Studien

Ein ganzer Tennisplatz oder doch nur ein halbes Badmintonfeld?

Lange Zeit ging man davon aus, dass der gesamte Verdauungskanal durch seine vielen histologischen Strukturen zur Oberflächenvergrößerung (z.B. Zotten und Bürstensaum) eine Schleimhautoberfläche von über 250 Quadratmetern hat. Damit entspräche die Schleimhaut in etwa der Fläche eines auf 260 Quadratmeter genormten Tennisplatzes.

Bereits 2014 haben schwedische Forscher diese Werte hinterfragt: Durch licht- und elektronenmikroskopische Morphometrie an Biopsien gesunder Probanden kamen sie auf gerade einmal 30-40 Quadratmeter Schleimhautoberfläche. Aus einem ganzen Tennisplatz wird so nur noch ein halbes Badmintonfeld. In diesem Fall wäre die resorptive Leistungsfähigkeit des Verdauungssystems umso beeindruckender!

Wenn du Kerckring-Falten, Zotten und Co. sowie die übrigen Abschnitte des Gastrointestinaltrakts einmal genauer betrachten willst, kannst du dir unsere neueste Histo-Trainer-Serie bestehend aus drei Videos zur Histologie von Ösophagus, Magen, Dünn- und Dickdarm anschauen.

Die Videos sowie weitere Infos zum Thema “Verdauung” findest du im entsprechenden AMBOSS-Kapitel oder als reines Video auf unserem Youtube-Kanal.

Hilfst du mir, helf ich dir! Ein kleiner Ausflug in die Evolutionsbiologie.

Schon mal was von Verwandtenselektion gehört? Der Begriff wurde in den 1960er Jahren von den Biologen John Maynard Smith und William D. Hamilton geprägt. Mit der Verwandtenselektion versucht man zu erklären, warum sich ein Individuum einem genetisch verwandten Individuum gegenüber kooperativ und altruistisch verhält. Die Weitergabe eigener Gene (Gesamtfitness) addiert sich dabei aus der direkten Fitness (direkte Weitergabe eigener Gene) und der indirekten Fitness (Weitergabe eigener Gene indirekt über Verwandte). Die These: Je näher uns ein Individuum genetisch steht, desto eher sind wir zu altruistischem Verhalten bereit, da aufgrund der höheren indirekten Fitness mehr von unseren eigenen Genen in den Nachkommen dieses Individuums fortbestehen.

So weiß man aus dem Reich der sozialen Insekten, dass bspw. Bienen einen besonders ausgeprägten Hang zu eusozialem Verhalten haben, was man ihrem besonders hohen Verwandtschaftsgrad zuschreibt. Dabei haben Schwestern untereinander mit durchschnittlich 75% sogar einen höheren Verwandtschaftsgrad als Mutter und Tochter mit nur 50%. Es ist genetisch gesehen im Sinne der Gesamtfitness (indirekte Fitness höher als direkte Fitness) also schlüssig, zugunsten des Nachwuchses einer Schwester (der Bienenkönigin) auf eigenen Nachwuchs zu verzichten.

Ist also jeder Altruismus eines Individuums im Grunde genommen ein Egoismus unserer Gene? Es gibt viele Verfechter dieser Theorie, jedoch auch einige erbitterte Gegner. Wer auch immer schlussendlich Recht behält, ein bisschen Teamwork schadet nie, da kooperative Gruppen durchschnittlich bessere Chancen im Wettbewerb haben, egal ob und wie ihre Mitglieder miteinander verwandt sind!

Mhmmm...dein HLA riecht ausgezeichnet!

Wenn man jemanden anziehend findet, kann man ihn buchstäblich „gut riechen“. Die Wissenschaft ist sich einig, dass der Geruch einen entscheidenden Beitrag zur Partnerwahl leistet. Doch was genau riecht man da eigentlich?

Über den Schweiß wird eine persönliche Duftnote übermittelt und diese ist abhängig vom individuellen HLA-Profil. Bei den HLAs, den Human Leucocyte Antigens, handelt es sich um in der Zellmembran verankerte Glykoproteine, mit deren Hilfe das Immunsystem bspw. ”fremd” von “eigen” unterscheiden kann.

