Wissenschaftler entwickeln ein mathematisches Modell, das erklärt, wie Nervenzellen ihre Aktivität aufeinander abstimmen

In einem Orchester müssen die Einsätze der einzelnen Musikinstrumente sehr genau aufeinander abgestimmt sein. Auch im Gehirn ist die Aktivität der Milliarden von Nervenzellen, der Neuronen, „korreliert“, wie es in der Neurowissenschaft heißt. Nur so kann das Gehirn so erstaunliche Leistungen vollbringen, wie Musik hören oder einen Text lesen. Trotz der zentralen Bedeutung neuronaler Korrelation konnte noch nicht geklärt werden, wie und unter welchen Bedingungen sie zustande kommt. Wissenschaftler um Fred Wolf vom Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience und dem Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation haben nun eine mathematische Formel entwickelt, mit der genau vorhergesagt werden kann, wie und wann sich Neurone synchronisieren.

Jedes Neuron in der Hirnrinde (Kortex) erhält Informationen von etwa 30 000 anderen kortikalen Neuronen und sendet als Antwort darauf einzelne neuronale Impulse. Zumindest theoretisch könnte man sich vorstellen, dass es zwischen Eingangssignalen und neuronaler Antwort einen einfachen Zusammenhang gibt: Teilen zwei Neurone 1/10 der Eingangssignale, so sind auch 1/10 ihrer Antwortsignale gleich. Aber so einfach rechnen Neurone nicht. Die vielfältigen elektrischen Eingangssignale, die ein Neuron erhält, führen zu Fluktuationen in der Spannung über ihrer Membran. Sobald die Membranspannung einen Schwellenwert erreicht, sendet das Neuron selbst ein Signal aus.

Den Göttinger Wissenschaftlern ist es nun gelungen, die neuronale Umwandlung von Eingangs- in Ausgangssignale in einer relativ einfachen mathematischen Formel zusammenzufassen. „Die Umsetzung von Spannungen in digitale Signale durch Mikroprozessoren im Computer funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip“, sagt Tatjana Tchumatchenko, Doktorandin an der Göttingen Graduate School for Neurosciences and Molecular Biosciences (GGNB) der Universität Göttingen, die die mathematische Analyse durchgeführt hat. „Auch in der Computertechnik ist die Frage nach der Korrelation digitaler Signale von Bedeutung. Beispielsweise wenn verschiedene parallele Transistorelemente ähnliche Eingangssignale erhalten und man die Stabilität der Ausgangssignale vorhersagen möchte“.

Wie die Forscher zeigen konnten, hängt die Korrelation der Antwortsignale zweier Nervenzellen nicht nur davon ab, wie ähnlich sich die jeweiligen Eingangssignale sind, sondern auch davon, wie aktiv die Zellen sind. Senden die Neurone in schneller Folge viele Signale – ihre Aktivität, die so genannte Feuerrate, ist hoch – sind auch die Antwortsignale stärker korreliert. Dies gilt aber nur, wenn die Neurone lediglich einen Bruchteil ihrer Eingangssignale teilen.
Die Regeln ändern sich drastisch, wenn die Neurone weitgehend von gemeinsamen Eingangssignalen angeregt werden und sie entsprechend ähnliche Antwortsignale produzieren. In diesem Fall spielt die Feuerrate keine Rolle. Diese Aussagen aus ihrem mathematischen Modell konnten die Wissenschaftler direkt experimentell bestätigen, indem sie Zellen mit im Computer nachgebildeten Gehirnströmen angeregt und ihre jeweiligen Antwortsignale gemessen haben.

Schon lange debattieren Neurowissenschaftler die Frage, wie das Gehirn Informationen in der elektrischen Aktivität neuronaler Signale kodiert. In einigen Fällen scheint die Feuerrate ausschlaggebend zu sein, in anderen Fällen das exakte Timing eines neuronalen Impulses relativ zu anderen Signalen. Mit ihrer Arbeit haben die Göttinger Wissenschaftler und ihre Kollegen nun gezeigt, wie eng diese beiden Konzepte neuronaler Kodierung zusammenhängen und welche theoretische Beschreibung die sensorische Verarbeitung erfassen kann. So sind verschiedene Neurone in der Sehrinde beispielsweise auf bestimmte Aspekte der Bildverarbeitung spezialisiert: sie reagieren auf Farbe, Helligkeit, Orientierung oder Bewegungsrichtung. Vieles deutet darauf hin, dass Zellen, die den gleichen Gegenstand kodieren, ihre Signale synchronisieren, so dass zusammengehörige Information gemeinsam weitergegeben wird.

