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Botox gegen Migräne

Das Nervengift zaubert nicht nur Falten sondern auch Kopfschmerzen weg

Irvine, CA (pte/27.06.2005/10:57) – Botox (botulinum toxin type A) ist
möglicherweise ein effektiver Wirkstoff um chronische Kopfschmerzen zu
lindern. Das hochwirksame Nervengift konnte laut jüngsten
Forschungsergebnissen der Herstellerfirma Allergan Inc.
http://www.alergan.com bei Patienten, die unter starker Migräne und
chronischen täglichen Kopfschmerzen (CDH) leiden, den Schmerz
signifikant lindern. Dadurch konnten die Patienten die Dosis ihrer
täglichen Schmerzmedizin herabsetzten. Die Ergebnisse der klinischen
Untersuchung (Phase II) haben die Forscher am derzeit stattfindenden
Jahreskongress der American Headache Society (AHS)
http://www.ahsnet.org/ präsentiert.

Chronic Daily Headaches (CDH) und Migräne charakterisieren sich durch
ihr häufiges und heftiges Auftreten (mindestens 16 Tage pro Monate).
Patienten, die unter dieser Erkrankung leiden, werden stark in ihrem
alltäglichen Leben beeinträchtigt. Die Forscher konnten nun beweisen,
dass Botox bei gewissen Patientengruppen die Dauer und Intensität der
Kopfschmerzen stark reduzieren konnte. Die Ergebnisse der Studie sind
so viel versprechend, dass Allergan Inc. nun von der Food and Drug
Administration (FDA) http://www.fda.gov die Erlaubnis für weitere
Untersuchungen (Phase III) erteilt wurde. Dabei soll die Sicherheit und
Effizienz einer Botox-Therapie als mögliche prophylaktische
Behandlungsmethode bei Patienten mit CDH und Migräne ermittelt werden.
Der Start der Untersuchungen ist für Ende 2005 geplant.

Botox ist derzeit vor allem in der kosmetischen Chirurgie sehr populär
und wird als Mittel gegen mimisch bedingte Falten verwendet. Wird es
(in extrem geringer Menge) in einen Muskel gespritzt, so blockiert es
dort gezielt die Nervenimpulse. Dadurch kann der entsprechende Muskel
nicht mehr wie gewohnt angespannt werden.

Jet-Injektion für die Gentherapie

Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch und der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben jetzt in einer klinischen Studie erstmals eine Technik erprobt, mit der sie genetisches Material mit hohem Druck direkt in einen Tumor injizieren können. Es zeigte sich, dass die so genannte Jet-Injektion ein Gen sicher und zielgenau in das Tumorgewebe bringt, berichten PD Dr. Wolfgang Walther und Prof. Peter M. Schlag (beide MDC und Charité) im Clinical Cancer Research (Vol. 14, Nr. 22, 7545-7553)*. Bei den 17 Patienten, die in dieser Studie eingeschlossen waren, traten keine Nebenwirkungen auf.

Im Gegensatz zu Techniken, bei denen Gene mit Hilfe entschärfter Viren in zu behandelnde Zielzellen geschleust werden, wird bei der Jet-Injektion das Genkonstrukt ohne Verpackung und in geringen Mengen direkt in das Tumorgewebe eingebracht. „Im Gegensatz zu Viren, deren Anwendung noch immer mit Problemen verbunden sein kann“, so Dr. Walther, „wird der Einsatz sogenannter nackter Genkonstrukte als sicher eingestuft.“ Außerdem ist die Jet-Injektion weniger aufwändig und wäre deshalb in der Klinik breit anwendbar.

In einer nächsten Studie wollen die Wissenschaftler mit Hilfe der Jet-Injektion Gene einsetzen, die im Tumorgewebe den programmierten Zelltod auslösen sollen. Eine Kombination mit anderen Therapien, wie z.B. der Chemotherapie, könnte die Wirkung gegen den Tumor verbessern. „In Tierversuchen konnten wir bereits zeigen“, so Dr. Walther, „dass der Tumor mit Hilfe dieser Technik kleiner wird.“

*Novel jet-injection technology for nonviral intratumoral gene transfer in patients with melanoma and breast cancer

Wolfgang Walther1, Robert Siegel2, Dennis Kobelt1, Thomas Knösel3, Manfred Dietel3, Andreas Bembenek2, Jutta Aumann2, Mart in Schleef4, Ruth Baier4, Ulrike Stein1, and Peter M. Schlag2

1Max-Delbrück-Center for Molecular Medicine, Gene Therapy Group at the Dept. of Surgery and Surgical Oncology, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Robert-Rössle-Str. 10, 13092 Berlin, Germany