Bei der Partnerwahl ist aus evolutionsbiologischer Sicht entscheidend, dass sich das eigene genetische Material zugunsten des potentiellen Nachwuchs gut ergänzt. Da dessen Überlebenschancen insb. durch ein gut ausgebautes Immunsystem deutlich erhöht werden, empfindet man Personen attraktiver, deren HLA-Merkmale stark von den eigenen abweichen. Das haben Wissenschaftler in den 90er Jahren untersucht, indem sie Studentinnen den Geruch der verschwitzten T-Shirts ihrer Kommilitonen bewerten ließen und die Ergebnisse mit den HLA-Untersuchungen abglichen.

Es empfiehlt sich also, nicht nur die Augen bei der Partnerwahl offenzuhalten, sondern auch die Nase!

Neue Superfruit? Wie Kaki-Tannine antiviral wirken

Tannine sind pflanzliche Gerbstoffe, die in vielen Pflanzen wie Kaffee, grüner/schwarzer Tee oder Kakis enthalten sind. Das Interessante an den Kaki-Tanninen ist ihre besondere Stärke gegen Viren: Weder behüllte noch unbehüllte Viren haben gegen sie eine Chance!

Die Tannine unreifer Kakis interagieren mit den Virusproteinen und verhindern so deren Anheftung an die Wirtszellen. Dadurch kann der Erreger nicht in diese eindringen und die Virusreplikation kommt zum Stillstand. Auch wenn die Untersuchungen zu den Wirkungen der Kaki-Tannine im Labor erfolgten und so natürlich nicht 1:1 auf den Menschen übertragbar sind, kann es aber sicher nicht schaden, die eine oder andere leckere Frucht zu genießen.

Der Duft nach Keksen und Kindheit

Wir alle kennen das: Man riecht den Duft von Apfelstrudel, Tee und ausgeblasenen Kerzen und schon sitzen wir in Gedanken wieder im Wohnzimmer unserer Eltern und warten auf das Christkind. Dass der menschliche Geruchssinn mit dem Gedächtnis eng verknüpft ist, ist weitgehend bekannt. Woran das liegt, konnte die Wissenschaft allerdings noch nicht abschließend klären.

Man weiß jedoch bereits, dass der Geruchssinn eine besonders enge Verknüpfung mit dem Hippocampus hat, der „Schaltzentrale“ unseres Gedächtnisses. In wissenschaftlichen Studien wurde mithilfe von MRT-Untersuchungen herausgefunden, dass mit Gerüchen verknüpfte Erinnerungen zu einer verstärkten Aktivität des rechten vorderen Hippocampus führen.

Was lernen wir daraus? Immer schön im weihnachtlichen Wohnzimmer die AMBOSS-Kapitel lesen und bei der Prüfung bloß nicht die Zimtsterne vergessen! ;)

Advent, Advent, es wird geschlemmt ;)

Bald schon stehen die Feiertage vor der Tür und bereits seit einigen Wochen locken die Regale der Supermärkte mit süßen Versuchungen aller Art. Wer kann da schon widerstehen?

Und so legt auch fast jeder über die Feiertage wenige hundert Gramm an Gewicht zu, was jedoch gesundheitlich meist völlig unbedenklich und nach dem nächsten Skiurlaub wieder verschwunden ist. Doch wenn man bereits mit den Kilos kämpft, können Weihnachtsgans und Co. durchaus zu einer gesundheitlichen Herausforderung werden.

Die repräsentative “Nationale Verzehrsstudie II” entlarvte mehr als 37% der deutschen Erwachsenen als (im engeren Sinne) übergewichtig und sogar 20% als adipös. Mit anderen Worten: Jeder zweite Deutsche ist (viel) zu dick! Übergewicht gilt als einer der Hauptrisikofaktoren bei der Entstehung der koronaren Herzkrankheit, der Todesursache Nummer eins in den Industrienationen. Nicht zu vergessen sind die zahlreichen weiteren Folgeerkrankungen, die Übergewicht mit sich bringt: Diabetes mellitus, Gelenkerkrankungen, Depressionen und Störungen der Fruchtbarkeit sind nur einige Beispiele einer langen Liste.

Es gilt aber natürlich auch in diesem Fall: Wer in Maßen schlemmt und ab und zu aktiv Kalorien verbrennt, kann ohne schlechtes Gewissen zum Süßigkeitenteller greifen.

Wann beginnt (Mäuse-)Leben?

Laut Embryonenschutzgesetz beginnt das Leben mit der Verschmelzung des Erbguts von Eizelle und Spermium. Nur wann findet diese genau statt?