Originalpublikation:
Tatjana Tchumatchenko, Aleksey Malyshev, Theo Geisel, Maxim Volgushev and Fred Wolf. Correlations and Synchrony in Threshold Neuron Models.
Physical Review Letters, Vol.104, No.5 (5. Februar 2010). DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.058102

Kontaktinformation:
Tatjana Tchumatchenko
Prof. Dr. Fred Wolf
Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation Bunsenstr. 10
37073 Göttingen
fred@nld.ds.mpg… / tatjana@nld.ds….
Tel.: 0551 – 5176 – 423 (Wolf)
0551 – 5176 – 550 (Tchumatchenko)

Am 4. Februar 2010 erfolgte in der Klinik für Kiefer- und Gesichtschirurgie des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, weltweit erstmals die Verpflanzung einer Unterkieferspeicheldrüse von Mensch zu Mensch. Das Ziel des Eingriffs ist die permanente Befeuchtung der Augenoberfläche eines 43-jährigen Patienten.

Bei dem Patienten waren im Rahmen einer Vorerkrankung die Tränendrüsen sowie ein Teil der Speicheldrüsen funktionslos geworden. Dem ansonsten gesunden Patienten drohte hierdurch langfristig ein Verlust der Sehkraft. Als Spender eignete sich ein Bruder des Patienten. Der Transplantation gingen aufwendige Untersuchungen der Abwehrlage von Spender und Empfänger voraus.

Der Eingriff erfolgte simultan an beiden Brüdern, um eine nur kurzfristige Unterbrechung der Blutversorgung der empfindlichen Speicheldrüse zu gewährleisten. Spender und Empfänger sind wohlauf.

Die Lübecker Klinik für Kiefer- und Gesichtschirurgie (Direktor: Prof.
Dr. Dr. Peter Sieg) ist eine von wenigen Kliniken weltweit, in der seit Jahren therapieresistente Fälle des so genannten Syndroms des Trockenen Auges durch die körpereigene Verpflanzung einer Speicheldrüse in die Augenregion behandelt werden.

Im Jahre 1994 wurde diese Methode durch Prof. Sieg in Europa erstmals in Lübeck klinisch etabliert. Seitdem werden betroffene Patienten in Lübeck in Zusammenarbeit der Klinik für Kiefer- und Gesichtschirurgie mit der Klinik für Augenheilkunde betreut.

Das Einholen einer Zweitmeinung kann dabei helfen, den richtigen Therapieansatz zu finden. Das belegt eine gemeinsame Studie der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der German Testicular Cancer Study Group (GTCSG), die in der Fachzeitschrift European Urology* veröffentlicht wurde. Die Deutsche Krebshilfe förderte das Projekt mit insgesamt 375.000 Euro.

Welche Therapie ist die richtige? Diese Frage stellt sich jeder Urologe vor Behandlungsbeginn bei Hodenkrebs. Prof. Mark Schrader von der Klinik für Urologie hat dazu ein internetbasiertes Zweitmeinungssystem für Hodenkrebstherapien ins Leben gerufen. Ziel ist, Ärzte bei der Therapieplanung optimal zu unterstützen. Dazu muss der Arzt nur die Befunde des Patienten, Diagnose und Therapievorschlag in eine Online-Erfassungsmaske eingeben. Ein Experte aus dem Zweitmeinungszentrum bearbeitet umgehend den Patientenfall und erstellt eine ärztliche Zweitmeinung. Die ausgewiesenen Experten sitzen in Universitätskliniken, Krankenhäusern und ambulanten Versorgungseinrichtungen.