2Department of Surgery and Surgical Oncology, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Robert-Rössle-Tumor-Hospital, Lindenberger Weg 80, 13125 Berlin, Germany

3Institute of Pathology, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany

4PlasmidFactory GmbH & Co. KG, Meisenstr. 96, 33607 Bielefeld, Germany

Begeisterung steuert Hirnentwicklung

Forscher: Emotionaler Bezug zu Lerninhalten nötig
 
Taxifahrer in London: Straßenmerken lässt das Gehirn wachsen (Foto: Flickr/Mole)

Göttingen/London (pte019/09.12.2011/13:50) – Unser Gehirn verändert sich das ganze Leben lang durch neue Erfahrungen. Speziell dann, wenn die Motivation zum Lernen stimmt, vermehren und verbinden sich die grauen Zellen in jenen Regionen, die jeweils am meisten beansprucht werden. Diese These vertritt der Hirnforscher Gerald Hüther von der Universität Göttingen http://psychiatrie-uni-goettingen.de im pressetext-Interview. "Es kommt immer darauf an, welche Bedeutung das Lernen für den Menschen hat – egal wie alt er ist", betont der Experte.

Motivierte Daumen

Die Gehirnregion für die Daumensteuerung ist bei Jugendlichen in den vergangenen Jahren sprunghaft angewachsen, zeigen englische Studien. Bei täglich gezieltem Daumentraining über mehrere Stunden allein wäre dies laut Hüther kaum in diesem Ausmaß zu beobachten. "Treibender Faktor ist die Begeisterung, mit der Jugendliche mit anderen über SMS kommunizieren. Das Gehirn ist kein Muskel, den man beliebig zwingen und belehren kann, sondern braucht für die Weiterentwicklung die richtige emotionale Anregung."

Die Bedeutung von Lerninhalten oder dem Lernen selbst macht sich laut dem Göttinger Forscher durch die Aktivierung der Emotionszentren im Mittelhirn bemerkbar. "Bei dem Kribbeln, das man dabei verspürt, werden im Gehirn Neuroplastische Botenstoffe ausgeschüttet – Dopamin oder Peptidhormone wie etwa Endorphine. Diese sind Weichmacher, die das Gehirn dort verformbar machen, wo es gebraucht wird", so der Experte. Je deutlicher Menschen in ihrer Ausbildung ein Berufsziel vor Augen haben, desto eher meistern sie demnach die Hürden auf dem Weg dorthin.

Taxifahrer-Gehirn

Einen aktuellen Hinweis dafür liefert eine Studie an Londoner Taxifahrern. Schon seit Jahren weiß man, dass bei dieser Berufsgruppe der Hippocampus vergrößert ist – eine für das Gedächtnis und 3D-Bewegung zuständige Gehirnregion. Nun bestätigten Kernspin-Tests bei Taxifahrer-Kandidaten vor und nach dem mehrjährigen Kurs, dass diese Veränderung erst beim geforderten Einprägen der 25.000 Straßen geschieht, berichtet Eleanor Maguire vom University College London http://fil.ion.ucl.ac.uk in der Zeitschrift "Current Biology".

Hüther sieht seine These darin bestätigt, dass das Hippocampus-Wachstum nur bei den Taxi-Aspiranten eintrat, die die Prüfung bestanden. "Offensichtlich gelingt nur jenen die Umstrukturierung des Gehirns, die sich tatsächlich für diesen Beruf begeistern", so der Forscher. Allerdings verabsäumte die Studie, den Faktor Motivation gesondert zu untersuchen. "Die Gescheiterten gaben teils an, dass sie nicht genug Zeit oder Geld zum Lernen hatten, während anderen die Prüfung einfach zu schwer war", so die britische Studienleiterin Maguire gegenüber pressetext.

Ziel gibt Rückenwind

Entscheidend dürfte der Rückenwind an Motivation jedoch besonders für den Schulunterricht sein. "Bildung gelingt dort, wo Lehrer das Interesse der Schüler für Lerninhalte wecken, einen leistungsorientierten Teamgeist entstehen lassen und auch emotional betroffen machen. Schüler müssen herausfinden, was ein Thema für sie selbst bedeutet", erklärt Hüther. In den meisten Schulen bestehe hier derzeit noch enormer Aufholbedarf.

