Kortikale Erregbarkeit: Schlafentzug und Schlafmangel und Neuroplastizität: Arbeiten gegen die persönlich bevorzugten Schlaf- und Wachphasen (Chronotyp)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Schlafentzug beeinflusst kognitive Leistung

Wer schon mal eine Nacht schlecht oder gar nicht geschlafen hat, weiß, wie sehr sich der Schlafmangel auf die Konzentration am nächsten Tag auswirken kann. 

Forschende am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund haben untersucht, wie genau sich dieser Schlafentzug auf die Leistung des Gehirns auswirkt. 

Die Ergebnisse zeigen, dass sich nicht nur die Aktivität des Gehirns verändert, sondern auch die Verbindungsstärken zwischen den Nervenzellen beeinflusst werden. 

Beides wirkt sich maßgeblich auf die Gedächtnisleistung und das Arbeitsgedächtnis aus.

• Ausreichend Schlaf ist essenziell für eine optimale Leistung am Tag. 

• Der Schlafmangel beeinträchtigt nicht nur die Aufmerksamkeit, sondern auch die Gedächtnisleistung und Lernprozesse. 

• Um neue Gedächtnisinhalte zu speichern, werden im Gehirn Verbindungen zwischen Nervenzellen verstärkt oder abgeschwächt. 

Diese Verbindung wird auch als Neuroplastizität bezeichnet. 

Während des Nachtschlafs werden wichtige Verbindungen verstärkt und unwichtige wieder abgeschwächt.

Bei einem Schlafmangel fällt diese Abschwächung aus. 

Die kortikale Erregbarkeit ist dauerhaft erhöht, was zu einer Beeinträchtigung der Signalübertragung führt. 

• Neue, äußere Reize und Informationen können daher nur schlecht oder gar nicht verarbeitet werden und das Lernen fällt schwerer. 

• Durch die erhöhte, kortikale Erregbarkeit wird die Neuroplastizität gestört. 

Das bedeutet, dass die Überaktivierung des Gehirns eine Neuvernetzung der Synapsen erschwert.

Optimale Erregbarkeit des Gehirns könnte Erkrankungen vorbeugen

Dabei gibt es jedoch einen Unterschied zwischen kompletten Schlafentzug und dem Arbeiten gegen die persönlich bevorzugten Schlaf- und Wachphasen (Chronotyp). 

Bei letzterem sind die Aktivität des Gehirns und die Neuroplastizität verringert. 

Beim Schlafentzug ist die Hirnaktivität aber erhöht. 

Insbesondere bei anspruchsvollen Tätigkeiten kann das Arbeiten im Einklang mit dem eigenen Chronotyp die Arbeitsleistung verbessern.

Da die Dynamik der Plastizität und der Aktivität des Gehirns vom Schlaf abhängig sind, könnte diese eine Rolle bei der Vorbeugung von Erkrankungen mit kognitiven Defiziten spielen. 

Beispiele für solche Erkrankungen sind Demenzen, bei denen häufig Schlafstörungen vorliegen, und schwere Depressionen. 

Bei Depressionen besteht eine verminderte Hirnaktivierung und Neuroplastizität, die durch einen therapeutischen Schlafentzug, der eine etablierte antidepressive Maßnahme ist, kompensiert werden könnten. 

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Dr. Ali Salehinejad
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Originalpublikation:

Salehinejad, M. A., Ghanavati, E., Reinders, J., Hengstler, J. G., Kuo, M.-F., Nitsche, M. A., Sleep-dependent upscaled excitability, saturated neuroplasticity, and modulated cognition in the human brain. Sleep-dependent upscaled excitability, saturated neuroplasticity, and modulated cognition in the human brain eLife 11:e69308 (2022). https://doi.org/10.7554/eLife.69308

 

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Prof. Eric Quintane: Burnout und Missbrauch am Arbeitsplatz für Vermittelnde:Broker

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Die Rolle des Vermittelnden am Arbeitsplatz führt zu Burnout und Missbrauch, so eine neue Studie der ESMT Berlin

Angestellte, die als Vermittelnde (Englisch: “Broker”) agieren, d.h. die Kommunikation zwischen Kolleginnen und Kollegen, die nicht direkt miteinander kommunizieren, aufrechterhalten, haben ein höheres Risiko, auszubrennen und ihre Kolleginnen und Kollegen zu misshandeln, so eine neue Studie der ESMT Berlin.

• Die von Eric Quintane, Associate Professor für Organisationsverhalten an der ESMT Berlin, geleitete Studie untersucht die psychologischen Kosten, die entstehen, wenn man die Kommunikation mit Kolleginnen und Kollegen aufrechterhalten muss, die nicht direkt miteinander kommunizieren. 

• Dabei kann es sich um Mitarbeitende handeln, die sich in verschiedenen Abteilungen, Regionen oder Zeitzonen befinden, so dass sie nur schwer miteinander kommunizieren können. 

• Es kann sich auch um Kolleginnen und Kollegen handeln, die über unterschiedliche Fachkenntnisse oder Schwerpunkte verfügen oder miteinander in Konflikt stehen, sodass sie eine andere Person als Broker benötigen, um ihre Aktivitäten zu koordinieren. 

