Archiv für die Kategorie „Naturwissenschaft“

Dunkle Materie im Zentrum unserer Milchstraße

Montag, 9. Februar 2015

Eine mysteriöse Form von Materie durchzieht unser Universum. Sie ist etwa fünf Mal häufiger als die sichtbare Materie, jedoch von nach wie vor von unbekannter, „dunkler“ Natur. Dass sie existieren muss, belegten Forschungsarbeiten bereits in den 1970er Jahren. Erstmals ist es nun einem internationalen Wissenschaftlerteam gelungen, die Existenz Dunkler Materie auch im Inneren unserer Galaxie nachzuweisen.

Die allgegenwärtige Präsenz der Dunklen Materie im Universum ist heute ein zentraler Grundsatz der modernen Kosmologie und Astrophysik. In verschiedenen Galaxien wurde ihre Existenz seit den 1970er Jahren mit einer Reihe von Methoden belegt. Eine dieser Methoden ist die Messung der Drehgeschwindigkeit von Gas und Sternen. Wissenschaftler können so eine Galaxie „wiegen“ und ihre Gesamtmasse bestimmen. Dabei zeigt sich, dass die gewöhnliche Materie nur einen Bruchteil des Gesamtgewichts ausmacht, den überwiegenden Teil trägt die Dunkle Materie bei.

Auch in den äußeren Bereichen unserer eigenen Galaxie, die wir bei klarem Nachthimmel als „Milchstraße“ sehen können, wurden die Astronomen mit diese Methodik fündig. Doch im inneren Bereich unserer Galaxie war es bisher unmöglich, die Anwesenheit Dunkler Materie sicher zu belegen.

Der Durchmesser unserer Galaxie beträgt etwa 100.000 Lichtjahre. Unser Sonnensystem ist etwa 26.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt. Je näher man der Mitte kommt, desto schwieriger wird es, die Rotation des Gases und der Sterne mit der benötigten Genauigkeit zu messen.

Auf Basis der Messung von Sternenbewegungen haben nun Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM), der Universität Stockholm, der Freien Universität Madrid, des Internationalen Zentrums für Theoretische Physik des Südamerikanischen Instituts für Grundlagenforschung (ICTP-SAIFR) in São Paulo und der Universität Amsterdam erstmalig einen Beweis für die Anwesenheit Dunkler Materie im Inneren der Milchstraße vorgelegt. Dunkle Materie existiert danach auch im Bereich unseres Sonnensystems und in unserer direkten „kosmischen Nachbarschaft“.

In einem ersten Schritt erstellten die Forscher die umfassendste Sammlung veröffentlichter Messungen der Bewegung von Gas und Sternen in der Milchstraße. Dann berechneten sie auf Basis aktuellster Forschungsergebnisse die Rotationsgeschwindigkeit, die die Milchstraße haben müsste, wenn sie nur aus sichtbarer Materie bestünde. Der Vergleich der gemessenen und der berechneten Geschwindigkeit zeigte eindeutig, dass hier die Dunkle Materie einen entscheidenden Beitrag leistet.

„Wir konnten mit unserer Arbeit belegen, dass sich das Gas und die Sterne in unserer Galaxie ohne den Beitrag der Dunklen Materie nicht mit den beobachteten Geschwindigkeiten drehen könnten“, sagt Dr. Miguel Pato, der die Analyse an der TU München durchführte. „Allerdings wissen wir immer noch nicht, aus was die Dunkle Materie besteht. Dies ist eine der wichtigsten Wissenschaftsfragen unserer Zeit“.

Auch für geringe Entfernung vom Zentrum der Milchstraße besitzen die Daten der Forschungsarbeit eine hohe Evidenz. Sie erschließen damit neue Wege zur Bestimmung der Verteilung Dunkler Materie in unserer Galaxie. Zukünftige astronomische Beobachtungen könnten damit die Verteilung der Dunklen Materie in unserer Galaxie mit bisher unerreichter Genauigkeit bestimmen.

„Damit können wir das Verständnis der Struktur und der Entwicklung unserer Galaxie wesentlich verbessern. Und es wird präzisere Vorhersagen für die vielen Experimente ermöglichen, die weltweit nach Teilchen der Dunklen Materie suchen“, sagt Miguel Pato, der inzwischen zum Oskar Klein-Zentrum für Astroteilchen-Physik an der Universität Stockholm gewechselt ist.

Publikation:
Fabio Iocco, Miguel Pato, Gianfranco Bertone: Evidence for dark matter in the inner Milky Way,  Nature Physics, advanced online publication, 9 February 2015,  DOI: 10.1038/nphys3237 – Link: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nphys3237

Quelle: Technische Universität München

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Wie unser Bewusstsein das Unbewusste kontrolliert

Donnerstag, 5. Februar 2015

Sind wir Sklaven unseres Unbewussten und können nichts dagegen tun? Hirnforscher sagen: Nein! Unser Bewusstsein kontrolliert unbewusste Prozesse im Gehirn. Der Wille und die automatische Verarbeitung arbeiten Hand in Hand, nicht gegeneinander. Das hat eine Forschergruppe an der Universität Ulm um den Psychologen Professor Markus Kiefer herausgefunden.

