Prof. Dr. Uwe Tegtbur: Die Herzfrequenz der Pedelecfahrer - E-Bike Fahrer: metabolische Äquivalent = Berechnung für Energieverbrauch

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: MHH-Studie zeigt: Pedelec fahren steigert Fitness und Gesundheit

Forschende der Klinik für Rehabilitations- und Sportmedizin liefern erstmals konkrete Messdaten

Wie hoch ist der Trainingseffekt für Nutzerinnen und Nutzer von Elektrofahrrädern, auch Pedelecs genannt? 

Welche positiven Effekte für die Gesundheit sind zu erwarten? 

Diesen Fragen sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Klinik für Rehabilitations- und Sportmedizin der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) in einer fast dreijährigen Studie nachgegangen. 

Ihre Forschungsergebnisse wurden nun im Journal BMJ Open Sport & Exercise Medicine veröffentlicht.

Für ihre Studie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zwischen 2017 und 2020 bundesweit die Daten von 1250 Pedelec-Fahrern und 629 Nutzern herkömmlicher Fahrräder ausgewertet. 

Dabei wurden die Fahrerinnen und Fahrer aber nicht nur befragt. 

„In unserer Studie haben wir 58.833 Fahrten von E-Bikern und Radfahrern analysiert und jeweils die Herzfrequenzen und Geschwindigkeiten gemessen. 

Im Gegensatz zu anderen großen E-Bike Studien haben wir zum ersten Mal auch tatsächliche Messdaten prospektiv erhoben, nicht nur Fahrer befragt“, erläutert Prof. Dr. Uwe Tegtbur, Direktor der Klinik für Rehabilitations- und Sportmedizin. 

Eine Frau und ein Mann auf Pedelecs im Stadtverkehr. Copyright MHH. Herz-Kreislaufsystem wird gefordert

• Die Herzfrequenz der Pedelecfahrer lag dabei während des Radelns, unter Berücksichtigung der Therapien mit ß-Blockern, nur fünf Schläge pro Minute unter der der Fahrradfahrer.

 „Entgegen vieler Vorurteile zeigen die Zahlen, dass Muskeln und das Herz-Kreislaufsystem beim Pedelecfahren nahezu so gefordert werden wie beim herkömmlichen Radfahren“, erklärt Dr. Hedwig Theda Boeck, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Klinik und einer der Erstautorinnen der Studie. 

• „Wir haben zudem herausgefunden, dass die Pedelecfahrer öfter das Auto durch ihr Pedelec ersetzen als es die anderen Radfahrer tun – ein klarer Mehrwert für ihre Gesundheit.“
  

Die Motorunterstützung erleichtere den Einstieg in eine alltägliche körperliche Aktivität und sei auch für ältere, übergewichtige und weniger trainierte Menschen eine gute Möglichkeit, ihre Aktivitäten zu steigern. 

„Viele Pedelecnutzer waren vorher nicht unbedingt Radfahrer. 

Die Hemmschwelle ist deutlich niedriger, wenn auch in hügeligem Gelände oder bei starkem Gegenwind auf die Motorunterstützung zurückgegriffen werden kann“, ergänzt Dr. Boeck.

Über 35 Prozent der teilnehmenden E-Bike Fahrer haben Vorerkrankungen wie zum Beispiel einen Herzinfarkt, Bluthochdruck oder Gelenkverschleiß. 

•  Hier hilft das E-Bike, überhaupt wieder draußen in Bewegung zu bekommen. 

Jeder Schritt zu mehr Aktivität, jede Unterbrechung des Sitzens und jeder Aufstieg auf das Rad sind ein Beitrag für ein gesünderes und aktiveres Leben. 

„Wir haben gezeigt, dass die E-Biker 135 Minuten pro Woche unterwegs waren, davon ein Großteil mit einer gesundheitlichen effektiven Belastung. 

Allein dadurch konnten sie zwei Drittel des WHO-Bewegungsziels von 150 Minuten moderater Aktivität pro Woche erreichen“, erklärt Prof. Tegtbur.

Neben der gemessenen Zweiradaktivität gaben die E-Biker an, insgesamt 54,8 MET (metabolische Äquivalent = Berechnung für Energieverbrauch, 1 Stunde moderates Radfahren entspricht 7,5 MET) Stunden pro Woche und die Radfahrenden 55,2 MET Stunden pro Woche aktiv zu sein. 

Insgesamt reduzieren sie Ihr Risiko, einen Herzinfarkt zu erleiden, um über 40 Prozent. 

Auch das Risiko einer Krebs- oder Diabeteserkrankung sinkt mit zunehmender Aktivität. 

• Die Gruppe der Pedelec Nutzer und Nutzerinnen war im Durchschnitt etwas älter als die Nutzer herkömmlicher Räder, hatte einen höheren Body-Mass-Index und litt auch häufiger an Vorerkrankungen wie Bluthochdruck, Diabetes, Asthma, oder Herzerkrankungen.

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) aus Mitteln zur Umsetzung des Nationalen Radverkehrsplans (NRVP) 2020 gefördert. 

Kooperationspartner sind außerdem die MHH-Institute für Biometrie und Verkehrsunfallforschung sowie die Institute für Versicherungsbetriebslehre und das Center for Health Economics Research (CHERH) der Leibniz Universität Hannover.

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Jenny Tropmann: ARDS“ engl. Acute Respiratory Distress Syndrome - 16 Stunden Bauchlagerung - je früher destobesser

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Wie wirksam ist die Bauchlagerung?

Alltag auf der Intensivstation: 

Um einen Patienten mit akutem Lungenversagen fachgerecht und komplikationslos vom Rücken auf den Bauch umzulagern, sind durchschnittlich fünf Personen im Einsatz. 

Die Maßnahme hat sich bei schwerkranken COVID-19-Patienten bewährt. 

Unter bestimmten Voraussetzungen ist die Bauchlagerung sogar besonders erfolgreich. 

Das hat Jenny Tropmann, Krankenpflegerin am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW), Bad Oeynhausen, in ihrer Bachelorarbeit dargestellt. 

Je nach Körpergröße, Gewicht und eingesetzter Medizintechnik können bei der Umlagerung eines Patienten auf der Intensivstation fünf Personen beteiligt sein (Foto: Marcel Mompour). HDZ NRW 

„Schwerkranke Patientinnen und Patienten benötigen hochkomplexe Pflegeprozesse“, sagt die 24-Jährige. 

„Das war schon immer so, ist aber erst durch die SARS-CoV-2-Pandemie in den Blickpunkt der Öffentlichkeit geraten.“ Auf der COVID-19-Intensivstation des HDZ NRW werden derzeit 4 Schwerkranke pflegerisch und medizinisch versorgt. Die Pflegekräfte überwachen Herzfrequenz, Blutdruck und Sauerstoffsättigung. Sie sind mit der aufwendigen Medizintechnik – darunter extrakorporale Lungenunterstützungssysteme (ECMO) - vertraut, bedienen Beatmungs- und Infusionsgeräte und setzen bei Nieren- oder Leberversagen entsprechende Ersatzverfahren ein.

„Drehen Sie einmal einen mit diesen Geräten ausgestatteten Patienten in die Seitenlage oder die empfohlene Bauchlage“, sagt Jenny Tropmann.  

Dazu brauche es ein perfekt geschultes Team, eine gute Vorbereitung der erforderlichen Lagerungsmaterialien zur Dekubitusprophylaxe, um ein Wundliegen zu verhindern - einschließlich der Sicherung der verschiedensten Gerätschaften. 

Und natürlich klar geregelte Absprachen untereinander. 