Im Rahmen der Studie wurden insgesamt 642 Anfragen von Klinikärzten und niedergelassenen Urologen bearbeitet und ausgewertet. Bei einem Drittel der Fälle kam die Zweitmeinung zu einer abweichenden Therapieempfehlung. Davon führte jede sechste sogar zu einer starken Korrektur des Therapievorschlags. Insbesondere in fortgeschrittenen Erkrankungsstadien unterschieden sich der erste und der zweite Behandlungsansatz deutlich. So konnte die Dosis der Chemotherapie in 40 Prozent der Fälle reduziert werden, nur in 25 Prozent war mehr Wirkstoff nötig. „Das ist ein entscheidender Aspekt, denn eine falsche Medikation kann die Lebensqualität der Patienten schwerwiegend beeinträchtigen und bis hin zu lebensbedrohlichen Komplikationen und unabsehbaren Nebenwirkungen führen“, sagt Prof. Schrader.

Der Empfehlung folgten 70 Prozent der Ärzte. Das zeigt eine hohe Bereitschaft, einen Kollegenrat anzunehmen. „Überträgt man dieses System der Zweitmeinungen auf andere onkologische und nicht- onkologische Erkrankungen, dann erreicht man wesentlich effektiver, dass bestehende Richtlinien auch gezielt angewendet werden“, ist Prof.
Schrader überzeugt, da sich die Zweitmeinungsspezialisten strikt an die Empfehlungen der Europäischen Gesellschaft für Urologie hielten.

*Mark Schrader et al.: Burden or Relief: Do Second-Opinion Centers Influence the Quality of Care Delivered to Patients with Testicular Germ Cell Cancer?, European Neurology, DOI: 10.1016/j.eururo.2009.10.032

Kontakt
Prof. Mark Schrader
Stellv. Klinikdirektor für Urologie
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 515 002

HZI-Forscher untersuchen Therapieansätze, um das Immunsystem zu verjüngen und so ältere Menschen besser vor Infektionen zu schützen.

Der Mensch lebt immer länger. Der Preis dafür: Unsere Organe funktionieren im Alter schlechter und wir werden anfälliger für Infektionen. Die Arbeitsgruppe „Infektionsimmunologie“ des Helmholtz- Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig hat diesen Aspekt des Alterns genauer untersucht.

Sie verglichen die Immunantworten von jungen und alten Mäusen auf eine Bakterieninfektion und schauten dabei besonders auf Fresszellen. Diese Immunzellen sind fest in unserem Gewebe verankert und spielen eine entscheidende Rolle bei der Bekämpfung von Bakterien. Mit dem Alter nimmt ihre Zahl rapide ab – und damit wird unsere Abwehr schwächer.
Die Forscher haben es geschafft, dem Immunsystem mit einem Wachstumsfaktor wieder auf die Sprünge zu  helfen. Wachstumsfaktoren regen die Fresszellen an, sich zu vermehren und steigern die Immunantwort in den alten Mäusen erheblich. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler jetzt in der aktuellen Ausgabe des „Journal of Pathology“ veröffentlicht. Sie tragen dazu bei, neue Strategien zu entwickeln, das alternde Immunsystem zu kräftigen.

Die Aufgabe des Immunsystems ist es, den Körper vor eindringenden Krankheitserregern zu schützen. Dazu wirken viele verschiedene Zelltypen und Faktoren in einem komplexen Wechselspiel miteinander.
Gemeinsam bilden sie eine hochwirksame, genau auf den Keim abgestimmte Verteidigungslinie. Mit zunehmendem Alter verändert sich die Immunantwort: Infektionen können sich leichter ausbreiten, einige Zelltypen reagieren schwächer, verlieren besondere Eigenschaften – kurz, das Immunsystem altert mit. „Da uns das Immunsystem vor Infektionserregern schützt, spielt es eine wichtige Rolle, wie alt wir werden und wie gesund wir im Alter sind“, sagt Eva Medina, Leiterin der Arbeitsgruppe „Infektionsimmunologie“ am HZI.

Die Wissenschaftler der HZI-Arbeitsgruppe untersuchten jetzt bei Mäusen die Immunantwort auf eine Infektion mit dem Bakterium Streptococcus pyogenes. Dieser Keim ist für viele gefährliche Infektionen bei alten Menschen verantwortlich. Die Forscher infizierten zwei Mäusegruppen mit der gleichen Menge Bakterien: zwei bis drei Monate alte Jungtiere und Mäuse, die älter als 20 Monate waren – dies entspricht einem Menschenalter von ungefähr 70 bis 80 Jahren. Während die Jungtiere die Infektion erfolgreich bekämpften, starben die Alttiere bereits bei einer geringen Bakteriendosis.

