Schnelltest für Malaria - Tropische Krankheiten - Parasiten, Bakterien, Viren,

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Epidemien in Afrika bekämpfen

Forscher entwickeln einen Schnelltest, der Malaria und andere tropische Krankheiten in einer einzigen Blutprobe diagnostiziert 

 
Dr. Cheikh Fall vom Institut Pasteur de Dakar/Senegal legt die LabDisk mit einer Blutprobe zum Test in das Analysegerät. Foto: Benjamin Lopez-Jimena, University of Stirling/Großbritannien
 
Der Welt-Malaria-Tag am 25. April 2016 ruft eine weitverbreitete Krankheit in Erinnerung, die angesichts globaler Bedrohungen wie dem Ebola- oder dem Zika-Fieber häufig in Vergessenheit gerät. 

• Die Diagnose von Malaria ist schwierig, da Fieber das vorwiegende Symptom zahlreicher tropischer Infektionen darstellt. 

• Mit der CD-förmigen Plattform „LabDisk“ lässt sich nun eine einzige Blutprobe innerhalb von 60 bis 90 Minuten mithilfe bestimmter biochemischer Komponenten auf mehrere Erreger gleichzeitig testen. 

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter der Leitung von Dr. Konstantinos Mitsakakis vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Albert-Ludwigs-Universität und dem Freiburger Hahn-Schickard-Institut für Mikroanalysesysteme haben das Diagnosewerkzeug für Malaria und andere tropische Infektionskrankheiten entwickelt. Die Disk ist einfach und kostengünstig herzustellen, für ein tragbares Gerät ausgelegt und kann selbst von ungeschultem Personal direkt bei den Patientinnen und Patienten bedient werden. Damit ist sie besonders für den Einsatz in strukturschwachen Gebieten geeignet. Die LabDisk ist das Ergebnis des Projekts „DiscoGnosis“, das die Europäische Kommission mit 3 Millionen Euro förderte.

Im März 2016 wurden am Institut Pasteur de Dakar im Senegal Blutproben mithilfe der Plattform erfolgreich auf Malaria auslösende Parasiten, Dengue-Viren, auf das Chikungunya-Virus sowie auf Salmonellenbakterien getestet.

Diese Ergebnisse zeigen, dass die LabDisk alle drei Haupterregerklassen – Parasiten, Bakterien und Viren – sowie bis zu zwölf unterschiedliche Erregertypen auf einmal nachweisen kann.

So diagnostizierte sie in Fällen, in denen Ärztinnen und Ärzte durch Standard-Analysemethoden nur das Chikungunya-Virus gefunden hatten, auch weitere Infektionen mit Dengue und Malaria. 

Darüber hinaus identifizierte sie auch Subtypen des Dengue-Erregers. Zudem können die Wissenschaftler die Disk rasch für den Test von weiteren Erregern anpassen, indem sie die Zusammensetzung der aktiven biochemischen Wirkstoffe ändern. Dies ermöglicht es, auf Epidemien schnell und effizient zu reagieren. Aufgrund des aktuellen Ausbruchs des Zika-Virus plant das Projektkonsortium, an dem Institutionen aus Wissenschaft und Wirtschaft mehrerer europäischer Länder beteiligt sind, das System um den Nachweis dieses Virus zu erweitern.

Weitere Informationen 

www.DiscoGnosis.eu

www.imtek.de/anwendungen

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Dr. Konstantinos Mitsakakis
Institut für Mikrosystemtechnik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-252
E-Mail: Konstantinos.Mitsakakis@imtek.uni-freiburg.de
Rudolf-Werner Dreier
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

 

360° TOP-Hinweis GenderMedizin: Blasenentzündung: Schmerzen beim Wasserlassen/Häufiger Harndrang

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Bakterien im Urin: Keine Symptome, kein Antibiotikum

Schmerzen beim Wasserlassen und häufiger Harndrang sind typische Symptome einer Blasenentzündung. 

Meist verursachen Bakterien die Infektion. 

Bei einer schmerzhaften Blasenentzündung ist der Einsatz eines Antibiotikums oft sinnvoll – aber erst dann. 

Der alleinige Nachweis von Bakterien im Urin ohne Symptome dagegen erfordert bis auf wenige Ausnahmen keine Behandlung. Dennoch verschreiben Ärzte häufig ein Antibiotikum. Im Rahmen der Initiative „Klug entscheiden“ hat die Deutsche Gesellschaft für Infektiologie (DGI) medizinische Leistungen benannt, die zu häufig oder aber zu selten fachgerecht erbracht werden. 
 
Mit den nun veröffentlichten, konkreten Handlungsempfehlungen zielt die Fachgesellschaft darauf ab, Über- und Unterversorgung in der Infektiologie zu reduzieren, die Entwicklung von Resistenzen einzudämmen und die Patientenversorgung zu verbessern.

Routineuntersuchungen weisen mitunter Bakterien im Urin nach.

„Dies kann unterschiedliche Ursachen haben und kommt bei Frauen häufiger vor als bei Männern“, sagt Privatdozentin Dr. med. Norma Jung, Oberärztin an der Klinik für Innere Medizin der Universitätsklinik Köln und Beiratsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Infektiologie.

• „Behandlungsbedürftig sind Bakterien im Urin nicht. Erst wenn typische Beschwerden einer Harnwegsinfektion, also einer Blasenentzündung, bestehen, sollte eine Therapie eingeleitet werden.“ 

• Eine vorsorgliche Antibiotikabehandlung verhindere nicht, dass sich aus dem symptomlosen Auftreten von Bakterien eine symptomatische Harnwegsinfektion entwickle, so Jung. 

Von dieser Regel gibt es nur wenige, definierte Ausnahmen: 

Wenn sich während einer Schwangerschaft oder vor einem urologischen Eingriff Bakterien im Urin nachweisen lassen, sollten Ärzte auch ohne konkrete Krankheitszeichen eine Antibiotikatherapie einleiten.