• Obwohl die Tätigkeit als vermittelnde Person erhebliche Vorteile mit sich bringt, wie z. B. Leistungssteigerung, Kreativität oder schnellere Beförderung, erhöhen Broker, die ständig Dritte vermitteln, ihr Risiko von Burnout und Missbrauch.

Das Forschungsprojekt umfasst drei Studien mit unterschiedlichen Methoden, Messungen und kulturellen Kontexten. In der ersten Studie untersuchten die Forschenden über einen Zeitraum von fünf Monaten den E-Mail-Verkehr der Angestellten sowie Daten zu Burnout und missbräuchlichem Verhalten von über 1.500 Angestellten einer großen südamerikanischen Universität. In Studie 2 wurde eine Online-Längsschnittstudie mit Arbeitnehmenden in den USA durchgeführt, während in Studie 3 ein experimentelles Design verwendet wurde, bei dem Angestellte nach dem Zufallsprinzip angewiesen wurden, die Kommunikation mit getrennten Kolleginnen und Kollegen aufrechtzuerhalten. Alle drei Studien weisen in dieselbe Richtung: Wenn Mitarbeitende mit Kolleginnen und Kollegen kommunizieren, die nicht direkt kommunizieren können oder wollen, erleben sie ein erhöhtes Burnout, was dann zu einer höheren Wahrscheinlichkeit führt, sich missbräuchlich zu verhalten.

• „Obwohl die Vorteile der Vermittlung von Beziehungen folgenreich sein können, ist es eine Tätigkeit mit hohem Risiko und hoher Belohnung”, sagt Prof. Quintane. 

• „Das erhöhte Burnout-Risiko ist für Broker oder Unternehmen nachteilig, da die Wahrscheinlichkeit besteht, dass der oder die Mitarbeitende nach einer hohen Stressphase eine Auszeit nehmen muss. 

• Dieser hohe Stresspegel kann dazu führen, dass Broker dies an ihren Kolleginnen und Kollegen auslassen und ihre Rolle missbrauchen – dies ist schädlich für das gesamte Unternehmen, insbesondere weil die Vermittelnden in der Regel eine wichtige Koordinierungsfunktion zwischen Gruppen oder Abteilungen ausüben.”

Eine Möglichkeit, Broker vor Burnout zu bewahren, besteht laut Prof. Quintane darin, ihnen die Möglichkeit zu geben, sich regelmäßig von ihrer Rolle zu lösen, damit sie ihre psychologischen Ressourcen wieder auffüllen können. 

Unternehmen sollten ihre Mitarbeitenden ermutigen, nach der Vermittlungstätigkeit eine Pause einzulegen, und die Broker ermutigen, Ressourcen zu nutzen, die ihnen helfen, den mit der Vermittlungstätigkeit verbundenen Stress zu bewältigen.

Die Studie wurde in Organization Science veröffentlicht. --

Über die ESMT Berlin:
Die ESMT Berlin ist die höchstplatzierte Business School in Deutschland und die erste und einzige deutsche Wirtschaftsuniversität in den europäischen Top 10. Von 25 führenden globalen Unternehmen gegründet, bietet die ESMT Master-, MBA- und PhD-Studiengänge sowie Managementweiterbildung an. Die Kurse werden auf dem Berliner Campus, an Standorten weltweit, online sowie als Onlinekurse mit Teilpräsenz angeboten. Mit einem Fokus auf Leadership, Innovation und Analytics veröffentlichen die Professorinnen und Professoren der ESMT regelmäßig ihre Forschungsergebnisse in führenden wissenschaftlichen Zeitschriften. Zusätzlich bietet die ESMT eine Plattform für den Diskurs zwischen Politik, Wirtschaft und Wissenschaft. Die ESMT ist eine staatlich anerkannte private wissenschaftliche Hochschule mit Promotionsrecht, akkreditiert von AACSB, AMBA, EQUIS und FIBAA, und engagiert sich für Vielfalt, Gleichstellung und Inklusion in all ihren Aktivitäten und Gemeinschaften. www.esmt.berlin 

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Originalpublikation:

https://www.dropbox.com/s/jk75bt3fpk8kftb/Manuscript.pdf?dl=0

 

Dr. Dirk Taeger: Brandrauch - Die aufgenommenen PAK-Konzentrationen - hauptamtliche und ehrenamtliche Feuerwehreinsatzkräfte

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Belastung von Feuerwehreinsatzkräften während eines Einsatzes mit krebserzeugenden Gefahrstoffen

Eine Verbundstudie aus dem Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der DGUV (IPA) untersuchte bei Feuerwehreinsatzkräften die Abbauprodukte von krebserzeugenden Gefahrstoffen nach verschiedenen Einsatzszenarien und die Auswirkungen des Tragens von persönlicher Schutzausrüstung. 

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift International Journal of Hygiene and Environmental Health veröffentlicht.

Studie untersucht Gefahrstoffe im Brandrauch
In Deutschland gibt es mehr als 1,4 Millionen hauptamtliche und ehrenamtliche Feuerwehreinsatzkräfte. 

Sie sind während der Brandbekämpfung einer Vielzahl von Gefährdungen ausgesetzt. 

• Brandrauch besteht aus einer komplexen Mischung von Gefahrstoffen wie beispielsweise Chlorwasserstoff, Benzol, Dioxin und Substanzen aus der Gruppe der Polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). 