Auch auf Körpergröße und Gewicht der Patienten müsse bei der Umlagerung geachtet werden. „Dieses Prozedere routinemäßig ohne Komplikationen zu beherrschen, ist eine äußerst anspruchsvolle Pflegeintervention.“

Mit der Bauchlagerung hat sich die Krankenpflegerin eingehender im Rahmen ihres berufsbegleitenden Studiums beschäftigt. Anhand einer systematischen Untersuchung der zum Thema vorhandenen wissenschaftlichen Veröffentlichungen hat sie in ihrer Übersichtsarbeit nachgewiesen, dass eine Bauchlagerung das Sterblichkeitsrisiko insgesamt im Vergleich zur Rückenlage prozentual verringern kann, - sofern bestimmte Kriterien beachtet werden.

Warum ist die Bauchlagerung so sinnvoll und wird bei akutem Lungenversagen, das als „ARDS“ (engl. Acute Respiratory Distress Syndrome) bezeichnet wird, ausdrücklich empfohlen? „

• Auf dem Bauch liegend verteilt sich der über die Beatmungsgeräte zugeführte Sauerstoff besser und gleichmäßiger in der Lunge“, antwortet Tropmann. 

„Die Lunge wird entlastet, Belüftung und Durchblutung bessern sich auf diese Weise.“
Mehr als zehn Prozent aller Intensivpatienten leiden an einem akuten Lungenversagen. Bei einem schweren Verlauf verstirbt fast die Hälfte der Betroffenen. Mit ihrer Forschungsarbeit belegt Jenny Tropmann, dass gerade bei dieser Patientengruppe eine Bauchlagerung das Sterblichkeitsrisiko um bis zu 15 Prozent senken kann.  

• Die Methode ist umso wirksamer, je früher sie angewandt wird.

 „Zudem sollten die Patienten möglichst lange auf dem Bauch gelagert werden, die Leitlinien der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften empfehlen sogar 16 Stunden.“

Was bedeuten diese Erkenntnisse für die Arbeit auf der Intensivstation? 

„In einem Klinikum wie dem HDZ NRW sind die Spezialkenntnisse der Mitarbeitenden und das Erfahrungswissen aufgrund der hohen Routine im Alltag auf den Stationen enorm groß“, sagt die Gesundheits- und Krankenpflegerin. „Um Patienten bestmöglich zu versorgen, ist es wichtig, unsere pflegerischen Maßnahmen regelmäßig zu hinterfragen und zu überprüfen. Nur so können wir das, was wir tun, auch nachhaltig begründen, wissenschaftlich belegen und damit auch weiter verbessern, wenn das notwendig erscheint.“

Anerkennung hat Jenny Tropmann mit ihrer Arbeit nicht nur mit einer ersten Veröffentlichung in einer Fachzeitschrift gefunden, sondern auch in ihrem direkten Umfeld im HDZ. „Das ist ein hochaktuelles und sehr schönes Beispiel für unser Konzept der evidenzbasierten Pflege, das wir Schritt für Schritt im gesamten Klinikum umsetzen“, sagt Pflegedirektor Christian Siegling, der mit diesem Qualitätsanspruch ein besonderes Augenmerk auf die Akademisierung der Pflegeberufe richtet.  

Der Anspruch an Medizin und Pflege in einem Spezialklinikum ist zu Recht hoch. 

Mit einem entsprechenden Weiterbildungsangebot und gezielten Einarbeitungskonzepten in kollegialen Teams sprechen wir daher alle Fachkräfte an, die mit einem solchen Qualitätsanspruch bei uns arbeiten möchten“, sagt er. „Und natürlich sind Pflegende mit einem akademischen Grad oder auf dem Weg zu einem Studienabschluss ebenso herzlich willkommen!“

 Jenny Tropmann arbeitet in der Krankenpflege auf der kardiochirurgischen Intensivstation E.01 im HDZ NRW, Bad Oeynhausen (Fotograf: Marcel Mompour). HDZ NRW

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Jenny Tropmann
Krankenpflege am HDZ NRW, Bad Oeynhausen 

Anna Reiss Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum - Herz- und Diabeteszentrum NRW Bad Oeynhausen

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Originalpublikation:

Tropmann J. Müller I.: Wirksamkeit der Bauchlagerung bei ARDS. Intensiv 2021; 29(05): 242-246 © 2021 Thieme. DOI: 10.1055/a-1530-3209

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Medikamentösen Angina-Therapien: Angina Pectoris Therapie - Koronaren Herzkrankheit, kurz KHK: Daher Präkonditionierung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Was hilft gegen Herzschmerz?

In einer Übersichtsarbeit im Nature Reviews haben Wissenschaftler aus Würzburg, Essen und Mainz Therapien bei Angina Pectoris unter die Lupe genommen. 

• Die schlechte Nachricht: 

Kein Medikament kann das Leben von Patienten mit chronischem Koronarsyndrom verlängern. 

• Die gute Nachricht: 

Medikamente können den Herzschmerz lindern, sofern sie auf die Komorbiditäten und das hämodynamische Profil des einzelnen Patienten zugeschnitten sind. 

Die Kardiologen haben einen Kompass für Ärzte als Entscheidungshilfe entwickelt, wann welche Kombination von Medikamenten angewendet werden sollte. 

Der antianginale Kompass empfiehlt Medikamente für Patienten mit chronischem Koronarsyndrom mit und ohne Herzinsuffizienz. Edoardo Bertero et al adaptiert von Bertero et al, Nat. Rev. Cardiol. 2021

Etwa fünfeinhalb Millionen Menschen leiden hierzulande an der Koronaren Herzkrankheit, kurz KHK. 

• Durch die Verengung der Herzkranzgefäße kommt es zu Durchblutungsstörungen, der Herzmuskel wird nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. 

Die Folge: Brustenge und brennende Schmerzen, vor allem bei Belastung - Angina Pectoris. 

 Christoph Maack, Sprecher des Deutschen Zentrums für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI), hat gemeinsam mit dem Mediziner Edoardo Bertero, dem Pathophysiologen Gerd Heusch vom Uniklinikum Essen und dem Kardiologen Thomas Münzel von der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz die derzeitigen medikamentösen Angina-Therapien unter die Lupe genommen. 

Ergebnis: Kein Medikament verlängert das Leben, und keines ist dem anderen wirklich überlegen. 

Wer jedoch Medikamente personalisiert verschreibt, der kann zumindest die Lebensqualität seiner Patienten deutlich verbessern.  

• Mit dem von den Kardiologen und Wissenschaftlern entwickelten Kompass hat nun jeder Arzt eine schnelle Entscheidungshilfe an der Hand, Details zu den Mechanismen können Interessierte in der Fachzeitschrift Nature Reviews Cardiology nachlesen.

Klassische Medikamente gegen den Brustschmerz sind Betablocker, Kalziumantagonisten und Nitrate. 

• Sie verringern den Sauerstoffverbrauch des Herzens, erweitern die Gefäße und verbessern so die Durchblutung des Herzmuskels. 
• Zur neuen Medikamentengeneration gehören Wirkstoffe wie Ranolazin, Trimetazidin und Ivabradin. 
• Während Ivabradin die Herzfrequenz verlangsamt, greifen Ranolazin und Trimetazidin in den Stoffwechsel des Herzens ein.

Personalisierte Medizin bei Angina Pectoris

Die Palette der pharmazeutischen Behandlungsmöglichkeiten bei Angina Pectoris wächst. 

Doch es gibt bislang für kein Medikament den Nachweis, dass es die Prognose verbessert. 

Für die klassischen Medikamente fehlen die großen Studien, für die neuen Wirkstoffe haben die Studien Sicherheit, aber keine Evidenz für eine Lebensverlängerung erbracht. Kein Medikament ist deutlich besser als das andere. 

„Es sei denn, man nimmt die Auslöser der Erkrankung und die Pathophysiologie bei jedem einzelnen Patienten als Entscheidungsgrundlage für die Behandlung“, bemerkt Christoph Maack, Leiter der Translationalen Forschung am DZHI.