Der fachgerechte Umgang mit dem asymptomatischen Auftreten von Bakterien im Urin ist ein Aspekt, mit dem sich die DGI im Rahmen der Initiative „Klug entscheiden in der Infektiologie“ befasst. Die Initiative „Klug entscheiden“ wurde 2014 von der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin (DGIM) ins Leben gerufen. Ihr Ziel ist es, Über- und Unterversorgung in der Medizin zu identifizieren. „Für die Infektiologie, eine der Subspezialisierungen der Inneren Medizin, hat die DGI in einem mehrstufigen Verfahren fünf Positiv- und fünf Negativ-Empfehlung formuliert“, erklärt Professor Dr. med. Gerd Fätkenheuer, Vorsitzender der DGI und Leiter der Infektiologie an der Klinik I für Innere Medizin am Universitätsklinikum Köln. „Diese richten sich in der ersten Stufe an Ärzte, liefern aber auch Patienten hilfreiche Informationen - etwa wenn es darum geht, eine bestimmte Behandlung zu beginnen oder eben nicht.“

Zu den Negativ-Empfehlungen, also den unnötigen Therapiemaßnahmen, zählt auch die Behandlung von unkomplizierten oberen Atemwegsinfektionen mit Antibiotika:

Bei akuten Infektionen der oberen Atemwege und bei Bronchitis verursachen diese eher Schaden als Nutzen. 

Sie helfen gegen die überwiegend durch Viren verursachten Erkrankungen nicht, bergen aber das Risiko, Nebenwirkungen auszulösen und befeuern die Resistenzentwicklung.

• „Obere Atemwegsinfektionen gehören zu jenen Erkrankungen, bei denen am häufigsten unnötigerweise Antibiotika verordnet werden“, sagt Jung. 

• „Für die USA existieren Daten, wonach zwischen 70 und 80 Prozent der Patienten, die sich in einer Praxis oder Ambulanz mit einer akuten Atemwegsinfektion vorstellen, Antibiotika verschrieben bekommen.“

Bei den Positiv-Empfehlungen, also den Maßnahmen, die sinnvoll sind, aber zu selten durchgeführt werden, liegt das Augenmerk vor allem auf der Prävention, etwa dem Durchführen von Impfungen gemäß der Vorgaben der Ständigen Impfkommission am Robert Koch-Institut (STIKO).

Die fünf Positiv- und Negativ-Empfehlungen, die die DGI im Rahmen der Initiative „Klug entscheiden in der Infektiologie“ erarbeitet hat, sind jetzt im Deutschen Ärzteblatt erschienen: http://www.aerzteblatt.de/archiv/175621

Literatur:
Jung, Norma, Klug entscheiden: ….in der Infektiologie
Dtsch Arztebl 2016; 113(13): A-608 / B-514 / C-510

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Gicht - und was die Harnsäure im Blut am heutigen Sonntag hoch treiben lässt....

Medizin am Abend Berlin Fazit: Gicht im Griff - Der richtige Speiseplan lässt die Harnsäurewerte sinken

Gutes Essen und reichlich Alkohol können die Harnsäure im Blut in ungesunde Höhen treiben - eine schmerzhafte Gichtattacke kann die Folge sein.

Für Betroffene gilt: 

Auf die Ernährung achten, weniger Purine essen und Vorsicht mit Alkohol. 

Allerdings sind laut einem Bericht des Apothekenmagazins "Senioren Ratgeber" die Regeln nicht mehr so streng wie früher. "Die Empfehlungen haben sich gelockert, wir wissen heute besser, welche Lebensmittel guttun und welche eher schaden", erklärt Kerstin Bernhardt von "die ernährungslotsen" aus Köln.

"Alkohol ist zum Beispiel nicht gleich Alkohol. 

Laut Studien können Männer zwei Gläser Wein am Tag trinken - Frauen ein Glas, ohne ihr Risiko für die Entwicklung einer Gicht zu erhöhen. Die gleiche Menge Alkohol als Bier oder Schnaps ist dagegen problematisch."

Ebenso kritisch wie Alkohol sehen Fachleute Fruchtzucker. Früchte wie Birnen und Äpfel enthalten viel davon.

Experten raten zu höchstens zwei Portionen Obst am Tag. "Viel ungünstiger sind aber Limonade oder Cola", sagt Bernhardt.

"Sie sind unter anderem mit Fruchtzucker gesüßt."

Vor den Purinen in Innereien, Muscheln, Krebsen, Geflügelhaut und Schweineschwarte wird nach wie vor gewarnt. 

• "Weniger problematisch als bisher vermutet sind pflanzliche Purin-Quellen wie Kohl, Spargel und Spinat", so die Expertin. 

Positiv: Die meisten Milchprodukte unterstützen die Harnsäureausscheidung. 

Gute Noten gibt es auch für Oliven- und Rapsöl sowie Nüsse.

Das Apothekenmagazin "Senioren Ratgeber" 4/2016 liegt in den meisten Apotheken aus und wird ohne Zuzahlung zur Gesundheitsberatung an Kunden abgegeben.

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360° TOP-Thema: Entfernung von Blutgerinnseln im Gehirn mit einem Katheter

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Behandlung des akuten Schlaganfalls

• Neue Leitlinie empfiehlt interventionelle Thrombektomie

Das mechanische Entfernen von Blutgerinnseln im Gehirn mit einem Katheter (Thrombektomie) setzt sich in Deutschland durch. Die bahnbrechende neue Methode kann schwere Behinderungen nach einem schweren Schlaganfall vermeiden, indem sie eine verstopfte Hirnarterie von einem Blutgerinnsel (Thrombus) befreit. 

Eine neue Leitlinie empfiehlt in bestimmten Fällen eine Kombination aus bewährter Thrombolyse mit einem Medikament und der mechanischen Methode mittels Katheter. 

Die Thrombektomie soll möglichst schnell möglichst vielen Patienten zugutekommen. 
 
Dafür habe sich eine enge Zusammenarbeit von Stroke Units und Neurovaskulären Zentren bewährt, teilen die Deutsche Schlaganfall-Gesellschaft (DSG), die Deutsche Gesellschaft für Neurologie (DGN) und die Deutsche Gesellschaft für Neuroradiologie (DGNR) mit.

Zudem bieten Neuroradiologen, die den Kathetereingriff vornehmen, bereits verstärkt zertifizierte Fortbildungen an.

