Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
D. Meißner und T. Arndt

Mangan

Mangan
Englischer Begriff
manganese
Definition
Mangan (chemisches Symbol: Mn) gehört zu den Übergangsmetallen mit der Ordnungszahl 25. Es ist ein essenzielles Spurenelement.
Struktur
Mangan liegt in den Oxidationsstufen +2 bis +7 vor, wobei nur das divalente Kation eine essenzielle Funktion ausübt. Es ist Bestandteil zahlreicher Enzyme. Im Organismus liegt es an Proteine oder an andere organische Verbindungen gebunden vor.
Molmasse
Relative Atommasse: 54,938.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Mangan wird über Nahrungsmittel und Getränke aufgenommen und im Dünndarm absorbiert. Im Blut liegt es als Mn(III)-β1-Globulin im Plasma und als Mn-Porphyrin in den Erythrozyten vor. Gespeichert wird es in Mitochondrien, hauptsächlich in Leber, Nieren und Pankreas, ferner in Knochenmark und Haar. Die Ausscheidung erfolgt zu 95 % über die Galle, in geringen Mengen über den Urin.
Körperbestand: 10–20 mg. Bedarf: <1 mg/Tag. Empfohlene Zufuhr: 2–5 mg/Tag. Tolerierbare Aufnahme: unbekannt. Manganreich sind Vollkorn, Hülsenfrüchte, Nüsse, Tee.
Halbwertszeit
Zwei Phasen: 4 Tage mit einer Elimination von 30 % und 6–7 Wochen (70 %), bei beruflich exponierten Personen werden 15 Tage angenommen.
Funktion – Pathophysiologie
Die Bedeutung des Mangans ergibt sich aus seiner hauptsächlichen Funktion als Bestandteil oder Aktivator von Enzymen und damit aus seinem Einfluss auf wichtige physiologische Prozesse: Pyruvatcarboxylase (Glukoneogenese), Mevalonatkinase (Cholesterinsynthese), Mn-Superoxid-Dismutase (Schutz vor Radikalen), Glykosyltransferasen (Synthese der Glykosaminoglykane). Mangan ist mit der Blutgerinnung, der Spermatogenese und der Entwicklung des Zentralnervensystems verbunden und hat einen positiven Einfluss auf Herz-Kreislauf-Krankheiten.
Manganmangel beim Menschen ist bisher nicht entdeckt worden, auch ist die Umwelt kaum mit Mangan belastet. Erhöhte Aufnahme und Intoxikationen sind bei Arbeitern in Metallhütten, Braunsteinmühlen oder in der Metall-, Glas-, Keramik-, Düngemittel- und Farbenindustrie sowie bei der Herstellung von Trockenbatterien möglich. Je nach Belastung sind unspezifische Beschwerden bis schwere Schädigungen des ZNS möglich, die von allgemeinen vegetativen Anzeichen über den sog. Manganismus bis zu den Symptomen des Parkinson-Syndroms reichen. Obwohl die neurotoxische Wirkung von Mangan noch weitgehend ungeklärt ist, nimmt man aus Ergebnissen der Speziationsanalyse an, dass bestimmte Manganspezies mit niedermolekularen Liganden (z. B. Manganzitrat), die bei Manganüberschuss vermehrt im Serum und in der Zerebrospinalflüssigkeit gefunden wurden, eine wichtige Rolle spielen. Mangan zeigt mutagene und karzinogene Wirkungen.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Probenstabilität
20 °C 7 Tage, 4–8 °C 14 Tage, −20 °C 1 Jahr.
Präanalytik
Hohe Kontaminationsgefahr durch Abnahmegeräte (Kanülen!), Gefäße, Reagenzien. Geprüfte spurenelementfreie Materialien verwenden, unter Reinraumbedingungen arbeiten. Hämolyse führt zu falsch-hohen Werten im Serum. Spektrale Interferenzen durch Untergrundkompensation und Matrixinterferenzen durch Matrixmodifier korrigieren.
Analytik
Elektrothermische Atomabsorptionsspektrometrie, Inductively coupled plasma, Neutronenaktivierungsanalyse.
Konventionelle Einheit
μg/L (d).
Internationale Einheit
nmol/L (d).
Umrechnungsfaktor zw. konv. u. int. Einheit
nmol/L (d) = 18,202 × μg/L (d), μg/L (d) = 0,05494 × nmol/L (d).
Referenzbereich – Erwachsene
Vollblut: 6,0–11,0 μg/L (110–200 nmol/L); Serum/Plasma: 0,3–1,1 μg/L (5–20 nmol/L); Urin: <1,5 μg/L (<27 nmol/L) (Thomas).
Referenzbereich – Kinder
Serum/Plasma: 0,2–0,7 μg/L (3–13 nmol/L) (Rükgauer 2005), Vollblut und Urin s. Erwachsene.
Indikation
Patienten mit unklaren toxikologischen Beschwerden. Verdacht auf Vergiftung durch Mangan.
Interpretation
  • Erhöhte Werte findet man bei Belastung, wenn das Mangan in resorptionsfähiger Form aufgenommen wird. Die Serumwerte sind auch erhöht bei ischämischer Herzkrankheit, Zirrhose und Hepatitis, speziell wenn die Ausscheidung gestört ist.
  • BAR-Wert (Blut): 15 μg/L (BAT-Liste in DFG 2017)
  • Grenzwert im Trinkwasser: 0,05 mg Mn/L (Trinkwasser-VO 2016)
Diagnostische Wertigkeit
Erkennen einer übermäßigen Aufnahme, Belastung oder Vergiftung durch Mangan.
Literatur
DFG (2017) Ständige Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe. Mitteilung 53. MAK- und BAT-Liste 2017. Wiley-VCH, Weinheim
Meißner D (2002) Mangan. In: Biesalski HK, Köhrle J, Schümann K (Hrsg) Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, S 233–234
Rükgauer M (2005) Mangan. In: Thomas L (Hrsg) Labor und Diagnose. TH-Books, Frankfurt am Main, S 495–496
Trinkwasser-VO (2016) Trinkwasserverordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 10.03.2016. https://​www.​gesetze-im-internet.​de/​bundesrecht/​trinkwv_​2001/​gesamt.​pdf. Zugegrieffen am 28.08.2017