PD Dr. Sven Poli: Augeninfarkt

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: „Time is Retina“: Wenn das Auge plötzlich nichts mehr sieht, gilt es keine Zeit zu verlieren

Augeninfarkt ist ein medizinischer Notfall – Studie untersucht die frühzeitige Wiederherstellung des Blutflusses bei akutem Infarkt 

PD Dr. Sven Poli Verena Müller/Universitätsklinikum Tübingen 

Am 29. Oktober 2021 war Weltschlaganfalltag. 

• Nicht nur das Gehirn kann einen Infarkt erleiden – auch das Auge kann von einem akuten Verschluss der Blutzufuhr betroffen sein. 

Der Augeninfarkt zeichnet sich durch eine plötzliche, schmerzlose Sehverschlechterung innerhalb von Sekunden aus. 

Unbehandelt führt er in rund 95 % der Fälle zu einem schweren und dauerhaften Sehverlust im betroffenen Auge. 

Der Grund ist ein Gerinnsel in den Blutgefäßen, welche die Netzhaut versorgen. 

Sind die Gefäße verstopft, ist die Sauerstoffzufuhr behindert und das Gewebe stirbt ab. 

Je schneller das Blut wieder ungehindert fließt, umso besser die Prognose. 

Ein Forschungsteam um PD Dr. Sven Poli vom Hertie-Institut für klinische Hirnforschung und dem Universitätsklinikum Tübingen und Prof. Dr. Martin Spitzer von der Universitäts-Augenklinik Hamburg-Eppendorf untersucht nun, inwieweit ein Medikament das Gerinnsel auflösen und dadurch die Zerstörung der Netzhaut aufhalten kann. Rund 400 Patientinnen und Patienten sollen deutschlandweit im Rahmen der Studie behandelt werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Vorhaben mit 4 Millionen Euro.

„Beim Augeninfarkt gilt: 

‘Zeit ist Netzhaut‘. 

Bereits innerhalb von vier Stunden nachdem der Blutfluss unterbrochen ist, treten irreversible Schäden am Auge auf“, erklärt Studienleiter und Neurologe Poli. 

Trotz einer Vielzahl von verbreiteten Standardbehandlungen gibt es bislang keine nachweislich wirksame Therapie, die die Krankheitsursache behandelt – anders als beim ischämischen Schlaganfall, bei dem das Medikament Alteplase mittlerweile routinemäßig und erfolgreich zur Auflösung des Blutgerinnsels eingesetzt wird. 

„Es ist daher ein naheliegender Therapieansatz, das gleiche Arzneimittel beim Augeninfarkt einzusetzen“, so Poli. 

Ob es wirkt – und wie gut – untersuchen die Tübinger Neurologinnen und Neurologen nun gemeinsam mit Hamburger Augenärztinnen und Augenärzten in der klinischen Studie REVISION. Bundesweit beteiligen sich aktuell 22 Kliniken an der Studie. Das Pharmaunternehmen Boehringer Ingelheim stellt das Medikament und das Placebo zur Verfügung.

Ein Augeninfarkt ist ein seltenes Krankheitsbild, weniger als eine Person von 100.000 Einwohnern erkrankt daran.

Umso wichtiger ist, dass ihn auch Laien und niedergelassene Medizinerinnen und Mediziner als Notfall erkennen.

 „Tritt eine Sehverschlechterung innerhalb von Sekunden auf und existiert ein Schatten auf dem kompletten Auge, sollte die betroffene Person unmittelbar in die nächste Augenklinik oder zentrale Notaufnahme gehen – notfalls mit dem Rettungsdienst, selbst dann wenn der Schatten nur von kurzer Dauer ist“, appelliert Poli. 

Dort kann nach der Diagnose unmittelbar mit einer Behandlung begonnen werden.

 „Je früher ein Augeninfarkt erkannt und behandelt wird, umso besser die Chancen, dass das Augenlicht erhalten wird. Auch darauf wollen wir im Rahmen unserer Studie aufmerksam machen.“

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Dr. Anna Vogel: http://www.trauer-therapie.de - Anhzaltende Trauerstörung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wenn Abschiedsschmerz zum Lebensgefühl wird: Hilfe bei Anhaltender Trauerstörung

Der Tod einer nahestehenden Person bedeutet einen tiefen Lebenseinschnitt für die Hinterbliebenen. 

Trauer ist dabei eine ganz normale Reaktion auf den Verlust. 

Doch bei fünf bis zehn Prozent der Trauernden dominiert der Verlust auch nach geraumer Zeit den Alltag so sehr, dass Fachleute dann von einer Anhaltenden Trauerstörung im Sinne einer psychischen Erkrankung sprechen. 

Unter Leitung von Psychologinnen und Psychologen der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt (KU) wird bundesweit in mehreren Behandlungszentren eine spezielle Form der Psychotherapie bei dieser Erkrankung erprobt – mit vielversprechenden Zwischenergebnissen. 

 

 

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Förderung des Projektes PROGRID (Prolonged Grief Disorder) gerade noch einmal verlängert, so dass für Betroffene weiterhin Gelegenheit dafür besteht, professionelle Hilfe in Anspruch zu nehmen.

„Trauer ist eine ganz normale Reaktion, die alle Menschen im Lauf ihres Lebens erfahren. 

Dabei wird die Bindung zu einer verstorbenen Bezugsperson gewissermaßen neu aufgestellt. 