Nachdem die European Society of Cardiology (ESC) bei der Überarbeitung der Leitlinien im Jahr 2019 die Empfehlung aufgenommen hat, die antianginöse medikamentöse Behandlung zu personalisieren, hat Christoph Maack gemeinsam mit Edoardo Bertero, Gerd Heusch und Thomas Münzel die Studienlage geprüft und einen Kompass für die Behandlung von Patienten mit chronischem Koronarsyndrom mit und ohne Herzinsuffizienz erstellt.

Wichtige Parameter des Kompasses sind Blutdruck und Herzfrequenz. 

Hier sind nicht nur die hohen Werte relevant, sondern auch die normalen und niedrigen. 

Die Kombination sei entscheidend, so Maack. 

• Ist der Blutdruck höher als 140 zu 80 mmHg, und liegt die Herzfrequenz über 70 Schlägen pro Minute, werden zum Beispiel Betablocker und Nitrate empfohlen, bei reduzierter Herzleistung kann neben Betablockern auch Ivabradin gegeben werden, bei erhaltenem Auswurf sind Kalziumantagonisten ratsam. 

Bei niedrigem Puls und Blutdruck bietet sich die Einnahme von Ranolazin und Trimetazidin an.

Gesunder Lebensstil, Statine und Ranolazin bei Diabetes

• Das Herz verstoffwechselt 70 bis 80 Prozent Fettsäuren und 10 bis 20 Prozent Zucker. 

• Bei der Metabolisierung der Glukose benötigen die Mitochondrien, die Kraftwerke unserer Zellen, allerdings weniger Sauerstoff für die Energiegewinnung als bei der Verarbeitung von Fettsäuren. 

• Die Wirkstoffe Ranolazin und Trimetazidin blockieren die Fettsäureverstoffwechselung. 

Das Herz ist flexibel und schaltet automatisch auf Glukose um. 

• Ranolazin reduziert darüber hinaus den Natriumeinstrom in den Zellen, was wiederum günstig in den Kalziumhaushalt eingreift. 

• Durch die Reduzierung des Kalziums entspannen sich die Herzmuskelzellen, die Durchblutung bessert sich.

Bei Diabetes ist die Gabe von Ranolazin besonders wirksam, da durch die verbesserte Aufnahme von Zucker in die Zellen die Blutzuckerspiegel abnehmen. 

Ferner, und das ist gut belegt, hilft ein gesunder Lebensstil. 

Dazu gehören Nikotinverzicht, gesunde Ernährung, regelmäßige Bewegung und das Erlangen sowie Halten des Normalgewichts. 

Auch Statine sind Teil des Behandlungsplans bei Diabetikern, da sie ein höheres Risiko für Ereignisse wie zum Beispiel Infarkte haben. 

• Die Statine senken das Cholesterin, stabilisieren die Gefäßinnenschicht und schützen so vor einem Infarkt, der oft durch akutes Aufreißen der Gefäßinnenschicht verursacht wird.

Positiver Stress fürs Herz - Schutz durch Präkonditionierung

Ob das Aufdehnen eines verengten Herzkranzgefäßes mittels Katheter und die Implantation eines Stents ratsam sind, sollte den Autoren zufolge ebenfalls individuell entschieden werden. 

„Bei der KHK in stabiler Situation bringt die Katheterbehandlung zwar meist eine Verbesserung der Symptome, verlängert aber auch nicht das Überleben“, so Maack. 

Somit könnte ein personalisierter Medikamentenplan oft eine sinnvolle Alternative zum Katheter sein. 

Medikamente könnten dem Muskel helfen, mit der Engstelle umzugehen. 

„Ein bisschen Stress kann dem Herzen auch guttun“, schildert Maack die so genannte Präkonditionierung. 

„Das Herz aktiviert molekulare Selbst- Schutzmechanismen und optimiert seinen Stoffwechsel, sodass es resistenter gegen Sauerstoffmangel wird.“

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Christoph Maack: maack_c@ukw.de

Kirstin Linkamp, Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg 

DZHI  Universitätsklinikum Würzburg

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97080 Würzburg
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Susanne Just
Telefon: 0931/201-59447
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E-Mail-Adresse: just_s@ukw.de

Originalpublikation:

Edoardo Bertero, Gerd Heusch, Thomas Münzel, Christoph Maack. A pathophysiological compass to personalize antianginal drug treatment. Nat Rev Cardiol (2021). https://doi.org/10.1038/s41569-021-00573-w

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Herzversagen-Herzerkrankungen-: TELEMONITORING

Medizin am Abend Berlin Fazit: Telemonitoring bei Herzerkrankungen: Nutzen weiterhin unklar

Mehrere Studien noch immer nicht oder nicht vollständig veröffentlicht 
 
Um Herzversagen zu verhindern, werden Menschen mit bestimmten Herzerkrankungen elektronische Geräte implantiert, die bei Bedarf selbsttätig den Herzschlag stimulieren oder schwerwiegende Rhythmusstörungen ausgleichen sollen.

Heutzutage ist es mithilfe dieser Geräte zudem möglich, die Herzfunktion aus der Ferne zu überwachen. Ist sie auffällig, kann der Arzt oder die Ärztin zusätzliche therapeutische Maßnahmen einleiten.

Ob dieses sogenannte Telemonitoring Patientinnen und Patienten bei Herzinsuffizienz oder bei Herzrhythmusstörungen mit hoher Herzfrequenz (ventrikuläre Tachyarrhythmien) Vorteile bietet, bleibt jedoch unklar.

Zu diesem Ergebnis kommt das Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWiG) in seinem Abschlussbericht.

Nach wie vor fehlen zu unerwünschten Ereignissen und zur Lebensqualität Daten, da Studienergebnisse nicht oder nur lückenhaft veröffentlicht wurden.  

Auch der öffentliche Aufruf des IQWiG änderte daran nichts. Bei anderen Zielkriterien fallen die Behandlungsergebnisse mit Telemonitoring weder besser noch schlechter aus als ohne.

• Elektrische Impulse sollen Herzfunktion stabilisieren

Herzinsuffizienz, also Herzschwäche, ist eine häufige Erkrankung gerade bei älteren Menschen und gehört zu den häufigsten Todesursachen in Deutschland.

Sogenannte ventrikuläre Tachyarrhythmien treten bei Herzinsuffizienz häufig auf.

Dabei handelt es sich um eine Kombination aus Herzrhythmusstörung (Arrhythmie) und schnellem Herzschlag (Tachykardie), die von einer der beiden Herzkammern (Ventrikel) ausgeht.  
Sie können im schlimmsten Fall einen plötzlichen Herztod verursachen.

Beide Erkrankungen werden behandelt, indem man den Betroffenen aktive kardiale Aggregate implantiert. Ist der Herzschlag auffällig, senden diese Geräte elektronische Impulse aus.

Sie sollen entweder eine Defibrillation oder eine Überstimulation auslösen (ICDs) oder die Kontraktion von linker und rechter Herzkammer synchronisieren (CRTs).

• Ein dritter Gerätetyp kombiniert beide Funktionalitäten (CRT-Ds).

Telemonitoring soll Nachsorge unterstützen

Unabhängig vom Typ des Implantats ist eine regelmäßige (ambulante) Nachsorge notwendig, wobei Patienten in festen Zeitabständen, in der Regel alle drei Monate, zu ihrem Arzt oder zu ihrer Ärztin kommen müssen. Prinzipiell ermöglichen heutzutage aber alle Gerätetypen auch das sogenannte Telemonitoring.

Dabei werden physiologische Daten per Funk an die Praxis oder eine andere medizinische Einrichtung übermittelt und überwacht. Die Patientinnen und Patienten können dann bei Bedarf unabhängig von den regulären Nachsorgeterminen einbestellt werden, um diagnostische oder therapeutische Maßnahmen einzuleiten. Das Telemonitoring soll den Arztbesuch aber auch teilweise ersetzen können.