Unbewusste Prozesse, die im Widerspruch zu unseren Absichten stehen, werden weitgehend von unserem Bewusstsein blockiert. „Unser Wille ist freier als gedacht“, sagt Markus Kiefer, Sprecher eines deutschlandweiten Projektnetzwerkes zur Bewusstseinsforschung. Seine Forschungsgruppe konnte mit Messungen der Hirnaktivität im Magnetresonanztomographen (MRT) zeigen, dass bewusste Vorsätze die Arbeit unserer automatischen Systeme im Gehirn steuern. Die Forscher wiesen erstmals nach, dass solche Vorsätze für eine gewisse Zeit Netzwerke von Bereichen im Gehirn etablieren, die den unbewussten Informationsfluss im Gehirn steuern. Diese Ergebnisse wurden nun in der renommierten Fachzeitschrift Human Brain Mapping veröffentlicht.

Seit den Arbeiten des Begründers der Psychoanalyse Sigmund Freund wurde unhinterfragt angenommen, dass unser Unbewusstes autonom und nicht vom Bewusstsein kontrollierbar ist. „Die Vorstellung des chaotischen und unkontrollierbaren Unbewussten prägt bis heute auch die akademische Psychologie und Kognitionsforschung. Dieses Dogma wurde in der Vergangenheit kaum kritisch hinterfragt“, so Professor Markus Kiefer. „Unsere Befunde widerlegen diese Lehrmeinung. Sie zeigen eindeutig, dass unser Bewusstsein zu den Absichten passende unbewusste Vorgänge in unserem Gehirn verstärkt, nicht passende dagegen abschwächt.“ Dadurch werde gewährleistet, dass unser bewusstes „Ich“ Herr im Haus bleibt und nicht durch eine Vielzahl unbewusster Tendenzen beeinflusst wird. „Wir sind also keinesfalls Sklaven unseres Unbewussten, wie lange Zeit angenommen“, meint Kiefer.

Diese Kontrolle des Unbewussten durch das Bewusstsein zeige sich, so Kiefer, auch im Alltag: “Wenn ich in den Supermarkt gehe, um Spülmittel zu kaufen, bin ich wenig empfänglich für die Schokolade im Süßwarenregal. Die Situation ist ganz anders, wenn ich gerade hungrig und dabei bin, Nahrungsmittel einzukaufen. Ähnliches gilt auch beim Autofahren: Wenn ich einen Fußgänger auf der Fahrbahn erwarte, kann ich ihn mit höhere Wahrscheinlichkeit auch dann rechtzeitig erkennen und abbremsen, wenn er am Rande meines Gesichtsfeldes auftaucht und damit nicht bewusst wahrnehmbar ist.“ Die bewussten Absichten und Einstellungen entscheiden somit darüber, ob ein unbewusster Prozess in unserem Gehirn überhaupt ablaufen kann.

Für die Studie haben die Forscher der Ulmer Universitätsklinik für Psychiatrie die Gehirnaktivität von Probanden beim Lesen von sichtbaren Worten im Magnetresonanztomographen gemessen. Zuvor wurden andere Worte, so genannte Bahnungsreize, für eine ganz kurze Zeit eingeblendet, so dass sie nicht bewusst wahrnehmbar waren. Bedeutungsmäßig verwandte unbewusste Bahnungsreize beschleunigten die Erkennenszeiten der nachfolgend gezeigten kritischen Wörter (z.B. Tisch-Stuhl, Henne-Ei) nur dann, wenn die Probanden zuvor die Absicht hatten, die Bedeutung von Wörtern zu verstehen. Hatten die Probanden dagegen die Absicht, auf die Form von Buchstaben zu achten und die Wortbedeutung zu ignorieren, hatten die unbewussten Bahnungsreize keinen Einfluss auf die Erkennenszeiten der sichtbaren Worte.

Diese Blockade unbewusster Prozesse durch die bewussten Absichten der Probanden konnte auch anhand der Messung der Hirnaktivität nachgewiesen werden. Wie bei den Erkennenszeiten auch, wurde die Gehirnaktivität beim Lesen der sichtbaren Worte nur dann durch die unbewussten Bahnungsworte verändert, wenn die Probanden zuvor, auf die Bedeutung von Bildern beachteten. Beachteten die Probanden zuvor die Form von Bildern, hatten die unbewusst wahrgenommenen Worte keinen Einfluss auf die Gehirnaktivität beim Lesen. Es zeigte sich, dass die bewussten Absichten der Probanden, auf Bedeutung oder Form zu achten, für eine gewisse Zeit unterschiedliche Netzwerke von Hirnarealen etablierten, welche die Verarbeitung der unbewusst wahrgenommenen Reize beeinflussten.