Forscher aus Heidelberg stellten jetzt mithilfe einer neuen mikroskopischen Methode an Mäuseembryonen fest, dass die väterlichen und mütterlichen Chromosomen entgegen bisheriger Annahmen während der ersten embryonalen Zellteilung noch separat vorliegen und jeweils durch einen eigenen Spindelapparat aufgetrennt werden. Erst nach Abschluss der ersten Teilung verschmilzt das Erbgut – also ein paar Stunden später als gedacht.

Warum das interessant ist? Einerseits könnte dies der Grund für die hohe Fehlerrate bei der ersten Zellteilung und somit ein Ansatzpunkt für die Reproduktionsmedizin sein. Andererseits könnte eine Gesetzesänderung zugunsten eines früheren Lebensbeginns folgen, um den Schutz von Embryonen vor missbräuchlicher Verwendung weiterhin zu garantieren.

Ob die Ergebnisse überhaupt auf den Menschen übertragen werden können, bleibt noch zu untersuchen. In der Zwischenzeit kannst du deine Kenntnisse zu den Grundlagen der Entstehung des Lebens in einer kurzen Fragensession testen.

Grundlagen der Embryologie (in AMBOSS)

Von der Befruchtung zur Implantation (in AMBOSS)

Bei Hitze denkt es sich langsamer

Dass extreme Hitze ältere und kranke Menschen gefährdet, ist bereits bekannt. Forscher in Harvard fanden nun heraus, dass auch die Hirnleistung junger, gesunder Menschen von Hitzewellen beeinflusst wird. Dafür verglichen sie die morgendliche Reaktionszeit von Studenten. Diejenigen, die über eine Klimaanlage in ihrem Schlafzimmer verfügten, zeigten morgens eine signifikant bessere kognitive Leistung als die Studenten, deren Gehirn nachts durchschnittlich 5 °C höheren Temperaturen ausgesetzt war.

Die Ergebnisse sollen auch zeigen, welche Auswirkungen der Klimawandel auf die globale Gesundheit haben könnte und dazu anregen, angesichts zunehmender Hitzewellen nachhaltigere Kühlungssysteme zu schaffen.

Um auch bei Hitze leistungsfähig zu bleiben, empfiehlt es sich vor allem viel zu trinken und anstrengende Arbeit möglichst zu den kühleren Tageszeiten zu verrichten.
Und vielleicht kannst du ja mithilfe der Studie die Anschaffung einer Klimaanlage in eurer Bibliothek durchsetzen ;-)

Wärmehaushalt (in AMBOSS)

Move your body!

Lange Tage (und Nächte) in der Bibliothek und auf engen Hörsaalbänken hinterlassen auf Dauer ihre Spuren. Tatsächlich kann sich Bewegungsmangel aber nicht nur negativ auf den Körper auswirken, sondern auch auf die Psyche. 

So zeigte eine 2017 veröffentlichte prospektive Kohortenstudie aus Norwegen, dass etwa 12% der im Verlauf der Studie auftretenden Depressionen bei Erwachsenen bereits durch 1 Stunde körperliche Aktivität pro Woche vermeidbar gewesen wären. Auch in der entsprechenden EU-Leitlinie werden die zahlreichen Vorteile körperlicher Aktivität betont, u.a. ein geringeres Risiko für Depressionen, Demenz, kardiovaskuläre Erkrankungen und maligne Tumoren. Sie empfiehlt für Kinder mind. 1 Stunde und für Erwachsene mind. 30 Minuten körperliche Betätigung mäßiger Intensität pro Tag. Dabei gilt jedoch: Jegliche Bewegung ist besser als gar keine, auch wenn man das Mindestziel nicht immer erreicht.

Also nimm dir Zeit für Bewegung und tu dir damit selbst etwas Gutes, auch in stressigen Phasen des Studiums!

Mehr zum Thema Trainingseffekte und physiologische Anpassungen bei körperlicher Belastung findest du übrigens im Kapitel Leistungsphysiologie.

Hello Sunshine, my old friend...

Das launische Aprilwetter scheint endgültig vorüber; die Wiesen und Parks sind wieder voll mit sonnenbadenden Menschen. Was passiert eigentlich genau, wenn Sonnenstrahlen auf unsere Haut treffen? Warum lässt das unseren Teint dunkler, unsere Stimmung jedoch heller werden?