Bei den meisten Zielkriterien keine relevanten Unterschiede

Bereits beim Vorbericht hatte dem Institut eine – für nichtmedikamentöse Verfahren – relativ breite Datenbasis zur Verfügung gestanden. Und durch eine Nachrecherche kam eine weitere Studie hinzu. Insgesamt flossen nun 17 Studien mit 10 130 Teilnehmerinnen und Teilnehmern in die Bewertung ein. In diesen Studien erhielten die Teilnehmer entweder nur die Standardnachsorge oder sie wurden zusätzlich per Telemonitoring überwacht.

Bei den meisten Zielkriterien, den sogenannten Endpunkten, zeigen die Daten keine oder keine relevanten Unterschiede zwischen den beiden Behandlungsgruppen.  

Für die Sterblichkeit und das Auftreten von Schlaganfällen oder Herzinfarkten gilt das ebenso wie für die Notwendigkeit von Klinikaufenthalten oder das Auftreten von psychischen Problemen.

Besonderheiten im Studienaufbau von IN-TIME

Es gibt indes eine Ausnahme: Bei einer der 17 Studien (IN-TIME) fallen die Ergebnisse in Hinblick auf die Sterblichkeit (Gesamtmortalität und kardiovaskuläre Mortalität) zugunsten der telemedizinischen Versorgung aus. Allerdings war bei IN-TIME der Studienaufbau auch besonders: Zum einen wurden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer besonders engmaschig überwacht. Zum anderen war die Nachsorge in der Kontrollgruppe – im Unterschied zu der in Deutschland üblichen Versorgung – weniger intensiv: Erst nach 12 Monaten mussten die Patientinnen und Patienten zum ersten Mal persönlich in die Arztpraxis, um sich untersuchen zu lassen.

Somit bleibt unklar, ob die Resultate von IN-TIME auf die besonders engmaschige Beobachtung in der Telemedizin-Gruppe oder aber auf die – im Vergleich zu den anderen Studien – selteneren Nachsorgetermine in der Kontrollgruppe zurückzuführen sind. Das Institut leitet deshalb auch aus IN-TIME keinen Nutzen ab.

Lebensqualität: Daten von 82 % der Studienteilnehmer fehlen

Bei zwei zentralen Endpunkten, bei Nebenwirkungen und Lebensqualität, sind in der Gesamtschau der Studien weiterhin gar keine Aussagen zu Nutzen oder Schaden möglich, weil hier die Daten für einen erheblichen Anteil der Patientinnen und Patienten fehlen.

• Was schwerwiegende unerwünschte Ereignisse betrifft, zu denen auch Nebenwirkungen der Therapie zählen, sind für 42 % der Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Ergebnisse nicht verfügbar. Bei der gesundheitsbezogenen Lebensqualität sind es sogar 82 %.

Nur diejenigen Teilnehmer in die Bewertung einzubeziehen, für die Angaben vorliegen, wäre nicht adäquat. Denn bei einem derart hohen Anteil fehlender Daten ist die Wahrscheinlichkeit für ein verzerrtes Ergebnis sehr hoch.

Mehrere Studien noch immer nicht publiziert

Doch es fehlen nicht nur Angaben von Studienteilnehmern. Drei Studien, die für die Bewertung wahrscheinlich relevant sind, waren zu Redaktionsschluss noch nicht veröffentlicht. Das IQWiG hat zudem fünf weitere abgeschlossene, noch unpublizierte Studien identifiziert. Allerdings war deren Relevanz unklar. Unter diesen Studien ist auch die EVATEL-Studie: Sie wurde vor mehr als sechs Jahren abgeschlossen, bislang ist aber lediglich ein Abstract verfügbar.

• Obwohl das IQWiG diesen Umstand vor dem Stellungnahmeverfahren kritisiert hatte, lieferten weder Hersteller noch Studienautoren aus öffentlich finanzierten Einrichtungen Daten nach. 

„Hier hat gerade die Industrie die Chance vertan, einen Nutzen ihrer Geräte aufzuzeigen“, kommentiert der stellvertretende Leiter des IQWiG, Stefan Lange.

„Klinische Studien haben keinen Selbstzweck, vielmehr müssen alle ihre Resultate so rasch wie möglich öffentlich verfügbar sein. Denn nur dann können wir Nutzen und Schaden der medizinischen Interventionen bewerten. Und Patientinnen und Patienten können ohne dieses Wissen keine informierte Entscheidung treffen“, so Stefan Lange.

Zum Ablauf der Berichtserstellung

Die vorläufigen Ergebnisse, den sogenannten Vorbericht, hatte das IQWiG im August 2017 veröffentlicht und zur Diskussion gestellt.

Nach dem Ende des Stellungnahmeverfahrens wurde der Vorbericht überarbeitet und als Abschlussbericht im Januar 2018 an den Auftraggeber versandt. 

Die eingereichten schriftlichen Stellungnahmen werden in einem eigenen Dokument zeitgleich mit dem Abschlussbericht publiziert. Der Bericht wurde gemeinsam mit externen Sachverständigen erstellt.

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Studieneinladung: Herzschwäche und Digitoxin

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Herzschwäche: Längeres Leben mit Digitoxin?

MHH-Wissenschaftler klären widersprüchliche Ergebnisse zur Digitalistherapie / Teilnehmer und Zentren für Studie gesucht 

Professor Dr. Armin Koch, Privatdozent Dr. Udo Bavendiek, Professor Dr. Johann Bauersachs, und Lukas Aguirre Dávila (von links). Quelle „MHH/Kaiser“.
 

• Wer an Herzschwäche oder Vorhofflimmern leidet, wird oft mit Herzglykosiden (Digitalis) wie zum Beispiel Digoxin oder Digitoxin behandelt. 

Diese ursprünglich aus dem Fingerhut gewonnenen Wirkstoffe steigern die Schlagkraft des Herzens und senken bei Vorhofflimmern eine zu hohe Herzfrequenz.

Ob die Digitalis-Behandlung einen Effekt auf die Sterblichkeit und die Rate an Krankenhausaufnahmen hat, ist jedoch umstritten. Es wurden widersprüchliche Analysen veröffentlicht, von denen einige besagen, dass Digitalis hilft, andere, dass es unwirksam ist oder sogar schadet.  

Wissenschaftler der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) haben nun herausgefunden, dass diese Widersprüchlichkeit am Design und der Auswertemethode der Analysen liegt.

• „Das größte Problem dieser Analysen ist, dass mit Digitalis behandelte Patienten schon aufgrund ihres Alters und der Nebenerkrankungen eine schlechte Prognose haben, also unabhängig von der Digitalistherapie. 

Die Schlussfolgerung vieler Studien, dass die Prognose durch die Digitalistherapie verschlechtert wurde, ist daher nicht zutreffend“, betont Privatdozent Dr. Udo Bavendiek, Oberarzt der MHH-Klinik für Kardiologie und Angiologie.

Darüber hinaus spiele es beispielsweise auch eine Rolle, dass die Studien ursprünglich nicht zur Untersuchung von Digitalis-Effekten, sondern zu anderen Zwecken entworfen worden seien.

Die MHH-Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse in der renommierten Fachzeitschrift „European Heart Journal“.

„Aus den bisherigen Arbeiten können jedoch wichtige Hypothesen abgeleitet werden, die in weiteren Untersuchungen überprüft werden können“, sagt Professor Dr. Johann Bauersachs, Direktor der MHH-Klinik für Kardiologie und Angiologie. Diese weiteren Studien müssten jedoch von Beginn an zur Überprüfung dieser konkreten Frage gestaltet werden sowie ausreichend viele Patienten einschließen, die nach dem Zufallsprinzip entweder der Digitalis- oder der Kontroll-Gruppe zugeordnet werden. Die bisher einzige so designte Studie war die 1997 veröffentlichte Untersuchung „DIG-Trial“. Aus ihr ging hervor, dass Patienten mit Herzschwäche unter Digoxin-Behandlung seltener ins Krankenhaus eingewiesen werden mussten. Außerdem verlängerte die Therapie mit einer niedrigen Dosis Digoxin das Leben der Patienten.

