ss-Gen ist verantwortlich für die individuelle emotionale Auswirkung der Droge

Cambridge (pte, 04. Mär 2005 12:00) – Die Modedroge Ecstasy kann bei häufiger Einnahme zu einem Anstieg depressiver Symptome führen. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Studie der britischen Cambridge University http://www.cam.ac.uk, derzufolge Personen mit einem speziellen genetischen Code häufiger depressiv werden, berichtet die BBC. http://www.bbc.co.uk . „Dies ist die erste Studie, die Veränderungen des Gehirns durch längerfristigen Ecstasy-Konsum nachweisen konnte“, erklärte John Henry, Mitglied des Forscherteams. Die Forscher nehmen auf Grund ihrer Ergebnisse an, dass der Drogenkonsum bei emotional instabilen Ecstasy-Usern schwerwiegende psychische Probleme auslöst.

Das Forscherteam analysierte insgesamt 124 Personen, davon 66 Ecstasy-User, 33 Cannabis-User und eine Kontrollgruppe von 28 Personen, die keine Drogen einnahmen. Ecstasy hat vor allem Auswirkungen auf die Ausschüttung von Serotonin im Gehirn. Dieser Botenstoff ist der chemische Regulator für menschliche Emotionen und Stimmungslagen. Die Forscher untersuchten nun ein spezielles Gen, das die Serotonin-Rezeptoren kontrolliert. Das Gen hat zwei Ausrichtungen, denn es existiert in einer ss und einer ll-Variante.

Die Forscher konnten feststellen, dass 60 Prozent der Ecstasy-konsumierenden Probanden, bei denen das Gen in der ss-Variante ausgeprägt war, an leichten Depressionen und einem schlechten emotionalen Allgemeinzustand litten. Im Gegensatz dazu hatte die gesunde Kontrollgruppe mit derselben Gen-Variante keine Stimmungsprobleme. Auch bei den Cannabis-Usern hatte die ss-Ausprägung des Gens keine Auswirkungen auf ihre Stimmungslage.

Die Ergebnisse der Studie machen klar, dass das besondere Risiko im Bezug auf die Auswirkungen von Ecstasy in der Ausprägung dieses Gens liegt. „Die Gefahr für die Konsumenten liegt im Unwissen über ihren genetischen Code“, erklärte Jonathan Roiser. Ein möglicher Hinweis kann in der familiären Situation liegen, denn Menschen mit dem ss-Genotyp haben auch in der Familie viele Fälle von Depression, erklärte der Experte.

Dichte bestimmt Geschwindigkeit der Entwicklung

Göttingen (pte/15.09.2009/06:15) – Wie stark sich Zufall auf die Evolution auswirkt, kann erstmals durch quantitative Berechnungen festgestellt werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation http://www.ds.mpg.de berichten in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" von einem entsprechenden mathematischen Verfahren dafür, das auf Grundlage von Evolutionsformeln und Computersimulationen erstellt wurde. Damit könne nun laut den Wissenschaftlern der Zufallsfaktor der Evolution kontrolliert werden. "Das heißt nicht, dass man den Zufall beeinflussen oder steuern könnte, da die Wechselfälle des Lebens unberechenbar und auch unvermeidbar sind. Man kann jedoch die Geschwindigkeit der Evolution vorhersagen", erklärt Studienleiter Oskar Hallatschek im pressetext-Interview.

Grundannahme ist, dass die Evolution nicht nur auf den von Darwin beschriebenen Vorgängen der Mutation und Selektion basiert. "Mutation geht auf zufällige Prozesse zurück und die Selektion auf die Größe des Evolutionsvorteils, den die Mutation bietet. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Zufall an der Evolution auch in anderer Weise beteiligt ist. Trotz guter Gene kann man beispielsweise von einem Auto überfahren werden", so Hallatschek. Dem Göttinger Wissenschaftler gelang es zu verstehen, nach welchen Zufallsprozessen sich eine Mutation, die an einem Ort entsteht, in einer Bevölkerung durchsetzen kann. Mit berücksichtigt wurde dabei der Faktor des Raumes. "Bisherige Modelle missachten, dass nicht jeder mit jedem im Wettbewerb oder Austausch steht, sondern nur mit den unmittelbaren Nachbarn."