Mit 1,9 Millionen Euro förderte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ein deutschlandweites Projektnetzwerk zur Bewusstseinsforschung, in das das Ulmer Projekt eingebettet ist. Kiefer ist Sprecher dieses Netzwerkes: „Mühelos koordiniert das Gehirn im Alltag bewusste und unbewusste Prozesse, etwa bei der Wahrnehmung. Aber was dabei im Kopf passiert, ist sehr kompliziert und nach wie vor zum Teil unverstanden. Philosophen streiten seit Jahrtausenden über die Natur des Bewusstseins und sein Verhältnis zu den unbewussten Vorgängen. Wir können nun mit modernsten Methoden bewusste und unbewusste Prozesse im Gehirn sichtbar machen und so zur Lösung dieser alten Frage beitragen“. Im Gegensatz zur früheren Lehrmeinung werde durch diese Forschung deutlich, dass sich bewusste und unbewusste Vorgänge im Gehirn wechselseitig beeinflussen.

Literatur: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24954512

Quelle: Universität Ulm

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Stillende Mütter haben ein vermindertes Risiko für Typ-2-Diabetes

Montag, 5. Mai 2014

Potsdam-Rehbrücke – Wie Daten der Potsdamer EPIC*-Studie zeigen, haben Frauen, die gestillt haben, im Vergleich zu Frauen, die nicht gestillt haben, ein um ca. 40 Prozent verringertes Risiko, an einem Typ-2-Diabetes zu erkranken. In der Studie durchgeführte Biomarker-Analysen weisen zudem darauf hin, dass eine lange Stillzeit mit einem langfristig verbesserten Stoffwechselprofil der Mutter einhergeht. Die Wissenschaftler um Susanne Jäger und Matthias Schulze vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE) publizierten ihre Ergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift Diabetologia (S. Jäger et al. 2014; DOI 10.1007/s00125-014-3247-3).

An der Studie waren neben Wissenschaftlern des DIfE und des Instituts für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrums München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen − beide Verbundpartner im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung e. V. (DZD) − auch Forscher des Robert Koch-Instituts und der Charité in Berlin beteiligt.

In der vorliegenden Untersuchung werteten die Forscher die Daten von 1.262 Müttern aus, die sie im Rahmen der Potsdamer Langzeit-Beobachtungsstudie zwischen 1994 und 2005 erhoben hatten. Die Daten zur Stilldauer und zum Lebensstil erfassten die Epidemiologen mit Hilfe von Fragebögen. Zudem entnahmen sie zu Studienbeginn Blutproben und ermittelten die Körpermaße der Studienteilnehmerinnen durch direkte Messungen. Die Blutproben untersuchten sie hinsichtlich verschiedener Biomarker, die Rückschlüsse auf den Fett-, den Leber- und den Zuckerstoffwechsel sowie Entzündungsprozesse im Körper geben. Ziel war es, hierdurch Informationen über Stoffwechsel-Mechanismen zu erhalten, die dem beobachteten Zusammenhang zwischen Stillen und Typ-2-Diabetes zugrunde liegen.

Wie die Forscher beobachteten, ist Stillen mit einem verminderten Risiko der Mutter für Typ-2-Diabetes verbunden und dies unabhängig vom sozialen Status und dem Lebensstil. Der zu Beginn der Studie ermittelte Body-Mass-Index** der Frauen, im Durchschnitt 20 Jahre nach der Geburt des letzten Kindes erhoben, konnte die beobachtete Risikobeziehung nach den vorliegenden Studiendaten nur zum Teil erklären. Die Biomarker-Analysen deuten darauf hin, dass längere Stillzeiten neben einem günstigen Einfluss auf das Körpergewicht auch mit einem verbesserten Stoffwechselprofil verbunden sind. So hatten Frauen, die lange gestillt haben, im Schnitt niedrigere Blutfettwerte und höhere Adiponectin-Spiegel. Adiponectin ist ein vom Fettgewebe freigesetztes Hormon, das sich günstig auf den Fett- und Zuckerstoffwechsel auswirkt, indem es beispielsweise die Insulinempfindlichkeit der Körperzellen verbessert.

„Dieses spräche dafür, dass Stillen sowohl das Körpergewicht als auch die Stoffwechsellage des Körpers verbessert, die wiederum das Risiko der stillenden Mütter für Typ-2-Diabetes verringert. Befunde anderer Untersuchungen stützen unsere Studienergebnisse“, sagt Matthias Schulze, der die Untersuchung leitete. „Stillen ist also nicht nur gut für die Kinder, auch die Mütter profitieren davon“, ergänzt Susanne Jäger, Erstautorin der Studie.

Literatur: Susanne Jäger, Simone Jacobs, Janine Kröger, Andreas Fritsche, Anja Schienkiewitz, Diana Rubin, Heiner Boeing and Matthias B. Schulze: Breast-feeding and maternal risk of type 2 diabetes: a prospective study and meta-analysis. Diabetologia 2014; DOI 10.1007/s00125-014-3247-3

Hintergrundinformationen:

* EPIC: European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition. Die EPIC-Studie ist eine prospektive Studie, die Zusammenhänge zwischen Ernährung, Krebs und anderen chronischen Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes untersucht. An der EPIC-Studie sind 23 administrative Zentren in zehn europäischen Ländern mit insgesamt 519.000 Studienteilnehmern im Erwachsenenalter beteiligt. Die Potsdamer EPIC-Studie ist mit mehr als 27.000 Teilnehmern ein Teil der EPIC-Studie.