• Rund 80 Prozent aller jährlich 250.000 Schlaganfälle werden in Deutschland durch ein Blutgerinnsel (Thrombus), das ein Blutgefäß verschließt, verursacht. Als Folge können Teile des Gehirns nicht mehr mit Blut versorgt werden. 

In solchen Fällen bestand bisher die beste Behandlung darin, die Patienten möglichst rasch mit einer Infusion des Medikaments Alteplase (rt-PA) zu behandeln.  

• Der Wirkstoff kann das Blutgerinnsel in den Hirnarterien auflösen. Diese Lysetherapie ist in allen deutschen Schlaganfalleinheiten (Stroke Units) seit Mitte der 1990er-Jahre Standard. 
• Allerdings können mit dieser Therapie tatsächlich nur etwa 50 bis 60 Prozent der großen Blutgerinnsel beseitigt werden.

Neue Ära in der akuten Schlaganfallbehandlung

Aktuell erweitern Kliniken, die eine Stroke Unit besitzen, ihr Angebot um eine neue Therapieoption, die sich kürzlich in fünf Studien als wirksam erwiesen hat: 

• Spezialisierte Neuroradiologen schieben von der Leiste aus einen Katheter bis an die Stelle des Gehirns, wo das Blutgerinnsel eine Arterie blockiert hat. Der Katheter durchbohrt den Thrombus und umschließt das Gerinnsel mit einem Stent wie ein Drahtkäfig. Anschließend kann es über einen Hohlkatheter abgesaugt werden. 

„Diese Behandlungsmethode, auch mechanische Thrombektomie genannt, wurde in den letzten Jahren so weit verfeinert, dass fast 90 Prozent der Gefäße wieder eröffnet werden können“, sagt Professor Dr. Hans-Christoph Diener, Direktor der Klinik für Neurologie am Uniklinikum Essen und Pressesprecher der Deutschen Gesellschaft für Neurologie (DGN). Er verweist auf eine kürzlich in der Fachzeitschrift Lancet publizierte Meta-Analyse, die die Ergebnisse von fünf Studien zusammenfasst und zeigt, dass vielen Patienten durch die mechanische Thrombektomie schwerwiegende Behinderungen infolge des Schlaganfalls erspart blieben.

Aktuelle Leitlinie bewertet die neue Methode

Die beteiligten Fachgesellschaften haben die Studienergebnisse zum Anlass genommen, ihre Leitlinie zu ergänzen (online auf http://www.dgn.org oder http://www.awmf.org). „Die Leitlinie gibt umfassende Anleitungen zu allen Aspekten der neuen Therapie“, berichtet Professor Dr. Peter Ringleb, Mitglied im Vorstand der Deutschen Schlaganfall-Gesellschaft und Leiter der Sektion Vaskuläre Neurologie am Universitätsklinikum Heidelberg. Er ist Erstautor der neuen Leitlinie. 

„Im Regelfall werden beide Therapien – die Lysetherapie und die mechanische Thrombektomie – miteinander kombiniert“, so Peter Ringleb.

Im Ärzte-Jargon heißt das „Drip-and-ship“.

• Da eine Katheterbehandlung derzeit nur an bestimmten Kliniken möglich ist, wird der akute Schlaganfallpatient zuerst in die nächste Stroke Unit gebracht, um ohne Zeitverzug mit der Lysetherapie zu beginnen („drip“). Dort entscheiden die Ärzte dann umgehend, ob eine mechanische Thrombektomie in Frage kommt und der Patient mit dem Rettungswagen in eine Klinik transportiert („ship“) werden soll, in der die Katheterbehandlung möglich ist.

„Drip-and-ship“ als funktionierendes Konzept in der Akutversorgung

„Dass diese Vorgehensweise gut funktioniert, wurde jüngst von dem neurovaskulären Rhein-Ruhr Netzwerk belegt“, berichtet Professor Dr. Christoph Groden, Leiter der Abteilung für Neuroradiologie des Universitätsklinikums Mannheim. 

Zu dem Netzwerk gehörten zum Zeitpunkt der Studie 17 Stroke Units im Ruhrgebiet, von denen acht 24 Stunden am Tag und sieben Tage in der Woche eine Katheterbehandlung anbieten. Die gewonnenen Erfahrungen mit 643 Patienten zeigen, dass „Drip-and-ship“ im deutschen Gesundheitswesen erfolgreich organisiert werden kann.  

• „Die Überlebensrate der Patienten, die aus anderen Kliniken überwiesen wurden, war vergleichbar mit jenen, die in den Zentren direkt behandelt wurden“, so Christoph Groden. 

Der Präsident der Deutschen Gesellschaft für Neuroradiologie (DGNR) fordert, dass die Neurovaskulären Netzwerke flächendeckend ausgebaut werden. „Wir sind auf einem sehr guten Weg und haben bereits in kurzer Zeit die Zahl der Neuroradiologen bzw. Radiologen ausgebaut, die in der Thrombektomie erfahren sind“, sagt er. 

Die Thrombektomie wird bereits in vielen Regionen verlässlich angeboten. Um eine flächendeckende Versorgung zu erreichen, bauen die Fachgesellschaften auf die Stroke Units in Verbindung mit den Neurovaskulären Netzwerken.

Literatur

Mayank Royal et al.: Endovascular thrombectomy after large-vessel ischaemic stroke: a meta-analysis of individual patient data from five randomised trials. Lancet 2016; doi: 10.1016/S0140-6736(16)00163-X. http://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(16)00163-X/abstra...

Peter Ringleb et al.: Akuttherapie des ischämischen Schlaganfalls, Ergänzung 2015 - Rekanalisierende Therapie. Hrsg.: Deutsche Gesellschaft für Neurologie, 2016. Online: http://www.dgn.org, http://www.awmf.org http://www.awmf.org/leitlinien/detail/anmeldung/1/ll/030-140.html. Erschienen in: Akt Neurol 2016; 43: 82–91. http://dx.doi.org/10.1055/s-0042-101225

Ralph Weber et al.: Outcome and periprocedural time management in referred versus directly admitted stroke patients treated with thrombectomy. Therapeutic Advances in Neurological Disorders 2015; doi: 10.1177/ 1756285615617081. http://tan.sagepub.com/content/early/2015/11/25/1756285615617081.abstract

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360° TOP-Thema: Rettungsstelle: Infektion mit Legionellen-Bakterien - Lebensbedrohliche Lungenentzündung

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Legionellen schwächen Abwehr durch Voraus-Kommando

Der Erreger der Legionärskrankheit vermehrt sich besonders gut in den Fresszellen des menschlichen Immunsystems, wenn er Transportbläschen als Vorhut eingesetzt hat, die krankmachende Stoffe enthalten. 