 

Strom erzeugende Heizungen

Modernisierungsalternative für 5 Mio. überalterte deutsche Heizungen

Essen (pts/21.08.2009/13:23) – "In den nächsten Jahren müssen von rund 17 Mio. fast fünf Mio. Heizungen allein im Einfamilienhausbereich modernisiert werden", so Henning R. Deters, Vorstandsmitglied der E.ON Ruhrgas AG. "Insgesamt entsprechen rund 80 Prozent der gegenwärtigen Heizungsanlagen nicht mehr dem Stand der Technik. Durch den Einsatz moderner Technologien ist eine Reduzierung von jährlich über 10 Mio. Tonnen CO2 möglich. Hier eröffnet sich die Chance, mit "Strom erzeugenden Heizungen" nicht nur Wärme, sondern auch Strom dezentral im eigenen Haus zu produzieren. Mit diesen modernen Anlagen lässt sich der eingesetzte Brennstoff wesentlich besser ausnutzen – das ist konkreter Klimaschutz."

Der aufgezeigte Modernisierungsbedarf erfordert allein im Einfamilienhausbereich mittelfristig Investitionen in Höhe von mehr als 40 Milliarden Euro, hinzu käme noch die Erneuerung von Anlagen in Mehrfamilienhäusern. Dass diese Potenziale bisher nicht so schnell wie gewünscht gehoben werden konnten, lag auch an einer Verunsicherung der Immobilienbesitzer. "Langwierige Gesetzgebungs- und Förderprogrammdiskussionen hatten zu einem spürbaren Investitionsstau geführt", erläutert Deters. Mit den aktuellen Förderprogrammen und der novellierten Energieeinspar-Verordnung (EnEV) sind nun verlässliche Rahmenbedingungen gegeben. Insbesondere das über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) ausgereichte Mini-KWK-Programm des Bundesumweltministeriums kann helfen, neue Technologien schneller in deutsche Heizungskeller zu bringen.

Praxis und Perspektiven Strom erzeugender Heizungen waren Themen des ASUE-Effizienzdialogs im Essener ComIn Forum am 20. August 2009. Experten diskutierten mit Entscheidern aus Politik und Verwaltung, Vertretern von Kammern und Verbänden, Planern, Architekten und Immobilienwirtschaft über die Zukunft der Heizungstechnologie. Die neuesten Mini-KWK-Geräte wurden in einer Ausstellung präsentiert.

Diese kleinen Geräte, die nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) arbeiten, beheizen zum Beispiel Ein- und Mehrfamilienhäuser, erwärmen das Trinkwasser und erzeugen gleichzeitig Strom. Der so im eigenen Keller gewonnene Strom wird größtenteils im Haus verbraucht und der Überschuss ins Stromnetz eingespeist. Das ist effizienter als die getrennte Erzeugung von Wärme und Strom. Auf längere Sicht werden sich diese Investitionen für den Immobilienbesitzer mit niedrigeren Energiekosten bezahlt machen. Gleichzeitig sichern solche Klimaschutzmaßnahmen und der Einsatz neuer Technologien Arbeitsplätze in der lokalen Wirtschaft – vom Planungsbüro bis zum Handwerk.

Der Einsatz "Strom erzeugender Heizungen" passt zudem ins aktuelle politische Umfeld: So soll der Energieverbrauch für die Wohnraumbeheizung bis zum Jahr 2020 bezogen auf 2005 um 20 Prozent reduziert werden. Mit den Regelungen des Integrierten Energie- und Klimaschutzprogramms der Bundesregierung, kurz IEKP, werden für Gebäude deutlich verschärfte Anforderungen an Effizienz und Klimaschutz gestellt. Konkret heißt das, dass vom Immobilienbesitzer mehr Dämmung, moderne Heizungstechnik sowie zunehmend der Einsatz erneuerbarer Energie verlangt werden, so die ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V.

Kinderlähmungsimpfstoff zu schnelleren Ausrottung von Polio

pte20181130001 Medizin/Wellness, Forschung/Technologie

Polio-Serum als Pulver braucht keine Kühlung

Gefriertrocknen ersetzt die in vielen Entwicklungsländern oft nur schwer zu realisierende Kühlkette

(pte001/30.11.2018/06:00) – Die Chance, Polio beziehungsweise
Kinderlähmung weltweit auszurotten, ist größer geworden, denn Forscher
an der University of South California (USC) http://usc.edu haben ein Verfahren entwickelt, bei dem auf die bisher unabdingbare
ununterbrochene Kühlkette des Serums verzichtet werden kann.

Einfaches Verfahren

Bei dem neuen Verfahren wird das flüssige Serum zunächst tiefgekühlt, so
dass es zu Eis wird. In einer zweiten Kammer wird das Wasser entzogen.
Es geht direkt vom festen Zustand in den gasförmigen (Wasserdampf) über.
Es entsteht ein Pulver, dem Temperaturänderungen nichts anhaben können
und das die Wirkstoffe enthält, die nötig sind, den Körper gegen die
Polio-Viren zu sensibilisieren. Vor dem Impfen wird dem Pulver wieder
Wasser zugefügt. Genau das gleiche Verfahren nutzt die
Lebensmittelindustrie, um empfindliche Speisen wie Früchte und Gemüse
haltbar zu machen.