Per Computermodell zeigten die Forscher, dass sich Mutationen wie eine Welle über das besiedelte Gebiet ausbreiten. Mit welcher Geschwindigkeit dies geschieht, hängt wesentlich von zwei Faktoren ab. "Einerseits wird sie bestimmt durch den Vorteil, den eine Mutation für das Überleben bringt. Andererseits ist der Zufall im Spiel, den die Besiedlungsdichte der Bevölkerung stark beeinflusst. Ist sie dünn, kommt es zu wenigen Kontakten und die Mutation breitet sich nur langsam aus. Vervierfacht sie sich jedoch, wird die Ausbreitung doppelt so schnell", so Hallatschek.

Nutzen könnte dieses Wissen in mehreren Bereichen bringen, erklärt Hallatschek. "Es hilft uns etwa, die Pesterkrankungen im 14. Jahrhundert besser zu verstehen, die sich über Europa in Form einer Welle ausgebreitet haben. Auch hier spielt neben Populationsdichte und Ansteckbarkeit, die aus der Erregersicht den Mutationsvorteil darstellt, der Zufall eine wichtige Rolle." Zufällig seien dabei die Begegnungen der Menschen im Alltag. "Besteht ein soziales Netz, bedeutet dies ein unvermeidbares Grundrauschen. Für die Verhinderung eines Krankheitserregers wird es jedoch zum Vorteil, da es die Ausbreitungswelle verlangsamt." Die starke Beschleunigung durch den internationalen Flugverkehr, die wesentlich zur raschen Ausbreitung des aktuell kursierenden H1N1-Virus beigetragen habe, könne das Modell jedoch nicht berücksichtigen, gibt Hallatschek zu bedenken.

Neben der Rekonstruktion der Ausbreitung von Seuchen soll das Modell auch in anderen Bereichen Anwendung finden. Hallatschek nennt als Beispiele die Vorhersage von Verbrennungsfronten in reaktiven Gasgemischen, sowie auch Bereiche der Teilchenphysik, in der sich Wellenfronten nach einem zufallsbestimmten Prozess aufspalten. Ziel des Forscher selbst ist es, auf Grundlage dieser Methode die Evolution des Menschen in den letzten 200.000 Jahren zu rekonstruieren. Verstehen will man dabei die wellenartige Ausbreitung von vorteilhaften Mutationen anhand von genetischen Daten.

Dänemark: Mehr Infektionen nach Hüftfrakturen

Antibiotika werden laut aktueller Studie des Aarhus University Hospital immer öfter verschrieben

(pte012/05.12.2018/11:30) – Das Risiko von Infektionen nach einer
Hüftfraktur-OP hat in Dänemark laut einer Studie von Forschern des
Aarhus University Hospital http://en.auh.dk stark zugenommen. Zwischen 2005 und 2016 wurde eine deutliche Erhöhung
in verschiedenen Zeiträumen nach den Eingriffen festgestellt. Der
Untersuchungszeitraum umfasste 15 bis 365 Tage nach der Operation.

Lungenentzündung und Co

Das Auftreten von im Krankenhaus behandelten Infektionen innerhalb von
30 Tagen nach dem Eingriff erhöhte sich um 32 Prozent. Zum Vergleich:
2005 bis 2006 lag der Prozentsatz der Erkrankungen bei 10,8 Prozent.
2015 bis 2016 war er auf 14,3 Prozent gestiegen. Das Risiko einer im
Krankenhaus behandelten Lungenentzündung innerhalb von 30 Tagen nach der
OP erhöhte sich in diesem Zeitraum um 70 Prozent.

Gleichzeitig nahm auch die Verschreibung von Antibiotika um 54 Prozent
zu. Lagen die Werte zu Beginn noch bei 17,5 Prozent, stiegen sie am Ende
des Beobachtungszeitraums auf 27,1 Prozent. Für die Studie wurden die
Daten von 74.771 Patienten über 65 Jahren ausgewertet. Bei allen wurde
eine OP nach einer Hüftfraktur zum ersten Mal durchgeführt. Es zeigte
sich, dass das Risiko einer Infektion bei dieser Personengruppe deutlich
höher war als in der diesem Sample entsprechenden Gesamtbevölkerung.