Anschließend untersuchten die Forscher die Zellen des Immunsystems bei der Infektion. Ein wichtiger Zelltyp der ersten Verteidigungslinie gegen Bakterien sind Fresszellen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass alte Mäuse im Gegensatz zu den Jungtieren deutlich weniger Fresszellen im Gewebe tragen. Mithilfe eines Wachstumsfaktors, der das Wachstum von neuen Fresszellen anregt, versuchten die Forscher das Immunsystem der alten Mäuse gegen eine Bakterieninfektion zu stärken.

„Die behandelten alten Tiere überlebten die Infektion länger. Diese Erkenntnisse geben uns wertvolle Einblicke in den Alterungsprozess des Immunsystems“, sagt Oliver Goldmann, Forscher in der HZI- Arbeitsgruppe. „Wir möchten die Prozesse entschlüsseln, die das alternde Immunsystem im Kampf gegen Infektionen schwächen. Damit können wir dann neue Ansätze entwickeln, dem Alterungsprozess entgegenwirken.“

Originalartikel: Age-Related Susceptibility to Streptococcus pyogenes Infection in Mice: Underlying Immune Dysfunction and Strategy to Enhance Immunity. Goldmann O, Lehne S, Medina E. J Pathol (2009 Nov
17). DOI: 10.1002/path.2664

Hören Sie zu diesem Thema auch unseren Podcast unter http://www .helmholtz-hzi.de/en/news_public_relation/media/audio/

Zu viel Salz im Essen erhöht die Wahrscheinlichkeit, einen Schlaganfall zu erleiden. Denn mit dem Salzkonsum steigt auch der Blutdruck an. Bei einem Verzehr von täglich zehn statt der empfohlenen fünf Gramm Salz, erhöht sich das Schlaganfallrisiko langfristig um fast ein Viertel. Davor warnt die Deutsche Schlaganfall-Gesellschaft (DSG) anlässlich einer aktuellen Meta-Analyse. Hierfür hatten die Wissenschaftler Ergebnisse aus 13 Studien mit mehr als 170.000 Teilnehmern ausgewertet.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt eine tägliche Zufuhr von fünf Gramm Salz am Tag. „Wer beim Mittagessen regelmäßig nachsalzt oder häufig auf Fertigprodukte oder Fastfood zurückgreift, kommt schnell auf die doppelte Menge“, erläutert Professor Dr. Med. Martin Grond, Vorstandsmitglied der Deutschen Schlaganfall-Gesellschaft und Chefarzt am Kreisklinikum Siegen. „Dieser Unterschied von fünf Gramm am Tag entspricht in etwa einem Teelöffel. Langfristig steigt das Schlaganfallrisiko dadurch um 23 Prozent. Hinzu kommt noch ein um17 Prozent erhöhtes Risiko, einen Herzinfarkt oder andere Herzkreislauferkrankungen zu erleiden.“

Für Grond belegt die Meta-Analyse eindeutig, dass eine salzarme und ausgewogene Ernährung einem Schlaganfall vorbeugen kann. Denn zu salziges Essen führt zu Bluthochdruck. Dieser wiederum ist die wichtigste Ursache von Schlaganfällen. „Die neue Studie beweist erstmals, wie schädlich ein zu hoher Salzkonsum tatsächlich ist. Durch eine Reduktion des Salzkonsums könnte man weltweit jedes Jahr 1,25 Millionen Menschen vor einem tödlichen Schlaganfall und drei Millionen Menschen vor einem Herz-Kreislauf-Tod bewahren.“

Ernährungsratschläge allein werden die Situation nach Einschätzung von Grond nicht ändern. „Das meiste Salz wird dem Essen heute nicht beim Kochen oder am Mittagstisch zugefügt. Es ist bereits in den im Supermarkt gekauften Produkten und Grundnahrungsmitteln wie Brot, Käse und Wurst enthalten.“ Die Deutsche Schlaganfall-Gesellschaft fordert deshalb, dass der Salzgehalt der Nahrung besser gekennzeichnet wird.