** Der Body-Mass-Index (BMI) ist ein Wert, um das Körpergewicht eines Menschen in Relation zu seiner Körpergröße zu bewerten. Die Formel für den BMI lautet: BMI = Körpergewicht in kg/(Körperlänge in m)2

Quelle: Deutsches Institut für Ernährungsforschung, Potsdam-Rehbrücke (DIfE)

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Ernährung der Mutter vor der Geburt beeinflusst DNA des Kindes

Freitag, 2. Mai 2014

Epigenetische Auswirkungen erstmals beim Menschen nachgewiesen.

London/Houston (pte001) – Die Ernährung einer Mutter rund um den Zeitpunkt der Empfängnis kann die DNA ihres Kindes auf Dauer beeinflussen, wie die London School of Hygiene & Tropical Medicine in Kooperation mit dem Baylor College of Medicine http://bcm.edu ermittelt hat. Experimente hatten nachgewiesen, dass die Ernährung während der Schwangerschaft Gene aktivieren oder deaktivieren kann. Die Ergebnisse sind die ersten Beweise dafür, dass der Vorgang auch beim Menschen stattfindet.

Frauen zur Regen- und Trockenzeit begleitet

Die Forscher begleiteten Frauen in ländlichen Gebieten in Gambia. Dort ist das Klima in den verschiedenen Jahreszeiten sehr unterschiedlich. Die Folge sind große Unterschiede in der Ernährung zwischen trockenen und regenreichen Perioden. Das Team begleitete 84 Frauen, die auf dem Höhepunkt der Regenzeit schwanger wurden. Auch analysiert wurde ungefähr die gleiche Anzahl von Frauen, die auf dem Höhepunkt der Trockenperiode schwanger wurden. Das Team ermittelte die Nährstoffgehalte im Blut der Mütter und untersuchte die DNA der Kinder im Zeitraum von zwei bis acht Monaten nach der Geburt.

Laut dem leitenden Wissenschaftler Branwen Hennig von der London School of Hygiene & Tropical Medicine http://www.lshtm.ac.uk ist diese Studie der erste Nachweis beim Menschen, dass die Ernährung der Mutter zum Zeitpunkt der Empfängnis die Gene des Kindes dauerhaft verändern kann. Hennig zufolge spielt die Ernährung vor der Empfängnis und am Anfang der Schwangerschaft eine wichtige Rolle und kann Auswirkungen auf die Gesundheit der nächsten Generationen haben. “Frauen sollten sich daher vor der Empfängnis und während der Schwangerschaft ausgewogen ernähren.”

Ernährungsbedingte Veränderungen der DNA

Experimente mit Mäusen haben gezeigt, dass die Ernährung während der Trächtigkeit lebenslange Folgen auf die Nachkommen haben kann. Zum Beispiel wird die Farbe einer Maus durch die Ernährung des Muttertieres beeinflusst. Bei diesen epigenetischen Auswirkungen handelt es sich um Veränderungen der DNA, die Gene aktivieren und wieder deaktivieren.

Eine derartige Veränderung steht mit dem Anhängen von Bereichen der DNA an Methylgruppen in Zusammenhang. Kinder, die in der Regenzeit gezeugt wurden, verfügten konsistent über höhere Werte der Methylgruppen bei allen sechs untersuchten Genen. Sie hingen mit verschiedenen Nährstoffgehalten im Blut der Mutter zusammen.

Robert Waterland vom Baylor College of Medicine zufolge ist damit nachgewiesen, dass die Ernährung der Mutter epigenetische Auswirkungen haben kann. “Sie kann permanente Spuren im Genom des Kindes und allen Zellen des Körpers hinterlassen.” Laut Mitautor Andrew Prentice von der London School of Hygiene & Tropical Medicine ist es das Ziel der Wisssenschaftler, eine optimale Ernährung für zukünftige Mütter zu definieren, die Defekte im Methylierungsprozess verhindern kann.

Quelle: pressetext.com

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Lebensweise bestimmt Darmflora

Mittwoch, 16. April 2014

Ein internationales Forscherteam analysiert erstmals Darmbakterien heute lebender Jäger und Sammler.

Die Darmflora beeinflusst zahlreiche Aspekte der Gesundheit und Nährstoffaufnahme beim Menschen, doch bisher konzentrierte sich die Forschung hauptsächlich auf „westliche“ Bevölkerungsgruppen. Ein internationales Forscherteam, dem auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig angehören, hat nun erstmals die Darmflora einer modernen Jäger- und Sammlergesellschaft, der in Tansania lebenden Hadza, untersucht.

Dabei fanden die Forscher heraus, dass sich das Mikrobenprofil der Hadza von denen aller anderen bisher untersuchten Menschengruppen unterscheidet. Die Bakterien im Verdauungstrakt der Hadza spielen also möglicherweise eine entscheidende Rolle bei der Anpassung an ihre spezielle Ernährungs- und Lebensweise. Die Studie zeigt auch, wie die Darmflora bereits unseren Vorfahren dabei geholfen haben könnte, sich an die Lebensbedingungen während der Steinzeit anzupassen und zu überleben.