Hohe Sterblichkeit festgestellt

Laut Forschungsleiterin Kaja Kjørholt hat die landesweite Studie ein
erhöhtes Risiko von Infektionen und eine vermehrte Verschreibung von
Antibiotika nach durch Hüftfrakturen notwendig gewordenen OPs
festgestellt, die nicht vollständig durch die Trends in der
Gesamtbevölkerung erklärt werden können.

Aufgrund der hohen Sterblichkeit, die Infektionen bei älteren Menschen
verursachen, sollte laut der Expertin in diesem Bereich dringend weiter
geforscht werden. Erklärtes Ziel müsse es sein, mehr über die
Risikofaktoren und die Profile von Patienten zu erfahren, die mit
Infektionen nach einer Operation in Zusammenhang stehen. Die
Forschungsergebnisse wurden im "Journal of Bone and Mineral Research"
veröffentlicht.

Warwick (pte/12.04.2005/15:30) – Ein neues Testverfahren, das ermittelt
wie dehnbar Zellen sind, könnte zu einer Revolutionierung der
derzeitigen Krebserkennung führen. Ein Laptop-großes Gerät kann bereits
anhand eines geringen Samples von nur 50 Zellen eine Krebsdiagnose
ermöglichen und erspart somit den Patienten die bisher aufwendige
Entnahme von Gewebe. Darüber hinaus verspricht das neue Gerät eine
tausendfach präzisere Diagnose als derzeitige traditionelle Tests.
Diese Ergebnisse wurden von einem Forscherteam der Universität Leipzig
http://www.uni-leipzig.de auf dem derzeit in Warwick stattfindenden
Physikerkongress http://www.physics2005.iop.org/ präsentiert.

"Von all den physikalischen Eigenheiten einer Zelle, ist die
Elastizität jene Eigenschaft, welche die deutlichsten Unterschiede
zwischen gesunden und krebskranken Zellen aufweist. Denn Krebszellen
sind viel elastischer als gesunde Zellen", erklärt Studienleiter Josef
Kas. Die neue Methode basiert auf einer speziellen Lasertechnik, bei
der jede einzelne Zelle der Untersuchungsprobe anhand eines speziellen
unfokussierten Laserstrahls analysiert wird, ohne dass diese beschädigt
werden. Dazu benötigen die Forscher nur eine Probe von 50 Tumorzellen,
die in dem so genannten "Optical Stretcher" untersucht werden. Im
Vergleich dazu wurden für die bisherige mikroskopische Untersuchung bis
zu 100.000 Tumorzellen entnommen.

"Der Vorteil der neuen Technik liegt vor allem darin, dass es möglich
sein wird den Krebs zu identifizieren, noch bevor er sich auf andere
Teile des Körpers ausbreitet", erläutert Kas. Denn normalerweise
überprüfen die Ärzte die Ausbreitung eines Krebsgeschwürs, indem sie in
anderen Teilen des Körpers nach Metastasen suchen. Diese Diagnose ist
jedoch von Fall zu Fall unterschiedlich und kann und je nach Ort des
Geschwürs sehr schwierig sein. Mit Hilfe des Optical Stretchers wird es
möglich sein, die erkrankten Zellen durch die Benutzung feiner Nadeln
zu entnehmen, um sie anschließend zu analysieren. "Zurzeit ist es
jedoch noch verfrüht über die Entwicklung eines Geräts zu sprechen,
welches die heutige mikroskopische Krebs-Screenigtechnik ersetzt kann.
Denn bis zur endgültigen Entwicklung eines klinisch praktikablen Geräts
muss noch sehr viel Forschungsarbeit geleistet werden", resümieren die
Experten.

Keuchhusten-Impfung – auch für Ältere wichtig

Nur sehr wenige haben einen ausreichenden Impfschutz

Schwalbach (pts012/20.11.2018/09:15) – Um auch im Alter vor Infektionskrankheiten geschützt zu sein, sollte der Impfstatus regelmäßig überprüft werden.