Quelle:
Strazzullo P, D‘Elia L, Kandala NB, Cappuccio FP.: Salt intake, stroke, and cardiovascular disease: meta-analysis of prospective studies. In: BMJ 2009; 339: b4567

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Deutsche Schlaganfall-Gesellschaft
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Tel.: 0711 8931-572
Fax: 0711 8931-167
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Das Geheimnis heisst Vakuumbacken. Dabei entsteht das wohl gesündeste Brot.“ Gesundheit, die man aber auch schmeckt“, ist Raphael Bachmann, Bäckermeister und Geschäftsführer vom Confiseur Bachmann, überzeugt. Das Herstellungsverfahren bietet nebst einem einmaligen Broterlebnis, auch eine optimierte Frischhaltung und eine verlängerte Knusprigkeit. Zudem bleiben Vitamine, Spurelemente und Nährstoffe mit dieser Technologie dem Brot besser erhalten. „Keine Hexerei sondern reine Physik dient dem Vakuumbacken als Grundlage“, erklärt Patrick Duss, CEO der Aston Foods AG in Rotkreuz. Er hat es geschafft, dieser Technologie zum Durchbruch zu verhelfen. Denn Vakuumbacken gibt es in der Backbranche bereits seit über 40 Jahren. Leider war der Erfolg und die daraus entstandene Produktequalität nur mässig und die Technologie konnte sich nicht durchsetzen. Dem Luzerner Patrick Duss gelang, woran viele vor ihm jahrelang die Zähne ausbissen.

Der ursprünglich gelernte Bäcker und Konditor Patrick Duss, mit seiner Aston Foods kann sich seither von Nachfragen nicht mehr retten. In der ganzen Welt werden bereits Anlagen aufgestellt bzw.
Verhandlungen mit potentiellen Kunden geführt. Ob Lateinamerika, USA, Russland oder Deutschland, kein Land ist zu weit weg, um auch den andauernden Nachfragen gerecht zu werden. Die nächste Anlage wird nach Australien ausgeliefert. Eigentlich erstaunlich, wenn man bedenkt, dass selbst für kleinste Anlage mit einem Investitionsvolumen von Fr. 300‘000.- gerechnet werden muss. Gebaut werden die Anlagen von A-Z in der Schweiz und so beschäftigt die Aston Foods mit Ihren Subunternehmern eine stattliche Anzahl Personen und sichert dadurch über 80 Arbeitsplätze.

Und so funktioniert‘s Als Grundlage dienen die Gesetze der Natur.
Zum Backen erzeugt man durch die Hitze des Backofens Wasserdampf im Brot. Dadurch wechselt das Backgut seine Struktur durch den sogenannten Verkleisterungprozess von Teig zu Brot. Da Wasser unter Vakuum bei niedrigen Temperaturen (bereits ab 10°C) zu kochen beginnt, kann unter Vakuum ohne Hitzeeinwirkung (fertig-) gebacken werden. Dieses physikalische Gesetz kennt jeder, der schon auf über 2000 m.ü.M. Versucht hat, ein Dreiminuten-Ei zu kochen.

Durch die Tatsache, dass unter Vakuum keine Wärme mehr zum Backen benötigt wird, werden Inhaltsstoffe weniger durch Hitze zerstört. Vakuumgebackene Produkte sind länger haltbar und bleiben länger frisch, weil weniger Wasser verdampfen kann. Chemische Backhilfsmittel und Volumenvergrösserer werden dadurch überflüssig. Somit ist der Weg zu E-Nummern freien Backwaren mit den grösstmöglichen Gehalt an Nährwerten und Vitaminen geebnet.