Das haben Marburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Professor Dr. Bernd Schmeck herausgefunden. Das Team des Forschungsverbundes „Universites of Giessen and Marburg Lung Center“ (UGMLC) veröffentlicht seine Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts „PLoS Pathogens“. 
 

Professor Dr. Bernd Schmeck und Anna Lena Jung (Die Abbildung darf nur im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die angezeigte wissenschaftliche Publikation verwendet werden)
Foto: Dr. Wilhelm Bertrams, Philipps-Universität Marburg
 
Eine Infektion mit Legionellen-Bakterien kann eine lebensbedrohliche Lungenentzündung hervorrufen. 

• Die stäbchenförmigen Erreger tricksen die körpereigene Abwehr aus, indem sie sich in Zellen des Immunsystems verstecken, den Makrophagen. 

Wie geht das zu? „Wir haben erstmals untersucht, wie sich eine Vorbehandlung mit Transportbläschen auf eine anschließende Legionellen-Infektion auswirkt“, erklärt Mitverfasser Bernd Schmeck, der die zugrunde liegende Forschungsarbeit leitete.

• Legionellen und andere Bakterien schnüren Bläschen aus ihrer Zellhülle ab, so genannte Vesikel. Diese enthalten krankmachende Substanzen, zum Beispiel Enzyme, aber auch Lipopolysaccharide aus der äußeren Hüllmembran der Bakterien. Mit Vesikeln können die Erreger auch entfernte Ziele infizieren.

Schmecks Team behandelte Zellen von Mensch und Maus mit Legionellen-Vesikeln.

Das Ergebnis:
Zunächst ruft die Behandlung eine Immunreaktion hervor, nämlich eine Freisetzung von Entzündungsstoffen, so genannten Zytokinen. Wenn aber die Infektion mit Vesikeln anhält, so führt sie zu einer stärkeren Vermehrung von Legionellen in den betroffenen Makrophagen. Die Wirtszellen weisen eine erhöhte Anzahl von Hohlräumen auf, in denen sich Bakterien befinden, während die Zytokinproduktion abnimmt. 

„Die Bakterienlast liegt um das Doppelte höher als ohne Vorbehandlung“, erläutert die Erstautorin Anna Lena Jung.

• Die Vesikel bewirken also, dass Fresszellen des Immunsystems sich zu einer Brutstätte für Legionellen wandeln, ohne sich effizient gegen die Krankheitserreger wehren zu können. 

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Vesikel die Ausbreitung von Legionellen im Wirtsgewebe fördern“, resümiert Schmeck.

Professor Dr. Bernd Schmeck leitet das Institut für Lungenforschung an der Philipps-Universität. Er ist Mitglied im Deutschen Zentrum für Lungenforschung. Die Arbeit an der aktuellen Veröffentlichung wurde durch den transregionalen Sonderforschungsbereich TR84 der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell gefördert.

Originalveröffentlichung: Anna Lena Jung & al.: Legionella pneumophila-derived outer membrane vesicles promote bacterial replication in macrophages,
PLoS Pathogens 22. 4. 2016

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Professor Dr. Bernd Schmeck,
Direktor des Instituts für Lungenforschung
Telefon: 06421 28-65713
E-Mail: bernd.schmeck@uni-marburg.de
Johannes Scholten Philipps-Universität Marburg

 

Bewusstsein der Sinneseindrücke

Medizin am Abend Berlin:   Wie unser Gehirn Bewusstein erzeugt

Entsteht unser Bewusstsein aus kontinuierlich verarbeiteten Sinneseindrücken? 

Ein neuer Ansatz von Wissenschaftlern der Universitäten Zürich und Ulm sowie der EPFL zeigt nun, wie das Gehirn Sinneseindrücke zu einem grossen Teil unbewusst verarbeitet. 

Gemäss ihrem Modell ist das Bewusstsein lediglich in Zeitintervallen von bis zu 400 Millisekunden aktiv, während dazwischen Lücken unbewusster Reizverarbeitung liegen. 
 
Das Fahrzeug vor Ihnen stoppt abrupt, und Sie bremsen, bevor Sie sich überhaupt bewusst machen, was vor sich geht.

Was gemeinhin als Reflex bezeichnet wird, ist im Detail viel komplexer und Anlass einer langwährenden wissenschaftlichen Debatte:

• Ist das Bewusstsein ein konstanter, ununterbrochener Strom von Eindrücken oder eine Reihe einzelner Bilder, die das Gehirn zu einer sinnvollen Information zusammefügt – wie die 24 Bilder pro Sekunde einer Filmspule? 

Wissenschaftler der Universitäten Zürich und Ulm sowie der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) stellen nun ein neues Modell vor, das erklärt, wie das Gehirn unbewusste visuelle Informationen verarbeitet.  

Gemäss diesem Modell ist das Bewusstsein nur in Intervallen von bis zu 400 Millisekunden aktiv – dazwischen nehmen wir nichts bewusst wahr.
 
Ein Bild oder ein Ton, ein Geruch oder eine Berührung folgt der anderen und liefert uns ein kontinuierliches Bild der Welt um uns herum. Soweit wir es wahrnehmen können, werden unsere Sinnesinformationen kontinuierlich in bewusste Wahrnehmung umgewandelt: Wir sehen Gegenstände, die sich flüssig bewegen, hören pausenlos Töne oder riechen und fühlen ohne Unterbrechung. Eine andere Lehrmeinung argumentiert hingegen, dass unser Gehirn die Sinnesinformationen nur in einzelnen Zeitpunkten erfasst, wie eine Kamera, die Schnappschüsse aufnimmt. Selbst angesichts der zunehmenden Belege, die gegen das «kontinuierliche» Bewusstsein sprechen, überzeugt auch die Theorie des unterbrochenen Bewusstseinsstroms nicht.