Das ist ein hochindividueller Prozess, der in der Regel nicht behandelt wird“, erläutert Dr. Anna Vogel. Sie ist wissenschaftliche Mitarbeiterin des Lehrstuhls für Klinische und Biologische Psychologie (Prof. Dr. Rita Rosner) an der KU und stellvertretende Leiterin der Psychotherapeutischen Hochschulambulanz in Ingolstadt. „Es gibt keine allgemeingültigen Ratschläge für den Umgang mit Trauer. Gut ist das, was jedem selbst guttut. 

• Fest steht: Wenn man bei Trauer psychotherapeutisch zu früh einschreitet, kann dies genau das Gegenteil bewirken und den Trauerprozess sogar verlängern!“ 
• Auch wenn hierzulande immer wieder von einem Trauerjahr gesprochen werde, nach dem die Gedanken rund um die verstorbene Person angeblich weniger im Vordergrund sein sollen, sei dies kein allgemeingültiger Zeitrahmen. 
• Selbst Jahre später gebe es sogenannte Trauerspitzen, etwa zu Jahrestagen.

Im Vergleich dazu hat die Anhaltende Trauerstörung jedoch einen grundlegend anderen Charakter. 

„Wir sprechen davon, wenn auch nach mehr als sechs Monaten der Tod des oder der Angehörigen den Alltag bestimmt und die eigene Lebensführung signifikant einschränkt – indem sich die Hinterbliebenen etwa weiterhin zurückziehen, die Sehnsucht nach der verstorbenen Person täglich als quälend erlebt wird, ihr Zimmer unangetastet bleibt oder über sie so berichtet wird als ob sie immer noch leben würde.“

Auch Extreme zum Beispiel im Hinblick auf das Grab der Verstorbenen begegnen den Psychologinnen und Psychologen in ihrer Praxis zur anhaltenden Trauer:

Manche Hinterbliebenen gehen auch nach langer Zeit dreimal täglich ans Grab, andere meiden den Friedhof komplett, weil dieser Ort nicht ertragbar scheint.

• Die Grenzen zu einer Depression sind – wie Vogel erläutert – teilweise fließend und setzen eine genaue Diagnostik voraus. 

• Identisch zu einer Depression sind Symptome wie etwa das Gefühl, keinerlei Freude mehr empfinden zu können und wie betäubt zu sein. 

• Im Unterschied zur Depression sind jedoch Konzentrationsstörungen, Schlaflosigkeit oder gar Suizidgedanken eher untypisch für eine Anhaltende Trauerstörung. 

Zudem helfen, wie verschiedene Studien gezeigt haben, keine Medikamente gegen komplizierte Trauer.

Dass die Anhaltende Trauerstörung erst vor kurzem als psychische Erkrankung in die Systematik der Weltgesundheitsorganisation aufgenommen wurde, zeigt, wie komplex die Materie ist: 

„Es geht nicht darum die Trauer per se zu pathologisieren! 

Zudem hat die Forschung lange gebraucht, um präzise zwischen einer Depression bzw. einer Postraumatischen Belastungsstörung und anhaltender Trauer differenzieren zu können“, so Vogel. 

International gehe man in der Wissenschaft davon aus, dass die besonderen Umstände der Pandemie zu einem Anstieg der Anhaltenden Trauerstörung führen werde. 

„Betroffene schildern uns, wie belastend es für sie war, sich nicht von Sterbenden verabschieden oder eine Beerdigung nur im engsten Kreis abhalten zu können. 

Hinzu kommt, dass viele Hilfsangebote für Trauernde pandemiebedingt nicht möglich waren.“

Die anhaltende Trauer als psychische Erkrankung sei nicht auf ältere Menschen beschränkt, so dass das Angebot der Forscherinnen und Forscher für alle Personen ab 18 Jahren offen ist. 

Vor der eigentlichen Therapie finden mehrere Vorgespräche statt, um genau zu diagnostizieren, ob eine Anhaltende Trauerstörung vorliegt. 

Die eigentliche Behandlung dauert ca. ein halbes Jahr und umfasst rund 25 Sitzungen, die – wie erste Zwischenergebnisse zeigen – zu einer deutlichen Besserung der Symptome führt. 

Anlaufpunkt zur Teilnahme an der PROGRID-Studie sind Behandlungszentren in Ingolstadt, München, Frankfurt, Marburg und Leipzig.

Weitere Informationen finden sich unter http://www.trauer-therapie.de.

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Heutige Fortbildung im Rahmen der Vivantes Herztage 2021: www.vivantes-herztag.de

 

Kardiologe Prof. Dr. Christoph Maack: TOP-Hinweis: Calcium - MCU - ATP - HZV- Digitalis (Arrhythmien und Herzinsuffizienz und Herzrhythmusstörungen)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Schwachstelle für Herzproblem entdeckt

Wissenschaftler aus dem Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI) machen fehlenden Calciumkanal in den Mitochondrien als Auslöser für Arrhythmien und Herzinsuffizienz beim seltenen Barth-Syndrom aus. 

• Da Calcium der wichtigste Botenstoff für die Anpassung der Energieproduktion an einen erhöhten Bedarf ist, erklärt dieser Defekt die Unfähigkeit der Barth-Herzen, bei körperlicher Aktivität die Pumpleistung zu steigern, aber auch das Auftreten von Herzrhythmusstörungen. 