Generell für alle Brote und Gebäcke geeignet Bachmann bäckt sämtliche Produkte, auch seine zertifizierten BIO-Brote, unter Vakuum. „Wir wollen unseren Kunden diesen Mehrwert bei allen Produkten bieten“, meint Raphael Bachmann. Daraus entstanden ist auch das neue Reinheitsgebot ( www.reinheitsgebot.ch ). „Unsere Kunden sollen wissen, für was Bachmann steht und welchen Mehrwert wir bieten. Schliesslich ist Brotkauf Vertrauenssache!“ ergänzt der Bäckermeister aus Luzern. Obwohl Bachmann mit der neuen Technologie auch zuerst vertraut werden musste und aufwendige Einführungen machte, ist man heute überglücklich mit der neuen zukunftsweisenden Brotqualität. „Unsere Kunden sind vom Mehrwert begeistert.“ Bei Bachmann hat der Brotverkauf bei vielen Brotsorten seitdem im zweistelligen Bereich zugenommen. Daher kann man bereits heute sagen: Ein Kunde, der vakuumgebackenes Brot gegessen hat, kommt immer wieder.

Die meisten ahnen nichts: Einfache Untersuchung beim Hausarzt bringt Klarheit

Jeder Fünfte über 65 leidet an Arterienverkalkung, und nur die wenigsten ahnen etwas davon. Dabei hat die Krankheit verheerende Folgen, wie Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum jetzt belegen konnten: Egal, ob die Arterienverengung Beschwerden verursacht oder nicht, sie verdoppelt das Risiko eines vorzeitigen Todes und schwerer Herz-Kreislauf-Vorfälle wie Herzinfarkt und Schlaganfall. Das ist das Ergebnis der Fünfjahres-Nachuntersuchung der seit 2001 laufenden Studie getABI (= German epidemiological trial on ankle brachial index, ABI), in die 6.880 Patienten eingeschlossen wurden.

Die Forscher fordern aufgrund ihrer alarmierenden Ergebnisse nachdrücklich die Einführung der einfachen ABI-Untersuchung als Standard für ältere Patienten beim Hausarzt.

Methoden zur Identifikation von Hochrisikopatienten

Die Arterienverkalkung (Atherosklerose) mit ihren Folgen Herzinfarkt und Schlaganfall ist nach wie vor die häufigste Todesursache in den Industrienationen: Über die Hälfte aller Deutschen stirbt an einem dieser Ereignisse. Zur Identifizierung von Risikopatienten werden zahlreiche Methoden diskutiert und angewandt, darunter Risikoscores, die aufgrund der Konstellation von Laborwerten, Alter und Risikofaktoren berechnet werden (z.B. PROCAM oder ESC-Score), Ultraschalluntersuchungen der hirnversorgenden Arterien oder EKG- Untersuchungen des Herzens. Deren Vorhersagewert für Tod oder Gefäßkomplikationen ist jedoch eingeschränkt.

Einfach und aussagekräftig

Dass es sowohl einfacher als auch aussagekräftiger geht, zeigt die getABI-Studie, die seit 2001 unter Koordination von Prof. Hans Joachim Trampisch (Abteilung für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie der Ruhr-Universität Bochum) läuft. Bei der ABI- Untersuchung wird der arterielle Blutdruck am Arm gemessen – eine Standarduntersuchung in der Hausarztpraxis – und mit dem Blutdruck der Knöchelarterien verglichen. Ist der Druck am Knöchel beim liegenden Patienten niedriger als der Druck der Armarterien (Knöchel-Arm-Index < 0,9), gilt dies als Beweis für Einengungen der Beinarterien durch Atherosklerose. Der Patient leidet an der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit, kurz PAVK. Dabei sinken der Blutdruck und der Blutfluss hinter dem Hindernis ab. Ist ein Bein betroffen, finden sich weitere minderdurchblutete Gefäßabschnitte auch in anderen Körperregionen: Die Erkrankung tritt in den meisten Fällen generalisiert auf, also auch in den hirnversorgenden Arterien und Herzkranzgefäßen, wo sie oft zu Infarkten führt.

Volkskrankheit PAVK

Für getABI wurden 6.880 Patienten über 65 in 344 Hausarztpraxen untersucht und werden seitdem beobachtet. Eine Verengung der Beinarterien fanden die Wissenschaftler bei 20,9% aller Patienten ab 65 Jahren – ein alarmierend hoher Wert. Nur 8,7% wussten von der Erkrankung, weil sie Beschwerden beim Gehen hatten (“symptomatische PAVK“).