In vielen Entwicklungsländern ist es unmöglich, Serum in flüssiger Form
über oft weite Entfernungen so zu transportieren, dass der Wirkstoff
keinen Schaden nimmt. Nötig ist eine durchgehende Kühlung. "Wie gut ein
Serum auch immer ist: Wenn es nicht stabil genug für den Transport ist,
nutzt es niemandem etwas", sagt Woo-Jin Shin vom Institut für Molekulare
Mikrobiologie und Immunologie an der medizinischen Fakultät der USC.
Stabilisieren sei keine "harte Wissenschaft". Daher widmeten Akademiker
dem Bereich wenig Aufmerksamkeit, wundert er sich.

Bereits bei Masern-Wirkstoff

Gefriertrocknen funktioniert bereits bei Impfstoffen gegen Masern,
Typhus und Hirrnhautentzündung. Für Polio-Seren ist die Entwicklung von
Shin und seinem Team eine Weltpremiere. Jae Jung, der Chef des
Instituts, hofft, dass sich ein Unternehmen findet, das die teuren
Studien an Menschen bezahlt, die nötig sind, um die Zulassung zu
bekommen.

Polio ist extrem ansteckend. Die Krankheit führt zu
Lähmungserscheinungen, die ein Leben lang anhalten. Sie befällt vor
allem Kinder. In jüngster Zeit gab es Poliofälle in Nigeria,
Papua-Neuguinea, Syrien und Pakistan. Wie wirkungsvoll Impfungen sind,
zeigt ein Rückblick auf die Situation in den USA. Mit 58.000 Fällen
erreichte die Krankheit 1950 ihren Höhepunkt. Massenimpfungen sorgten
dafür, dass die Zahl der Erkrankten sieben Jahre später bei nur noch
5.600 lag. Seit 1979 ist Polio in den USA nicht mehr aufgetreten.

Mikropartikel weisen Molekülen die Richtung

Mikropartikel weisen Molekülen die Richtung

neuartige Mikropartikel, deren Oberfläche aus drei chemisch verschiedenen Segmenten besteht, hat ein Team von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der University of Michigan/USA hergestellt. Die Segmente lassen sich mit unterschiedlichen (Bio)Molekülen bestücken. Dank der gezielten räumlichen Ausrichtung der angekoppelten Moleküle eignen sich die Mikropartikel für innovative Anwendungen in Medizin, Biochemie und Technik. Über ihre Entwicklung berichten die Forscher in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“.

„Mikropartikel mit strukturierten Oberflächen, die sich selektiv mit unterschiedlichen Molekülen beladen lassen, besitzen enormes Potenzial für medizinische Anwendungen“, sagt Professor Christof Wöll, Leiter des KIT-Instituts für Funktionelle Grenzflächen (IFG) und Sprecher des Helmholtz-Programms BioGrenzflächen, in dessen Umfeld die Arbeit ausgeführt wurde. Die neuen Mikropartikel könnten sich künftig beispielsweise in der Krebstherapie einsetzen lassen – beladen mit drei verschiedenen Substanzen, von denen eine die Krebszelle erkennt, die zweite die Zellwand öffnet und die dritte die Krebszelle zerstört.

Eine weiter e mögliche Anwendung der 3D-Mikropartikel liegt in der künstlichen Herstellung biologischer Gewebe, wobei die Partikel gezielt mit biologischen Zellen interagieren. Aber auch technische Anwendungen wie die Herstellung von Mikromaschinen und Nanorobotern können von diesen zwar kleinen, aber hochkomplexen Partikeln profitieren. Sie ermöglichen beispielsweise einen selbstorganisierten Aufbau dreidimensionaler Strukturen. Bewegliche Miniaturbauteile, benötigt beispielsweise für Sensoren oder Roboterarme, lassen sich mithilfe von segmentierten Mikropartikeln herstellen, bei denen ein Segment in Reaktion auf einen Reiz an- und wieder abschwellen kann.

„Während die räumlich gesteuerte Präsentation chemischer und biologischer Liganden für zweidimensionale Substrate s chon gut etabliert ist, gibt es bisher nur sehr wenige Verfahren für die räumlich kontrollierte Dekoration dreidimensionaler Objekte, wie Mikropartikel“, erläutert Jörg Lahann, Professor am IFG des KIT und an der University of Michigan. Um drei abgegrenzte, chemisch verschiedene Segmente – auch als Patches bezeichnet – auf einem Mikropartikel zu erhalten, setzen Lahann und Kollegen sogenanntes elektrohydrodynamisches Co-Jetting ein: Sie pumpen drei verschiedene Polymerlösungen durch parallele Kapillaren. Die ausgestoßene Flüssigkeit wird durch ein elektrisches Feld beschleunigt und dabei stark gestreckt. Zugleich verdunstet das Lösungsmittel.