Diese im AHA-Journal veröffentlichten Erkenntnisse sind nicht nur ein Lichtblick in der Behandlung des Barth-Syndroms, sondern ggf. auch der weiter verbreiteten Herzinsuffizienz mit erhaltener Pumpfunktion (HFpEF).  

Edoardo Bertero (links) und Michael Kohlhaas an der Single-Cell-Force-Anlage im Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI). Gregor Schläger DZHI 

Unser Herz pumpt in der Regel pro Minute vier bis fünf Liter Blut in unseren Körper, bei hoher Belastung sogar bis zu 30 Liter pro Minute, sofern es gesund ist. 

• Bei Jungen, die am Barth-Syndrom leiden, schlägt das Herz bei Anstrengung zwar schneller, der Auswurf kann aber nicht entsprechend gesteigert werden. 

• Die Folge dieser verminderten Herzfunktions-Reserve bei Belastung ist Luftnot. 

• Hinzu kommen Herzrhythmusstörungen, die auch zum plötzlichen Tod führen können. 

Doch Patienten mit dem Barth-Syndrom dürfen möglicherweise bald aufatmen.

Weniger Calcium = weniger Energie in Herzmuskelzellen

Der Kardiologe Christoph Maack und der Biologe Jan Dudek forschen bereits seit vielen Jahren an den Krankheitsmechanismen des Barth-Syndroms. 

• Das Barth-Syndrom geht auf einen Defekt des Tafazzin-Gens zurück, und Tafazzin produziert Cardiolipin, einen wesentlichen Bestandteil der Mitochondrienmembran. 

Die Forscher fanden heraus, dass die durch den Defekt des Tafazzin-Gens beeinträchtige Energiegewinnung der Herzmuskelzellen mit dem Calciumhaushalt zusammenhängen. 

• Durch die verminderte Calciumaufnahme in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Herzmuskelzelle, wird die Aktivierung des Citratzyklus gestört. 
• Im Citratzyklus werden mithilfe des energieliefernden Coenzym NADH Elektronen für die Produktion des energiereichen Moleküls Adenosintriphosphat (ATP), und über NADPH Elektronen für die Entgiftung von Sauerstoffradikalen hergestellt.

Durch fehlenden Calciumkanal leeren sich die Speicher

Die Forscher aus dem DZHI-Department Translationale Forschung, allen voran Edoardo Bertero, Alexander Nickel und Michael Kohlhaas, haben nun den Mechanismus erkannt, warum sich das Herz-Zeit-Volumen nicht steigern lässt, und warum vermehrt Arrhythmien auftreten.

Früher ging man davon aus, dass das Fehlen von Cardiolipin vor allem der Atmungskette Probleme bereitet und Sauerstoffradikale die Zellen schädigen. 

Das Cardiolipin ist auch bei vielen anderen Herzkrankheiten durch oxidativen Stress geschädigt. 

Ein Mangel an diesem Phospholipid stört die Atmungskette, wodurch weniger Energie produziert wird.  

"Obwohl wir in unseren Studien auch eine moderate Störung der Atmungskette feststellen konnten, haben wir keine übermäßigen Mengen an Radikalen gemessen", erklärt Edoardo Bertero, der Erstautor der Studie. "Stattdessen haben wir beobachtet, dass der Kanal, der für den Calciumimport in die Mitochondrien verantwortlich ist, der so genannte mitochondriale Calcium-Uniporter, kurz MCU, in Mäusen mit Tafazzin-Knockdown fast vollständig verschwunden war. Dies ist wichtig für Patienten mit Barth-Syndrom, weil es erklärt, warum ihre Herzen nicht in der Lage sind, ihre Auswurfleistung bei körperlicher Anstrengung zu erhöhen; aber auch für die allgemeine Herzphysiologie, weil es eine bisher nicht gewürdigte Funktion von Cardiolipin aufdeckt, nämlich die Stabilisierung des MCU-Protein-Komplexes.“

Entdeckung führt zu besserem Verständnis des Barth-Syndroms

Maack fügt hinzu: „Die Gen- und Proteinstruktur des mitochondrialen Calciumkanals ist erst seit zehn Jahren bekannt.  

Das Barth-Syndrom ist die erste uns bekannte Erkrankung, bei der ein relevanter Defekt des MCU in Herzzellen deren Funktion nachhaltig beeinträchtigt.“

Mit dieser Entdeckung liefern die Forscher des DZHI einen wichtigen Therapieansatz, möglicherweise nicht nur bei der Behandlung des Barth-Syndroms, sondern auch bei anderen Herzerkrankungen mit erhaltener Pumpfunktion, und im speziellen bei anderen genetischen Kardiomyopathien. 

 „Hilfreich könnte vielleicht die Gabe von SGLT2-Hemmern sein. 

Sie reduzieren das Natrium in der Zelle, dadurch wird weniger Calcium aus den Mitochondrien herausgeholt, die Energiespeicher bleiben länger voll, sodass das Herz bei erhöhter Belastung besser mithalten kann“, spekuliert Maack. 

Dies müsse aber erst noch untersucht werden. 

• Weniger empfehlenswert seien Wirkstoffe, die die Pumpkraft des Herzens steigern, indem sie das Natrium erhöhen, wie zum Beispiel das seit Jahrzehnten verwandte Digitalis.

