Mangan - das unterschätzte Spurenelement

Der Schlüsselnährstoff für gesunde Muskeln, Sehnen, Knorpel und ein intaktes Bindegewebe

Wenn es um lockere Muskeln und Gelenkschutz geht, spricht man meistens von Vitamin E und Selen, Calcium oder Magnesium. Eine viel größere Bedeutung für den Muskelstoffwechsel, den Knochen- und Gelenksaufbau hat jedoch Mangan, ein äußerst verkanntes Spurenelement. Seit über 20 Jahren forsche ich an der Bedeutung dieses Elements, das auch in der Zeit meines Studiums der Ernährungswissenschaften schlichtweg unter den Tisch gefallen ist.

Der Name "Mangan" kommt aus dem Griechischen und bedeutet: "ich reinige wirklich". (V. Thurnes, 2006). Mangan findet man im tierischen Körper vor allem im Skelett, in der Leber, der Bauchspeicheldrüse, den Nieren und den Eierstöcken.

Kein Knochen ohne Mangan

Die extrem große Bedeutung von Mangan wird eigentlich erst dann offensichtlich, wenn man sich die Vollblutzucht betrachtet. Hier wird auf die Weidegründe ganz besonderer Wert gelegt. Daher spielt vor allem die Lage der Gestüte eine sehr große Rolle.

Besonders gute Weidegründe sind die Grundlage für die Aufzucht hochwertiger Rennpferde.  Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass nicht nur die Böden, sondern durch die hohe Pflanzenverfügbarkeit auch reichlich Mangan im Gras sowie im Heu enthalten sind.

Dadurch erhalten Pferde bereits in der Aufzucht reichlich Mangan, von dem alleine 25 Prozent in den Knochen gespeichert werden.  Mit einer ausreichenden Manganzufuhr sind die jungen Pferde so für ihr späteres Leben gut gewappnet. Leider ist ein solcher Luxus meist nur hochqualitätvollen Vollblütern vorbehalten. In Mangelsituationen wird Mangan aus den Knochen mobilisiert um die Homöostase zu gewährleisten.

Während man die Reserven in den Knochen gut auffüllen kann, ist die Speicherkapazität der Leber für Mangan (im Gegensatz zu Kupfer) gering. Das gilt vor allem für Neugeborene. Innerhalb der Zellen ist Mangan in den Mitochondrien, den Energiekraftwerken der Zelle, lokalisiert. Hier wird der Sauerstoff in der Zelle umgewandelt, wobei Superoxidradikale entstehen können, die von dem Enzym Superoxiddismutase unschädlich gemacht werden. Mangan ist ein wichtiger Bestandteil der Superoxiddismutase (DEROSA et al. 1980). Das macht Mangan zu einem extrem stressrelevanten Nährstoff!

Für sichere Knorpelgesundheit und optimales Bindegewebe

Ein Manganmangel führt laut klassischer Literatur zu Störungen im Bereich von Fruchtbarkeit, der Leber, der Knochen- und der Zahnbildung. Bei jungen Tieren wurden Fehlstellungen, Gelenksdegenerationen wie Knochenauftreibungen, insbesondere der Karpalgelenke oder mangelhaftes Wachstum beobachtet.

Die mächtige Bedeutung von Mangan für den Gelenkstoffwechsel zeigt sich in seiner Funktion als Cofaktor bei der körpereigenen Bildung von Glykosaminoglykanen (Griminger u.Scrutton, 1970).

Zusammen mit Schwefel wird die körpereigene Bildung von Chondroitinsulfat und damit ein Großteil der Knorpelbildung und -regeneration ermöglicht. Ein mangelhafte Zufuhr an Mangan führt unweigerlich zum Knorpelabbau und Sehnen- und Bindegewebsproblemen.