Ein zweistufiges Modell der Informationsverarbeitung

Frank Scharnowski von der Psychiatrischen Universitätsklinik der Universität Zürich hat gemeinsam mit Michael Herzog von der EPFL ein Modell bzw. ein «konzeptionelles» Rahmenwerk entwickelt, das erläutert, wie das Bewusstsein tatsächlich funktioniert.

Die Wissenschaftler haben dazu Daten aus veröffentlichten psychologischen Experimenten und Verhaltensversuchen geprüft. Das Modell der Wissenschaftler schlägt eine zweistufige Informationsverarbeitung vor, wobei zuerst die unbewusste Stufe kommt:

• Das Gehirn verarbeitet bestimmte Merkmale von Gegenständen, etwa Farbe oder Form, und analysiert diese quasi kontinuierlich und unbewusst mit einer sehr hohen Zeitauflösung. 

Ein Tennisspieler könnte beispielsweise bereits beginnen, auf einen kommenden Ball zu reagieren, bevor er ihn überhaupt «bemerkt». Gemäss Modell gibt es während dieser unbewussten Verarbeitung keine echte zeitliche Wahrnehmung.

• Stattdessen unterscheidet das Gehirn zwischen Merkmalen wie Dauer oder Farbveränderung, indem es ihnen «zeitliche» Markierungen zuordnet. 

• Nachdem die unbewusste Verarbeitung abgeschlossen ist, verwandelt das Gehirn gleichzeitig alle Merkmale für einzelne Zeitpunkte in bewusste Wahrnehmung um. 
• So wird das «finale» Bild erzeugt, welches das Gehirn unserem Bewusstsein präsentiert.

Cave: Nur die klarsten Informationen werden repräsentiert

Der gesamte Prozess, vom Reiz bis zur bewussten Wahrnehmung, kann bis zu 400 Millisekunden dauern, was aus physiologischer Sicht eine beträchtliche Verzögerung bedeutet.

«Das Gehirn möchte uns die akkuratesten Informationen geben, was Zeit in Anspruch nimmt», erklärt Neurowissenschaftler Frank Scharnowski. Es würde uns bloss verwirren, die unbewusste bzw. ungenaue Verarbeitung bewusst zu machen, so Frank Scharnowski. «Im Gegensatz zur langjährigen Debatte über den kontinuierlichen beziehungsweise unterbrochenen Bewusstsseinsstrom zeigt unser zweistufiges Modell umfassend, wie das Gehirn das Bewusstsein erzeugt.

Ausserdem erklärt es, wie das Gehirn Zeit verarbeitet, und diese auf unsere Wahrnehmung der Welt abstimmt», so Frank Scharnowski.

Das neue Modell konzentriert sich auf die visuelle Wahrnehmung. Laut den Studienautoren könnte sich die Zeitverzögerung bei anderen Sinnesinformationen, etwa akustischen oder olfaktorischen, unterscheiden.

Hintergrund:

Die Studie wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Brain Mind Institute der EPFL, der Universität Zürich und der Universität Ulm entwickelt und vom Schweizerischen Nationalfonds gefördert.

Literatur:

Michael Herzog, Thomas Kammer, Frank Scharnowski. Time Slices: What Is the Duration of a Percept? PLoS Biology. April 12, 2016. doi: 10.1371/journal.pbio.1002433

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Nathalie Huber Universität Zürich
 

Arme Kinder und Jugendliche in den USA - Wie ist ihre Sterblichkeitsrate?

Medizin am Abend Berlin Fazit: Sterblichkeit armer Kinder in den USA nimmt ab

Reichere Menschen haben eine tiefere Sterblichkeitsrate als ärmere. Die gängige Annahme, dass sich dieser Effekt in den letzten Jahren verstärkt hat, widerlegt eine aktuelle Studie der Universität Zürich. Anstelle der Lebenserwartung bei Geburt untersucht sie die Sterblichkeitsraten nach Altersgruppen in verschiedenen Regionen der USA. 

Das Resultat: Die Sterblichkeitsraten von wirtschaftlich benachteiligten Kindern und Jugendlichen sinken und gleichen sich jenen in wohlhabenden Umfeldern an, während die Unterschiede bei älteren Personen ausgeprägt bleiben. 
 
Lebenserwartung und Sterblichkeit sind sozial ungleich verteilt – dies das Fazit vieler Studien, welche auf die zunehmenden Unterschiede der Lebenserwartung von Personen in wohlhabenden und armen Regionen in den USA verweisen.

Parallel zur Einkommensschere öffnet sich gemäss den Forschenden die Gesundheits- und Lebenserwartungsschere.

Ein differenzierterer Blick auf die Sterblichkeitsraten lässt durchaus positive Trends erkennen:

Zwischen 1990 und 2010 verringerten sich die Unterschiede in den Überlebenschancen von Kindern und Jugendlichen aus diversen US-Regionen. Wirtschaftlich benachteiligte Kinder haben heute stark verbesserte Überlebenschancen, wie Hannes Schwandt vom Institut für Volkswirtschaftslehre der Universität Zürich zusammen mit Janet Currie von der Princeton University in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science zeigt.


Rückläufige Sterblichkeitsrate bei Säuglingen – vor allem in armen Regionen

Zwischen 1990 und 2010 nahm die Sterblichkeitsrate der Säuglinge in allen US-Regionen ab – am stärksten zeigte sich dieser positive Trend in den ärmsten Regionen.

Während im Jahr 1990 von 1000 männlichen Neugeborenen in den ärmsten Regionen der USA 18,3 in den ersten drei Lebensjahren starben, waren es in 2010 nur noch 9,8 – ein Rückgang von 8,5.

In den reicheren Regionen sank die Rate im selben Zeitraum um 4,3 pro 1000 Neugeborene (von 9,8 auf 5,5).

• Diese Abnahme der Ungleichheit punkto Mortalitätsrate zwischen reichen und armen Regionen ist laut Studienautoren bis zum Alter von knapp 40 Jahren sichtbar. 