Neben der jährlichen Grippe- und Pneumokokken-Impfung wird von der STIKO
– Ständige Impfkommission am Robert Koch-Institut – auch allen
Erwachsenen die Impfung gegen Keuchhusten empfohlen.

Die wichtige Impfung wird immer noch sehr wenig genutzt: Nur 12,5
Prozent der Erwachsenen sind geimpft. Bei den über 60-Jährigen sind es
sogar nur 7,5 Prozent.

Keuchhusten wird oft verkannt

Immer noch wird ein langwieriger Husten eher einer hartnäckigen
Erkältung oder einer Bronchitis zugeschrieben. Erwachsene leiden meist
nicht an den typischen Beschwerden. Es gibt aber weitere Anzeichen für
eine Keuchhusten-Erkrankung. Neben dem hartnäckigen Husten kann es zu
Gewichtsverlust, Atempausen, Erbrechen bis hin zu Schlafstörungen oder
auch Rippenbrüchen kommen.

Die STIKO rät grundsätzlich allen Erwachsenen zur Auffrischungs-Impfung.
Insbesondere Frauen im gebärfähigen Alter sollten sich impfen lassen.
Darüber hinaus stehen Auffrischungs-Impfungen für Kinder im Alter von
fünf bis sechs Jahren sowie für Jugendliche im Alter von neun bis 17
Jahren an. Diese Booster-Impfungen werden mit einem Dreifach-Impfstoff
durchgeführt, der gleichzeitig vor Tetanus und Diphtherie schützt. Die
Herdenimmunität, der Schutz vieler ist umso wirksamer, je mehr Menschen
geimpft sind. Die Impfung schützt den Geimpften selbst und die Erreger
können sich nur begrenzt ausbreiten.

Zukunftsvision: Mini-Herzen helfen bei Operationen (Foto: flickr.com/Rocky Roe)

San Francisco (pte001/16.07.2015/06:00) –

Forscher der University of California http://universityofcalifornia.edu sind einer revolutionären Methode auf der Spur, um neue Herzmedikamente
in Zukunft möglichst ungefährlich testen zu können. Hierfür haben sie
aus menschlichen Stammzellen winzige Strukturen gezüchtet, die von den
Grundfunktionen her im Wesentlichen primitiven, schlagenden
"Mini-Herzen" ähneln. Diese sollen sich aufgrund der Ähnlichkeiten zum
normalen menschlichen Herzen besonders gut für Medikamententests eignen,
Forschern einen besseren Einblick in die Herzentwicklung geben und
dadurch vielleicht auch helfen, Herzdefekten vorzubeugen.

Noch viel Arbeit zu erledigen

"Mithilfe dieser Methode könnte es eines Tages
vielleicht sogar möglich sein, bestimmte Teile eines Herzens
heranzuzüchten, die bei Herzoperationen als Flickstücke fungieren
könnten", zitiert "LiveScience" Bruce Conklin, Mediziner am Gladstone
Institute of Cardiovascular Disease http://bit.ly/1K6Zae2 der University of California. Bis dahin sei aber noch viel Arbeit zu
erledigen, meint der Co-Autor der nun präsentierten Studienergebnisse.
Für die Herzforschung sind diese Mini-Herzen aber schon jetzt sehr
interessant. "Diese Strukturen können nämlich als Modell herhalten, um
die Herzentwicklung zu veranschaulichen und im Fall von Problemen die
bestmöglichen Lösungswege zu finden", so Conklin.

Im Moment sieht der Experte den größten Nutzen aber vor
allem im Bereich von Medikamententests. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass
diese Strukturen sehr hilfreich sein könnten, um neue Medikamente zu
überprüfen, die sich noch in der Testphase befinden. Mit ihrer Hilfe
könnten gefährliche Nebenwirkungen und unangenehme Tierversuche
vermieden werden", ist der Experte überzeugt.

Sicherheit für Schwangere

Zur Herstellung ihrer kleinen Mini-Herzen griffen
Conklin und sein Team auf sogenannte pluripotente Stammzellen zurück.
Diese besitzen die Fähigkeit, sich zu jedem Zelltyp eines Organismus
entwickeln zu können, da sie noch auf keinerlei bestimmten Gewebetyp
festgelegt sind. Wenn sie im Labor gezüchtet werden, wachsen sie
normalerweise in schichtenförmigem Gewebe aus. Im aktuell vorgestellten
Forschungsprojekt wurde der Wachstumsprozess derart verändert, dass sie
kleine Strukturen bilden, die innen einen Hohlraum mit Herzzellen
aufweisen.