Übrig bleibt eine Mikrofaser aus drei verschiedenen Kompartimenten. Durch Schneiden der Faser entstehen Mi kropartikel, die sich dann entsprechend aus drei chemisch verschiedenen Patches zusammensetzen. Als Ausgangsmaterial dienen drei bioabbaubare Polymere auf Milchsäurebasis. Die Polymere sind mit drei verschiedenen chemischen Ankergruppen ausgestattet. An diese können in orthogonalen, das heißt sich nicht gegenseitig beeinflussenden Oberflächenreaktionen unterschiedliche Moleküle angekoppelt werden. Mithilfe fluoreszenzmarkierter Biomoleküle haben die Forscher nachgewiesen, dass tatsächlich ein Mikropartikel drei verschiedene Patches aufweist. Das nächste Ziel der Wissenschaftler ist, die Mikropartikel auf rund 200 Nanometer zu verkleinern, um sie besser auf praktische Anwendungen abzustimmen.

Sahar Rahmani, Sampa Saha, Hakan Durmaz, Alessandro Donini, Asi sh C. Misra, Jaewon Yoon, and Joerg Lahann: Chemically Orthogonal Three-Patch Microparticles. Angewandte Chemie, 2014. DOI: 10.1002/anie.201310727

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, natürliche und gebaute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik, von fundamentalen Fragen bis zur Anwendung. Mit rund 9000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, darunter knapp 6000 in Wissenschaft und Lehre, sowie 24 000 Studierenden ist das KIT eine der größten Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.

Schlankheitsmittel

(aid) – Der Leidensdruck muss groß sein: 111 Millionen Euro haben die
Deutschen im Jahr 2005 für Schlankheitsmittel ausgegeben. Darunter sind
nicht nur gewichtsbewusste Frauen, die mit Hilfe von Pillen und
Pülverchen ein bisschen Figurkosmetik betreiben wollen, sondern auch
Menschen, die seit Jahren erfolglos gegen die Kilos ankämpfen und
hoffen, mit dem Griff zur Packung geht es schneller und besser. Denn
genau das suggerieren die Hersteller. Doch die wenigsten Verbraucher
wissen, dass es zum Beispiel verboten ist, damit zu werben, wie viele
Kilos in welchem Zeitraum verschwinden. Wer sich solcher Methoden
bedient, arbeitet illegal. Der Knackpunkt ist allerdings, dass viele
Mittel einfach nicht wirken, manche haben sogar gefährliche
Nebenwirkungen.

Lesen Sie mehr auf www.was-wir-essen.de in der Rubrik "Gesund essen" oder direkt unter:

www.was-wir-essen.de/gesund/uebersicht.php

Plastikmüll in der arktischen Tiefsee

Plastikmüll in der arktischen Tiefsee

Biologen finden immer mehr Plastikmüll in der arktischen Tiefsee: Studie belegt, dass heute zweimal so viel Abfall auf dem Meeresgrund liegt wie noch vor zehn Jahren

Bremerhaven, 22. Oktober 2012. Der Meeresboden in der arktischen Tiefsee ist immer häufiger von Müll und Plastikabfall übersäht. Wie Dr. Melanie Bergmann, Biologin und Tiefsee-Expertin am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft in einer Online-Vorabveröffentlichung des Fachmagazins Marine Pollution Bulletin beri chtet, ähnelt das Müllaufkommen rund um das AWI-Tiefsee-Observatorium HAUSGARTEN inzwischen jenen Mengen, die in Tiefseegräben in der Nähe der portugiesischen Metropole Lissabon gefunden wurden.

Für die Studie untersuchte Dr. Melanie Bergmann rund 2100 Fotoaufnahmen vom Meeresboden am HAUSGARTEN, dem Tiefsee-Observatorium des Alfred-Wegener-Institutes in der östlichen Framstraße. So heißt der Seeweg zwischen Grönland und der norwegischen Insel Spitzbergen. „Den Anstoß für diese Studie gab ein Bauchgefühl. Bei der Durchsicht unserer Expeditionsaufnahmen hatte ich den Eindruck gewonnen, dass auf den Fotos aus dem Jahr 2011 öfter Plastiktüt en und andere Müllreste auf dem Meeresboden zu sehen waren als auf Bildern früherer Jahre. Aus diesem Grund entschloss ich mich, alle Fotos aus den Jahren 2002, 2004, 2007 und 2008 systematisch nach Müll zu untersuchen“, erzählt Melanie Bergmann von der HGF-MPG Brückengruppe für Tiefseeökologie und Technologie.