Bakterienpopulationen entwickelten sich gemeinsam mit dem Menschen über mehrere Millionen Jahre hinweg und halfen ihm dabei, sich an neue Umweltbedingungen und Nahrungsmittel anzupassen. Aus Studien zu den in Tansania lebenden Hadza können Wissenschaftler lernen, wie Menschen als Jäger und Sammler im selben Lebensraum und mit ähnlichen Nahrungsmitteln wie unsere Vorfahren in der Steinzeit überleben.

Unter der Leitung von Stephanie Schnorr und Amanda Henry vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig verglich ein interdisziplinäres Forscherteam Mikroorganismen aus dem Verdauungstrakt der Hadza mit denen von Italienern, die in einem städtischen Umfeld leben und die „westliche Bevölkerung“ repräsentieren. Das Ergebnis, welches kürzlich in Nature Communications veröffentlicht wurde, zeigt dass die Hadza im Vergleich zu den Italienern eine vielfältigere Darmflora, also mehr Bakterienarten, besitzen.

„Das ist für die menschliche Gesundheit äußerst relevant“, sagt Stephanie Schnorr. „Einige vor allem in Industrienationen vorkommende Krankheiten, wie zum Beispiel das Reizdarmsyndrom, Darmkrebs, Adipositas, Diabetes Typ 2, Morbus Crohn und andere, stehen in Verbindung mit der Verringerung der Diversität der mikrobiellen Darmflora.“
Die Darmbesiedlung ist sehr gut an die Verdauung unverdaulicher Fasern aus einer pflanzenreichen Kost angepasst und hilft den Hadza möglicherweise dabei, den faserreichen Nahrungsmitteln mehr Energie zu entnehmen.

Überraschenderweise haben die Forscher festgestellt, dass es bei den Hadza-Männern und -Frauen hinsichtlich der Art und Anzahl ihrer Darmbakterien erhebliche Unterschiede gibt. Dies wurde bisher bei keiner anderen menschlichen Bevölkerungsgruppe beobachtet. Während die Hadza-Männer Wild jagen und Honig sammeln, übernehmen die Frauen das Sammeln von Knollen und anderen pflanzlichen Nahrungsmitteln. Obwohl sie diese dann miteinander teilen, isst jedes Geschlecht ein wenig mehr von der selbst beschafften Nahrung.
„Die Unterschiede in der Darmflora der Geschlechter reflektieren diese geschlechtsspezifische Arbeitsteilung“, sagt Stephanie Schnorr. „Die Hadza-Frauen verfügen offensichtlich über mehr Bakterien zur Verarbeitung faserreicher pflanzlicher Nahrung, was sich direkt auf ihre Fruchtbarkeit und ihren Fortpflanzungserfolg auswirkt.“ Diese Befunde zeigen, welche Schlüsselrolle die Darmbesiedlung im Laufe der menschlichen Evolution gespielt hat, wenn es um die Anpassung an verschiedene Ernährungsweisen ging.

Die Zusammensetzung der mikrobiellen Flora im Verdauungstrakt der Hadza ist einzigartig. Sie enthält eine große Anzahl an Bakterien, wie Treponema, die in der „westlichen” Bevölkerung oft als Anzeichen für Krankheiten gedeutet werden. Andere Bakterien, wie Bifidobacterium, die in der „westlichen“ Bevölkerung als „gesund“ gelten, sind bei den Hadza vermindert. Dennoch treten bei den Hadza kaum durch ein Ungleichgewicht der Darmbakterien verursachte Autoimmunkrankheiten auf.

Unser Verständnis von „gesunden“ und „ungesunden“ Bakterien muss daher neu definiert werden, weil diese Unterscheidungen davon abhängen, in welcher Umwelt wir leben. Die genetische Vielfalt der Bakterien ist dabei möglicherweise das wichtigste Kriterium für eine gesunde und stabile Darmflora.
„Die Mikroorganismen, die uns besiedeln sind unsere ‚alten Freunde‘, die uns bei der Anpassung an verschiedene Lebensweisen und Umweltbedingungen unterstützen“, sagt Amanda Henry, die die Max-Planck-Forschungsgruppe für Pflanzliche Nahrungsstoffe und Nahrungsökologie von Homininen leitet. „Unsere Untersuchung der Darmflora der Hadza erweitert unser Wissen darüber, wie Mensch und Mikroorganismus sich an das Leben in der Savanne angepasst haben. Darüber hinaus zeigt sie, wie Darmbakterien unseren Vorfahren möglicherweise dabei geholfen haben, sich an die Lebensbedingungen während der Steinzeit anzupassen und zu überleben.“

Originalpublikation: Stephanie L. Schnorr, Marco Candela, Simone Rampelli, Manuela Centanni, Clarissa Consolandi, Giulia Basaglia, Silvia Turroni, Elena Biagi, Clelia Peano, Marco Severgnini, Jessica Fiori, Roberto Gotti, Gianluca De Bellis, Donata Luiselli, Patrizia Brigidi, Audax Mabulla, Frank Marlowe, Amanda G. Henry & Alyssa N. Crittenden Gut microbiome of the Hadza hunter-gatherers Nature Communications, 15. April 2014, Doi: 10.1038/ncomms4654

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

siehe hierzu auch den Beitrag “Das Bauchhirn bei Menschen und Tieren“.