Studienteilnehmer und weitere Zentren gesucht

Um definitiv zu belegen, dass eine Digitalis-Therapie in niedrigen Dosierungen für Patienten mit Herzschwäche optimal ist, führen die MHH-Wissenschaftler seit mehr als einem Jahr die „DIGIT-HF“-Studie durch. 

Sie wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 3,2 Millionen Euro gefördert. Dafür suchen die Forscher weitere Teilnehmerinnen und Teilnehmer sowie interessierte Zentren.

Bisher beteiligen sich über 40 Zentren, insgesamt sollen 2.200 Patienten einbezogen werden. Hauptstudienzentrum ist die MHH; außer den Kardiologen sind federführend Professor Dr. Armin Koch, Direktor des MHH-Instituts für Biometrie, und sein Mitarbeiter Lukas Aguirre Davila beteiligt. Beide haben auch an der aktuellen Veröffentlichung im „European Heart Journal“ mitgewirkt.

• An der „DIGIT-HF-Studie“ können Patienten teilnehmen, die an der sogenannten systolischen Herzinsuffizienz leiden – einer fortgeschrittenen, chronischen Herzschwäche mit verminderter Pumpleistung der linken Herzkammer. 

In Deutschland sind davon etwa zwei Millionen Menschen betroffen. Sie ist eine der häufigsten Ursachen für Tod und Krankenhausaufnahmen. Bei dieser Herzschwäche kann das Herz nur noch vermindert pumpen:

• Die körperliche Leistungsfähigkeit der Patienten ist stark eingeschränkt, sie sind schnell erschöpft, haben Rhythmusstörungen, Luftnot oder sind oft nur noch wenig beweglich, was einen hohen Leidensdruck zur Folge hat.

„Unsere Arbeit ist wichtiger denn je, um endlich Klarheit zu schaffen, ob Digitalis das Leben von Patienten mit Herzschwäche verlängert und verbessert. Eine solche sogenannte prospektive randomisierte Studie ist das einzig Zielführende. 

Digitoxin scheint im Vergleich zu dem häufiger eingesetzten Digitalis-Präparat Digoxin einige Vorteile zu haben. 

Alle Patienten mit Herzschwäche, bei denen eine Digitalistherapie bestehend oder geplant ist, sollten für eine Teilnahme in unserer Studie in Erwägung gezogen werden“, sagt Professor Bauersachs. 

„Generell profitieren Patienten von der Teilnahme an derartigen Studien, weil sie regelmäßig nachkontrolliert werden und somit eine optimale Therapie der Herzschwäche nach aktuellen Leitlinien erhalten.“

Weitere Informationen erhalten Sie im Internet unter http://www.digit-hf.de.

Patienten, die an der Studie teilnehmen wollen, sowie deren Ärzte und auch interessierte Zentren können sich melden unter Telefon (0511) 532-5500, info@digit-hf.de.

Die Originalpublikation „Assumption versus evidence: the case of digoxin in atrial fibrillation and heart failure“ finden Sie im Internet unter:

 http://eurheartj.oxfordjournals.org/cgi/content/full/ehw577?ijkey=dxCHRL2jiQteLB...

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Privatdozent Dr. Udo Bavendiek
Telefon (0511) 532-3841
bavendiek.udo@mh-hannover.de

Professor Dr. Johann Bauersachs
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360° TOP-Thema: Dein Herzklopfen - Betablocker

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Herzklopfen erforscht

Neue Einblicke in die Funktionsweise wichtiger Arzneimittelrezeptoren

Viele Arzneimittel wirken auf bestimmte Rezeptoren ein, die in der Aussenhülle unserer Körperzellen sitzen.

 
Dmitry Veprintsev, Koautor der neuen Studie, ist Projektleiter im Labor für Biomolekulare Forschung am PSI.
Foto: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic

Einer dieser Rezeptoren ist der sogenannte Beta-1-Adrenorezeptor. Er ist unter anderem für das buchstäbliche Herzklopfen verantwortlich. Wie er Signale ins Zellinnere überträgt, liess sich nun im Detail aufklären. Dies wird helfen, die Wirkmechanismen vieler Arzneien deutlich besser zu verstehen.

Kaum auf die Türklingel gedrückt, schon entsteht Bewegung im Inneren des Hauses – ohne dass der Besucher selbst ins Haus eintreten muss. Ganz ähnlich wirken viele Medikamente, darunter Betablocker gegen Bluthochdruck und Arzneistoffe zur Behandlung von Allergien, Krebs, Parkinson oder HIV.

• Diese Arzneien binden an sogenannte Rezeptoren, die in der Aussenhülle unserer Körperzellen sitzen. Genau wie die Türklingel leiten die Rezeptoren daraufhin ein Signal ins Zellinnere, was dort wiederum zur erwünschten Wirkung führt.

Rezeptor für das Herzklopfen untersucht
 

NMR-Spektroskopie zeigt Signalweiterleitung von Arzneimitteln im Beta-1-Adrenorezeptor. Grafik: Universität Basel

Eine dieser „Türklingeln“, den sogenannten Beta-1-Adrenorezeptor, hat ein gemeinsames Team von Forschenden am Biozentrum der Universität Basel und am Paul Scherrer Institut PSI nun genau untersucht. Mittels Messungen per Kernmagnetresonanzspektroskopie (NMR) konnten die Wissenschaftler verfolgen, wie die Struktur dieses Rezeptors auf verschiedene Wirkstoffe reagiert, wie also der Rezeptor seine Struktur verändert und dadurch ein bestimmtes Signal ins Zellinnere weiterleitet.

Der Beta-1-Adrenorezeptor ist unter anderem in der Aussenhülle von Herzzellen zu finden.

• Er wird beispielsweise durch das Hormon Noradrenalin aktiviert und löst dann eine Signalkaskade aus, die schliesslich zu einem Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks führt. Somit ist der Beta-1-Adrenorezeptor auch für das buchstäbliche Herzklopfen verantwortlich, das wir bei Lampenfieber oder Verliebtheit spüren.

Betablocker wirken dem entgegen, indem sie das Hormon daran hindern, an den Beta-1-Adrenorezeptor anzudocken.

Die Forschenden haben nun genaue Details darüber ans Licht gebracht, wie die Bindung verschiedener Moleküle an den Beta-1-Adrenorezeptor dessen Struktur verändert und so seine Signalübertragung beeinflusst.

Ergebnisse lassen sich auf bedeutende Klasse von Arzneimittelrezeptoren übertragen

Der Beta-1-Adrenorezeptor gehört zur Familie der sogenannten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Da diese allesamt vergleichbare Mechanismen haben, lassen sich die neuen Ergebnisse der Forschenden auf diese ganze Rezeptorfamilie übertragen.

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren wiederum sind für die Wirkweise von rund 30 Prozent aller neu zugelassenen Medikamente verantwortlich und daher von grosser Bedeutung in der Medizin.

„Nur das kombinierte Expertenwissen der Forschenden am PSI und am Biozentrum Basel hat dieses Forschungsergebnis möglich gemacht“, sind sich Dmitry Veprintsev und Gebhard Schertler vom PSI einig. Ihr Team hat jahrelange Erfahrung in der Forschung mit G-Protein-gekoppelten Rezeptoren.

So entwickelten sie eine stabilisierte Version des Beta-1-Adrenorezeptors, was die hohe Qualität der NMR-Messungen ermöglichte, die am Biozentrum Basel stattfanden.

„Wir haben mittels hochauflösender NMR-Spektroskopie die strukturellen Veränderungen des Beta-1-Adrenorezeptors nach Bindung verschiedener Wirkstoffe analysiert“, erklärt Shin Isogai vom Biozentrum Basel und Erstautor der Studie.