Die Tiefsee-Forscher am Alfred-Wegener-Institut setzen bei Polarstern-Expeditionen zum HAUSGARTEN regelmäßig ihr ferngesteuertes Kamera-System OFOS (Ocean Floor Observation System) ein. An der zentralen HAUSGARTEN Station schwebt es in einer Wassertiefe von 2500 Metern etwa 1,5 Meter über dem Meeresgrund und macht etwa alle 30 Sek unden eine Aufnahme vom Boden unter sich. Seine Aufnahmen dienen den Tiefseebiologen vor allem dazu, Veränderungen in der Artenvielfalt von größeren Tiefseebewohnern wie Seegurken, Seelilien, Schwämmen, Fischen und Garnelen zu dokumentieren. Für Melanie Bergmann aber lieferten sie auch Belege für die zunehmende Verschmutzung der Tiefsee: „Bei den Aufnahmen aus dem Jahr 2002 finden sich auf rund einem Prozent der Fotos Müllreste, in erster Linie Plastik. Bei den Bildern aus dem Jahr 2011 machten wir dieselbe Entdeckung auf rund zwei Prozent der Fotos. Die Müllmenge am Meeresgrund hat sich also verdoppelt“, sagt die Wissenschaftlerin.

Das Ergebnis „zwei Prozent“ mag im ersten Moment wenig Aufsehen erregen. Wie groß das wahre Ausmaß der Verschmutzung in der arktischen Tiefsee jedoch ist, zeigt ein Vergleich: „Der Arktische Ozean und vor allem seine Tiefseegebiete galten lange Zeit als entlegene, nahezu unberührte Regionen der Erde. Unsere Ergebnisse belegen nun aber, dass zumindest rund um unser Tiefseeobservatorium inzwischen genauso viel Plastikmüll auf den Grund des Ozeans gesunken ist, wie zum Beispiel in einem Meeresgraben nicht weit entfernt von der portugiesischen Metropole Lissabon“, erklärt Melanie Bergmann. Und dabei sei noch zu bedenken, dass sich in Tiefseegräben nach aktuellem Forschungsstand mehr Plastikabfall ansammele als an Hängen wie jenem, an dem sich der HAUSGARTEN befindet.

Woher die Müllstücke am HAUSGARTEN stammen, kann Melanie Bergmann mithilfe der Fotos nicht bestimmen. Sie vermutet jedoch, dass der Rückgang des arktischen Meereises in dieser Frage eine entscheidende Rolle spielt. „Die arktische Meereisdecke wirkt normalerweise wie eine Barriere. Sie verhindert, dass Wind Müll vom Land aus in das Meer weht und versperrt den meisten Schiffen den Weg. Seitdem die Eisdecke jedoch regelmäßig schrumpft und dünner wird, hat der Schiffsverkehr stark zugenommen. Wir beobachten inzwischen dreimal mehr Privatjachten und bis zu 36 mal mehr Fischereischiffe in dieser Region als noch vor dem Jahr 2007“, erzählt Melanie Bergmann. Müllzählungen an Stränden Spitzbergens hätten zudem ergeben, dass der dort angespülte Abfall hauptsächlich von Hochseefischern stamme.

Die Leidtragenden dieser zunehmenden Verschmutzung sind vor allem die Tiefsee-Bewohner. „Fast 70 Prozent der von uns entdeckten Plastikreste waren auf irgendeine Weise mit Tiefsee-Organismen in Kontakt gekommen. Wir fanden zum Beispiel häufig Plastiktüten, die sich in Schwämmen verfangen hatten, ein Kartonstück, das von Seelilien bewachsen war, sowie eine Flasche, auf der sich ebenfalls eine Seelilie angesiedelt hatte“, erzählt Melanie Bergmann.

Kommen Schwämme ode r andere Suspensionsfresser mit Plastik in Berührung, zieht dies vermutlich Verletzungen ihrer Körperoberfläche nach sich. Die Folge: Die Bodenbewohner können weniger Nahrungspartikel aufnehmen, wachsen deshalb langsamer und vermehren sich vermutlich seltener. Auch die Atmung könnte behindert werden. Zudem enthält Plastik auch immer chemische Zusatzstoffe, die auf ganz unterschiedliche Weise toxisch wirken. „Aus anderen Untersuchungen weiß man, dass Plastiktüten, die auf den Meeresboden sinken, die Gas-Austauschprozesse an dieser Stelle verändern können. Der Sediment-Boden darunter wird dann zur sauerstoffarmen Zone, in der nur wenige Organismen überleben“, sagt Melanie Bergmann. Andere Lebewesen wiederum nutzten den Müll als Hartsubstrat und Fundament. „Auf diese Weise können sich Arten ansiedeln, die vorher kaum geeignete Lebensbedingungen vorgefunden hätten. Das heißt: Der Abfall könnte langfristig die Artenzusammensetzung in der Tiefsee verändern“, so die Forscherin.&n bsp;