In der Vergangenheit wurden Jungen mit Barth-Syndrom oft nicht älter als drei Jahre. 

Sie starben an Herzversagen oder Infektionen. 

Aber mit einer verbesserten Diagnose und einer angemessenen medizinischen Behandlung und Überwachung aller Symptome ist die Überlebensrate und die Zukunft dieser Menschen viel besser. 

„Genau das motiviert mich und spornt mich an. 

Die Krankheit ist zwar selten. 

Bekannt sind etwa 500 Fälle weltweit. 

Wir gehen jedoch von einer hohen Dunkelziffer aus. Und was zählt ist das Schicksal jedes einzelnen Jungen“, betont Maack.

Die Arbeiten entstanden in enger Zusammenarbeit mit zahlreichen anderen Gruppen in Homburg/Saar, Göttingen und Würzburg. Gefördert wurden die Forschungsarbeiten durch die Margret Elisabeth Strauß-Projektförderung der Deutschen Herzstiftung, die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), den European Research Council (ERC) sowie die US-amerikanische Barth Syndrome Foundation.

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Originalpublikation:

https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.121.053755

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https://www.barthsyndrome.org - Informationen zur Erkrankung

https://www.ukw.de/behandlungszentren/dzhi/startseite/ - 

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Univ.-Prof. Dr. Christopher Gerner: Fingerschweiß für die Messung individueller metabolomischer Profile und Stoffwechselprozesse

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Fingerschweiß zeigt individuelles Stoffwechsel-Profil des Menschen

Nicht-invasive Methode eröffnet neue Möglichkeiten für personalisierte Diagnostik und Therapie

Die Analyse von Blut, Plasma oder Urin eines Menschen dient dazu, seinen oder ihren Stoffwechsel sowie körpereigene Schadstoffbelastungen zu bestimmen. 

In "Nature Communications" stellt nun ein Team um Christopher Gerner von der Fakultät für Chemie der Universität Wien eine Methode vor, die Fingerschweiß für die Messung individueller metabolomischer Profile und Stoffwechselprozesse nutzt. 

• Beispielhaft werden über die Analyse von Fingerschweiß die Aufnahme und Verstoffwechslung von Koffein sowie dessen Entzündungs-hemmende Effekte beschrieben. 

In einer weiteren Studie konnten die Autor*innen bereits zeigen, dass sich aus Fingerschweiß auch Inhaltsstoffe aus Nahrung, Medikamenten, bis hin zu Umweltschadstoffen und deren Verstoffwechslung bestimmen lassen. 

Individuelles Stoffwechsel-Profil in Fingerschweiß ablesbar © pixabay

Lebensmittel, die wir zu uns nehmen, werden im Magen-Darm-Trakt verdaut. 

Die Moleküle, ob stabil oder enzymatisch ab- und umgebaut, wandern ins Blut und verteilen sich im ganzen Körper. 

Erstaunlicherweise findet man sehr vieles von dem, was an kleinen Molekülen im Blut transportiert wird, auch im Schweiß. 

"Im Fingerschweiß kann man Biomoleküle wie Metabolite sehr präzise messen, präziser als etwa im Speichel", sagt Christopher Gerner, analytischer Chemiker der Universität Wien und Leiter der Joint Metabolome Facility der Universität Wien und Medizinischen Universität Wien.

"Der wichtigste Vorteil gegenüber Blut- oder Urinanalysen besteht in der sehr einfachen Risiko- und schmerzlosen Probengewinnungsmöglichkeit.

So können wir metabolische Zeitreihenanalysen durchführen, die so bisher noch nicht möglich waren", so der Chemiker.

Die Gewinnung der Schweißproben erfolgt durch ein spezielles Filterpapier, das für nur eine Minute zwischen Daumen und Zeigefinger gehalten wird.  

Die im Schweiß enthaltenen Moleküle werden dann extrahiert und mittels massenspektrometrischer Analysen innerhalb von wenigen Minuten prozessiert.

Stoffwechselprozesse sind sichtbar
In der aktuellen Studie verabreichten die Forscher*innen ihren Testpersonen Kaffee oder Koffein-Kapseln. 

Die entsprechenden Zeitreihenanalysen zeigten unterschiedliche kinetische Verläufe der Koffein-Metaboliten und erlaubten eine bioinformatische Netzwerkmodellierung. 

Daraus konnte das Team schließlich individuelle Profile in Bezug auf Koffeinaufnahme und -Verstoffwechselung erstellen und sogar auf die Aktivität von Leberenzymen schließen.

Der Stoffwechsel ist ein höchst dynamischer Prozess. 

Daher, so die Studienautor*innen, sind Zeitreihenanalysen, wie sie nun erstmals über die Fingerschweißmethode unkompliziert am Menschen ermöglicht wurden, sehr wichtig. Aus der Methode könnten sich verschiedene Anwendungen für die medizinische Praxis patentieren lassen, die z.B. zur leichteren Erkennung von bestimmten Erkrankungen oder zur Unterstützung von klinischen Studien beitragen. Verschiedene Ansätze werden bereits in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Wien im AKH erprobt.