Die Bedeutung von Mangan für das Knochenwachstum und die -umbildung ist erheblich, da Mangan die Aktivität der Osteoblasten und Osteoklasten beeinflusst (Freeland-Graves u. Llanes 1994 in Ekmekgcioglu, 2006). So führt ein Manganmangel zu Knochenfehlbildungen sowie verkürzten und verdickten Röhrenknochen (Thomas, 1976) und verkürzten und schlecht regenerierbarem Sehnengewebe.  Das ist erklärbar durch den Umstand, dass Mangan ein Cofaktor für das Enzym Prolidase darstellt, welches zur Aufgabe hat, die Aminosäure Prolin zur Synthese von Kollagen bereitzustellen. Damit ist Mangan auch aktiv neben Kupfer und Zink an der Kollagensynthese beteiligt.

Die Bedeutung von Mangan für den Aufbau des Hufkomplexes wird heutzutage noch stark unterschätzt. Hufrehe-Erkrankungen von erstaunlich schlanken Pferden oder trächtigen Stuten können oft auf einen Manganmangel zurückgeführt werden. Das Maß der Hufbeinabsenkung im Falle einer Hufrehe-Erkrankung ist dabei vom Manganstatus abhängig.

Mangan ist auch in der Hirnanhangdrüse lokalisiert. Gerade bei Pferden, die unter dem Equinen Cushingsyndrom (ECS) leiden, sind oft frappierende Manganmängel zu beobachten. daher liegt eine Entartung gerade in diesen Fällen nahe.

Leider kann man in ein Pferd nicht hineinschauen, aber es gibt äußerliche Zeichen, die man sehr ernst nehmen muss. Dazu gehört die Pigmentierungsstörung (siehe Bild rechts), die normalerweise als "Kupferbrille" tituliert wird, aber in den meisten Fällen auch auf einen Manganmangel hinweist, der bereits durchaus während der embryonalen Versorgung entstanden sein kann und sich später durch Sport, Stress und Fehlernährung manifestiert hat. Wissenschaftlich untersucht wurde, dass in pigmentierter Haut mehr Mangan eingelagert ist als in weniger pigmentierter Haut (Ekmekcioglu, 2006).

Der Muskelstoffwechsel hängt ebenso stark von einer bedarfsgerechten Manganversorgung ab. Der Abbau von Milchsäure nach sportlicher Anstrengung durch das Enzym Pyruvatcarboxylase ist manganabhängig. Fehlt dieses Spurenelement, ist der Muskelstoffwechsel beeinträchtigt und Leistungssport limitiert. Im Reitalltag wird dann von Steifheit oder „Klemmigkeit“ des Pferdes gesprochen, der bis zum Kreuzverschlag führen kann.

Schlüssel für einen gesunden Stoffwechsel

Als Bestandteil der Enzyme Phosphatase und der Arginase ist Mangan unerlässlich zur Stickstoff-Entgiftung durch die Bildung von Harnstoff.  Je höher der Manganwert im Blut ist, desto aktiver ist die Arginase-Aktivität. Über die Aktivität dieses Leberenzyms besteht offensichtlich ein Zusammenhang mit Atemwegserkrankungen (Kocyigit et al., 2004).

Empirisch findet man bei Pferden mit einem gestörten Manganhaushalt „Fühligkeit“ nach dem Hufbeschlag, die im schlimmsten Fall in der gefürchteten Hufrehe kulminiert. In Tierversuchen wurde festgestellt, dass ein Manganmangel sogar Ataxien auslösen kann (Ekmekcioglu, 2006).

Mangan hat über die Entsäuerung der Muskulatur eine wichtige Funktion im Säure-Basen-Haushalt. Im übersäuerten Pferdeorganismus wird das gesamte Bindegewebe nachhaltig geschädigt. Die Belastungsfähigkeit des Sehnen- und Bänderapparates sinkt. Eine nicht bedarfsgerechte Manganversorgung bremst zudem die Neubildung und Regeneration des kollagenen Bindegewebes über eine mangelnde Aktivität des Enzyms Prolidase, das Prolin für die Kollagenbildung zur Verfügung stellt (Milligan et al. 1989).