Digitale Sammlung zur Bienenkunde nun online

Donnerstag, 6. Februar 2014

Köln/Bonn – Die ZB MED – Leibniz-Informationszentrum Lebenswissenschaften baut ihre digitalen Bestände aus. Seit kurzem ist ihre neue Internetseite zur Digitalen Sammlung, die auch umfangreiche Bestände aus der Bienenforschung enthält, online.

Digitalisiert wurden unter anderem Teile aus der Bibliothek des Bonner Bienenkundlers August Pollmann (1812-1898). Diese Sammlung schließt zahlreiche, teils sehr seltene deutsche und fremdsprachige Bücher sowie sieben bienenwissenschaftliche Zeitschriften ein. Die ersten Titel sind nun in digitaler Form unter http://s2w.hbz-nrw.de/apidologie verfügbar, weitere werden folgen.

August Pollmann war ein Bonner Bienenforscher, der von 1868 bis 1894 an der Königlich Preußischen Landwirtschaftlichen Akademie Bonn-Poppelsdorf lehrte. Deren Bibliothek, eine Vorgängerinstitution der ZB MED, erwarb die umfangreiche bienenkundliche Sammlung Pollmanns. Zur Sammlung gehört auch die von Pollmann redigierte Zeitschrift „Vereins-Blatt des Westfälisch-Rheinischen Vereins für Bienen-und Seidenzucht“.

Mit der Digitalisierung der Bibliothek Pollmanns leistet die ZB MED einen Beitrag zur Bienenforschung. Diese spielt heute angesichts der aktuellen, als Bienensterben bekannten Problematik eine große Rolle und wird durch die Europäische Union und verschiedene deutsche Bundesländer im Rahmen eines Pilotprojektes (EuBiMo) mit insgesamt 17 EU-Staaten gefördert.

Die gesamte Digitale Sammlung der ZB MED kann unter http://s2w.hbz-nrw.de/zbmed abgerufen werden. Sie bietet einen weltweiten freien Zugang zu zahlreichen urheberrechtsfreien Werken der Bienenkunde sowie zu weiteren Bereichen, etwa der Physischen Anthropologie. Verschiedene Suchoptionen, auch innerhalb der erfassten Titel, eröffnen umfassende Möglichkeiten, mit den digitalisierten Werken zu arbeiten. Gerne nimmt die ZB MED auch Vorschläge für Digitalisierungen entgegen.

Quelle: Leibniz-Informationszentrum Lebenswissenschaften

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Stoffwechselstörung beschleunigt Multiple Sklerose

Freitag, 24. Januar 2014

Überfunktion des intrazellulären Energiehaushaltes als Ursache erkannt.

Neapel (pte008) – Eine Stoffwechselstörung in T-Zellen kann zu einer Verschlimmerung von Multipler Sklerose führen. Das haben Forscher der Abteilung für Medizin und Chirurgie an der Università di Salerno http://www.unisa.it und des zum Nationalen Forschungsrat CNR ehörenden Istituto di Endocrinologia e Oncologia Sperimentale http://www.ieos.cnr.it herausgefunden. Diese Erkenntnis bietet neue Möglichkeiten für eine gezieltere Diagnose und ein besseres Verständnis.

Abtötung der Biomembran Myelin

“Immunkrankheiten und chronische Entzündungen führen zu einer Zerstörung wichtiger Körperfunktionen durch das eigene Immunsystem”, erklärt Projektleiter Giuseppe Matarese. Bei der Multiplen Sklerose bedeute dies eine Abtötung der Biomembran Myelin, die eine wesentliche Funktion beim Schutz der Gehirnschaltkreise habe – mit Folgen wie Muskelschwäche, Lähmung oder Sehschwäche.

“Trotz großer Fortschritte bei der Ursachenforschung dieser Pathologie ist der hinter dem Immunverlust stehende Mechanismus noch weitgehend unbekannt”, unterstreicht der italienische Wissenschaftler. Die in Neapel durchgeführten klinischen Tests haben ergeben, dass die T-Zellen der Sklerose-Patienten eine übermäßige Stimulierung des intrazellulären Energiehaushaltes aufwiesen.

“Diese Erscheinung führt zu einer funktionalen Ermüdung bis hin zur Unfähigkeit, eine Entzündung der die Nerven schützenden Myelinschicht zu kontrollieren”, so Matareses CNR-Kollegin Veronica De Rosa. Außerdem wurde festgestellt, dass sich der Krankheitsverlauf mit zunehmendem Wachstum der T-Zellen abschwächt. Dieser Parameter könne deshalb als Prognosehilfe zur vorzeitigen Aufdeckung der oft kaum vorhersehbaren Pathologie genutzt werden.

Mehr Fälle in reicheren Ländern

Zu guter Letzt dürften die Studienergebnisse auch zur Beantwortung der Frage beitragen, warum Multiple Sklerose deutlich stärker in den reicheren Ländern verbreitet ist, wo der Stoffwechsel der Menschen allgemein intensiver als in weniger entwickelten Gesellschaften ausfällt”, verdeutlicht die Forscherin.