Als die Wissenschaftler die Mini-Herzen dem bekannten
herzschädigenden Schlafmittel Thalidomid aussetzten, bemerkten sie, dass
dadurch auch die Entwicklung der Strukturen gravierend beeinträchtigt
wird. "Die am häufigsten auftretenden Defekte bei der Geburt betreffen
das Herz. Deshalb ist es auch so ungemein wichtig, dass wir gerade
während der Schwangerschaft für eine ausreichende Medikamentensicherheit
sorgen. Jedes Jahr werden rund 280.000 Frauen mit Medikamenten
konfrontiert, die ein potenzielles Risiko für ihre Sprösslinge
darstellen", erläutert Conklin die Problematik.

Fehler im Immunsystem birgt Ansatzpunkte bei der Bekämpfung der Erkrankung

Los Angeles (pte/10.06.2005/15:55) – Ein wesentlicher Durchbruch im
Bereich der Alzheimerforschung ist einem US-amerikanischen Forscherteam
gelungen: Die Wissenschafter konnten einen Immundefekt entdecken, der
zum Fortschritt der Krankheit beiträgt. Wie das Forscherteam der UCLA
http://www.ucla.edu/ in der heute, Freitag, erschienen Ausgabe des
Journal of Alzheimer`s Disease http://www.pnpco.com/pn02000.html
berichtet, könnte diese Entdeckung zu einer besseren Diagnostik und
effizienteren Behandlungsmethoden führen. Erstmals konnten die Forscher
in einer Studie die wichtige Bedeutung des angeborenen Immunsystems bei
der Entwicklung der Alzheimererkrankung aufdecken.

Der menschliche Körper hat gegen das Altern des Gehirns seine eigenen
Waffen: Mit Hilfe des angeborenen Immunsystems reinigt er sich selbst
von Amyloid-beta Abfallprodukten. Doch genau dieser Reinigungsprozess
wird bei manchen Alzheimerpatienten durch einen Immundefekt nicht
ausgeführt. Dadurch kann es zu einer Übersättigung des Gehirns mit
Amyloid-beta kommen und zur Entstehung von Amyloid-Plaquen, die ein
wesentliches Kennzeichen der Alzheimererkrankung sind.

Anhand von Blutproben fanden die Forscher heraus, dass das Blut
gesunder Personen Zellen enthält, die zum angeborenen Immunsystem
gehören und das Amyloid-beta beseitigen. Diese Fresszellen
(Makrophagen) konnten bei Alzheimerpatienten jedoch ihre Aufgabe nicht
ausreichend erledigen. "Die Makrophagen sind die Hausmeister des
Immunsystems, die im ganzen Körper den Müll beseitigen. Wenn sich in
weiteren Studien bestätigt, dass sich dieser Defekt der
Makrophagen-Funktion bei den meisten Alzheimerpatienten findet, so kann
sich daraus ein ganz neuer Ansatz bei der Behandlung der Krankheit
ergeben", erklärte Studienleiter Milan Fiala. Die Experten denken
beispielsweise an die Entwicklung hormonaler und immunstärkender
Therapien.

Die Experten weisen in ihrer Studie darauf hin, dass sich dieser Ansatz
nicht mit der Amyloid-Beta-Immunisierungsmethode deckt. Diese greift
nämlich auf einen anderen Teil des Immunsystems, das adaptive System,
zurück.

Alzheimer: Anzahl beteiligter Gene auf 21 verdoppelt
Immunsystem des Körpers spielt laut Großstudie entscheidende Rolle
 
Alzheimer-Patientin: Ursachen werden klarer (Foto: SPL)

Cardiff (pte001/29.10.2013/06:00) – Eine klarere Vorstellung von den Ursachen von Alzheimer zeichnet sich nach der umfangreichsten je durchgeführten Analyse von Patienten-DNA ab. Ein groß angelegtes Forschungsprojekt hat jetzt laut Nature Genetics http://nature.com/ng die Anzahl der Gene, die mit dieser Krankheit in Zusammenhang gebracht werden, auf 21 verdoppelt. Diese Ergebnisse weisen auf eine wichtige Rolle des Immunsystems hin.