Individuelle Signaturen
In einer begleitenden Studie hatte das Team der Joint Metablome Facility bereits weitere Beispiele dafür gezeigt, welche Daten aus Fingerschweiß ablesbar sind: "Man kann damit unmittelbar verfolgen, was jemand gegessen hat", so Studienautorin Julia Brunmair: "Es ist zum Teil auch verblüffend: Nach dem Konsum von Erdbeeren war etwa ein nicht mehr zugelassenes Insektizid nachweisbar. Nach konsumierten Orangen konnten wir – im Fall von Bio-Orangen – gesunde Flavonoide und – im Fall von nicht-biologischem Anbau – zudem entsprechende Pestizide nachweisen."

Auch Nikotinkonsum und Metabolismus konnten die Forscher*innen über gemessenes Nikotin und Anatabin im Fingerschweiß von Testpersonen unmittelbar nachweisen. Es ist nicht nur messbar, wie stark ein Mensch Fremdstoffen ausgesetzt ist, sondern auch, wie sein oder ihr Organismus darauf reagiert. Die Forscher*innen nehmen an, dass im Fingerschweiß tausende Metabolite greifbar sind, wobei von ihnen bisher rund 250 identifiziert und mit Standards verifiziert wurden. "Hier werden in absehbarer Zeit noch sehr viele hinzukommen", so Brunmair.

Wegweisend für personalisierte Medizin?
"Das Verfahren hat sich als hoch empfindlich erwiesen und zeigt neue Möglichkeiten auf, individuelle Stoffwechselprozesse sichtbar zu machen, um personalisierte Diagnostik und Therapie zu begleiten", sagt Christopher Gerner. Es könnte etwa Mediziner*innen helfen zu beurteilen, ob Medikamente von Patient*innen so wie vorgeschrieben eingenommen wurden und auch ob die erwarteten Konzentrationswerte im Körper tatsächlich erreicht werden. 

Eine solche Compliance-Kontrolle könnte speziell für klinische Studien relevant sein, zu deren Durchführung die Joint Metabolome Facility nun durch Fingerschweiß-Analysen beitragen kann. 

Die vertiefte Anwendung "Artificial Intelligence"-basierter bioinformatischer Verfahren wird wahrscheinlich noch sehr viel mehr molekulare Details über Teilnehmer*innen solcher Studien zutage fördern und verweist auch auf das Zukunftspotenzial dieser multidisziplinären Forschungsbestrebungen.

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Originalpublikation:

Publikation in Nature Communications
Finger Sweat Analysis Enables Short Interval Metabolic Biomonitoring in Humans: Julia Brunmair, Laura Niederstaetter, Benjamin Neuditschko, Andrea Bileck, Astrid Slany, Lukas Janker, Max Lennart Feuerstein, Clemens Langbauer, Mathias Gotsmy, Jürgen Zanghellini, Samuel M. Meier-Menches, Christopher Gerner (2021)
DOI: 10.1038/s41467-021-26245-4

Giulia Treccani, PhD,: Pathophysiologie von frühkindlichem Stress (Gliazellen und Nervenzellen-Neuronen) = Nervensystem

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Frühkindlicher Stress hinterlässt lebenslange Spuren im Gehirn

Forschende der Universitätsmedizin Mainz entdecken bisher unbekannten neurobiologischen Mechanismus - Belastende Erfahrungen in der frühen Kindheit, wie beispielsweise eine gestörte Eltern-Kind-Bindung, gelten als Hauptrisikofaktoren für die Entwicklung von psychischen Erkrankungen im Erwachsenenalter. 

Die zugrundeliegenden neurobiologischen Mechanismen sind jedoch bisher nicht hinreichend geklärt. 

Ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftler:innen der Universitätsmedizin Mainz hat in einem Mausmodell gezeigt, dass frühkindliche Stresserfahrungen die Funktion von bestimmten Gehirnzellen, den sogenannten ‚NG2+‘-Gliazellen, langanhaltend beeinträchtigen können.

• Diese neue Erkenntnis ist Grundlage für die Entwicklung neuer Therapieansätze bei stressbedingten psychischen Störungen wie der Depression. 

Die Forschungsergebnisse werden in der Novemberausgabe der Fachzeitschrift „Neurobiology of Stress“ unter dem Titel „Early life adversity targets the transcriptional signature of hippocampal NG2+ glia and affects voltage gated sodium (Nav) channels properties“ veröffentlicht.

„Unsere Studienergebnisse ermöglichen neue Einblicke in die Pathophysiologie von frühkindlichem Stress und zeigen, dass die Kommunikation zwischen ‚NG2+‘-Zellen und Neuronen bei stressbedingten Störungen von großer Bedeutung ist. 

Wir haben damit einen bisher unbekannten Mechanismus entdeckt, der Stress-assoziierten psychischen Erkrankungen wie der Depression zugrunde liegt. 

Insbesondere die Idee, dass wir durch die Modulation spannungsgesteuerter Natriumkanäle die Netzwerkaktivität wieder ins Gleichgewicht bringen und somit die regelrechte Funktion des Gehirns wiederherstellen können, birgt ein großes Potential für die Entwicklung neuartiger therapeutischer Ansätze in der Zukunft“, betont PhD Giulia Treccani, Arbeitsgruppenleiterin am Institut für Mikroskopische Anatomie und Neurobiologie (IMAN) der Universitätsmedizin Mainz und Erstautorin der Studie.

• Das menschliche Gehirn besteht etwa zur Hälfte aus Gliazellen. 

• Dabei handelt es sich um Zellen im Nervengewebe, die zusammen mit den Nervenzellen (Neurone) das Nervensystem bilden. 