•  „So konnten wir beobachten, wie der Rezeptor seinen Bindungspartner erkennt, dessen chemische Struktur interpretiert und durch die Änderung seiner eigenen Struktur diese Information anschliessend ins Zellinnere weiterleitet.“

NMR-Methode könnte zur Entwicklung neuer Arzneimittel eingesetzt werden

Mit ihrer NMR-Methode konnten die Forschenden nachverfolgen, wie sich die Struktur des Rezeptors änderte.

So konnten sie feststellen, wie tief ein Wirkstoff in den Rezeptor eindrang, wie er dabei einzelne Proteinteile beiseiteschob und wie dieses mechanische Signal ins Zellinnere übertragen wurde. Dadurch konnten sie wichtige mechanische Verknüpfungen innerhalb der Rezeptorstruktur identifizieren, die für die Signalübertragung eine Rolle spielen. Aus den NMR-Daten ergab sich auch ein direktes Mass für die Bindungsstärke der verschiedenen Wirkstoffe und für ihr Potenzial, in der Zelle eine Antwort auszulösen. Eine solche Antwort, die der Bindung eines intrazellulären Signalproteins an den aktivierten Rezeptor entsprang, konnten die Forschenden sogar direkt verfolgen.

„Da diese Rezeptoren extrem schwierig zu untersuchen sind, freut es uns umso mehr, dass wir nun erstmals solche Einzelheiten aufdecken konnten. Viele Wissenschaftler treibt das schon mehr als ein Jahrzehnt um“, betont Isogai. „Wir werden die Technik nun zur Erforschung der Rolle einzelner Aminosäuren in der Signalübertragung sowie anderer Rezeptoren verwenden.“ Zukünftig könnte die NMR-Methode auch bei Entwicklungen und Tests neuer Arzneimittel zum Einsatz kommen.

Text: Paul Scherrer Institut/Laura Hennemann; Text auf Grundlage einer Medienmitteilung der Universität Basel

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Über das PSI

Das Paul Scherrer Institut PSI entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Materie und Material, Energie und Umwelt sowie Mensch und Gesundheit. Die Ausbildung von jungen Menschen ist ein zentrales Anliegen des PSI. Deshalb sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdoktorierende, Doktorierende oder Lernende. Insgesamt beschäftigt das PSI 1900 Mitarbeitende, das damit das grösste Forschungsinstitut der Schweiz ist. Das Jahresbudget beträgt rund CHF 380 Mio.

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Dr. Dmitry Veprintsev, Projektleiter, Labor für Biomolekulare Forschung, Paul Scherrer Institut,
Telefon: +41 56 310 52 46, E-Mail: dmitry.veprintsev@psi.ch [Englisch]

Dr. Gregor Cicchetti, Scientific Relations Manager, Bereich für Biologie und Chemie, Paul Scherrer Institut, Telefon: +41 56 310 53 82, E-Mail: gregor.cicchetti@psi.ch [Deutsch, Englisch]

Prof. Gebhard Schertler, Bereichsleiter, Bereich für Biologie und Chemie am Paul Scherrer Institut,
Professor für Strukturbiologie an der ETH Zürich,
Telefon: +41 56 310 42 65, E-Mail: gebhard.schertler@psi.ch [Deutsch, Englisch]

Originalveröffentlichung

Backbone NMR reveals allosteric signal transduction networks in the β1-adrenergic receptor
S. Isogai, X. Deupi, C. Opitz, F.M. Heydenreich, F. Brueckner, G.F.X. Schertler, D.B. Veprintsev and S. Grzesiek
Nature, 3. Februar 2016 (online)
DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature16577
Dagmar Baroke Paul Scherrer Institut (PSI)

50. Jahrestag: Bessere Beziehung zwischen Mensch und Tier

Medizin am Abend Berlin Fazit:  

Gestreichelte Kälber entwickeln bessere Beziehung zum Menschen und nehmen schneller zu

Der freundliche Umgang mit Rindern fördert die gute Beziehung zwischen Mensch und Tier und hat positive Konsequenzen. ForscherInnen der Vetmeduni Vienna haben in ihrer aktuellen Studie im Journal Applied Animal Behaviour Science gezeigt, dass Kälber auf einem Milchviehbetrieb, die nach ihrer Geburt eine Zeit lang von Menschen gestreichelt wurden, rascher an Gewicht zunehmen als ihre nicht gestreichelten Artgenossen. Das kann sich für Betriebe lohnen, da Kühe, die als Kälber schneller zugenommen haben, mehr Milch geben. 
 
In der konventionellen Milchwirtschaft werden Kälber am Tag ihrer Geburt von ihren Müttern getrennt.

Danach werden sie meist eine Zeit lang einzeln gehalten und leben später in Kälbergruppen zusammen. Eine gute Beziehung zum Menschen kann sich nur dann aufbauen, wenn HalterInnen regelmäßig und freundlich mit den Tieren umgehen.
 
Regelmäßiges Streicheln fördert die gute Beziehung zwischen Rind und HalterIn.
Foto: Marc Decker

Erstautorin Stephanie Lürzel und ihre Kolleginnen vom Institut für Tierhaltung und Tierschutz an der Vetmeduni Vienna untersuchten 104 Holstein-Kälber eines Milchvieh-Betriebes im Osten Deutschlands. Etwa die Hälfte der Tiere wurde nach der Geburt 14 Tage lang je drei Minuten pro Tag gestreichelt, die andere Hälfte nicht.

Lürzel und die Masterstudentin Charlotte Münsch streichelten die Kälber an einer ganz bestimmten Stelle – am unteren Hals. „Unsere Arbeitsgruppe hat bei früheren Untersuchungen herausgefunden, dass Kühe es besonders genießen, an dieser Stelle gestreichelt zu werden. 

Sogar die Herzfrequenz der Tiere sinkt währenddessen“, so Lürzel.

Gestreichelte Kälber nehmen rascher zu

Etwa 90 Tage nach der Geburt hatten die zuvor gestreichelten Kälber mehr Gewicht als die nicht gestreichelten.

• Die menschliche Zuwendung scheint sich ganz direkt auf die Gewichtszunahme bei den Tieren auszuwirken. 

„Eine Studie aus dem Jahr 2013 zeigte, dass Kälber, die schneller zunehmen, später als Kühe auch mehr Milch geben. Die von uns untersuchten und gestreichelten Kälber hatten zum Zeitpunkt des Absetzens von der Milch eine etwa 3 Prozent höhere Gewichtszunahme als die nicht gestreichelten. Das ließe sich laut der genannten Studie in etwa 50 Kilogramm mehr Milch pro Kuh und Jahr umrechnen“, erklärt Lürzel.

• Streicheln verbessert Mensch-Tier-Beziehung

Die Forscherinnen untersuchten auch die Qualität der Mensch-Tier-Beziehung mit dem sogenannten Ausweichdistanz-Test. Dieser misst, ab welcher Distanz sich das Kalb abwendet, wenn ein Mensch von vorne auf das Tier zugeht. Haben die Tiere gegenüber Menschen Vertrauen, ist die Ausweichdistanz gering. Fürchten sich die Tiere, ist die Ausweichdistanz größer.

Bei den Experimenten zeigte sich, dass Kälber aus der „Streichelgruppe“ dem Menschen nicht so schnell ausweichen wie die nicht gestreichelten Artgenossen. Die Ausweichdistanz war bei den gestreichelten Tieren also geringer. „Wir konnten mit diesem Test klar zeigen, dass das regelmäßige Streicheln positive Auswirkungen auf die Mensch-Tier-Beziehung hat“, betont Lürzel. „In der Praxis empfehle ich Landwirtinnen und Landwirten, regelmäßig freundlichen Kontakt zu ihren Tieren zu pflegen. Auch wenn sich drei Minuten pro Tag und Kalb nicht ausgehen, hat der regelmäßige Kontakt über einen längeren Zeitraum auf jeden Fall positive Auswirkungen auf die Tiere.“

• Enthornung wirkt sich negativ auf Mensch-Tier-Beziehung aus

• Anders stellten sich die Ergebnisse dar, nachdem die Kälber im Alter von etwa 32 Tagen ohne Betäubung, wie auf dem untersuchten Betrieb üblich, enthornt wurden. 