• Einige dieser Stoffe sind nachweislich krebserregend für den Menschen. 

Die konkrete Zusammensetzung ist jedoch von vielen Faktoren abhängig und variiert daher je nach Brandbedingungen. 2022 stufte die Internationale Agentur für Krebsforschung der Weltgesundheitsorganisation (IARC) die beruflich bedingte Exposition von Feuerwehreinsatzkräften als krebserregend für den Menschen (Gruppe 1) ein.

Messungen bei Einsatzkräften in Berlin, Bochum und Hamburg
Im Rahmen der Studie aus dem Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IPA) wurden zwischen 2018 und 2020 Einsatzkräfte der Freiwilligen Feuerwehren und der Berufsfeuerwehren in Bochum, Hamburg und Berlin vor und nach Brandeinsätzen untersucht. Mittels Fragebogen wurden die Brandszenarien erfasst und durch die Messung eines Stoffwechselprodukts des PAK im Urin vor und nach dem jeweiligen Einsatz die tatsächliche Belastung ermittelt.

Insgesamt konnten 77 Einsatzkräfte aufgrund ihres Tätigkeitsprofils während des Brandeinsatzes in die Studie eingeschlossen werden.

 „Wir können feststellen, dass bei einigen Einsätzen die Konzentrationen im Vergleich zu den Werten vor den Einsätzen zwar erhöht waren. Bei 64 Einsatzkräften lagen die Werte nach dem Einsatz im Bereich der deutschen Normalbevölkerung“, so der Studienleiter Dr. Dirk Taeger.

Schutzkleidung senkt PAK-Aufnahme deutlich
„Im Biomonitoring zeigte sich, dass die aufgenommenen PAK-Konzentrationen durch eine korrekt angelegte, funktionsfähige Schutzkleidung sowie das bedarfsgerechte Tragen von umluftunabhängigem Atemschutz deutlich gesenkt beziehungsweise eine Aufnahme von PAK sogar ganz verhindert werden konnte“, erklärt Stephan Koslitz, der in dieser Studie für das Biomonitoring zuständig war. 

• „Dennoch gibt es Situationen, in denen die PAK-Konzentrationen auf Werte oberhalb der Beurteilungsmaßstäbe ansteigen. 
• In diesen Fällen gehen wir von einer verstärkten Aufnahme über die Haut aus.“

Das Fazit der Studie lautet: 

Auch wenn kurzzeitige individuelle Spitzenbelastungen durch im Brandrauch enthaltene Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe während des direkten Einsatzes durchaus auftreten können, ist von einer dauerhaft hohen Belastung – wie man sie bei Beschäftigten in verschiedenen Industriezweigen vorgefunden hat – nicht auszugehen. 

• Jedoch kann ein individuell erhöhtes Krebsrisiko nicht ausgeschlossen werden, da der Kontakt zu krebserzeugenden Gefahrstoffen im Brandrauch gegeben ist. 

Korrekt angelegte persönliche Schutzausrüstungen sowie umfassende Hygienemaßnahmen nach dem Brandeinsatz sind jedoch die Voraussetzung, dass die Belastungen mit Gefahrstoffen niedrig bleiben.

Das Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der DGUV (IPA)
Das IPA - Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung - ist als Institut der Ruhr-Universität Bochum (RUB) an der Schnittstelle zwischen arbeitsmedizinischer Forschung und der Praxis für den Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz und in Bildungseinrichtungen positioniert.

Zum einen ist es für die medizinisch-akademische Forschung und Lehre im Fach Arbeitsmedizin der Ruhr-Universität Bochum verantwortlich; zum anderen unterstützt das IPA die gewerblichen Berufsgenossenschaften, die Unfallkassen und die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) bei der Erfüllung ihrer Aufgaben.
https://www.dguv.de/ipa

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Dr. Dirk Taeger
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Dr. Monika Zaghow Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der DGUV - Institut der Ruhr-Universität Bochum (IPA) Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung - DGUV

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Telefon: 030 13001 4015
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E-Mail-Adresse: monika.zaghow@dguv.de

 

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Originalpublikation:

Taeger D, Koslitz S, Käfferlein HU, Pelzl T, Heinrich B, Breuer D, Weiß T, Harth V, Behrens T, Brüning T. Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons assessed by biomonitoring of firefighters during fire operations in Germany. Int J Hyg Env Health 2023; 248: 114110 DOI 10.1016/j.ijheh.2023.114110 Open Access

Prof. Dr. Thilo Hackert: Behandlung von schweren Bauchspreicheldrüsenerkrankungen - Pankreaskarzinomen

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Prof. Dr. Thilo Hackert übernimmt Leitung der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Thoraxchirurgie

Prof. Dr. Thilo Hackert (51) wird neuer Direktor der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Thoraxchirurgie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE). 

Der Chirurg nahm zum 1. Februar seine Arbeit auf. 

Er folgt auf Prof. Dr. Jakob R. Izbicki, der altersbedingt aus der Klinikleitung ausscheidet. 

 

 Prof. Dr. Thilo Hackert, MBA Anja Meyer | UKE Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE)

Prof. Hackert war zuletzt stellvertretender Ärztlicher Direktor der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie des Universitätsklinikums Heidelberg. 