Angesichts der weitreichenden Klimaveränderungen in der Arktis wollen Melanie Bergmann und Kollegen ihre Forschungsprojekte zum Thema „Müll im Meer“ ausbauen: „Unsere bisherigen Ergebnisse aus der Framstraße sind lediglich eine Momentaufnahme und spiegeln jene Funde wieder, die wir mit bloßem Auge erkennen konnten“, erklärt die Wissenschaftlerin. In den Fokus rückt derzeit zum Beispiel die Frage nach der Belastung der Tiefsee durch sogenannte Mikroplastik-Partikel. „Auf der vergangenen Arktis-Expedition des Forschungsschiffes POLARSTERN haben wir erstmals Proben genommen, die wir zusammen mit AWI-Kollegen aus Helgoland auf diese winzigen Plastikteilchen untersuchen werden“, sagt Melanie Bergmann. Auf dieser Expedition haben sie und belgische Säugetier- und Vogelbeobachter außerdem 32 Müllstücke gezählt, die an der Wasseroberfläche trieben. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Forscher weiteren Müll in der Tiefsee finden werden, groß. Melanie Bergmann: „Plastikteile, die in die Tiefsee hinabsinken, zerfallen nicht so schnell in Mikropartikel wie es zum Beispiel am Nordseestrand der Fall ist. Dazu fehlen in 2500 Metern Tiefe sowohl das Sonnenlicht als auch die stärkere Wasserbewegung. Stattdessen ist es dort unten dunkel und kalt. Unter diesen Bedingungen kann Plastikabfall wahrscheinlich Jahrhunderte überdauern.“

Glossar:
HAUSGARTEN: Der HAUSGARTEN ist das Tiefsee-Observatorium des Alfred-Wegener-Institutes in der östlichen Framstraße. Es besteht aus 16 Stationen, die Wassertiefen von 1000 bis 5500 Meter umfassen. Seit dem Jahr 1999 werden an diesen Stationen alljährlich in den Sommermonaten Probennahmen durchgeführt. Der ganzjährige Einsatz von Verankerungen und Freifallgeräten, die als Observationsplattformen am Meeresboden dienen, ermöglicht es, saisonale Veränderungen zu erfassen. Unter Einsatz eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs (Remotely Operated Vehicle, ROV) werden in regelmäßigen Zeitabständen gezielte Probennahmen vorgenommen, autonom messende Instrumente positioniert oder betreut, und in situ Experimente durchgeführt. Der HAUSGARTEN repräsentiert eine der Schlüsselregionen im Europäischen Network of Excellence ESONET (European Seas Observatory Network) und ist Mitglied im deutschen Long Term Ecological Research-Netzwerk (LTER-D).

Mikroplastik-Partikel: Als Mikroplastik-Partikel werden mikroskopisch kleine Plastikteilchen bezeichnet, die entstehen, wenn Plastikmüll im Zuge chemischer und physikalischer Alterungsprozesse in immer kleinere Fragmente zerbricht. Aufgrund ihrer Größe bergen Mikroplastiks die Gefahr, sowohl von Kleinkrebsen, Fischlarven und anderen Organismen, die am Anfang der Nahrungskette stehen, als vermeintliches Futter gefressen zu werden. So wurden Mikroplastiks bereits in Mägen des kommerziell befischten Kaisergranats gefunden. Neben rein physikalischen Schädigungen ist auch die Aufna hme und Anreicherung von Schadstoffen aus den Mikroplastik-Partikeln zu erwarten. Wie sich dies auf den einzelnen Organismus sowie auf die weiteren Glieder der Nahrungskette auswirkt, ist bislang nicht untersucht. Es sind jedoch negative Folgen zu befürchten.

Sinn- und KüchenExperimente überzeugen

Sinn- und KüchenExperimente überzeugen
Methodenvielfalt kommt bei den SchmExperten an
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(aid) – Schmecken und Experimentieren wird bei den SchmExperten groß geschrieben – das zeigt sich schon im Namen der aid-Unterrichtsreihe. Sinn- und KüchenExperimente wecken Neugier und ermöglichen forschend-entdeckendes Lernen. So stärken die angehenden SchmExperten bei der Essenszubereitung viele weitere Kompetenzen. Handlungs- und schülerorientierte Methoden ermöglichen abwechslungsreiches und kooperatives Lernen, das weit über das Kochen hinausgeht.