54.000 Menschen untersucht

Immer mehr Menschen erkranken weltweit an Alzheimer. Dafür ist unter anderem auch die steigende Lebenserwartung verantwortlich. Die entscheidende Fragen bleiben jedoch unbeantwortet: Was die Demenz hervorruft, wie die Gehirnzellen absterben, welche Therapien oder auch nur Möglichkeiten der Diagnose es geben kann.

Es ist laut Julie Williams von der Cardiff University http://cardiff.ac.uk , einer der leitenden Wissenschaftlerinnen des Forschungsprojekts, schwierig, eine Krankheit zu behandeln, wenn man die Ursache nicht versteht. Das aus Wissenschaftlern 145 internationaler Institutionen bestehende Team untersuchte die DNA von 17.000 Patienten und 37.000 gesunden Menschen.

Gefunden wurden Versionen von 21 Genen, die es wahrscheinlicher machten, dass eine Person an Alzheimer erkrankt. Die Untersuchung der Funktion der Gene im Körper erlaubt den Forschern dann herauszufinden, was bei einer Erkrankung geschieht. Laut Williams ist die Anzahl der identifizierten Gene jetzt doppelt so groß und es beginnt sich ein klares Muster abzuzeichnen.

Mehrere Ursachen denkbar

"Es geschieht etwas bei der Immunreaktion, dass dann die Krankheit verursacht. Wir müssen diesen Bereich aber erst genauer erforschen", so Williams. Die Art und Weise, wie der Körper mit Cholesterin umgeht und auch wie das Gehirn mit großen Molekülen bei einer Endozytose umgeht, scheint eine Rolle zu spielen.

Andere Forschungsprojekte sollen jetzt an diesem Ansatz weiterarbeiten und herausfinden, welche Prozesse bei einer Erkrankung ganz genau ablaufen und in der Folge neue Behandlungsmöglichkeiten entwickeln.

Ob medizinische Implantate, komplexe
Schnittstellen zwischen Gehirn und Maschine oder ferngesteuerte
Insekten: Die jüngsten Entwicklungen zur Verbindung von Maschinen und
Organismen besitzen erhebliches Potenzial, werfen aber auch wichtige
ethische Fragen auf. In ihrem Übersichtsartikel „Chemie der Cyborgs –
zur Verknüpfung technischer Systeme mit Lebewesen“ erörtern
KIT-Wissenschaftler den aktuellen Stand der Forschung, Chancen und
Risiken. Der Artikel ist in der renommierten Zeitschrift „Angewandte
Chemie“ erschienen. (DOI: 10.1002/ange.201307495)

Sie
sind aus Science-Fiction-Romanen und -Filmen bekannt – technisch
veränderte Lebewesen mit außergewöhnlichen Fähigkeiten, sogenannte
Cyborgs. Die Bezeichnung leitet sich von englisch „cybernetic organism“
(kybernetischer Organismus) ab. Tatsächlich sind Cyborgs als
Verknüpfungen technischer Systeme mit lebendigen Organismen bereits
Wirklichkeit, vor allem durch implantierte medizinische Systeme, wie die
KIT-Forscher Professor Christof M. Niemeyer und Dr. Stefan Giselbrecht
vom Institut für Biologische Grenzflächen 1 (IBG 1) sowie Dr. Bastian E.
Rapp vom Institut für Mikrostrukturtechnologie (IMT) in ihrem Artikel
erläutern.

Medizinische
Implantate haben in den vergangenen Jahren beeindruckende Fortschritte
gemacht. Möglich wurde dies durch intelligente Materialien, die
selbstständig auf sich verändernde Bedingungen reagieren,
computergestütztes Design und Fertigung aufgrund von
Magnetresonanztomografie-Datensätzen sowie Oberflächenmodifikationen,
die eine verbesserte Gewebeintegration gewährleisten. Eine besondere
Rolle für eine erfolgreiche Gewebeintegration und die Vermeidung von
Entzündungsreaktionen spielen spezielle Oberflächenbeschichtungen, wie
sie auch am KIT entwickelt werden, etwa im Rahmen des multidisziplinären
Helmholtz-Programms „BioGrenzflächen“.