Pferde mit entzündlichen Gelenkerkrankungen zeigen oft sowohl einen Kupfer-, also auch einen Manganmangel, der die Knorpelbildung behindert. Äußerlich zeigt sich dieser gekoppelte Mangel in Form von Pigmentierungsstörungen, der sogenannten Kupferbrille. Bei Manganmangel in Kombination mit Leberentgiftungsstörungen wird hingegen häufig Stichelhaarigkeit beobachtet.

Weitere Funktionen

Mangan bremst die Histaminfreisetzung und fördert zusammen mit Zink die Bildung gesunder Schleimhäute (Glykosaminoglykane). In der Schilddrüse übernimmt Mangan einige jodähnliche Funktionen, so dass Schilddrüsenstörungen oder Kropfbildungen nicht immer auf den Jodmangel zurückgeführt werden müssen. Mangan ist an der Synthese der Aminosäure Glutamin beteiligt, die für Gedächtnisleistung wie beispielsweise Konzentrations- und Merkfähigkeit sorgt. Gerade in einer Zeit, in der viel über das Equine Metabolische Syndrom (EMS) gesprochen wird, ist es interessant zu wissen, dass ein Manganmangel zu Störungen des Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsels führen kann (Keen et al, 1999). Über die Schwächung der Superoxiddismutase kann es in Folge zu Herzerkrankungen, Anreicherungen von Fett in der Leber und den Muskeln kommen.

Auch das Immunsystem profitiert von Mangan, welches reichlich in den Lysosomen (Zellorganellen, die Stoffwechselabfälle aus der Zelle heraus transportieren) enthalten ist.

Blutprofil gibt nur Anhaltspunkte

Die Referenzwerte für Mangan werden von den Labore zu tolerant angegeben. In der Rinderfütterung wird ein Wert von 3 µg/l im Serum angestrebt. Beim Pferd haben sich bereits Blutserumwerte von unter 1,5µg/l empirisch als äußerst kritisch gezeigt. Die Anfälligkeit für Muskelverspannungen, Sehnenschäden, Knochenbrüche oder Aortenrisse steigt mit dem verminderten Manganwert im Blut. Nach der Tierärztin Dr. Stricker aus Hannover sollte wenn, dann Vollblut und nicht das Serum, untersucht werden. Die Referenzwerte werden im Vollblut hier mit 5 - 15 µg/l angegeben, optimal sollten Sie bei 10 - 15 µg/l sein.

Symptome des Manganmangels in Abhängigkeit vom Serumwert

Wert im Serum Symptome
0,5 bis 1,0µg/l Knochen-, Gelenks- und Zahndegenerationen, Hufrehe, ECS, PSSM
1,0 bis 1,5µg/l Muskel- und Gelenksschmerzen, EMS, extreme Unwilligkeit beim Reiten
1,5 bis 1,8µg/l noch kein optimales Wohlbefinden, Muskelprobleme, Übersäuerungserscheinungen, Fühligkeit, wenig Potential für Regeneration, kann aber notfalls noch toleriert werden (mind. 80% der Pferde liegen in diesem Bereich)
1,8 bis 3,0µg/l optimal zur Aufrechterhaltung gesunder Lebensumstände und ausreichend Material zur Regeneration des Bindegewebes
3,0 bis 4,5µg/l keine negativen Auswirkungen auf den Organismus beobachtet

(Weyrauch, S. 2016)

Leider werden (wenn Mangan überhaupt zur Testung gelangt)  sowohl von Laboren zu tolerante Referenzwerte akzeptiert. Die Tierärzteschaft hat sich leider mit dem Thema noch zu wenig auseinandergesetzt und erkennt Serumwerte unter 1,5µg/l nicht als Mangelsituation an sondern arbeitet dann eher symptomatisch an den auftretenden Problemen.

Manche Labore geben den gemessenen Manganwert in nmol/l (Nannomol/Liter) an. Der Referenzwert wird zum Beispiel mit 10,9-45,5 nmol/l angegeben. Rechnet man diese Angaben über das Molekulargewicht von Mangan in µg/l um, ergibt sich der erstaunliche tolerante Referenzwert von 0,59-2,4µg/l.