Im höheren Erwachsenenalter sinkt die Mortalitätsrate in armen und reichen Regionen etwa in gleichen Masse, nur im Seniorenalter nimmt die Ungleichheit der Sterblichkeit zu:

«Die Jüngsten in den ärmsten Regionen profitieren am stärksten und schnellsten sichtbar von den Wohlfahrtsverbesserungen, während Ältere eine gesundheitliche Lebensgeschichte haben, die von der Vergangenheit geprägt ist», erklärt Hannes Schwandt. Er nimmt an, dass aufgrund der verbesserten Lebensbedingungen zukünftig auch die Ungleichheit der Mortalitätsraten im Alter abnehmen wird.


Die Sterblichkeitsrate pro Altersgruppe ist relevant

In der Regel basieren frühere Untersuchungen zur Sterblichkeitsrate entweder auf dem Einfluss von Einkommen oder Bildung auf die Überlebenswahrscheinlichkeit im mittleren oder hohen Alter, oder sie beobachten die Veränderungen der Lebenserwartung bei Geburt. 

Diese Studien fokussieren entweder nur auf eine Bevölkerungsgruppe, oder sie basieren auf den kumulierten Effekten der Vergangenheit und gelten nur, solange die Einflussfaktoren konstant bleiben.

«Die Lebenserwartung als Zahl ist kein guter Prädiktor für die Anzahl der Jahre, die ein Mitglied einer bestimmten Gruppe leben wird.

Es ist sinnvoller, die Entwicklung der einzelnen altersspezifischen Sterblichkeitsraten zu analysieren», erklärt Hannes Schwandt die Bedeutung der für die Studie angewandten Herangehensweise.


Literatur:

Janet Currie, Hannes Schwandt. Inequality in Mortality Decreased Among the Young While Increasing for Older Adults, 1990-2010. Science, April 21, 2016. doi:10.1126/science.aaf1437


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Ältere Mütter - und ihre gebildeten, großen, fitness Kinder....!

Medizin am Abend Berlin Fazit:   Kinder von älteren Müttern sind fitter

Kinder von älteren Müttern sind gesünder, werden größer und erhalten eine bessere Ausbildung als die Kinder von jüngeren Müttern. 

Der Grund: Gesundheit und Bildungschancen der Menschen in den Industrieländern verbessern sich von Jahr zu Jahr. Da zahlt es sich aus, später geboren zu werden. 

 
 © David Dieschburg / photocase.com
 
Zahlreiche Studien haben zuletzt gezeigt, dass die Gesundheitsrisiken von Kindern mit dem Alter ihrer Mütter steigen:  

Je später eine Frau schwanger wird, desto größer ist beispielsweise die Gefahr, dass das Kind mit einem Down-Syndrom geboren wird oder später im Leben an Alzheimer, Bluthochdruck oder Diabetes erkrankt.

• Doch trotz dieser Risiken profitieren Kinder davon, wenn ihre Mütter sie erst spät bekommen. 

Das belegt eine Studie, die Mikko Myrskylä, der Direktor des Max-Planck-Instituts für demografische Forschung (MPIDR) in Rostock, und Kieron Barclay von der London School of Economics heute im Fachblatt Population and Development Review veröffentlicht haben.

Das Gesundheitswesen und die sozialen Verhältnisse haben sich in der Vergangenheit in vielen Ländern verbessert.

Bisherige Studien, die den Einfluss des mütterlichen Alters auf die Gesundheit ihrer Kinder untersucht hatten, ließen derartige Entwicklungen außer Acht, obwohl sie für die einzelne Mutter und ihren Nachwuchs von großer Bedeutung sind. 

Denn aus der Perspektive einer einzelnen Mutter bedeutet eine späte Schwangerschaft auch ein späteres Geburtsjahr ihres Kindes. Bekommt eine Frau ihr Baby beispielsweise zehn Jahre später, ist dieser Aufschub des Mutterwerdens von einem Jahrzehnt begleitet, in dem sich die gesundheitlichen und sozialen Bedingungen, unter denen das Kind groß wird, verändert haben.

Die neue MPIDR-Studie hat diese Entwicklungen berücksichtigt und kommt so zu dem Schluss, dass die Kinder älterer Mütter gesünder, größer und gebildeter sind.

• Die Ergebnisse der Forscher zeigen, dass die biologischen Risiken, die mit einer späten Schwangerschaft einhergehen, von den positiven Veränderungen der äußeren Einflüsse in dem entsprechenden Zeitraum mehr als kompensiert werden.

Eine Frau, die beispielsweise im Jahr 1950 geboren wurde und im Alter von 20 Jahren ein Kind bekommt, bringt dieses 1970 zur Welt. Bekäme die gleiche Frau ihr Kind erst mit 40 Jahren, würde dieses im Jahr 1990 geboren. „Diese zwanzig Jahre machen einen enormen Unterschied aus“, sagt Mikko Myrskylä. Ein Kind, das im Jahr 1990 geboren wurde, besuche beispielsweise mit viel größerer Wahrscheinlichkeit eine Hochschule als eines, das 20 Jahre früher zur Welt gekommen sei.

In ihrer Studie analysierten Kieron Barclay und Mikko Myrskylä die Daten von mehr als 1,5 Millionen Frauen und Männern aus Schweden, die zwischen 1960 und 1991 geboren wurden.

• Die Wissenschaftler untersuchten die Größe dieser Menschen, ihre körperliche Fitness, ihre Schulabschlüsse und ihren Bildungsstand. 
• Die Faktoren Größe und körperliche Fitness untersuchten sie, weil diese gute Indikatoren für den allgemeinen Gesundheitszustand sind, während der Bildungsgrad entscheidend für den beruflichen Erfolg und den sozioökonomischen Status ist.

Die Forscher fanden heraus, dass die Kinder älterer Mütter größer waren, bessere Schulleistungen erzielten und mit einer höheren Wahrscheinlichkeit eine Universität besuchten als die Kinder jüngerer Mütter.

• Das galt selbst dann, wenn die Mütter bei der Geburt des Kindes bereits 40 Jahre alt oder noch älter waren. 