Fortschritte
in der Mikroelektronik und der Halbleitertechnologi
e haben elektronische Implantate ermöglicht, die Funktionen des
menschlichen Körpers kontrollieren, wiederherstellen oder verbessern,
wie Herzschrittmacher, Netzhautimplantate, Hörimplantate oder Implantate
für die Hirn-Tiefenstimulation zur Schmerzbehandlung oder zur
Parkinson-Therapie. Gegenwärtig verschmelzen Entwicklungen der
Bioelektronik und der Robotik, um hochkomplexe Neuroprothesen zu
ermöglichen. Wissenschaftler arbeiten dazu an
Gehirn-Maschine-Schnittstellen (brain-machine interfaces – BMI) zur
direkten physikalischen Kontaktierung des Gehirns. BMIs dienen unter
anderem dazu, Prothesen zu steuern und komplexe Bewegungen wie
beispielsweise Greifen zu ermöglichen. Darüber hinaus sind sie wichtige
Werkzeuge für die Neurowissenschaften, da sie Einblicke in die
Funktionsweise des Gehirns ermöglichen. Zusätzlich zu elektrischen
Signalen lassen sich auch Substanzen, die zeitlich und räumlich
kontrolliert aus implantierten mikro- und nanofluidischen Systemen
freigesetzt werden, zur Kommunikation zwi
schen technischen Systemen und Organismen verwenden.

BMIs
werden meist als Datenlieferanten betrachtet. Grundsätzlich lassen sie
sich aber auch dazu nutzen, Signale in das Gehirn einzuspeisen – ein
ethisch hochkontroverses Thema. „Implantierte BMIs, die Signale in
Nerven, Muskeln oder direkt ins Gehirn einspeisen, sind bereits im
alltäglichen Gebrauch, etwa in Herzschrittmachern oder Implantaten für
die Hirn-Tiefenstimulation“, erklärt Professor Christof M. Niemeyer vom
KIT. „Aber diese Signale sind weder dazu gedacht noch dazu geeignet,
einen gesamten Organismus zu kontrollieren – die Gehirne der meisten
lebenden Organismen sind dazu zu komplex.“

Bei
niederen Organismen wie Insekten sind die Gehirne deutlich weniger
komplex, sodass eine Signaleinkopplung mitunter direkt ein bestimmtes
Bewegungsprogramm wie Laufen oder Fliegen auslösen kann. Die sogenannten
Biobots, beispielsweise große Insekten mit implantierten elektronischen
und mikrofluidischen Kontrolleinheiten, werden zur Entwicklung einer
neuen Generation von Werkzeugen eingesetzt, etwa kleiner flugfähiger
Objekte für Überwachungs- und Rettungsmissionen. Darüber hinaus dienen
sie als Modellsysteme in den Neurowissenschaften, um grundlegende
Zusammenhänge zu verstehen.

Elektrisch
aktive med
izinische Implantate, die über längere Zeit im Einsatz sind, müssen
zuverlässig mit Energie versorgt werden. Derzeit arbeiten
Wissenschaftler an Methoden, um dazu die körpereigene thermische,
kinetische, elektrische oder chemische Energie des Patienten zu nutzen. –
Zusammenfassend stellen die KIT-Forscher fest, dass die Entwicklungen
zur Kopplung von technischen Systemen mit Organismen ein faszinierendes
Potenzial bergen und gerade in der Medizin die Lebensqualität vieler
Menschen erheblich verbessern können, dass bei ihrer Nutzung aber stets
ethische und soziale Aspekte zu berücksichtigen sind.