Rund um die Speisenzubereitung gilt es zum Beispiel Arbeitsgeräte und Küchenkniffe zu erkunden. Wie kommt der Geschmack in den Tee? Warum werden Kartoffeln gestampft und nicht püriert? Mit KüchenExperimenten zu jedem Thema erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler den sicheren und sinnvollen Umgang mit den entsprechenden Geräten und Lebensmitteln. Auch die Vielfalt von Lebensmitteln wird in der Unterrichtsreihe erkundet. Über SinnExperimente werden die Jugendlichen zu Forschern und vergleichen beispielsweise Fertigprodukte mit ihren selbst zubereiteten Speisen. Das bringt nicht nur so manchen Aha-Effekt, sondern fördert auch die Übertragung des Gelernten in den Alltag.

Das Unterrichtsmaterial enthält viele Ideen und Anregungen für interessante Sinn- und KüchenExperimente. Dabei übernehmen Schülerinnen und Schüler eine Forscherrolle, die nicht nur neugierig macht, sondern sie probieren auch Lebensmittel, die sie sonst vielleicht kaum beachten.
Melanie Braukmann, Annika Rehm, www.aid.de

Weitere Informationen zu den SchmExperten unter:
www.aid.de/lernen/schmexperten.php

SchmExperten in der Lernküche – Ernährungsbildung in den Klassen 6 bis 8, Unterrichtsmaterial – Medienpaket (inkl. "Die Küchenkartei"), Bestell-Nr. 61-3980, Preis: 55,00 Euro

Die Küchenkartei
Ringordner mit 47 Fotokarten, Bestell-Nr. 61-3462, Preis: 15,00 Euro
http://www.aid-medienshop.de

Nano-Stoff gewinnt Energie aus Körperwärme

Nano-Stoff gewinnt Energie aus Körperwärme
Vielfältiger Einsatz für günstiges Material denkbar
 
Nano-Filz: Erzeugt Spannung aus Temperaturunterschieden (Foto: wfu.edu)

Winston-Salem (pte009/24.02.2012/10:40) – Forscher der amerikanischen Wake Forest University http://wfu.edu haben einen Stoff auf Basis von Nanotechnologie entwickelt, der Umgebungswärme in Energie umwandeln kann. Der Stoff, genannt "Power Fabric" oder "Nano-Filz", ist günstig in der Herstellung und könnte zukünftig viele verschiedene Einsatzzwecke erfüllen.

Kohlenstoffröhrchen erzeugen Strom

"Wir verschwenden viel Energie in Form von Wärme. Beispielsweise könnte die Nutzung der Abwärme eines Autos dabei helfen, die Reichweite zu erhöhen und das Radio, die Klimaanlage oder das Navigationssystem zu betreiben", so Corey Hewitt, Forscherin am Center for Nanotechnology and Molecular Materials. "Insgesamt ist die Thermoelektrik noch eine unterentwickelte Technologie für das Gewinnen von Energie, in der noch sehr viel Potenziel steckt."

Das neuentwickelte Material besteht aus Plastikfasern in die Nanoröhren aus Kohlenstoff eingebettet sind. Es kommt in Haptik und Optik herkömmlichem Filz sehr nahe, verfügt aber im wahrsten Sinne des Wortes über eine "spannende" Eigenschaft. Kommt es in die Nähe eines warmen Körpers, so erzeugt es durch den Temperaturunterschied Strom.

Zahlreiche Anwendungen vorstellbar

Dies ermöglicht die Energiegewinnung aus verschiedensten Quellen, in dem das "Power Fabric" einfach als Isoliermaterial eingesetzt wird. Auch für die Einbindung in Alltagsprodukte sehen die Forscher Potenzial. "Man stelle sich ein Notfalls-Kit vor, in dem der Stoff eine Taschenlampe, ein Radio oder ein Prepaid-Telefon betreibt", gibt sich David Carroll, der Direktor des Instituts, optimistisch. Auch Ideen wie eine Jacke mit Innenfutter aus Power Fabric" sind bereits in Diskussion.

Laut ersten Berechnungen würde es nur etwa einen Dollar kosten, den Nano-Filz zum Bestandteil eines Telefon-Covers zu machen. Die Materialkosten lassen sich auf schätzungsweise 1.000 Dollar (rund 752 Euro) pro Kilogramm reduzieren. Jedoch muss man an in Winston-Salem zuvor noch am Output arbeiten. Dazu möchte man die Nanoröhrchen dünner machen und dichter anordnen. Derzeit kann das Material in einer 72-schichtigen Anordnung 140 Nanowatt generieren.