Er deckt das gesamte Spektrum der abdominalen Chirurgie inklusive der Transplantationschirurgie ab.

Einen besonderen Fokus hat er auf die Behandlung von schweren Bauchspeicheldrüsenerkrankungen gelegt. 

Dies spiegelt sich in seinen wissenschaftlichen Schwerpunkten, der Erforschung von molekularen Mechanismen der Entstehung und des Fortschreitens von Pankreaskarzinomen sowie der Entwicklung von neuen Möglichkeiten frühzeitiger Diagnostik und Behandlung des Pankreaskarzinoms, wider. 

Sein besonderes Interesse gilt der Etablierung von neuen Therapieansätzen, insbesondere der Robotik und der Künstlichen Intelligenz in der Tumorchirurgie bis hin zum Einsatz von Echtzeit-Biomarkern zur Tumorfrüherkennung.

Prof. Hackert studierte Medizin an der Universität Heidelberg, wo er 2000 auch promovierte. 

Er absolvierte seine Facharztzeit in der Chirurgischen Klinik des Universitätsklinikums Heidelberg und wurde dort 2007 Oberarzt. 

Drei Jahre später habilitierte er an der Universität Heidelberg zum Thema „Einfluss humoraler und zellulärer Gerinnungskomponenten auf Pathophysiologie und Therapie der akuten Pankreatitis und der Transplantatpankreatitis“. 2014 wurde er Sektionsleiter der Pankreaschirurgie, 2018 leitender Oberarzt der Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie des Universitätsklinikums Heidelberg.

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Prof. Dr. Thilo Hackert, MBA
Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral- und Thoraxchirurgie
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Dr. Niels Pfennigwerth: CAVE: Vorsorgliches Screening von Personen mit Bezug zur Ukraine bei Aufnahme in deutschen Krankenhäusern.

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Mehr multiresistente Keime seit Beginn des Ukrainekriegs

• Seit Ausbruch des Krieges in der Ukraine werden in deutschen Krankenhäusern auffällig viel häufiger bestimmte Krankenhauserreger nachgewiesen, die gegen viele Antibiotika resistent sind. 

Der Erreger Klebsiella pneumoniae ist aufgrund einer Kombination zweier Enzyme auch resistent gegen die Reserveantibiotika der Carbapeneme. 

Zusammen mit dem Robert Koch-Institut (RKI) hat das an der Ruhr-Universität Bochum ansässige Nationale Referenzzentrum (NRZ) für gramnegative Krankenhauserreger nachweisen können, dass viele der gemeldeten Fälle mit Patientinnen und Patienten aus der Ukraine in Zusammenhang stehen. 

Martina Cremadus, Hans-Jörg Berthold und Niels Pfennigwerth (von links) überwachen im Nationalen Referenzzentrum für gramnegative Krankenhauserreger das Auftreten multiresistenter Bakterien. © RUB, Marquard

Die Forschenden empfehlen daher, diese Gruppe vor der Aufnahme ins Krankenhaus auf den Keim zu untersuchen. Sie berichten in der Zeitschrift Eurosurveillance vom 15. Dezember 2022.

Auffälliger Zusammenhang lässt sich nachweisen

Die betroffenen Isolate des Bakteriums Klebsiella pneumoniae, die seit dem Frühjahr 2022 stark vermehrt in Proben aus deutschen Kliniken nachgewiesen wurden, produzieren eine Kombination aus zwei verschiedenen sogenannten Carbapenemasen, die in der Lage sind, die Reserveantibiotika zu spalten: NDM-1 und OXA-48. „Uns ist aufgefallen, dass viele der betroffenen Proben einen Bezug zur Ukraine hatten, dass die entsprechenden Patientinnen und Patienten beispielsweise von dort geflüchtet waren oder als Kriegsverletzte in Deutschland ins Krankenhaus eingeliefert wurden“, erklärt Dr. Niels Pfennigwerth vom NRZ. Weitere Untersuchungen konnten belegen, dass tatsächlich ein Zusammenhang besteht, der sich auch in den Meldezahlen des Robert Koch-Instituts darstellte.

„Unsere Analysen haben gezeigt, dass es in der Folge der Hospitalisierung ukrainischer Patienten sehr wahrscheinlich bereits zu Ausbruchsgeschehen in Deutschland mit diesen Bakterienstämmen gekommen ist“, so Niels Pfennigwerth. 

• Das Team von NRZ und RKI empfehlen deswegen ein vorsorgliches Screening von Personen mit Bezug zur Ukraine bei Aufnahme in deutschen Krankenhäusern. 

• „Sollte sich dabei bestätigen, dass die Person mit dem Erreger besiedelt ist, wird sie im Krankenhaus isoliert, und es werden sehr strenge Hygienemaßnahmen getroffen“, so der Forscher.

Ansonsten gesunde Menschen bemerken von der Besiedlung mit derlei Keimen oft nichts. 

Im Krankenhaus können die Erreger jedoch vor allem über die Hände des Personals auf Personen übertragen werden, die aufgrund von Erkrankungen oder Verletzungen stark vorgeschädigt sind. 

• In diesem Fall kann Klebsiella pneumoniae unter anderem Lungenentzündungen, Wundinfektionen oder Harnwegsinfekte auslösen. 