Die bisherige neurobiologische Forschung zu den Ursachen und Therapien von psychischen Erkrankungen konzentriert sich vor allem auf die Neurone.

„Es wurde lange übersehen, dass die Gliazellen nicht nur das neuronale Netzwerk stützen, sondern auch Signale senden und mit den Neuronen kommunizieren. 

Das Hauptziel unserer Untersuchungen war es daher, nun erstmals die molekularen und funktionellen Auswirkungen von frühkindlichem Stress auf eine bestimmte Gliazellpopulation, die Oligodendrozyten-Vorläuferzellen, auch bekannt als ‚NG2+‘-Zellen, zu charakterisieren“, erklärt Treccani. 

„Wir wollten verstehen, inwieweit Stress in der frühen Kindheit die ‚NG2+‘-Zellen und ihre Funktion beeinflusst und wie diese Veränderungen zu langanhaltenden negativen gesundheitlichen Folgen im späteren Leben führen können.“

Das Forscherteam hat in einem Mausmodell gezeigt, dass frühkindlicher Stress das Transkriptom von ‚NG2+‘-Zellen im Hippocampus, einer speziellen Gehirnregion, beeinflusst. 

Das Transkriptom spiegelt den aktuellen Zustand aller aktiven Gene innerhalb der Zelle wider. 

• Die Transkriptionseffekte korrelierten dabei stark mit der Konzentration des Stresshormons Corticosteron. 

Als mögliche Ursache für die Entwicklung von stressbedingten psychischen Störungen identifizierten die Wissenschaftler:innen im Rahmen ihrer Untersuchungen das durch den frühkindlichen Stress induzierte Kandidatengen Scn7a (Sodium channel protein type 7 subunit alpha).

Das Gen Scn7a kodiert für eine Untereinheit von spannungsaktivierten Natriumkanälen, die von ‚NG2+‘-Zellen während ihrer gesamten Lebensdauer häufig gebildet (exprimiert) wird. Die Kanäle sind von grundlegender Bedeutung für die Übertragung von neuronalem Input auf ‚NG2+‘-Zellen und daher für die Kommunikation zwischen Neuronen und ‚NG2+‘-Zellen relevant. 

Bei den gestressten Tieren erhöhte sich die Stromdichte der spannungsaktivierten Natriumkanäle in den ‚NG2+‘-Zellen des Hippocampus. 

Das bestätigt die funktionelle Bedeutung des Kandidatengens Scn7a. Darüber hinaus blieb Scn7a bis zum Erwachsenenalter in gestressten Tieren hochreguliert. Die Tiere zeigten zudem eine beeinträchtigte kognitive Leistung.

Allerdings waren nicht alle Tiere in gleichem Maße von den Auswirkungen durch die frühkindliche Stresserfahrung betroffen. „Diese Erkenntnis spiegelt die Situation in der menschlichen Bevölkerung sehr gut wider“, erläutert Treccani.

Die Wissenschaftler:innen verfolgten bei ihrer Studie einen interdisziplinären methodischen Ansatz. Dieser umfasste unter anderem elektrophysiologische Analysen sowie gezielte Transkriptomanalysen in Kombination mit Verhaltensphänotypisierungen. Neben der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie und dem Institut für Mikroskopische Anatomie und Neurobiologie (IMAN) waren weitere Mainzer Forschungseinrichtungen sowie internationale Partner an der Studie beteiligt.

Originalpublikation:
Treccani G, Yigit H, Lingner T, Schleußner V, Mey F, van der Kooij MA, Wennström M, Herzog DP, Linke M, Fricke M, Schmeisser MJ, Wegener G, Mittmann T, Trotter J, Müller MB. Early life adversity targets the transcriptional signature of hippocampal NG2+ glia and affects voltage gated sodium (Nav) channels properties. Neurobiol Stress. Volume 15, Nov 2021, Article 100338.
DOI: 10.1016/j.ynstr.2021.100338


Über die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten und jährlich mehr als 300.000 Menschen stationär und ambulant versorgen. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Rund 3.300 Studierende der Medizin und Zahnmedizin sowie mehr als 600 Fachkräfte in den verschiedensten Gesundheitsfachberufen, kaufmännischen und technischen Berufen werden hier ausgebildet. Mit rund 8.600 Mitarbeitenden ist die Universitätsmedizin Mainz zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter https://www.unimedizin-mainz.de.

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E-Mail-Adresse: veronika.wagner@unimedizin-mainz.de

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Originalpublikation:

Treccani G, Yigit H, Lingner T, Schleußner V, Mey F, van der Kooij MA, Wennström M, Herzog DP, Linke M, Fricke M, Schmeisser MJ, Wegener G, Mittmann T, Trotter J, Müller MB. Early life adversity targets the transcriptional signature of hippocampal NG2+ glia and affects voltage gated sodium (Nav) channels properties. Neurobiol Stress. Volume 15, Nov 2021, Article 100338.
https://doi.org/10.1016/j.ynstr.2021.100338

 

Schichtunfähigkeit der Mitarbeiter

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neue Leitlinie zu gesundheitlichen Aspekten von Nacht- und Schichtarbeit

• Es ist wissenschaftlich belegt, dass Nacht- und Wechselschichten zu einer Störung unseres Tagesrhythmus und zu einem Schlafdefizit und Schlafstörungen führen können. 