Sonnenstrahlen enthalten Strahlungsenergie (v.a. UV-B), die das Melanin in den Melanozyten zum Schwingen bringt, woraufhin diese die potentiell DNA-schädigende Strahlung in harmlose Wärmestrahlung umsetzen. Zusätzlich stimuliert UV-B (und in geringerem Maße auch UV-A) die Melanogenese, d.h. es ist mehr Melanin vorhanden, der Teint wird dunkler.

Neben den Melanozyten reagiert auch das in der Haut gespeicherte 7-Dehydrocholesterin, das durch die UV-Strahlung in die Vitamin-D-Vorstufe Cholecalciferol gespalten wird. Vitamin D beeinflusst neben dem Calcium- und Phosphathaushalt auch die Serotonin-, Dopamin- und Noradrenalinspiegel im Gehirn. Diese Neurotransmitter spielen eine wichtige Rolle für die Stimmung und können bei Mangel zu depressiven Störungen führen.

Hast du Lust, dir diese Zusammenhänge nochmal in Ruhe durchzulesen?

Haut (in AMBOSS)

Vitamin D (in AMBOSS)

Neurotransmitter (in AMBOSS)

Hier (ncbi.nlm.nih.gov) kannst du dich tiefergehend über die Beeinflussung von UV-Strahlung auf die Stimmung informieren.

Neues Organ entdeckt?

Es verläuft wie ein riesiges Netzwerk direkt unter der Haut, umgibt Gefäße und kleidet Organe aus – das Interstitium. Neue Erkenntnisse zu dieser schon bekannten Struktur erweckten kürzlich das Interesse der Medien. Wurde hier wirklich wie von den US-Forschern postuliert ein neues Organ entdeckt? Mit einer neuen Untersuchungsmethode an Lebendgewebe stellten diese fest, dass es sich beim Interstitium nicht wie bisher aufgrund histologischer Schnitte angenommen um dicht gepacktes Bindegewebe handelt, sondern um untereinander verbundene, flüssigkeitsgefüllte Räume. Deren genaue Funktion ist noch unklar; sie scheinen jedoch als Stoßdämpfer für kontraktile Organe wie Lunge, Darm und Haut sowie Gefäße und Muskeln zu dienen. Zudem drainieren sie zu Lymphknoten, haben also womöglich eine Immunfunktion.

Noch ist ungewiss, ob das Interstitium die Kriterien für ein Organ erfüllt. Man verspricht sich von ihm jedoch vor allem neue Erkenntnisse zur Ausbreitung von Krankheiten wie Krebs und hofft, dass diese durch die Untersuchung der interstitiellen Flüssigkeit zukünftig früher entdeckt werden können.

Die bisherigen Erkenntnisse zum Interstitium findest du im Kapitel Bindegewebe.

Den Originalartikel gibt es hier.

Exkurs Global Health: Umweltverschmutzung, Krankheit und Todesopfer

Anlässlich des Tags der Erde (Earth Day) am vergangenen Sonntag möchten wir euch einen kleinen Denkanstoß zu dem Thema vorstellen. In einer aktuellen Publikation der Lancet Commission on pollution and global health konnte gezeigt werden, wie Umweltverschmutzung und Krankheit zusammenhängen: 2015 sind nach Schätzungen 9 Millionen Menschen durch Umweltverschmutzung “vor ihrer Zeit” gestorben – nicht selten beginnt die Aufnahme der Gifte bereits in utero.

Umweltverschmutzung tötet demnach dreimal häufiger als AIDS, Tuberkulose und Malaria zusammen und sogar 15 mal so häufig wie sämtliche Kriege. Zu allem Überfluss sind am ehesten Menschen in Ländern der mittleren und unteren Einkommensstufen und in Industrieländern vor allem sozial Benachteiligte betroffen.

Die meisten Todesfälle durch Umweltverschmutzung sind die Folge von Luftverschmutzung (bspw. Feinstaubbelastung), unsauberem Trinkwasser und mangelhafter Hygiene.

Warum dieser Exkurs? Weltweit behandeln Ärzte sehr häufig das Ergebnis von Umweltverschmutzung und kommen dabei i.d.R. zu spät. Ohne ein entschlossenes globales und präventives Denken wird diese Situation kaum unter Kontrolle zu bringen sein.

The Lancet Commission on pollution and health 2018 (thelancet.com)