• Aufgrund der Resistenz sogar gegen Reserveantibiotika, die ausschließlich schweren Fällen vorbehalten sind, die im Krankenhaus behandelt werden müssen, ist dann im schlimmsten Fall überhaupt keine Behandlung mehr möglich.

Nationales Referenzzentrum für gramnegative Krankenhauserreger

Seit 2009 sammelt das Nationale Referenzzentrum (NRZ) für gramnegative Krankenhauserreger in der Abteilung für Medizinische Mikrobiologie der Ruhr-Universität Bochum deutschlandweit Daten über Bakterien, die gegen verschiedene Antibiotika resistent sind – man spricht von Multiresistenz. Das Zentrum arbeitet eng zusammen mit dem Robert-Koch-Institut und überwacht das Vorkommen dieser Bakterien als vom RKI beauftragte Stelle. 

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Dr. Niels Pfennigwerth
Nationales Referenzzentrum für gramnegative Krankenhauserreger
Abteilung für Medizinische Mikrobiologie
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Meike Drießen Ruhr-Universität Bochum

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Telefon: 0234/32-26952
Fax: 0234/32-14136
E-Mail-Adresse: meike.driessen@presse.rub.de

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Originalpublikation:

Mirco Sandfort et al.: Increase in NDM-1 and NDM-1/OXA-48-producing Klebsiella pneumoniae in Germany associated with the war in Ukraine, 2022, in: Eurosurveillance, 2022, DOI: 10.2807/1560-7917.ES.2022.27.50.2200926, https://www.eurosurveillance.org/content/10.2807/1560-7917.ES.2022.27.50.2200926

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Professor Steffen Just: Herzmuskelzellen bei COVID

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit:  

Herzmuskelzellen hören früher auf zu schlagen - Omicron-Subvariante BA.5 schädigt Kardiomyozyten stärker als BA.1

Eine Studie des Universitätsklinikums Ulm hat untersucht, wie gut sich verschiedene Varianten des Coronavirus SARS-CoV-2 in kultivierten humanen Herzmuskelzellen vermehren. 

Die Ergebnisse zeigen, dass sich zwar die ursprüngliche Omicron-Subvariante BA.1 nur sehr begrenzt in Herzmuskelzellen ausbreitet. 

Die aktuelle BA.5 Subvariante hingegen kann Kardiomyozyten so effektiv infizieren wie die frühere Delta-Variante. Verantwortlich dafür sind zusätzliche Mutationen – vor allem im Spike-Protein, die die Infektiosität und zellschädigende Wirkung von BA.5 stärken. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Nature-Zeitschrift „Signal Transduction and Targeted Therapy“. 

Kultivierte humane Herzmuskelzellen: (links) nicht infiziert, (rechts) infiziert mit der Omicron Subvariante BA.1. Virales Spike-Protein wird in den gelben Punkten sichtbar  

https://doi.org/10.1038/s41392-022-01256-9

Nimmt man gesunde Herzmuskelzellen in Kultur und vermehrt sie, fangen sie an, spontan zu schlagen. 

„Dieser spontane ‚Herzschlag‘ von Kardiomyozyten ist ein guter Indikator für die Gesundheit und Funktionstüchtigkeit der Zellen“, erläutert Professor Steffen Just, Leiter der Sektion für Molekulare Kardiologie an der Klinik für Innere Medizin II. Just hat gemeinsam mit dem Ulmer Virologen Professor Frank Kirchhoff eine Studie über die pathogene Wirkung verschiedener SARS-CoV-2-Varianten auf den Weg gebracht. „Dafür haben wir spontan schlagende Herzmuskelzellen mit Coronaviren infiziert und untersucht, wie stark sich die Viren vermehren beziehungsweise wie groß deren zellschädigende Wirkung ist,“ erklärt Kirchhoff, der am Ulmer Uniklinikum das Institut für Molekulare Virologie leitet. Je pathogener eine Virus-Variante oder -Subvariante ist, desto früher stoppt der „Herzschlag“ der Zellen.

Die Forschenden haben frühe SARS-CoV-2-Varianten wie NL-02-2020 und Delta mit verschiedenen Subvarianten von Omicron verglichen. Erwartungsgemäß war die – gemeinhin als weniger aggressiv eingestufte – frühe Omicron-Subvariante BA.1 deutlich weniger zellschädlich als die frühen Varianten NL-02-2020 und Delta. Die Untersuchung von Omicron-BA.5-Viren brachte dagegen ein anderes Ergebnis ans Licht: „Die damit infizierten Herzmuskelzellen hörten deutlich früher auf zu schlagen als Kulturen, die mit der frühen BA.1 Omicron-Subvariante infiziert waren. Das Ergebnis glich der Infektion mit der Delta-Variante – die Schläge stoppten nach 3 bis 5 Tagen“, so Rayhane Nchioua, Erstautorin der Studie und Doktorandin am Institut für Molekulare Virologie, die gemeinsam mit Federica Diofano aus der Sektion für Molekulare Kardiologie die Herzzellen untersucht hat.

Herzmuskelzellen sind besonders anfällig für SARS-CoV-2

Verschiedene Zelltypen, Gewebe und Organe sind unterschiedlich empfänglich für SARS-CoV-2. Herzmuskelzellen sind besonders anfällig, weil diese viele ACE2-Rezeptoren präsentieren, über die die Viren an den Zellen andocken. Dies erleichtert dem Virus die Vermehrung und erklärt wahrscheinlich, warum Herzmuskelerkrankungen und Herzschäden zu häufigen Komplikationen von COVID-19 gehören. Zu den klinischen Erscheinungsbildern gehört insbesondere die Herzmuskelentzündung, aber auch Herzrhythmusstörungen werden beobachtet. Autopsien verstorbener COVID-19-Patienten wiesen in Herzmuskelzellen außerdem hohe Anteile an viraler RNA und von Spike-Proteinen nach.

Das Ulmer Forschungsteam hat daher auch analysiert, wie hoch bei unterschiedlichen Varianten die Virus-RNA-Konzentration und der Anteil von Spike-Proteinen in viral infizierten Kardiomyozyten ist. Dabei kam heraus, dass insbesondere die Herzmuskelzellen, die mit Viren der Delta-Variante oder eben der späten Omicron-Subvariante BA.5 infiziert wurden, besonders hohe Konzentrationen solcher Virus-Spuren aufwiesen.

Ein wesentliches Fazit der Studie ist, dass BA.5 nicht nur resistent gegen viele neutralisierende Antikörper der adaptiven Immunantwort ist, sondern sich auch sehr effektiv in menschlichen Zellen vermehren kann. 

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die effiziente Umgehung adaptiver Immunantworten durch BA.1 zunächst auf Kosten der viralen Infektiosität ging. Zusätzliche Mutationen im Spike-Protein von BA.5 stellten jedoch das volle Replikationspotential wieder her“, so die Forschenden. Aktuelle Studien mit Tiermodellen zeigen ebenfalls eine höhere Pathogenität von BA.5 im Vergleich zu BA.1 und bestätigen damit das Ergebnis der Ulmer Studie. Ob dies auch beim Menschen der Fall ist, müssen weitere Untersuchungen klären.

Gefördert wurde das Forschungsprojekt im Rahmen der Sonderforschungsbereiche 1279 und 1506 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Weitere Fördergelder kommen aus dem Fight-nCoV-Programm der EU sowie aus dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung. 

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Prof. Dr. Frank Kirchhoff, Leiter des Instituts für Molekulare Virologie, Universitätsklinikum Ulm, E-Mail: frank.kirchhoff@uni-ulm.de

Prof. Dr. Steffen Just, Leiter der Sektion für Molekulare Kardiologie an der Klinik für Innere Medizin II, Universitätsklinikum Ulm, E-Mail: steffen.just@uniklinik-ulm.de

Andrea Weber-Tuckermann Universität Ulm

Helmholtzstraße 16
89081 Ulm
Deutschland
Baden-Württemberg

Telefon: 0731 - 5022024
E-Mail-Adresse: andrea.weber-tuckermann@uni-ulm.de

Originalpublikation:

Strong attenuation of SARS-CoV-2 Omicron BA.1 and increased replication of the BA.5 subvariant in human cardiomyocytes. Rayhane Nchioua, Federica Diofano, Sabrina Noettger, Pascal von Maltitz, Steffen Stenger, Fabian Zech, Jan Münch, Konstantin M. J. Sparrer, Steffen Just & Frank Kirchhoff. In: Signal Transduction and Targeted Therapy volume 7, Article number: 395 (2022), 25 December 2022, https://doi.org/10.1038/s41392-022-01256-9

 

Professor Dr. Tibor Kempf: Mitralklappeninsuffizienz: Implantatoin einer Mitralklappen-Prothese über die Herzspitze

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Herzgesundheit: MHH bietet innovatives Verfahren zum Mitralklappenersatz

Interdisziplinäres Team aus Herzchirurgen und Kardiologen macht gute Erfahrungen mit einer Prothese, die über die Herzspitze implantiert wird 

Mit Hilfe eines stabförmigen Introducers bringen die Experten die Mitralklappen-Prothese ins Herz Anna Junge / MHH

Die Mitralklappe ist eine unserer vier Herzklappen. 

Schließt sie nicht richtig, sprechen Fachleute von Mitralklappeninsuffizienz. 

Die Erkrankung ist die zweithäufigste Herzklappenerkrankung im Erwachsenenalter. 

Je nach Ursache und Schweregrad gibt es verschiedene Behandlungsmethoden – von Medikamenten bis hin zur Reparatur oder zum Ersatz der Klappe. 

Ein innovatives Verfahren ist die Implantation einer Mitralklappen-Prothese über die Herzspitze. 

Es eignet sich besonders für Patientinnen und Patienten im fortgeschrittenen Alter oder mit Vorerkrankungen. 

Die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) wendet die neue Behandlungsmethode als einzige Klinik in der Region Hannover an. 

Umgesetzt wird das Verfahren von einem interdisziplinären Team der Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie, der Klinik für Kardiologie und Angiologie und der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin.

Rückstauung des Blutes in die Lunge

Herzklappen funktionieren wie Ventile: 

Sie sorgen dafür, dass der Herzmuskel das Blut in die richtige Richtung pumpt.  

So gelangt sauerstoffarmes Blut in die Lunge und sauerstoffreiches Blut aus der Lunge in den Körper.  

Die aus zwei Klappensegeln bestehende Mitralklappe befindet sich zwischen dem linken Vorhof und der linken Hauptkammer des Herzens.  

Ist sie undicht, kann es zu Rückstauungen des Blutes in die Lunge und auf Dauer zu schweren Schädigungen des Herzens und anderer Organe kommen. Um die Klappenfunktion wieder herzustellen, ist die sogenannte Herzklappenrekonstruktion, also eine Reparatur, eine Behandlungsoption. „Bei Patientinnen und Patienten, für die eine große Operation ein zu hohes Risiko darstellt, weil sie beispielsweise sehr alt oder vorerkrankt sind, hat sich in den vergangenen Jahren die katheterbasierte Reparatur bewährt“, erklärt Professor Dr. Tibor Kempf von der Klinik für Kardiologie und Angiologie. Ein Beispiel dafür ist das MitraClip-System.  

„Bei dem System wird mithilfe eines Katheters über die Leistenvene ein Clip eingesetzt, der das vordere mit dem hinteren Mitralsegel verbindet und so die Undichtigkeit reduziert“, erläutert Professor Kempf.

Klappenersatz statt Reparatur
Doch es gibt immer wieder Patientinnen und Patienten, für die das MitraClip-System nicht optimal ist.  

„Darüber hinaus besteht auf lange Sicht das Risiko, dass die Insuffizienz zurückkehrt“, berichtet Privatdozent Dr. Fabio Ius von der Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie. Hier setzt das innovative Verfahren an – die Implantation einer Mitralklappen-Prothese durch den transapikalen Zugang. „Transapikal“ bedeutet „über die Herzspitze“. Das interdisziplinäre MHH-Team arbeitet dabei mit der künstlichen Tendyne-Klappe der Firma Abbott, die im Vorhinein jeden Eingriff mithilfe patientenbezogener Bilddaten simuliert und plant. Den Zugang zum Herz schaffen die Experten über einen sechs bis acht Zentimeter langen Schnitt zwischen den Rippen unter dem linken Brustansatz. Über die Öffnung bringen sie mit einem sogenannten Introducer, ein spezielles Katheter-System, die Prothese durch die Herzspitze an ihren Zielort zwischen dem linken Vorhof und der linken Hauptkammer des Herzens. „Wir legen die Prothese in die alte Mitralklappe und öffnen sie dort. Wenn die optimale Position erreicht ist und die neue Klappe gut arbeitet, können wir den Introducer wieder entfernen“, erklärt Dr. Ius. Die Prothese wird mit einer Sehne gehalten, die durch die linke Herzkammer führt und außen in einem an der Herzspitze festsitzenden Pad mündet. Der gesamte Prozess wird mit Hilfe von Bildgebung kontrolliert und gesteuert: Dafür nimmt ein Kardiologe ein Schluckecho vor. „Dabei gewinnen wir über die Speiseröhre hochauflösende Ultraschallaufnahmen der Herzstrukturen. Gleichzeitig nutzen wir auch Röntgenaufnahmen, um eine exakte Einsicht in die Vorgänge zu haben“, erläutert Dr. Dominik Berliner von der Klinik für Kardiologie und Angiologie.

Viele beteiligte Fachrichtungen und Professionen
Der Eingriff muss vom Team sehr gut vorbereitet werden, dauert für den Patienten oder die Patientin im OP-Saal aber nur etwa zwei Stunden. 

Nach einem Tag auf der Intensivstation folgt normalerweise eine Woche auf der Normalstation. 

Dann schließt sich ein Aufenthalt in einer AHB-Anschlussheilbehandlung - Reha-Klinik an. Dr. Fabio Ius sieht das neue Verfahren für bestimmte Patientinnen und Patienten als gute Alternative zum MitraClip-System. 

„Die Erfahrungen zeigen, dass bei bestimmten Patienten ein anhaltender und vollständiger Ersatz der Mitralklappe erzielt werden kann“, sagt er. 

• Die Mitralklappen-Prothese kann ohne den Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine implantiert werden und eignet sich daher besonders für ältere oder vorerkrankte Menschen. 

Der Kardiologe Professor Kempf und der Herzchirurg Dr. Ius sind froh, die neue Behandlungsmethode in der MHH anbieten zu können. 

„Solche Innovationen sind nur umsetzbar, wenn verschiedene Fachrichtungen und Professionen gut zusammenarbeiten“, betont Dr. Ius. 

An einer Implantation einer Mitralklappen-Prothese über die Herzspitze sind jeweils Fachärzte oder -ärztinnen aus der Herzchirurgie, der Kardiologie und der Anästhesie, Herzkatheterlabor- und OP-Pflegekräfte sowie ein Kardiotechniker beteiligt.

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Julia Sacher: PMS, das prämenstruelle Syndrom + schwerere Form, prämenstruelle Dysphorie - PMDS

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Depression vor den Tagen: Serotonin-Transporter im Gehirn erhöht

WissenschaftlerInnen um Julia Sacher vom MPI CBS und Osama Sabri vom Universitätsklinikum Leipzig haben in einer aufwendigen Patientinnen-Studie herausgefunden, dass sich der Transport des Botenstoffs Serotonin im Gehirn bei Frauen mit prämenstrueller dysphorischer Störung (PMDS) kurz vor der Menstruation erhöht. 

