutr 1987;117(1):133–143. DOI 10.1093/jn/117.1.133
  2. EFSA NDA Panel. Scientific Opinion on Dietary Reference Values for manganese. EFSA Journal 2013;11(11):3419. DOI 10.2903/j.efsa.2013.3419
  3. Institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. National Academies Press, 2001. DOI 10.17226/10026
  4. Finley JW, Johnson PE, Johnson LK. Sex affects manganese absorption and retention by humans from a diet adequate in manganese. Am J Clin Nutr 1994;60(6):949–955. DOI 10.1093/ajcn/60.6.949
  5. Finley JW. Manganese absorption and retention by young women is associated with serum ferritin concentration. Am J Clin Nutr 1999;70(1):37–43. DOI 10.1093/ajcn/70.1.37
  6. Strause L, Saltman P, Smith KT, et al. Spinal bone loss in postmenopausal women supplemented with calcium and trace minerals. J Nutr 1994;124(7):1060–1064. DOI 10.1093/jn/124.7.1060
  7. Gong JH, Lo K, Liu Q, et al. Dietary manganese, plasma markers of inflammation, and the development of type 2 diabetes in postmenopausal women: findings from the Women's Health Initiative. Diabetes Care 2020;43(6):1344–1351. DOI 10.2337/dc20-0243; PMID 32295807
  8. Shan Z, Chen S, Sun T, et al. U-shaped association between plasma manganese levels and type 2 diabetes. Environ Health Perspect 2016;124(12):1876–1881. DOI 10.1289/EHP176; PMID 27258818
  9. Park JH, Hogrebe M, Grüneberg M, et al. SLC39A8 deficiency: a disorder of manganese transport and glycosylation. Am J Hum Genet 2015;97(6):894–903. DOI 10.1016/j.ajhg.2015.11.003; PMID 26637979
  10. Park JH, Hogrebe M, Fobker M, et al. SLC39A8 deficiency: biochemical correction and major clinical improvement by manganese therapy. Genet Med 2018;20(2):259–268. DOI 10.1038/gim.2017.106
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  12. Bouchard MF, Sauvé S, Barbeau B, et al. Intellectual impairment in school-age children exposed to manganese from drinking water. Environ Health Perspect 2011;119(1):138–143. DOI 10.1289/ehp.1002321
  13. Bouchard MF. Manganese in drinking water: Bouchard responds. Environ Health Perspect 2011;119(6). DOI 10.1289/ehp.1103485R
  14. VKM (Norwegian Scientific Committee for Food and Environment). Assessment of manganese in food supplements in relation to tolerable upper intake level. Kein DOI; https://vkm.no/english/riskassessments/allpublications/manganeseinfoodsupplementsriskofnegativehealtheffects.4.6c587b9215ef97b46ab4f08d.html