• Mögliche Folgen sind Müdigkeit, verminderte physische und kognitive Leistungsfähigkeit und auch kardiovaskuläre Erkrankungen sowie Stoffwechsel- und Krebserkrankungen. 

Auch neurologische und psychische Erkrankungen wie die Depression werden als gesundheitliche Folgen diskutiert.

Insbesondere in der Industrie, im öffentlichen Dienst (z.B. Polizei, Feuerwehr) und im Gesundheitswesen sind Schichtdienstsysteme notwendig. 

Hinzu kommen vermehrt ausgedehnte Öffnungs- und Betriebszeiten z.B. im Dienstleistungsgewerbe. 

Eine Tätigkeit in Schichtarbeit geht mit einer großen Belastung für die Beschäftigten einher. 

Haben Schichtarbeiter*innen ein verändertes Risiko für Erkrankungen in diesen Bereichen im Vergleich zu Beschäftigten, die nicht in Schichtarbeit tätig sind? Und kann z.B. durch eine Reduktion von Nachtarbeit bzw. eines bestimmten Schichtsystems Gesundheitsprävention betrieben werden? Kann sich überdies die Prognose von Beschäftigten mit einem ungünstigen Risikoprofil für eine bestimmte Erkrankung z.B. durch die Reduktion von Nachtarbeit verringern lassen? Bzw. können Beschäftigte mit einer Vorerkrankung z.B. durch den Wechsel in ein anders Schichtsystem eine günstigere Prognose haben? Eine neu erstellte Leitlinie zu Nacht- und Schichtarbeit stellt erstmals die bestehende Evidenz zu gesundheitlichen Auswirkungen von Nacht- und Schichtarbeit zusammen und gibt Empfehlungen für die Praxis und zur Schichtplangestaltung. Zudem wird der weitere Forschungsbedarf zur Nacht- und Schichtarbeit verdeutlicht. Auf der 29. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM) wird die Leitlinie in einem eigenen Symposium vorgestellt.

• Die Empfehlungen der Leitlinie sollen dabei unterstützen, wenn z.B. bei einer bestehenden, chronischen Erkrankung entschieden werden soll, ob eine Tätigkeit an einem Arbeitsplatz in Schichtarbeit fortgesetzt werden kann bzw. welche anderen Optionen in solchen Situationen von Betroffenen, Arbeitsmedizinerinnen und Betriebsmedizinern herangezogen und abgewogen werden können. 

So werden u.a. zur Vermeidung von Schlafstörungen (Primärprävention) im Rahmen des betrieblichen Gesundheitsmanagements Unternehmen Schulungen für Schichtmitarbeiter im Umgang mit den besonderen Herausforderungen der Schichtarbeit an den Schlaf empfohlen. 

Im Rahmen der Tertiärprävention sollen Mitarbeitern mit Schlafstörungen evidenzbasierte, selbstwirksame Techniken der Kognitiven Verhaltenstherapie für Ein- und Durchschlafstörungen vermittelt werden. 

• Bei moderaten und schweren Insomnien mit Tagesbeeinträchtigungen sollen bis zur Remission Tagschicht oder geeignete kontinuierliche Schichten, wie z.B. Spätschicht durchgeführt werden. 

• Altersbedingte Schlafstörungen bei Schichtarbeit können eine dauerhafte Aufgabe von Nachtschichtarbeit oder Schichtarbeit insgesamt erfordern.

• Weiterhin wird Mitarbeitern mit schweren schlafbezogenen Atmungsstörungen, wie z.B. der Obstruktiven Schlaf-Apnoe und begleitenden schweren Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen die Aufgabe der Schichtarbeit nahegelegt. 

Personen mit schwerem oder schwer behandelbaren Restless-Legs-Syndrom soll aus medizinischer Sicht die Möglichkeit eingeräumt werden, in Tagschichten oder geeignete kontinuierliche Schichten zu wechseln. 

• Bei seltenen Erkrankungen, wie z.B. der Narkolepsie, deuten die wissenschaftlichen Daten auf eine komplette Schichtunfähigkeit der Mitarbeiter hin.

Hintergrund: 

Die neu erstellte Leitlinie zu Nacht- und Schichtarbeit ist eine Leitlinie der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e.V. (AWMF). 

Die Langfassung ist auf der Website der AWMF abrufbar: https://www.awmf.org/leitlinien/detail/ll/002-030.html. 

Die Leitlinie wurde unter Federführung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin e.V. (DGAUM) unter Beteiligung weiterer wissenschaftlich-medizinischer Fachgesellschaften einschließlich der DGSM erstellt. 

Die Leitlinie richtet sich neben Medizinern relevanter Fachgebiete an die mit der Thematik beschäftigten Vertreterinnen und Vertreter im Gesundheits- und Sozialwesen (z.B. Krankenkassen, Kostenträger, Firmen), die Sozialpartner (Arbeitgeber und Arbeitnehmer) und deren Vertretungen, alle Experten im Arbeits- und Gesundheitsschutz und natürlich die Beschäftigten in Nacht- und Schichtarbeit selbst.

Umfassende Informationen zur neuen Leitlinie Nacht- und Schichtarbeit werden im dazugehörigen Symposium der virtuellen DGSM-Jahrestagung diskutiert. 

Sie finden das Programm unter www.dgsm-kongress.de und können sich dort akkreditieren. 