• Bei dem in der Milchviehhaltung heute weitverbreiteten Verfahren werden die Hornanlagen mit einem Brenneisen ausgebrannt. 

• Die Hörner wachsen danach nicht mehr. Nach der Enthornung waren die Ausweichdistanzen bei beiden Gruppen höher als vor der Enthornung. Tiere, die als junge Kälber gestreichelt wurden, schnitten zudem nicht anders ab als nicht gestreichelte Kälber. 

„Die zuvor aufgebaute gute Beziehung zum Menschen scheint bei den gestreichelten Tieren nach dem Enthornen, das ohne Betäubung mit starken Schmerzen für das Tier verbunden ist, gestört zu sein. Einige Wochen nach der Enthornung ist der Effekt des Streichelns auf die Beziehung zum Menschen wieder erkennbar“, erläutert Lürzel.

Freundlicher Umgang mit Nutztieren empfohlen

Verhaltensexpertin Lürzel empfiehlt auf Basis ihrer und früherer Forschungsergebnisse einen freundlichen Umgang mit Kälbern: „Nutztiere, die immer wieder Kontakt mit dem Menschen haben, sei es weil sie vom Tierarzt untersucht werden oder vom Bauern oder der Bäuerin gemolken werden, profitieren von einer guten Beziehung zum Menschen.“ Die Meinung einiger LandwirtInnen, wonach Rinder Furcht vor dem Menschen haben sollten, um mit ihnen gut arbeiten zu können, ist laut Lürzel nicht haltbar.

Der regelmäßige freundliche Kontakt mit den Tieren wirke sich letztendlich auch auf wirtschaftlicher Ebene positiv aus.

Service:

Der Artikel “The influence of gentle interactions on avoidance distance towardshumans, weight gain and physiological parameters in group-housed dairy calves “ von Stephanie Lürzel, Charlotte Münsch, Ines Windschnurer, Andreas Futschik, Rupert Palme und Susanne Waiblinger wurde im Fachjournal Applied Animal Behaviour Science veröffentlicht. doi:10.1016/j.applanim.2015.09.004
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168159115002610

Über die Veterinärmedizinische Universität Wien

Die Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna) ist eine der führenden veterinärmedizinischen, akademischen Bildungs- und Forschungsstätten Europas. Ihr Hauptaugenmerk gilt den Forschungsbereichen Tiergesundheit, Lebensmittelsicherheit, Tierhaltung und Tierschutz sowie den biomedizinischen Grundlagen. Die Vetmeduni Vienna beschäftigt 1.300 MitarbeiterInnen und bildet zurzeit 2.300 Studierende aus. Der Campus in Wien Floridsdorf verfügt über fünf Universitätskliniken und zahlreiche Forschungseinrichtungen. Zwei Forschungsinstitute am Wiener Wilhelminenberg sowie ein Lehr- und Forschungsgut in Niederösterreich gehören ebenfalls zur Vetmeduni Vienna. Im Jahr 2015 feiert die Vetmeduni Vienna ihr 250-jähriges Bestehen. http://www.vetmeduni.ac.at


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Dr. Stephanie Lürzel
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Dr. Susanna Berger (vormals Kautschitsch)
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Mundschleimhautzellen: Art und Zeit der Nahrungsaufnahme meiner Nahrungsaufnahme

Medizin am Abend Fazit:  Zellen im Takt

Leben unterliegt natürlichen Rhythmen wie beispielsweise dem Tag- und Nachtrhythmus oder jahreszeitlichen Temperaturschwankungen. Forschende der Vetmeduni Vienna haben nun gezeigt, dass sich auch menschliche Zellmembranen je nach Tageszeit anders zusammensetzen. Diese zyklischen Veränderungen in den Zellmembranen könnten Gesundheit und Krankheit wesentlich mit beeinflussen. Die Resultate wurden im Journal of Biological Rhythms veröffentlicht. 


Menschliche Zellmembranen sind morgens anders zusammengesetzt als abends.
Foto: Susanne Schwaiger
 
Fettsäuren sind wichtige Bestandteile von Zellmembranen.

Sie leiten Signale in die Zelle weiter und steuern Stoffwechselvorgänge im gesamten Körper. Thomas Ruf und Walter Arnold vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna sind diesen zyklischen Schwankungen bei menschlichen Zellen nachgegangen.

„Nahezu alle physiologischen Vorgänge bei Mensch und Tier, wie Körpertemperatur oder Herzfrequenz, unterliegen tagesperiodischen Rhythmen, viele von ihnen zeigen auch jahresperiodische Schwankungen.

Wir wollten herausfinden, ob diese Rhythmen mit Veränderungen von Zellmembranen zusammenhängen können“, erzählt der Erstautor Ruf.

Die Forscher untersuchten ein Jahr lang die Mundschleimhautzellen von 20 Testpersonen. Alle Personen sammelten an einem bestimmten Tag im Monat alle drei Stunden ihre eigenen Mundschleimhautzellen, indem sie die Mundhöhle mehrmals täglich kräftig mit Wasser spülten und diese Lösungen in speziellen Röhrchen einfroren.

Zusammensetzung der Fettsäuren verändert sich mit der Tageszeit

Die Analyse der Zellmembranen zeigte klare tageszeitabhängige Rhythmen bei elf verschiedenen Fettsäuren.

Einige Fettsäuren waren nachts in höheren Mengen vorhanden, andere eher tagsüber. „Die zellulären Veränderungen haben eines gemeinsam, sie fanden bei allen Personen immer ungefähr zur gleichen Tageszeit statt. Es ist also ein klarer Rhythmus sichtbar“, erklärt Ruf.

„Aus der Tierphysiologie wissen wir, dass Tiere die Fettsäurenkomposition in ihren Zellmembranen an Umwelterfordernisse anpassen. Die Zusammensetzung unterliegt vor allem jahreszeitlichen Schwankungen. Bei den von uns untersuchten Personen zeigten sich zwar tageszeitliche Schwankungen, jahreszeitliche Schwankungen traten eher individuell auf.“

Anders als bei Wildtieren zeigte sich bei den Testpersonen kein klarer Jahresrhythmus im Fettsäuremuster. Bei etwa der Hälfte der Testpersonen gab es zwar jahresperiodische Rhythmen, sie verliefen aber nicht synchron. Bei manchen Testpersonen gab es einen Gipfel im Frühjahr oder Sommer, bei anderen war dieselbe Fettsäure im Herbst oder Winter erhöht.

„In westlichen Ländern nimmt der Einfluss der Jahreszeiten auf den Körper tendenziell ab.

Grund dafür sind künstliches Licht, das die Tage verlängert und lange Heizperioden, die Temperaturschwankungen mildern. Jahresrhythmen existieren zwar, werden aber nicht mehr mit der Jahreszeit synchronisiert“, so Ruf.

Bestimmte Krankheiten treten jahresperiodisch auf

Die von den Wissenschaftern entdeckte Umstrukturierung der menschlichen Zellmembranen könnte von medizinischer Bedeutung sein. Es ist bekannt, dass bestimmte Fettsäuren wie beispielsweise die Omega-3-Fettsäuren vor bestimmten Erkrankungen schützen, während andere, wenn sie im Übermaß aufgenommen werden, ungünstig sein können. Die Zusammensetzung der Fettsäuren in den Membranen könnte also verschiedenste gesundheitliche Auswirkungen haben.