Verglichen die Wissenschaftler beispielsweise Geschwister mit einem großen Altersabstand, so stellte sich heraus, dass Kinder, deren Mutter bei der Geburt Anfang 40 gewesen war, im Schnitt etwa ein Jahr länger eine Schule oder Universität besuchten als Geschwister, bei deren Geburt die Mutter erst Anfang 20 gewesen war.

In ihrer statistischen Analyse verglichen Kieron Barclay und Mikko Myrskylä auch die Daten von Geschwistern mit den gleichen biologischen Eltern. Das Erbgut solcher Geschwisterkinder ist zu 50 Prozent gleich und außerdem wachsen sie in derselben familiären Umgebung auf. „Indem wir Geschwister miteinander verglichen, die in der gleichen Familie groß wurden, war es uns möglich, die Bedeutung des mütterlichen Alters bei der Geburt eines Kindes herauszustellen – unabhängig von anderen Faktoren, die die Ergebnisse verfälschen könnten“, sagt Kieron Barclay.

„Die Vorteile, die sich aus einem späteren Geburtsjahr ergeben, überwiegen die individuellen Risikofaktoren eines höheren Alters der Mutter bei der Geburt“, fasst Mikko Myrskylä die Ergebnisse zusammen.

Man müsse eine andere Sichtweise auf das fortgeschrittene Alter von Müttern entwickeln, so der Forscher:  

• „Werdenden Eltern ist fast immer bewusst, welche Risiken mit einer späten Schwangerschaft einhergehen – die positiven Effekte kennen sie hingegen kaum.“

Über das MPIDR

Das Max-Planck-Institut für demografische Forschung (MPIDR) in Rostock untersucht die Struktur und Dynamik von Populationen: von politikrelevanten Themen des demografischen Wandels wie Alterung, Geburtenverhalten oder der Verteilung der Arbeitszeit über den Lebenslauf bis hin zu evolutionsbiologischen und medizinischen Aspekten der Alterung. Das MPIDR ist eine der größten demografischen Forschungseinrichtungen in Europa und zählt zu den internationalen Spitzeninstituten in dieser Disziplin. Es gehört zur Max-Planck-Gesellschaft, einer der weltweit renommiertesten Forschungsgemeinschaften.

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Mikko Myrskylä – MPIDR-Autor des Artikels (spricht Englisch und Finnisch)
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Kieron Barclay – London School of Economics (spricht Englisch)
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Silvia Leek – MPIDR
TELEFON +49 381 2081 – 143
E-MAIL presse@demogr.mpg.de





Original-Veröffentlichung:
Advanced Maternal Age and Offspring Outcomes: Causal Effects and Countervailing Period Trends, Kieron Barclay, Mikko Myrskylä, Population and Development Review. http://onlinelibrary.wiley.com/enhanced/doi/10.1111/j.1728-4457.2016.00105.x.

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360° MFA TOP-Thema der Rettungsstelle: Warum Grippe und andere Virusinfektionen depressiv machen

Medizin am Abend Berlin Fazit:  Virusinfektionen wie Influenza-Grippe können depressive Verstimmungen auslösen. 

Nun haben Forscherinnen und Forscher des Universitätsklinikums Freiburg bei Mäusen den Grund dafür herausgefunden. 

• Verantwortlich ist unter anderem das Protein CXCL10, das eigentlich die Virusabwehr steuert. 

• Wie die Wissenschaftler feststellten, hemmt das Protein eine Hirnregion, die auch bei Depressionen während kognitiver Prozesse vermindert aktiv ist. 

Die Erkenntnisse könnten zukünftig Patienten helfen, die nach einer Virusinfektion oder nach einer Immuntherapie an depressiven Verstimmungen leiden. 

Die Studie erschien am 19. April im Fachmagazin Immunity, das zur Cell-Gruppe gehört. 
 
 v.l.: Dr. Thomas Blank, Prof. Dr. Marco Prinz  Britt Schilling/ Universitätsklinikum Freiburg

Virale Infekte verursachen häufig Schlaflosigkeit, Kopfschmerzen und ein für Depressionen typisches Verhalten. 

Bislang war aber völlig unklar, wie Immunabwehr und psychische Veränderungen miteinander zusammenhängen. 

„Wir konnten jetzt die Mechanismen identifizieren, durch die das Immunsystem den Gemütszustand beeinflusst“, sagt Erstautor Dr. Thomas Blank, Biologe am Institut für Neuropathologie des Universitätsklinikums Freiburg.

Die Forscher um Studienleiter Prof. Dr. Marco Prinz, Ärztlicher Direktor des Instituts für Neuropathologie des Universitätsklinikums Freiburg, wiesen nach, dass bei der Vermittlung zwischen Immun- und Nervensystem die Blutgefäßzellen im Gehirn eine wichtige Rolle spielen. 

• Diese sogenannten Endothel- und Epithelzellen bilden das Protein CXCL10, das bislang dafür bekannt war, Immunzellen anzulocken und so zur Virusabwehr beizutragen.

• Wie die Forscher nun zeigten, hemmt das Protein außerdem Nervenzellen im Hippocampus und damit auch die zellulären Grundlage des Lernens. 
• Diese Eigenschaft einzelner Synapsen und Nervenzellen, sich in Abhängigkeit ihrer Nutzung zu verändern, wird als neuronale Plastizität bezeichnet und ist im Hippocampus auch bei einer Depression verringert.

Symptome einer Depression können auch durch Immunproteine, sogenannte Typ-I-Interferone verursacht werden. 

Diese Proteine werden zur Behandlung von Hepatitis C, bestimmten Krebsarten und Autoimmunerkrankungen eingesetzt. 

Wie die Freiburger Forscher feststellten, wirken Interferone über denselben, neu beschriebenen Signalweg.

In zukünftigen Studien werden die Forscher die molekularen und zellulären Grundlagen untersuchen. „Unsere Daten lassen aber bereits vermuten, dass zumindest zu Beginn einer Virusinfektion oder bei einer Typ I-Interferon-Therapie eine Blockade von CXCL10 oder seiner Rezeptoren die ersten krankheitsbedingten Verhaltensänderungen unterbinden können“, sagt Prof. Prinz.