An der multidisziplinären Untersuchung hatten sich auch die Università degli Studi di Napoli und die University of California in Los Angeles beteiligt. Finanziert worden war sie überwiegend von der Fondazione Italiana Sclerosi http://www.aism.it , der italienischen Regierung und dem European Research Council. Einzelheiten können in der Fachzeitschrift “Nature Medicine” nachgelesen werden.

Quelle: pressetext.com

Anmerkung: siehe hierzu auch den Beitrag “Die tuberkulinische Konstitution als gemeinsame Ursache chronischer Erkrankungen und ihre naturheilkundliche Regulationstherapie” aus dem Jahr 2000

Schnelle Wundheilung mit Birken

Freitag, 24. Januar 2014

Freiburger Pharmazeutinnen haben die Wirkung eines natürlichen Extrakts aufgeklärt.

Seit Jahrhunderten gelten aus der Birke gewonnene Extrakte als traditionelle Heilmittel, die dafür sorgen, dass sich verletzte Haut schneller wiederherstellt. Prof. Dr. Irmgard Merfort vom Institut für Pharmazeutische Wissenschaften der Albert-Ludwigs-Universität und ihr Team haben auf molekularer Ebene geklärt, wie die wundheilende Wirkung eines Extraktes aus der äußeren, weißen Schicht der Rinde des Baumes zustande kommt. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftlerinnen in der Fachzeitschrift „Plos One“ veröffentlicht. Das Team kooperierte mit mehreren weiteren Einrichtungen und Instituten, so mit einer Arbeitsgruppe vom Institut für Molekulare Medizin und Zellforschung sowie dem Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie der Albert-Ludwigs-Universität und einer Arbeitsgruppe an der Hautklinik der Universität Hamburg.

In der ersten Phase der Wundheilung schütten die verletzten Hautzellen bestimmte Stoffe aus, die zu einer vorübergehenden Entzündung führen. Sie locken Fresszellen an, die eingedrungene Bakterien sowie totes Gewebe beseitigen. Die Freiburger Wissenschaftlerinnen stellten fest, dass der Birkenkork-Extrakt und besonders dessen Hauptbestandteil Betulin die Anzahl dieser Entzündungsstoffe vorübergehend erhöhen. Der Naturstoff aktiviert Proteine, die die Halbwertszeit von Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) verlängern.

Ein Gen muss zunächst in mRNA übersetzt werden, damit der Bauplan für ein Protein vom Erbgut abgelesen werden kann. Durch das Mittel verdreifacht sich die Zeit, in der die mRNA eines bestimmten Botenstoffs stabil ist. Dieser sorgt dafür, dass mehr von dem jeweiligen Protein, hier von den Entzündungsstoffen, hergestellt werden kann. Der Birkenkork-Extrakt und Betulin stabilisieren darüber hinaus auch die mRNA weiterer Botenstoffe.

In der zweiten Phase der Wundheilung wandern die Zellen der Haut und schließen die Verletzung. Der Naturstoff begünstigt dies: Der Birkenkork-Extrakt und seine Bestandteile Betulin sowie Lupeol aktivieren Proteine, die am Umbau des Aktin-Zytoskeletts beteiligt sind. Dieses gibt der Zelle mithilfe des Strukturproteins Aktin ihre Form. Auf diese Weise bewirken die Stoffe aus der Birke, dass Keratinozyten – die in der oberen Hautschicht hauptsächlich vertretenen Zellen – schneller in die Wunde wandern und sie ausfüllen können.

Literatur: Ebeling, S./Naumann, K./Pollok, S./Vidal-y-Sy, S./Wardecki, T./Nascimento, J. M./ Boerries, M./Schmidt, G./Brandner, J. M./Merfort, I. (2013): From a traditional medicinal plant to a rational drug: understanding the clinically proven wound healing efficacy of birch bark extract. In: PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0086147

Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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Unter nährstoffarmen Bedingungen steuern Viren die Größe und Struktur der mikrobiellen Population

Dienstag, 21. Januar 2014

Wissenschaftler der Universität Oldenburg und des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ weisen in der aktuellen Vorab-Onlineausgabe des Journal of the International Society for Microbial Ecology (ISME v. 20.01.2014) nach, dass in extrem tiefen, alten und nährstoffarmen Meeressedimenten bis zu 225 mal mehr Viren als Mikroben leben. Damit stellen in diesen extremen Lebensräumen nicht mehr die bakteriellen Mikroorganismen die größte Fraktion der lebenden Biomasse dar, sondern Viren.

Diese Viren übernehmen die Rolle der Räuber in diesem außergewöhnlichen Biotop. Die Forscher fanden heraus, wie sich mit zunehmender Nährstoffarmut das Verhältnis von Viren zu Mikroben immer stärker hin zu den Viren verschiebt. „Schon seit einigen Jahren ist bekannt, dass die Masse aller lebenden Mikroben im Meeresboden mindestens genauso groß ist wie die der Bewohner der darüber liegenden Weltmeere“, sagt dazu Jens Kallmeyer vom GFZ. „Eine bisher vernachlässigte Unbekannte sind allerdings die Viren.“

