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Wenig bekannt, aber wichtig

Mangan bis Kobalt: Außenseiter unter den Spurenelementen

Über die Spurenelemente Mangan, Chrom und Molybdän gibt es noch relativ wenig wissenschaftliche Erkenntnisse. Sicher ist nur, dass sie für den Menschen essenziell sind und als Enzymaktivatoren fungieren. Wahrscheinlich gilt das auch für Nickel und Kobalt.
Kerstin Pohl
23.09.2021  14:00 Uhr

Aufgaben und Funktionen

  • Mangan
    Der Gesamtbestand an Mangan im Körper liegt bei circa 10 bis 40 Milligramm. Das Spurenelement ist vor allem in den Knochen zu finden. Mangan hat als Bestandteil von Enzymen Coenzymfunktion, so zum Beispiel in den Metalloenzymen, die von Bedeutung für die Gluconeogenese, den Glutaminstoffwechsel und den Harnstoffzyklus sind. Außerdem hilft Mangan als Antioxidans in Form der Superoxiddismutase schädliche, freie Radikale abzufangen.

    Das Spurenelement ist ein Gegenspieler zu Eisen , wobei beide Elemente, gebunden an Albumin, wahrscheinlich ein- und dasselbe Transportsystem nutzen.

    Der Übergang zwischen essenziell und gefährlich ist bei Mangan sehr niedrig, da das Element eine sehr hohe Toxizität aufweist.

  • Chrom
    Das Spurenelement Chrom spielt eine bedeutende Rolle im Kohlenhydratstoffwechsel. Es wird vermutet, dass es als Glucosetoleranzfaktor (GTF) fungiert, der die Wirkung von Insulin und die Aufnahme von Glucose in die Zelle fördert. Bislang ließ sich allerdings nur in Tierexperimenten nachweisen, dass Chrom die Glucosetoleranz fördert.

    Im menschlichen Organismus liegt Chrom in dreiwertiger Form vor. Über den Stoffwechsel ist nur wenig bekannt. Der Transport im Blut erfolgt gebunden an Transferrin. Ist diese Transportmöglichkeit „besetzt“ sind, kann das Element auch an andere Transportproteine gebunden werden.

    Fördernd für die Chromaufnahme im Körper sind Aminosäuren, Ascorbinsäure, Oxalat; hemmend wirken Phytate und Zink .

  • Molybdän
    Der menschliche Organismus verfügt durchschnittlich über circa 8 bis 10 Milligramm Molybdän. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Leber, Nieren und Knochen. Das Spurenelement ist als Enzymbestandteil von Sulfitoxidasen, Xanthinoxidasen, Aldehydhydroxidasen wichtig für den Stickstoffkreislauf. Der Transport im Organismus erfolgt an Proteine in Erythrozyten gebunden.

  • Kobalt
    Das Spurenelement Kobalt ist zentraler Baustein des wasserlöslichen Vitamin B12 (Cobalamin), was sich auch in dessen Namen wiederspiegelt. Wichtig zu wissen: ein Mangel an Vitamin B12 kann nicht durch eine erhöhte Kobalt-Zufuhr ausgeglichen werden.

    Kobalt kann auch verschiedene Enzyme unspezifisch aktivieren.Kobalt kann auch verschiedene Enzyme unspezifisch aktivieren.

  • Nickel
    Der Körperbestand an Nickel liegt bei 0,5 Milligramm. Das Spurenelement findet sich vor allem in der Schilddrüse und den Nebennieren.

    Nickel ist Bestandteil und Aktivator verschiedener Enzyme, die an Redoxreaktionen, der Genexpression und am Glucosestoffwechsel beteiligt sind. Seine genaue Funktion jedoch ist noch nicht bekannt. Es wird diskutiert, dass Nickel eventuell als Cofaktor im Eisenstoffwechsel fungiert und für die Eisenaufnahme wichtig ist.