Den Einfluss von Virusinfektion und Typ I-Interferonen auf das Verhalten der Tiere untersuchten die Forscher in etablierten Experimenten, in denen Lernvorgänge, aber auch die Stimmung der Tiere gemessen wird.

Tiere mit Virusinfektion oder Typ-I-Interferonen zeigten deutlich eingeschränktes Lernvermögen und waren weniger aktiv als die Kontrollgruppe, was als depressionsartiges Verhalten gewertet wird.

Um Effekte durch die Krankheit selbst auszuschließen, verabreichten die Forscher den Tieren auch künstliches Virus-Erbgut sowie einzelne Bestandteile des Virus.

Beides aktiviert das Immunsystem, ohne die Tiere krank zu machen. In beiden Fällen zeigten die Mäuse ein depressionsartiges Verhalten.

Damit lässt sich der Verhaltenseffekt auf den neu entdeckten Signalweg zurückführen.

Titel der Original-Arbeit: Brain Endothelial- and Epithelial-Specific Interferon Receptor Chain 1 Drives Virus-Induced Sickness Behavior and Cognitive Impairment

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2016.04.005

Link zur Publikation: www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613%2816%2930110-8

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Rheumatoide Arthritis oder Systemischer Lupus Erythematodes (SLE)

Medizin am Abend Fazit:  Den Antikörpern auf der Spur

FAU-Wissenschaftler erforschen mit Unterstützung der VolkswagenStiftung die Ursachen von Autoimmunerkrankungen 
 
Rheumatoide Arthritis oder Systemischer Lupus Erythematodes (SLE): 

• Bei chronisch entzündlichen rheumatischen Erkrankungen reagiert das Immunsystem über und wendet sich fälschlicherweise gegen das eigene Körpergewebe. Ist das der Fall, spricht man von einer Autoimmunerkrankung.

Doch immer mehr Wissenschaftler beschäftigen sich damit, die Ursachen aufzuklären und die zellulären Zusammenhänge zu verstehen. Nun erhält ein Forscherteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) um den Biochemiker und Zellbiologen Prof. Dr. Dr. Martin Herrmann im Bereich der Früherkennung autoimmuner Störungen in der klinischen Praxis tatkräftige Unterstützung – dank einer Projektbewilligung der VolkswagenStiftung in Höhe von 250.000 Euro.

• Während Patienten zum Beispiel mit Rheumatoider Arthritis unter Gelenkschmerzen leiden, treten beim Systemischen Lupus Erythematodes (SLE) schmetterlingsförmige Rötungen im Gesicht auf. Häufig sind auch innere Organe in ihrer Funktion beeinträchtigt. Behandelt werden bei solchen Autoimmunerkrankungen hauptsächlich die Symptome – die Ursachenforschung steht erst seit jüngster Zeit im Fokus der Wissenschaft.

Jetzt erhält die Grundlagenforschung des Biochemikers und Zellbiologen Prof. Dr. Dr. Martin aus der Medizinischen Klinik 3 (Rheumatologie und Immunologie) des Universitätsklinikums Erlangen dank der Zuwendung der Volkswagen-Stiftung wertvolle Unterstützung. Die VolkswagenStiftung, die sich in ihrer Funktion als nicht staatliche Akteurin als Brückenbauerin für die Wissenschaft versteht, unterstützt das FAU-Kooperationsprojekt mit insgesamt 250.000 Euro, bei einer Laufzeit von drei Jahren.

Bewilligt wurde die Förderung im Rahmen der Ausschreibung „Trilaterale Partnerschaften – Kooperationsvorhaben zwischen Wissenschaftler(inne)n aus der Ukraine, Russland und Deutschland“. Bereits seit mehreren Jahrzehnten kooperiert Prof. Herrmann auf dem Gebiet der Autoimmunitätsforschung und der zellulären Immunologie mit Wissenschaftlern aus der Ukraine – Prof. Rostyslav Bilyy, Lviv National Medical University – und aus Russland – Prof. Alexander Gabibov, Lomonossow University Moskau.

Das internationale Wissenschaftlerteam konzentriert sich auf Antikörper und besonders auf deren Zuckerverbindungen, die sogenannten Glykane.

Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, auf welche Weise diese komplexen und langkettigen Zuckerverbindungen das Immunsystem beeinflussen und damit die Entstehung von Autoimmunkrankheiten begünstigen. „Wir analysieren nicht nur die Interaktion von Antikörpern, sondern auch deren Zuckeranteil.

Wie diese Zuckerverbindungen zum Beispiel an Proteinen zugänglich sind.

Auf diese Weise wollen wir herausfinden, wie Antikörper genau wirken und welche Bedeutung sie für die Erkrankung haben“, erläutert Prof. Herrmann.

Das Forschungsinteresse ist komplex. Hat sich zum Beispiel ein Antikörper verändert, weil der Patient bereits erkrankt ist, oder reagiert ein Antikörper auf bestimmte Weise, um eine ernsthaftere Krankheit zu verhindern? Ein Beispiel illustriert, was die FAU-Forscher herausfinden wollen:

• Ist bei einem Rheuma-Patienten der Zuckeranteil der Antikörper für deren krankmachende Aktivitäten verantwortlich oder handelt es sich dabei um den Versuch des Körpers, die Krankheit zu bekämpfen?

„Wenn der Einfluss von Glykanen auf das Immunsystem aufgeklärt ist, könnten daraus Diagnose- und Behandlungsstrategien abgeleitet werden, die das Potenzial zu Verbesserungen bei Erkennung und Behandlung von Autoimmunerkrankungen haben“, sagt Prof. Herrmann. „

Die Ergebnisse könnten aber auch bei anderen Erkrankungen wie Immunschwächen, Krebs und Infektionen oder auch bei Transplantationen angewendet werden.“

Bei der Erforschung der Ursachen von Autoimmunerkrankungen setzen die FAU-Forscher unterschiedliche biochemische und bildgebende Verfahren für Zellkulturen und Zellen ein.

• Dazu gehören das Such-Verfahren ELISA, das Antikörper-Nachweisverfahren Western Blot, Videomikroskopie und die Morphometrie, mit der sich Zellstrukturen messen und vergleichen lassen.

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Dr. Susanne Langer Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg