Monthly Archives: May 2019

Bei Mäusen: Sind Tierversuche für die menschliche Gesundheit relevant?

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Die Medien sind voll von Behauptungen über bahnbrechende biomedizinische Studien an Tieren. Können Tiere jedoch jemals die menschliche Gesundheit treu nachahmen?

researcher holding mouse

“Empathische Technologie”: Können Geräte wissen, was Sie fühlen?

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Für einige mag das Wort “Technologie” kalte Bilder von stählernen Robotern und komplexen Computeralgorithmen hervorrufen. Aber ein Vortrag über “empathische Technologie” auf der diesjährigen Wired Health Konferenz hat diese Wahrnehmung stark verändert.

woman checking her smartphone

Unsere intelligenten Geräte können bald wissen, wie wir uns fühlen, noch bevor wir es tun.

Mit etwa 39 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten, die derzeit einen intelligenten Lautsprecher besitzen, ist die Technologie, die unseren Bedürfnissen entspricht, immer allgegenwärtiger und nimmt immer mehr Platz in unserem persönlichen Bereich ein.

Aber intelligente Geräte können so viel mehr leisten, als nur unseren Lieblingssong abzuspielen oder das Internet zu durchsuchen, wenn wir sie darum bitten. Intelligente Lautsprecher können uns vielleicht bald diagnostizieren oder sagen, wie wir uns fühlen.

Auf der Wired Health – einer jährlichen Konferenz, die die neuesten Entwicklungen in der Gesundheitstechnologie in den Vordergrund stellt – hielt die Neurowissenschaftlerin und Technologin Poppy Crum, Ph.D., einen Vortrag mit dem Titel “Technology that knows what you’re feeling”.

Der Titel, der eine schmale Linie zwischen bedrohlich und hoffnungsvoll markiert, machte einen starken Punkt deutlich: Bald könnte die Verbrauchertechnologie unsere mentalen und physischen Zustände kennen, bevor wir dies tun.

Aber wie genau kann die Technologie das erreichen? Wie können wir sein Potenzial zur Aufklärung geistiger und körperlicher Zustände nutzen, und welche Rolle spielt dabei Empathie?

Das sind einige der Fragen, die Crum bei Wired Health beantwortet hat – eine Veranstaltung, die in diesem Jahr am Francis Crick Institute in London, Großbritannien, stattfand.

Was ist empathische Technologie?

Crum, der Chefwissenschaftler an den Dolby Laboratories in San Francisco, CA, und außerordentlicher Professor an der Stanford University am Center for Computer Research in Music and Acoustics ist, definiert empathische Technologie als “Technologie, die unseren internen Zustand nutzt, um zu entscheiden, wie sie reagieren und Entscheidungen treffen wird”.

Wie kann also die Technologie unsere internen Zustände lesen? Crums Vortrag bei Wired Health enthielt einige interessante Beispiele für neurophysiologische “Giveaways”, die die richtige Technologie nun leicht aufnehmen kann – ein Phänomen, das der Wissenschaftler als “das Ende des Pokerface” bezeichnete.

Zum Beispiel, wie Crum in ihrem Vortrag zeigte, wenn wir uns von einer kognitiven Belastung überfordert fühlen – oder, einfacher gesagt, wenn wir darum kämpfen, etwas zu verstehen – dehnen sich unsere Pupillen aus.

Die pupillometrische Forschung der letzten Jahrzehnte hat gezeigt, dass wir mehrere kognitive Prozesse wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit oder mentale Belastung verfolgen können, indem wir das Verhalten untersuchen und den Durchmesser unserer Schüler messen.

Tatsächlich ist dies ein Experiment, das wir alle “zu Hause versuchen” können. 1973 schrieb der renommierte Psychologe Daniel Kahneman:

“Stell dich einem Spiegel, schau dir deine Augen an und erfinde ein mathematisches Problem, zum Beispiel 81 mal 17. Versuchen Sie, das Problem zu lösen und beobachten Sie gleichzeitig Ihren Schüler, eine ziemlich schwierige Aufgabe in geteilter Aufmerksamkeit. Nach ein paar Versuchen ist fast jeder in der Lage, die mit der geistigen Anstrengung einhergehende Pupillenerweiterung zu beobachten.”

Weitere Experimente haben gezeigt, wie der Hautleitwert, auch bekannt als galvanische Hautreaktion, ein Werkzeug sein kann, um die emotionale Reaktion einer Person beim Betrachten eines Films oder eines Fußballspiels vorherzusagen.

Wie viel Schweiß die Haut eines Menschen ausscheidet, sowie die Veränderungen im elektrischen Widerstand der Haut, können “Stress, Aufregung, Engagement, Frustration und Wut” vorhersagen.

Darüber hinaus atmen Menschen Chemikalien wie Kohlendioxid und Isopren aus, wenn sie sich einsam oder verängstigt fühlen. Tatsächlich hatte Crum im TED-Gespräch unten das Kohlendioxid verfolgt, das die Zuschauer ausatmeten, als sie spannende Szenen aus einem Thrillerfilm sahen.

Ist Bluthochdruck immer schlecht?

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Bluthochdruck oder Bluthochdruck ist ein Risikofaktor für verschiedene Gesundheitszustände, einschließlich Herz-Kreislauf-Probleme, Diabetes und andere metabolische Probleme. Ist Bluthochdruck jedoch immer ein Grund zur Sorge? Neue Erkenntnisse stellen diese Annahme in Frage.

senior woman checking blood pressure

Bluthochdruck kann manchmal eine schützende Wirkung haben.

Bis zu 75 Millionen Erwachsene in den Vereinigten Staaten haben nach Angaben des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) einen hohen Blutdruck.

Was ist Bluthochdruck? Nun, es ist schwer, diese Frage genau zu beantworten, da Spezialisten immer noch darüber diskutieren, was als normaler Blutdruck gilt.

Verschiedene Organisationen bieten derzeit unterschiedliche Richtlinien zum Thema Bluthochdruck an.

Zum Beispiel erklärt das National Heart, Lung, and Blood Institute, dass Bluthochdruck bei Erwachsenen ein “konsistenter systolischer Wert von 140 mm Hg (Millimeter Quecksilber) oder höher” ist.

Die American Heart Association (AHA) legt jedoch nahe, dass Bluthochdruck auftritt, wenn eine Person einen systolischen Blutdruck von 130 mm Hg oder mehr hat. Unterdessen betrachtet die CDC Menschen mit einem systolischen Blutdruck von 120-139 mm Hg als nur “gefährdet” für Bluthochdruck.

Generell raten Ärzte ihren Patienten – insbesondere älteren Erwachsenen -, den eigenen Blutdruck ständig zu überwachen und zu kontrollieren.

Damit soll sichergestellt werden, dass sie nicht die Schwelle für Bluthochdruck erreicht, die viele Mediziner unter anderem als Risikofaktor für Herzerkrankungen und Schlaganfall ansehen.

Eine Studie, die Forscher der Charité – Universitätsmedizin Berlin in Deutschland durchgeführt haben, deutet jedoch darauf hin, dass einige ältere Menschen bei Bluthochdruck möglicherweise keine anderen Gesundheitsprobleme haben.

Tatsächlich stellen die Forscher fest, dass einige Menschen in den 80er Jahren sogar einige Vorteile sehen können.

Abkehr von einem pauschalen Ansatz”.

Die neue Studie – deren Ergebnisse im European Heart Journal veröffentlicht wurden – betrachtete eine Kohorte von 1.628 Frauen und Männern mit einem Durchschnittsalter von 81 Jahren. Alle waren 70 Jahre oder älter, als sie 2009 dazukamen, und sie alle folgten antihypertensiven Behandlungen.

Im Rahmen der Berlin Initiative Study, einem Forschungsprojekt der Charité, sammelten die Forscher Daten über den Gesundheitszustand der Teilnehmer. Sie befragten die Teilnehmer alle 2 Jahre und bewerteten ihren Blutdruck, unter anderem durch Gesundheitsmessungen.

Nach sechs Jahren führten die Ermittler eine statistische Analyse durch, um herauszufinden, wie sich der Blutdruck auf das Sterberisiko einer Person auswirken könnte. Sie passten sich auch an potenzielle Störfaktoren an, wie z.B. Geschlecht, Lebensstil, Body-Mass-Index (BMI) und wie viele Medikamente gegen Bluthochdruck jede Person einnahm.

Sie sahen, dass Menschen ab 80 Jahren, die einen niedrigeren Blutdruck – von 140/90 mm Hg oder weniger – hatten, tatsächlich ein 40 Prozent höheres Sterberisiko hatten als Peers mit einem Blutdruck, der diese Schwellenwerte überschritt.

Selbst Menschen, die bereits einen Schlaganfall oder einen Herzinfarkt hatten, stellten einen ähnlichen Zusammenhang zwischen Blutdruck und Mortalitätsrisiko her.

Das Team betont auch, dass Menschen mit einem Blutdruck unter 140/90 mm Hg ein 61 Prozent höheres Todesrisiko hatten als Menschen, deren Blutdruck trotz ihres blutdrucksenkenden Medikaments hoch blieb.

“Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass innerhalb dieser Patientengruppen die blutdrucksenkende Behandlung an die Bedürfnisse des Einzelnen angepasst werden sollte”, sagt Erstautor Dr. Antonios Douros.

“Wir sollten weg vom pauschalen Ansatz, die Empfehlungen der Berufsverbände auf alle Patientengruppen anzuwenden.”

Dr. Antonios Douros
In Zukunft wollen die Wissenschaftler einen vertieften Blick auf blutdrucksenkende Medikamente werfen, um festzustellen, wann sie tatsächlich am ehesten helfen können.

“Im nächsten Schritt wollen wir untersuchen, welche Patientengruppen tatsächlich von einer blutdrucksenkenden Behandlung profitieren”, sagt Studienko-Autorin Prof. Elke Schäffner.

Studie findet Hinweise auf einen “klaren Zusammenhang” zwischen Blinddarmoperation und Parkinson.

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Eine Analyse der Gesundheitsdaten von mehr als 62 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten hat einen Zusammenhang zwischen der Entfernung des Blinddarms und dem erhöhten Risiko für die Entwicklung der Parkinson-Krankheit gefunden.

older woman in a wheelchair with nurse

Gibt es einen Zusammenhang zwischen einer Blinddarmoperation und der Entwicklung der Parkinson-Krankheit?

Die Forscher verglichen die Daten von Menschen, die sich einer Blinddarmentfernung oder einer Blinddarmentfernung unterzogen hatten, mit denen, die es nicht waren.

Die Analyse zeigte, dass diejenigen, die sich einer Blinddarmentfernung unterzogen hatten, mehr als dreimal häufiger an einer späteren Parkinson-Krankheit litten.

Die Ergebnisse sind ein weiterer Beweis für die Verbindung zwischen Darm und Gehirn bei der Parkinson-Krankheit.

Frühere Studien, die sich auf die Rolle des Blinddarms konzentriert haben, haben widersprüchliche Schlussfolgerungen darüber gezogen, ob eine Blinddarmoperation das Risiko einer Person, an einer Parkinson-Krankheit zu erkranken, erhöhen oder senken könnte.

Eine Studie über Bewegungsstörungen aus dem Jahr 2016 mit etwa 1,5 Millionen Menschen in Dänemark ergab zum Beispiel, dass Menschen, die eine Blinddarmentfernung hatten, in Zukunft ein etwas höheres Risiko haben, an Parkinson zu erkranken.

Im Gegensatz dazu hat eine Studie aus dem Jahr 2018 mit über 1,6 Millionen Menschen in Schweden die Entfernung von Appendix mit einem geringeren Risiko und einer Verzögerung bei der Entwicklung der Parkinson-Krankheit verbunden.

Diese Kontroverse veranlasste die neuen Studienforscher, eine viel umfassendere Analyse anzustellen, die sich auf die elektronischen Gesundheitsakten von 62,2 Millionen Menschen in 26 Gesundheitssystemen in den USA stützte.

In einer gastroenterologischen Zusammenfassung der Studie schlagen die Autoren vor, dass in der Forschung zur Entfernung von Blinddarmen und zum Parkinson-Risiko “große epidemiologische Daten” fehlen.

Der leitende Studienautor Dr. Mohammed Z. Sheriff, der als Arzt an den University Hospitals Cleveland Medical Center und Case Western Reserve University, ebenfalls in Cleveland, OH, arbeitet, präsentiert die Ergebnisse auf der Digestive Disease Week 2019, die vom 18. bis 21. Mai in San Diego, CA, stattfindet.

Parkinson, Alpha-Synuklein und der Darm

Parkinson ist eine Krankheit, die allmählich Zellen in einem Teil des Gehirns zerstört, die hilft, die Bewegung zu kontrollieren. Die Symptome von Parkinson sind Bewegungssteifigkeit, Zittern, Langsamkeit und Gleichgewichtsstörungen.

Da es vor allem ältere Menschen betrifft, steigen Anzahl und Anteil der Menschen, die mit der Parkinson-Krankheit leben, in den alternden Bevölkerungsgruppen. Bislang gibt es keine Heilung und keine Behandlung, die die Parkinson-Krankheit verlangsamt.

Ein Weg, den die Wissenschaftler verfolgen, betrifft Alpha-Synuclein, ein Protein, das bei der Entstehung der Parkinson-Krankheit eine Rolle spielt.

Obwohl nicht klar ist, welche Funktion es bei Menschen ohne Krankheit erfüllt, bildet Alpha-Synuclein toxische Klumpen, die Lewy-Körper im Gehirn von Menschen mit Parkinson-Krankheit genannt werden.

Dr. Sheriff sagt, dass neuere Forschungsergebnisse Alpha-Synuclein-Büschel im Verdauungstrakt von Menschen im Frühstadium der Parkinson-Krankheit gefunden haben.

“Deshalb”, erklärt er, “haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt den Magen-Darm-Trakt einschließlich des Anhangs nach Beweisen für die Entwicklung von Parkinson untersucht.”

Appendektomie und erhöhtes Parkinson-Risiko

Von den 62,2 Millionen Patientenakten, die sie analysierten, identifizierte das Team 488.190 Personen, die sich einer Blinddarmoperation unterzogen hatten. Von diesen erhielten 4.470 Personen (0,92%) eine Diagnose der Parkinson-Krankheit.

Von den restlichen 61,7 Millionen Menschen erhielten nur 177.230 Personen (0,29%) die Diagnose Parkinson.

Das Team fand auch heraus, dass die mehr als dreimal höhere Wahrscheinlichkeit, an einer Parkinson-Krankheit nach einer Blinddarmentnahme zu erkranken, nicht vom Alter, Geschlecht oder der Rasse abhängt.

“Diese Forschung zeigt einen klaren Zusammenhang zwischen dem Blinddarm oder der Entfernung des Blinddarms und der Parkinson-Krankheit, aber es ist nur ein Zusammenhang. Um diesen Zusammenhang zu bestätigen und die beteiligten Mechanismen besser zu verstehen, sind weitere Untersuchungen erforderlich.”

Gewöhnliche Lebensmittelzusatzstoffe können Darmbakterien schädigen, Angstgefühle verstärken.

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Bread and butter

Eine breite Palette von Lebensmitteln enthält Inhaltsstoffe, die wir Emulgatoren nennen. Eine neue Studie an Mäusen zeigt, dass diese Verbindungen sowohl physiologische als auch verhaltensbedingte Veränderungen hervorrufen können.
Brot und Butter
Brot und Brotaufstriche enthalten in der Regel Emulgatoren.
Lebensmittelzusatzstoffe haben immer große Aufmerksamkeit erregt, und das zu Recht, da sie allgegenwärtig sind, sollten wir ihre Auswirkungen auf unsere Gesundheit untersuchen. In letzter Zeit ziehen Emulgatoren Feuer an.

Hersteller verwenden diese Chemikalien, um die Textur von Lebensmitteln zu verändern und ihre Haltbarkeit zu verlängern.

Dazu gehören Emulgatoren in vielen Lebensmitteln, z.B. einige Arten von Brot, Schokolade, Margarine, Fleischwaren und mehr.

Frühere Studien haben gezeigt, dass Emulgatoren das Mikrobiom von Mäusen verändern können, was zu Entzündungen von geringer Qualität führt und das Risiko von Fettleibigkeit und Stoffwechselstörungen erhöht.

Eine Studie am Menschen kam zu dem Schluss, dass Darmbakterien “von diesen häufig verwendeten Lebensmittelzusatzstoffen direkt befallen werden können, und zwar in einer Weise, die später die Darmentzündung fördert”.