• Ihre Ergebnisse bilden die Grundlage für eine gezieltere Therapie dieser schweren Form einer depressiven Verstimmung, bei der die Patientinnen nur für wenige Tage Antidepressiva nehmen müssen. 

 

Die WissenschaftlerInnen haben zu verschiedenen Zykluszeitpunkten Aufnahmen vom Gehirn der Frauen mit Positronen-Emissions-Tomografie (PET) gemacht. MPI CBS

• PMS, das prämenstruelle Syndrom, ist mittlerweile vielen ein Begriff – einige Tage vor ihrer Menstruation leiden rund 50 Prozent aller Frauen daran. 

• Die schwerere Form, prämenstruelle Dysphorie genannt, trifft hingegen acht Prozent der Frauen im gebärfähigen Alter und geht mit körperlichen Symptomen wie Schlafstörungen oder Brustschmerzen als auch psychisch-emotionalen Symptomen einher, unter anderem Depressionen, 

• Kontrollverlust, Reizbarkeit, Aggressivität und Konzentrationsstörungen. 

Viele Frauen mit PMDS können dadurch ihrem Alltag und Beruf nicht mehr nachgehen.

• Es wird angenommen, dass PMDS bei betroffenen Frauen vor allem durch eine Überempfindlichkeit auf die normalen Veränderungen der Sexualhormone Östrogen und Progesteron verursacht wird, da deren Konzentrationen in der zweiten Hälfte des Zyklus und nach dem Eisprung stark schwanken.

 „Wir wissen, dass Östrogen und Progesteron Einfluss auf den Serotoninspiegel haben, welcher sich wiederum direkt auf die Stimmung auswirkt. Bei den Patientinnen mit PMDS scheint die Antwort des Gehirns auf diese Veränderungen im Zyklus falsch reguliert zu werden.“, erklärt Studienleiterin Julia Sacher. Gemeinsam mit den KollegInnen aus der Nuklearmedizin des Universitätsklinikums Leipzig hat sie sich daher genauer angesehen, welche Rolle der Botenstoff Serotonin bei PMDS-Patientinnen im Gehirn spielt.

„Wir haben 30 Patientinnen und 29 gesunde Studienteilnehmerinnen über mehrere monatliche Zyklen hinweg untersucht und zu verschiedenen Zykluszeitpunkten Aufnahmen vom Gehirn mit Positronen-Emissions-Tomografie (PET) gemacht. 

• Dabei haben wir herausgefunden, dass vor der Menstruationsblutung die Serotonin-Transporter-Dichte im Gehirn erhöht ist und damit einen Verlust von diesem Botenstoff im synaptischen Spalt begünstigt, der die affektiven Symptome bei den betroffenen Frauen auslösen kann. 

Dieser Befund ist überraschend, weil man bisher dachte, der Serotonin-Transporter sei ein individuelles Merkmal, das sich in einer derartig kurzen Zeitspanne von zwei Wochen nicht verändert - normalerweise geht man von nur geringfügigen Veränderungen alle 10 Jahre aus.“      

Der kurze Veränderungszeitraum kann nun in der Therapie der Symptome von PMDS besser genutzt werden, indem die Patientinnen gezielt über nur wenige Tage Antidepressiva nehmen müssen, die einen Serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer als Wirkstoff enthalten. 

Bislang gingen die meisten Therapie-Empfehlungen von einer längeren Einnahme aus.

Die WissenschaftlerInnen haben zu verschiedenen Zykluszeitpunkten Aufnahmen vom Gehirn der Frauen mit Positronen-Emissions-Tomografie (PET) gemacht.

• Auch mit dem Essverhalten lässt sich prinzipiell der Serotoninspiegel beeinflussen, sagt Julia Sacher. 

• „Vorläufer-Substanzen von Serotonin, wie z.B. Tryptophan finden sich beispielsweise in Käse, Geflügel, Soja-Bohnen, Tofu, Nüssen und dunkler Schokolade. 

• Gerade im Winter, wo die verminderten Sonnenstunden und das trübe Wetter noch zusätzlich zur Verschlechterung der Stimmung beitragen können, macht es Sinn, beim Essen etwas darauf zu achten. 

Auch mit einer Tageslichtlampe kann positiv auf den Serotonin-Haushalt eingewirkt werden. 

Allerdings erreicht man durch diese Maßnahmen nicht die Konzentrationen, die durch eine medikamentöse Therapie erreicht werden. 

Hier müsste in zukünftigen Studien noch genauer erforscht werden, wie man über Ernährung und Licht-Therapie gezielt PMDS beeinflussen kann.“ 

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Originalpublikation:

Julia Sacher, Rachel G. Zsido, Claudia Barth, Franziska Zientek, Michael Rullmann, Julia Luthardt, Marianne Patt, Georg A. Becker, Pablo Rusjan, A. Veronica Witte, Ralf Regenthal, Abhay Koushik, Juergen Kratzsch, Beate Decker, Petra Jogschies, Arno Villringer, Swen Hesse, Osama Sabri
 
„Increase in serotonin transporter binding in patients with premenstrual dysphoric disorder across the menstrual cycle: a case-control longitudinal neuroreceptor ligand PET imaging study“
In: Biological Psychiatry
https://www.biologicalpsychiatryjournal.com/article/S0006-3223(23)00005-7/fullte...

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