Wie viel braucht der Mensch?

Da der genaue tägliche Bedarf an Mangan, Chrom und Molybdän nicht bekannt ist, gibt die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) Schätzwerte für eine angemessene Zufuhr an.

Alter Mangan mg/Tag Chrom µg/Tag Molybdän µg/Tag
Säuglinge
0 bis unter 4 Monate 1–10 7
4 bis unter 12 Monate 0,6–1,0 20–40 20–40
Kinder
1 bis unter 4 Jahre 1,0–1,5 20–60 25–50
4 bis unter 7 Jahre 1,5–2,0 20–80 30–75
7 bis unter 10 Jahre 2,0–3,0 20–100 40–80
10 bis unter 15 Jahre 2,0–5,0 20–100 50–100
Jugendliche und Erwachsene 2,0–5,0 30–100 50–100
Schätzwerte für eine angemessene Zufuhr

Für das Spurenelement Nickel liegt der Schätzwert für den täglichen Bedarf bei 25 bis 30 µg am Tag. Für Kobalt existiert kein Schätzwert.

Woran erkennt man einen Mangel?

  • Mangan
    Bisher sind keine Mangelsymptome beschrieben worden, da das Spurenelement in Lebensmitteln sehr weit verbreitet ist. Lediglich bei einer länger andauernden parenteralen Ernährung wurde ein Manganmangel beobachtet.

    Die Zufuhr von 2 bis 5 Milligramm am Tag gilt als ausreichend. Auch in Schwangerschaft und Stillzeit besteht kein Mehrbedarf an Mangan.

    Im Tierversuch haben sich bei einem Manganmangel Skelettveränderungen, Störungen im Wachstum- und in der Fruchtbarkeit sowie neurologische Beeinträchtigungen gezeigt.

  • Chrom
    Die ausreichende Chromversorgung scheint durch die tägliche Nahrungsaufnahme gewährleistet zu sein. Mangelerscheinungen sind nur bei einer langfristigen, bis zu drei Jahre andauernden parenteralen Ernährung, aufgetreten. Allerdings konnten die auftretenden Symptome nicht eindeutig dem Element zugeordnet werden.

  • Molybdän
    Ein Molybdänmangel konnte bislang nur bei nur bei parenteraler Ernährung beobachtet werden.
    Sehr selten auftretende genetische Defekte können Molybdän-haltige Enzyme beeinträchtigen und zu Funktionsstörungen von Gehirn und Nerven führen (Molybdän-Pterin-Cofaktor). Diese Stoffwechselerkrankung wurde weltweit nur bei 100 Personen beschrieben.

  • Kobalt
    Mangelsymptome sind nicht bekannt.

  • Nickel
    Mangelsymptome sind nicht bekannt, außer bei parenteral ernährten Patienten.

Wer gehört zu einer Risikogruppe?

  • Mangan: Patienten mit langfristiger parenteraler Ernährung
    In Kombination können Mangan, Zink und Kupfer bei intravenöser Verabreichung zu neurologischen Störungen führen.
  • Chrom: langfristige parenterale Ernährung
  • Molybdän: langfristige parenterale Ernährung
  • Kobalt: Bei stark überhöhter Zufuhr an anorganischem Kobalt wurden Herzmuskelschäden beobachtet.
  • Nickel: keine Risikogruppe bekannt

Wie kommt es in den Körper?

  • Mangan: Transport im Blut gebunden an Albumin
  • Chrom: Transport im Blut gebunden an Transferrin
  • Molybdän: Transport im Blut gebunden an Proteine
  • Kobalt: keine Angaben
  • Nickel: Transport im Blut gebunden an Albumin

Lebensmittelauswahl

  • Mangan
    Mangan ist vor allem in pflanzlichen Lebensmitteln enthalten. In größeren Mengen findet es sich in Vollkornprodukten, Haferflocken, Reis, Hülsenfrüchten, Nüssen, grünem Blattgemüse und auch Beeren (Heidelbeeren, Aroniabeeren). In tierischen Produkten wie Fleisch, Fisch und Milchprodukten ist wenig Mangan zu finden.