Die
„Angewandte Chemie“ gilt als weltweit wichtigste Zeitschrift für
chemische Forschung und besteht seit 125 Jahren. Im Abschlussheft des
Jubiläumsjahrga
ngs ist der Artikel der KIT-Wissenschaftler über Cyborgs als Titelthema
erschienen

Höhere Fluorkonzentration im Mutterleib mit geringerer kindlicher Intelligenz assoziiert

Graz, 10. Oktober 2017:

Am 19. September 2017
erschien ein Bericht über die Ergebnisse mit Fluorid im Rahmen der
ELEMENT – Studie (Early Life Exposures in Mexico to Environmental
Toxicants), einer Untersuchung an etwa 1000 Schwangeren und ihren
Kindern 4 und 6-12 Jahre nach der Geburt (1). Im konservierten Urin der
Mütter, gewonnen während der Schwangerschaft und dem der Kinder nach
6-12 Jahren wurde der Fluoridgehalt gemessen. Der Mittelwert (SD) des
Fluoridgehalts der Mütter während der Schwangerschaft betrug 0.90 (0.35)
mg/L, der Kinder 0.82(0.38) mg/L.

Höherer Fluoridgehalt des
mütterlichen Urins war nach 4 Jahren im McCarthy Scales of Children´s
Abilities – Test mit einem niedrigeren General Cognitive Index (GCI)
linear assoziiert, nach 6-12 Jahren mit einem im Wechsler Abbbreviated
Scale of Intelligence – Test einem niedrigeren Intelligenz-Quotienten IQ
(p<0.01). Die Assoziationen blieben auch nach Adjustierung für
kindliche (Gestationsalter und Gewicht bei der Geburt, Geschlecht,
erstes von mehreren Kindern und Alter beim Erfassen des Outcomes) und
mütterliche Faktoren (Raucheranamnese, Familienstand, Alter bei der
Entbindung, IQ, Ausbildung) bestehen. Für eine Subgruppe waren Daten
über den sozioökonomischen Status, den mütterlichen Bleigehalt der
Knochen und das Quecksilber im Blut verfügbar, welche an den
Assoziationen des Urin-Fluorids während der Schwangerschaft mit dem GCI
und dem IQ der Kinder keine substanziellen Änderungen ergaben.

Kommentar

Es gab schon seit längerer
Zeit Hinweise für eine Neurotoxizität von Fluoriden bei Kindern. Die
Environmental Protection Agency setzte Fluoride auf die Liste von
Chemikalien mit Verbindung zu Neurotoxizität und erklärte, dass die
Fluor-Einnahme für längere Zeiträume das Nervensystem schädigen könne.
Das Environmental Health Perspectives Journal, in welchem auch die
vorliegende Studie (1) publiziert wurde, hatte bereits berichtet, dass
Kinder, die in Gebieten mit stark fluoridhaltigem Trinkwasser
aufgewachsen waren, einen geringeren IQ hatten. Nur wenige
Untersuchungen und epidemiologischen Studien waren jedoch longitudinal,
bestimmten die individuelle Fluoridexposition und erfassten den
pränatalen Zeitraum an mehr als 100 Teilnehmern. Es handelt sich somit
um eine fundierte Untersuchung der Gruppe mit dem Erstautor Morteza
Bashash, Professor für Public Health an der Universität von Toronto,
Kanada. Das Ergebnis widerspricht den Befürwortern einer breiten
Fluoridgabe oder gar einer Fluoridierung des Trinkwassers. Von
zahnärztlicher Seite wird heute vielfach auch vor Fluor gewarnt,
andererseits wird aber von manchen gerade während der Schwangerschaft
eine Kariesprophylaxe mit fluorhaltiger Zahnpaste empfohlen. In der
Öffentlichkeit liegt das Augenmerk für Fluor ganz überwiegend auf dem
Gebiete der Zähne. Die neue Arbeit rückt den negativen Aspekt von Fluor
auf die Gehirnentwicklung in den Vordergrund. Die Frage ist nun, ob man
in der Schwangerschaft fluorhaltige Zahnpaste verwenden soll oder nicht.
In der lebhaften Diskussion nach einem Bericht darüber in U.S.
-Medscape (2) schrieben etliche Teilnehmer, vielleicht nicht ganz ernst
gemeint, man dürfe zumindest „nicht die Zahnpaste immer verschlucken….“.
Morteza Basash kommentierte: „This is a piece of a puzzle. We need to
do more work to identify the nature of the effect. And we have a lot of
uncertainty in the results” (2).

Helmut Schatz