Vor kurzem hat eine Gruppe von Forschern der Georgia State University in Atlanta diese Untersuchung auf die nächste Stufe gehoben und untersucht, ob zwei gängige Emulgatoren – Carboxymethylcellulose (CMC) und Polysorbat-80 (P80) – auch das psychische Wohlbefinden beeinflussen können.

Darmgesundheit, psychische Gesundheit
Obwohl der Sprung von der Darmgesundheit zur psychologischen Gesundheit wie eine Dehnung aussehen mag, haben Wissenschaftler bereits ein klares, zweiseitiges Gespräch zwischen Darm und Gehirn beschrieben.

Studien haben gezeigt, dass unsere Darmgesundheit und die Gesundheit unserer Darmbakterien einen wesentlichen Einfluss auf unser geistiges Wohlbefinden haben können. Eine Studie aus dem Jahr 2011 ergab zum Beispiel, dass die Behandlung von Mäusen mit Lactobacillus rhamnosus – einer Art “guter” Bakterien – messbare Veränderungen im Gehirn und ein reduziertes angstähnliches Verhalten verursacht.

Eine weitere Studie zeigte, dass Mäuse, die keine Darmbakterien hatten, ein höheres Maß an angstähnlichem Verhalten zeigen, wenn Forscher sie mit Kontrollen vergleichen. Eine neuere Studie zeigte, dass der Einsatz von Antibiotika bei Mäusen im frühen Leben das Mikrobiom, das Angstniveau und das Sozialverhalten langfristig signifikant verändern könnte.

Diese jüngste Studie untersuchte, ob P80 und CMC den psychischen Zustand von Mäusen verändern können. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Scientific Reports.

Das Team fügte CMC und P80 für 12 Wochen dem Trinkwasser von Mäusen hinzu. Dann maßen sie ihr Verhalten, Veränderungen in ihrem Mikrobiom und andere physiologische Parameter.

Der Co-Forscher Prof. Geert de Vries erklärt ihre Arbeit in Kürze: “Wir haben die Frage gestellt: Können die Auswirkungen von Emulgatoren auf die allgemeine systemische Entzündung auch auf das Gehirn und das Verhalten ausgedehnt werden? Die Antwort war ja.”

Die Wirkung von Emulgatoren
Die Wissenschaftler zeigten, dass die Emulgatoren Darmbakterien beeinflussen, aber auf unterschiedliche Weise bei männlichen und weiblichen Mäusen. Sie zeigten auch, dass die Veränderungen im Verhalten zwischen den Geschlechtern unterschiedlich waren.

Insbesondere sahen sie eine Zunahme des ängstlichen Verhaltens, insbesondere bei männlichen Mäusen. Bei weiblichen Mäusen gab es einen Rückgang des Sozialverhaltens.

Wie genau Emulgatoren das Verhalten beeinflussen können, ist nicht bekannt, aber es gibt einige Theorien.

“[W]e wissen, dass Entzündungen lokale Immunzellen dazu veranlassen, Signalmoleküle zu produzieren, die Gewebe an anderen Orten, einschließlich des Gehirns, beeinflussen können. Der Darm enthält auch Zweige des Vagusnervs, der einen direkten Informationsweg zum Gehirn bildet.”

Prof. Geert de Vries
Warum es Geschlechtsunterschiede geben sollte, ist schwerer zu erklären. Wissenschaftler wissen jedoch, dass es gewisse Unterschiede zwischen der Funktionsweise des männlichen und weiblichen Immunsystems gibt, so dass dies Hinweise geben könnte.

Die Gruppe plant, diese Linie der Untersuchung fortzusetzen. Der Wechsel vom Mausmodell zu größeren Tieren wird, wie die Autoren schreiben, notwendig sein, “die Bestimmung, inwieweit Studien an Mäusen für den Menschen relevant sind, ist von Natur aus schwierig”, insbesondere bei Verhaltensstörungen.

Der Co-Forscher Benoit Chassaing sagt: “Wir untersuchen derzeit die Mechanismen, mit denen Nahrungsemulgatoren die Darmmikrobiota beeinflussen, sowie die menschliche Relevanz dieser Ergebnisse.