„Möglicherweise erklärt sich daraus auch, warum bestimmte Krankheiten und Todesfälle tageszeitabhängig auftreten. Morgens kommt es statistisch gesehen häufiger zu Herzinfarkten als abends. Auch der der Blutdruck zeigt normalerweise vormittags einen Anstieg. Derzeit wissen wir nicht genau, was die Veränderungen in der Zusammensetzung der Zellmembran hervorruft.  

Die Art und Zeit der Nahrungsaufnahme könnte dabei eventuell auch eine Rolle spielen. Diese Fragen gilt es noch zu erforschen“, betont Ruf.

Möglicherweise ist es nicht nur wichtig gesundheitsfördernde Omega-3-Fettsäuren in Fischöl oder Ölsäure in Olivenöl in ausreichenden Mengen zu sich zu nehmen, sondern auch den richtigen Zeitpunkt zu wählen.

Ob dies tatsächlich der Fall ist, wollen die Forscher in Zukunft herausfinden.

Service:
Der Artikel „Daily and Seasonal Rhythms in Human Mucosa Phospholipid Fatty Acid Composition” von Thomas Ruf und Walter Arnold wurde in der internationalen Zeitschrift Journal of Biological Rhythms veröffentlicht. doi: 10.1177/0748730415588190
http://jbr.sagepub.com/content/early/2015/06/29/0748730415588190.full.pdf+html

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360° Sonntag SPEZIAL: Die muttergebundene Lebensweise - Stresshormon Kortisol - Herzschlag

Medizin am Abend Fazit: Frühe Trennung von Kuh und Kalb hat Spätfolgen für den Nachwuchs

Kälber von Milchkühen werden in der Regel in den ersten 24 Lebensstunden von ihren Müttern getrennt. Der Großteil der Milch gelangt so in den Handel und nicht in die Mägen der Kälber. Ohne Mutter aufzuwachsen hat jedoch Konsequenzen. Tierhaltungsspezialistin Susanne Waiblinger von der Vetmeduni Vienna und KollegInnen haben die Langzeiteffekte dieser frühen Trennung untersucht. Das Ergebnis: Kontakt zur Mutter und anderen Kühen während der Aufzucht, macht Rinder zu geselligeren Erwachsenen. Die Studie wurde im Journal Applied Animal Behaviour Science veröffentlicht. 

Bild zu: Frühe Trennung von Kuh und Kalb hat Spätfolgen für den Nachwuchs Kontakt zur Mutter und anderen Kühen macht die Tiere langfristig zu geselligeren und sozial kompetenteren Erwachsenen. Foto: Kathrin Wagner/Vetmeduni Vienna

Milch trinken hat im Alpenland Österreich lange Tradition.  

Jedes Jahr werden in Österreich 3,4 Millionen Tonnen Milch produziert. Dazu werden Milchkühe üblicherweise wenige Stunden nach der Geburt von ihren Kälbern getrennt. Die Kälber werden dann über Tränkeeimer oder einen Tränkeautomaten mit Milch oder Milchersatz versorgt. Dabei bekommen die Kälber meist deutlich weniger Milch, als sie bei ihrer Mutter aufnehmen würden. Darüber hinaus kann zwischen Mutter und Kalb keine Beziehung entstehen. Nach einigen Tagen oder Wochen in Einzelhaltung kommen die Jungtiere dann in Kälbergruppen zusammen.

Frühe Trennung wirkt sich langfristig auf soziales Verhalten aus

„Aus Forschungsarbeiten mit verschiedenen Tierarten wissen wir, dass sich die frühe soziale Umgebung auf das Verhalten, die Stress-Reaktivität und die Fähigkeit, mit Herausforderungen umzugehen, auswirken“, erklärt die Studienleiterin Susanne Waiblinger vom Institut für Tierhaltung und Tierschutz. Gemeinsam mit der Erstautorin Kathrin Wagner untersuchte sie diese Effekte bei Milchkühen. Eine bereits früher publizierte Teilstudie der Forscherinnen zeigte, dass Rinder, die mit Müttern aufgewachsen sind, beim Eintritt in eine Herde eine höhere soziale Kompetenz mitbringen, als mutterlos aufgezogene Artgenossen.

Gemeinsam mit KollegInnen der Vetmeduni Vienna und dem Thünen-Institut für Ökologischen Landbau in Deutschland untersuchten Wagner und Waiblinger insgesamt 26 Kühe mit unterschiedlichen Aufzuchterfahrungen. Elf Tiere wurden gleich nach der Geburt von der Mutter getrennt, danach in die Kälbergruppe gebracht und über einen Tränkeautomat gefüttert. Die 15 restlichen Rinder waren nach der Geburt fünf Tage lang mit der Mutter zusammen in der Abkalbebox und bauten in dieser Zeit eine Bindung zu ihr auf. Danach kamen auch diese Kälber in die Kälbergruppe, hatten aber auch weiterhin Kontakt zu ihren Müttern. Neun dieser Kälber durften zweimal täglich zur Mutter, die restlichen sechs konnten jederzeit zwischen Kuhherde und Kälbergruppe wechseln.

Um herauszufinden, ob sich die unterschiedlichen Aufzuchtstrategien langfristig auf das Verhalten der Tiere in Stresssituationen auswirken, haben die WissenschafterInnen verschiedene Tests mit den ausgewachsenen Tieren durchgeführt.

Mit Mutter aufgezogene Tiere sind in Stresssituationen aktiver

„Rinder sind Herdentiere. Deshalb reagierten alle Tiere, egal ob mit oder ohne Mutter aufgezogen, in einer Isolationsbox erwartungsgemäß mit verstärkter Ausschüttung des Stresshormons Kortisol“, erklärt Waiblinger.

Rinder, die mit ihren Müttern aufwuchsen, zeigten während der Isolation zwar die höchsten Kortisolspiegel, die gemessene Herzfrequenz war bei diesen Tieren jedoch am niedrigsten.

Waiblinger erklärt dies so: „Es gibt grundsätzlich verschiedene Reaktionstypen. Manche Tiere reagieren in Stresssituationen eher mit erhöhtem Herzschlag, andere produzieren eher Kortisol. Es könnte sein, dass die unterschiedlichen Aufzuchtformen auch unterschiedliche Reaktionstypen hervorbringen.“

Auch im Verhalten der Tiere zeigten sich Unterschiede. Mit Mutter aufgezogene Kälber, vor allem jene, die ständig Kontakt zu ihren Müttern und zur Herde hatten, gingen aktiver mit der Isolationssituation um: sie bewegten sich insgesamt mehr in der Box und erkundeten ihre Umgebung stärker, als mutterlos aufgezogene Rinder. Dies deutet darauf hin, dass diese Rinder motivierter sind, zur Herde zurückzukehren und Stresssituationen aktiver bewältigen können.

Die Untersuchungen zeigen, dass eine reichhaltigere soziale Umwelt in der Aufzucht, also mit Kontakt zur Mutter und anderen Kühen, die Tiere langfristig zu geselligeren und sozial kompetenteren erwachsenen Rindern macht.

Die muttergebundene Kälberaufzucht wird bereits von einigen wenigen LandwirtInnen betrieben. „Wir müssen in Zukunft noch mehr darüber nachdenken, ob ein sozial sehr eingeschränktes frühes Umfeld die ideale Haltungsform darstellt“, plädiert Waiblinger.

Die Arbeit entstand im Rahmen der Doktorarbeit von Kathrin Wagner und ist im Doktoratskolleg BIOREC (Biological Responses to Environmental Challenges) angesiedelt. BIOREC beschäftigte sich mit den Auswirkungen von Stress bei verschiedenen Wirbeltierarten. https://www.vetmeduni.ac.at/phd/biorec

Service:
The article “Effects of mother versus artificial rearing during the first 12 weeks of life on challenge responses of dairy cows”, by Kathrin Wagner, Daniel Seitner, Kerstin Barth, Rupert Palme, Andreas Futschik and Susanne Waiblinger was published in the journal Applied Animal Behaviour Science. doi:10.1016/j.applanim.2014.12.010 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168159114003293

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