Vermutlich leiden sehr viele Pferde unter einem unerkannten Manganmangel, so dass die Unterversorgung als Normalität betrachtet wird. Hier hat sich gezeigt, dass eine kurmäßige Versorgung mit Mangan über ein hochwertiges Präparat rasch Aufschluss gibt. Eine Veränderung der Bewegungsfreude, lockerere Muskulatur und schnelle psychische Regeneration zeigen an, dass eine Zufuhr notwendig ist. Mangan zählt zu den Spurenelementen mit der geringsten Toxizität (Gruis, 2004).

Unterschiedlicher Manganbedarf

Rechnerisch ist ein Manganmangel in der Fütterung schlecht nachzuweisen, da die Heuqualitäten extrem schwanken (25mg bis 350mg/kg TS) und vermutlich der Bedarf höher liegt als angenommen.

Der Bedarf steigt zum Beispiel in Situationen, in denen der oxidative Stress steigt und die eine Aktivität der manganhaltigen Superoxiddismutase erfordern. Dies sind Hochleistung im Sport, Sonneneinstrahlung und Stress. Erhöhte Bedarfe entstehen bei der Stute im letzten Drittel der Trächtigkeit sowie bei der Aufzucht von Jungpferden (Entwicklung von Knorpeln, Knochen und Muskeln). Pferde bestimmter Linien scheinen einen erhöhten Manganbedarf zu haben. Sie sind oft besonders auf Leistung oder reichlich Muskulatur gezüchtet. Im Charakter zeigen sich diese Pferde ebenso oft dominant.

Natürliche Manganzufuhr

Im besten Falle wird der Manganbedarf von etwa 100mg/100 Kilogramm Körpergewicht durch manganreiches Heu gedeckt. Der Mangangehalt im Heu schwankt allerdings stark zwischen 35mg/kg TS (Timothy-Hay) bis hin zu 200mg/kg TS in gutem Voralpenheu oder sogar 350mg/kg TS in besonders disponierten Lagen. Da die Werte sehr unterschiedlich sind und Pferde Heu bzw. Gras in der Aufzucht nicht in homöopathischen Dosen sondern als Hauptfutter aufnehmen, kann es zu Manganmangelerscheinungen gerade in der Aufzucht kommen, die Kissing Spines, Osteochondrosis und Muskelerkrankungen (PSSM) nach sich ziehen.

Die Resorption von Mangan über den Magen-Darm-Kanal gestaltet sich schwer. Diese Information legt uns nahe, eine kontinuierliche Zufuhr in möglichst organischer Form zum Beispiel als Manganchelat anzustreben. Das Mengenelement Calcium gilt als Gegenspieler. Während sich Kräuter und kräuterreiche Gräser durch einen hohen Mangangehalt auszeichnen, begrenzen starke Kalkungen und ein hoher pH-Wert des Bodens die Manganaufnahme der Pflanze.

Ein weiterer Faktor, der zu Manganmangelzuständen beitragen kann ist die Entmanganisierung des Wassers (zur Schonung der Brunnen seit den 50iger Jahren) sowie das sicher sinnvolle Verbot der Fütterung von Knochenmehlen an Pferde (Knochen und Gelenke sind die Manganhauptspeicher!).

Entstandene Manganmängel lassen sich erstaunlich zuverlässig mit manganhaltigen Ergänzungsfuttermitteln auf der Basis von Manganchelat ausgleichen. Oft ist dies schon nach wenigen Tagen am Pferd spürbar. Dies ist grundsätzlich empfehlenswert bei Sportpferden, Pferden mit Leberproblemen, EMS und PSSM-Fällen sowie bei Pferden mit Bewegungsstörungen und zur Unterstützung der Knochenheilung bei Brüchen.

Dr. Susanne Weyrauch-Wiegand ©

 

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