In diesen extremen Lebensräumen  übernehmen Viren die Rolle von räuberischen Organismen: Sie steuern die Größe und Struktur der mikrobiellen Population. Die überraschend hohe Zahl der Viren wird damit erklärt, dass die zwar kleine aber aktive Mikrobenpopulation permanent neue Viren produziert, diese aber länger erhalten bleiben weil die wenigen Mikroben weniger Enzyme produzieren, welche die Viren zerstören. Bisherige Messungen im Meerwasser und oberflächennahen Sedimenten konnten zwar zeigen, dass Viren etwa zehnmal häufiger sind als Mikroben, aber aufgrund ihrer wesentlich kleineren Masse keine große Rolle bei der Gesamtmenge der lebenden Biomasse spielen. Außerdem wurde angenommen, dass hauptsächlich räuberische Organismen wie z.B. andere Einzeller, oder auch Würmer oder Schnecken die Größe der Mikrobenpopulation steuern. Die jetzt vorgestellten neuen Ergebnisse zeigen, dass diese einfachen Annahmen so nicht haltbar sind.

Literatur: Engelhardt, T., Kallmeyer, J., Cypionka, H., & Engelen, B. (2014): „High virus-to-cell ratios indicate ongoing production of viruses in deep subsurface sediments”, ISME Journal. doi: 10.1038/ismej.2013.245; 20.01.2014

Quelle: Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

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Verabreichung der natürlichen Substanz Spermidin stoppt Demenz

Sonntag, 1. Dezember 2013

Der altersabhängige Rückgang der Erinnerungsfähigkeit kann durch die Verabreichung der natürlichen Substanz Spermidin gestoppt werden. Das ist das Ergebnis einer Studie von Prof. Dr. Stephan Sigrist von der Freien Universität Berlin sowie dem Exzellenzcluster Neurocure und Prof. Dr. Frank Madeo von der Karl-Franzens-Universität Graz. Die Studie wurde vorab in der Online-Version in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Neuroscience“ veröffentlicht.

Die Biologen konnten nachweisen, dass die körpereigene Substanz Spermidin einen zellulären Reinigungsprozess auslöst, infolge dessen die Erinnerungsleistung älterer Gehirne von Fruchtfliegen wieder auf jugendliches Niveau steigt.

Erinnerungsprozesse bei tierischen Organismen wie Fliegen oder Mäusen sind auf molekularer Ebene denen des Menschen ähnlich. Sigrists und Madeos Forschung kann einen Beitrag dazu leisten, Mittel zu entwickeln, die das Einsetzen von Demenzerkrankungen verzögern.
Als Auslöser der altersabhängigen Demenz werden aggregierte (verklumpte) Proteine vermutet. Diese reichern sich in alten Gehirnen von Fliegen, Mäusen und Menschen vermehrt an. Das Molekül Spermidin, dessen Anti-Aging-Wirkung bereits 2009 in Madeos Grazer Forschungsgruppe entdeckt wurde, setzt die sogenannte Autophagie in Gang, einen Reinigungsvorgang auf zellulärer Ebene. Proteinaggregate und weiterer zellulärer Abfall werden den Lysosomen, den Verdauungsapparaten in Zellen, zugeführt und dort aufgelöst.

Nachdem den Fruchtfliegen Spermidin zugefüttert wurde, minimierte sich die Menge der Proteinaggregate in ihren Gehirnen deutlich und ihre Erinnerungsfähigkeit nahm zu. Messbar ist dies, weil Fliegen durch klassische Pawlow’sche Konditionierung lernen, sich an das Gelernte erinnern und ihr zukünftiges Verhalten danach ausrichten.

Beim Menschen lässt die Erinnerungsfähigkeit ab etwa dem 50. Lebensjahr nach. Dieser Schwund beschleunigt sich mit zunehmendem Alter. Aufgrund steigender Lebenserwartung nehmen altersinduzierte Demenzerkrankungen drastisch zu.  Die Spermidinkonzentration hingegen nimmt mit dem Alter bei Fliegen auch bei Menschen ab.

Sollte es gelingen, mit Spermidin als Nahrungsergänzung das Einsetzen von Demenzerkrankungen zu verzögern, würde dies für den einzelnen Patienten und die Gesellschaft einen Durchbruch bedeuten. Patientenstudien sind das nächste Ziel von Stephan Sigrist und Frank Madeo.

Der Exzellenzcluster NeuroCure ist eine Kooperation der Charité – Universitätsmedizin Berlin und den biologischen/biochemischen Wissenschaften ihrer Trägeruniversitäten, der Humboldt-Universität zu Berlin und der Freien Universität Berlin, sowie mit drei außeruniversitären Forschungsinstituten.

Literatur: Varun K Gupta, Lisa Scheunemann, Tobias Eisenberg, Sara Mertel, Anuradha Bhukel, Tom S Koemans, Jamie M Kramer, Karen S Y Liu, Sabrina Schroeder, Hendrik G Stunnenberg, Frank Sinner, Christoph Magnes, Thomas R Pieber, Shubham Dipt, André Fiala, Annette Schenck, Martin Schwaerzel, Frank Madeo & Stephan J Sigrist (2013): Restoring polyamines protects from age-induced memory impairment in an autophagy-dependent manner, Nature Neuroscience, Advance Online Publication, 1 September 2013, doi:10.1038/nn.3512.

Quelle: Freie Universität Berlin

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