    Die Aufnahme dieses Mineralstoffes wird behindert durch Gerbstoffe in Schwarztee und die Mineralstoffe Eisen und Calcium.

  • Chrom
    Chrom findet sich in tierischen Produkten (Fleisch, Leber, Eier) aber auch in Getreide (Haferflocken), Tomaten, Kopfsalat, Kakao und Pilzen.

  • Molybdän
    Molybdän ist vorrangig enthalten in Hülsenfrüchten (Erbsen, Bohnen, Linsen), Getreideprodukten und Nüssen.

  • Kobalt
    Kobalt ist in Lebensmitteln zu finden, die auch Cobalamin (Vitamin B 12) enthalten. Dazu zählen insbesondere tierische Lebensmittel (Leber, Muskelfleisch, Fisch, Eier) sowie fermentierte Lebensmittel wie Sauerkraut oder Sojaprodukte.

  • Nickel
    Nickel ist vor allem in Kakao, Schokolade, Hülsenfrüchten, Soja, Tee, Hafer, Nüssen, Getreide, Fleisch, Obst und Gemüse enthalten.

Achtung, Wechselwirkung!

  • Mangan: Antazida und Laxanzien, die Magnesium enthalten, sowie Antibiotika (Tetracyclin), können die Aufnahme mindern, wenn sie gleichzeitig mit Mangan eingenommen werden.

  • Chrom: Antazida, Kortikosteroide, H2-Blocker, Protonenpumpeninhibitoren: verändern den pH-Wert des Magens, reduzieren die Aufnahme von Chrom und erhöhen die Ausscheidung.

    Betablocker, Kortikosteroide, Insulin, Nikotinsäure, nicht steriodale Antirheumatika (NSAR), Prostaglandinhemmstoffe: Medikamentenwirkung wird gesteigert bzw. die Chromaufnahme wird gesteigert.

  • Molybdän: keine Interaktionen mit Medikamenten bekannt

  • Nickel: keine Interaktionen mit Medikamenten bekannt

Falsch dosiert, was nun?

  • Mangan
    Mangan ist in großen Mengen toxisch, es existiert jedoch kein fest definierter Schwellenwert. Allein durch eine manganreiche Kost ist eine Vergiftung jedoch nicht möglich.

    Bei Mangan-Minenarbeitern in Chile und Indien wurden Vergiftungserscheinungen mit Auswirkungen auf das ZNS auf, durch Hautkontakt und Einatmen des Staubes beschrieben. Es traten dabei parkinson-ähnliche Zuckungen und Halluzinationen auf.

  • Chrom
    Durch die Nahrung ist keine Überdosierung möglich. Eine Zufuhr von 200 µg am Tag ist möglich. Das in Lebensmitteln enthaltene Chrom ist dreiwertig und kaum giftig. Das sechswertige Chrom hingegen, das in Arbeitsplatzchemikalien enthalten ist, ist krebserregend (erhöhtes Risiko für Lungenkrebs). Es wird in der Edelstahlherstellung und in der Lederverarbeitung eingesetzt. Als akutes Symptom einer Chromvergiftung ist eine Dermatitis bekannt.

  • Molybdän
    Molybdän ist nur wenig toxisch, zudem werden zu hohe Mengen direkt wieder ausgeschieden.

  • Kobalt
    Durch die Nahrung ist keine Überdosierung möglich. Beim Menschen wurden Herzmuskelschäden nach überhöhter Zufuhr von anorganischem Kobalt beobachtet.

  • Nickel
    Durch die Nahrung ist keine Überdosierung möglich. An spezifischen Arbeitsplätzen hingegen kann es durch das Einatmen von Nickel-Staubpartikeln zu Intoxikationen kommen.
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