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Priv.-Doz. Dr. med. Stefanie Corradini: Nicht operablen Herztumoren - Herzmetastasen - malignen Herzsarkomen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Strahlentherapie - Erstmals können nicht operable Herztumore behandelt werden

Der neue MR Linac am LMU Klinikum bietet gleich mehrere Vorteile bei der Bestrahlung von Tumoren in beweglichen Organen: 

• Genauer, größere Dosen, bessere Schonung des gesunden Gewebes. 
• Sogar Patientinnen und Patienten mit nicht operablen Herztumoren können so erstmals behandelt werden. 

„Mit dem MR Linac“, sagt Prof. Dr. Claus Belka, Direktor der Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie am LMU Klinikum, „können wir live verfolgen, ob und wie sich der Tumor und das umgebende gesunde Gewebe durch die Therapie verändern. 

Das eröffnet eine neue Dimension der Präzision bei der Bestrahlung.“

Viele Organe bewegen sich ständig. 

Das Herz oder die Lungen zum Beispiel. 

Oder deren direkte Nachbarn wie die Bauchspeicheldrüse und die Leber. 

Zwar ist die Bestrahlung von Krebsherden in diesen Organen auch bislang auf hohem Niveau machbar.

• Doch aufgrund der Bewegungen treffen die zelltötenden Strahlen auch gesundes Gewebe, das an die Tumoren grenzt. Entsprechend muss die Dosis der Bestrahlung limitiert werden, was wiederum den Erfolg der Therapie schmälert.

Mit dem MR Linac ist dieses Problem weitgehend Vergangenheit. 

Diese mächtige Maschine ist seit gut anderthalb Jahren am LMU Klinikum in Großhadern in Betrieb. 

Sie vereint zwei Geräte, die bislang strikt getrennt waren und allein für sich schon technologische Hochleistung bedeuten: 

ein “Linearbeschleuniger”, der die eigentliche Strahlung für die Strahlentherapie von Tumorpatienten erzeugt. 

Und ein Magnet-Resonanz-Tomograf, der strahlungsfrei während der Behandlung immer wieder Schichtbilder vom Tumor schießt.

„So können wir live und direkt verfolgen, ob und wie sich ein Tumor und das umgebende gesunde Gewebe durch die Therapie verändern“, sagt Privat-Dozentin Dr. Stefanie Corradini, leitende Oberärztin an der Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie. „Damit können wir die gesamte Therapie sehr präzise gestalten und an die sich ändernden Verhältnisse im Krebsgewebe anpassen.“ Und zwar Tag für Tag. 

• Denn die jeweils nächste Sitzung der Therapie wird immer neu von einem mehrköpfigen Team aus Ärztinnen und Ärzten, Medizinisch-Technischen Angestellten und Physikerinnen und Physikern für die aktuellen Verhältnisse im Gewebe berechnet.

„Für die Patientinnen und Patienten bringt das nur Vorteile“, erklärt Claus Belka, „weil wir das gesunde Gewebe exzellent schonen, können wir höhere Strahlendosen mit besserer Wirkung einsetzen.“ Seit Januar 2020 wurden in Großhadern bereits etwa 300 Patienten mit Tumoren in beweglichen Organen in rund 1.800 Einzelbestrahlungen behandelt.

Internationale SHARP-Studie startet:

Dabei ermöglicht das High-Tech-Verfahren sogar die Behandlung von bösartigen Herztumoren. 

Diese Tumore sind zwar extrem selten. 

Da sie nicht operiert werden können, haben die Patienten bisher keine Therapieoption und geringe Überlebenschancen. 

„Wir können die Betroffenen mit hohen Dosen bestrahlen und ihre Tumoren in Schach halten“, sagt Stefanie Corradini. 

Das heißt: 

Die Krebsherde wachsen nicht weiter oder sie schrumpfen sogar. 

Auch Herzmetastasen lassen sich mit dem MR Linac behandeln. Inwieweit das Verfahren das Überleben der Patientinnen und Patienten langfristig verlängert, wollen die Experten des LMU Klinikums jetzt gemeinsam mit drei weiteren Krankenhäusern in einer großen internationalen Studie ermitteln. (SHARP trial - Stereotactic Heart Ablative RadiotheraPy - Prospektive Beobachtungsstudie zur MR-gesteuerten stereotaktischen ablativen Strahlentherapie von inoperablen primären oder rezidivierenden malignen Herzsarkomen oder Herzmetastasen).

„Wir hatten die Technologie von Anfang an sehr gut im Griff“, sagt Stefanie Corradini, „und wissen ganz genau, was wir tun.“ 

So ist das Team des LMU Klinikums an zahlreichen Studien beteiligt, in denen die Einsatzmöglichkeiten des MR Linac erforscht werden (Tumoren in Lunge, Leber, Prostata, und der Bauchspeicheldrüse). 

Und es hat federführend die europäischen Leitlinien gestaltet, beispielsweise für die Inbetriebnahme und praktische Einführung der MR-gesteuerten Bestrahlung mittels MR Linac in der Klinik.

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Priv.-Doz. Dr. med. Stefanie Corradini
Leitende Oberärztin, Bereichsleitung Brachytherapie und MR-Linac
Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
LMU Klinikum München
Tel: +49 89 4400-73737
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Philipp Kressirer Klinikum der Universität München

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