Verdoppeltes Sterberisiko bei niedrigem Knöchel-Arm-Index

Nach fünfjähriger Studienzeit wurde nun die Zahl der Todesfälle und schweren Gefäßkomplikationen wie Herzinfarkt und Schlaganfall oder Gefäßverschlüsse in den Beinen ausgewertet. Ergebnis: Beobachtet man 1.000 Patienten je ein Jahr lang, tritt bei Patienten ohne PAVK in 27,2 Fällen ein solches Ereignis ein, bei Patienten mit asymptomatischer PAVK in 60,4 und bei Patienten mit symptomatischer PAVK in 104,7. Das heißt, dass das Risiko für einen Patienten ohne PAVK pro Jahr knapp drei Prozent beträgt, und für einen symptomatischen PAVK-Patienten mit zehn Prozent gut dreimal so hoch ist. Besonders alarmierend: Der Unterschied zwischen symptomatischen und asymptomatischen Patienten kommt allein dadurch zustande, dass in der statistischen Auswertung auch die Revaskularisierung (eine Operation zur Durchblutungsverbesserung, die bei Schmerzen durch Arterienverengung durchgeführt wird) als Gefäß-Ereignis gewertet wurde. Rechnet man nur die Todesfälle und ernsthaften Kreislauferkrankungen ein, unterscheidet sich das Risiko zwischen den beiden Gruppen nicht signifikant. „Es spielt also keine Rolle, ob die PAVK noch ‚stumm‘ ist, oder schon Beschwerden bereitet: In jedem Fall ist das Risiko eines vorzeitigen Todes oder eines Herzinfarktes oder Schlaganfalls etwa verdoppelt“, erklärt Prof. Trampisch.

Forderung nach Etablierung des ABI als Screeninginstrument

„Bei älteren Hausarztpatienten muss die Gefäßuntersuchung der Beine Standard sein, und der ABI ein unverzichtbarer Bestandteil dieser Routine“, fordert Prof. Dr. Curt Diehm, Kardiologe und Angiologe aus Karlsbad-Langensteinbach und zweiter Prüfleiter der Studie. „getABI zeigt das hohe Risiko von Patienten, die eine noch stumme PAVK haben – auch deren Risikofaktoren müssen intensiv behandelt werden.“ Ist das Risiko eines Patienten einmal bekannt, kann der Arzt verschiedene Maßnahmen ergreifen, um es zu senken. Dazu gehören zum Beispiel die Gabe von Blutfettsenkern, Blutverdünnern und die Einstellung des Blutdrucks. „Die Studie kann dazu beitragen, die Versorgung der Patienten mit PAVK bzw. Atherosklerose zu verbessern“, zieht Prof.
Trampisch Bilanz.

Förderung durch das Bundeswissenschaftsministerium und Industriepartner

Die Durchführung der getABI-Studie wird durch Forschungsmittel (Unrestricted Educational Grant) von Sanofi-Aventis Pharma, Berlin, und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt. Inzwischen liegen auch Daten zur Sieben-Jahres- Nachuntersuchung vor. Von den ursprünglich 6.880 eingeschlossenen Patienten sind mittlerweile 1.271 verstorben.

Titelaufnahme

Diehm C, Trampisch HJ et al., Mortality and Vascular Morbidity in Older Adults With Asymptomatic Versus Symptomatic Peripheral Artery Disease. Ciruclation 2009: published online before print November 9, 2009: DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.865600

Weitere Informationen

Prof. Dr. Hans-Joachim Trampisch, Abteilung für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie, Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum, E-Mail: hans.trampisch@…, Tel. 0234/32-27790, Fax: 0234/32-14325

“Wir müssen uns nicht vor zu viel Beta-Carotin schützen, sondern vielmehr vor zu wenig! Beta-Carotin aus Lebensmitteln, angereicherten Säften oder angemessen dosierten Supplementen  können wir als sicher ansehen.“ Dieses Fazit zog Prof. Hans-Konrad  Biesalski  von der Universität Hohenheim in Stuttgart jüngst beim 2. Hohenheimer Ernährungsgespräch, dessen Gastgeber er war. Denn die Deutschen nehmen nicht genügend Beta-Carotin über die Ernährung auf. So können sie von wichtigen Schutzfunktionen des Pro-Vitamin A für die Gesundheit nicht profitieren. Biesalski und andere führende Experten aus Medizin und Ernährungswissenschaft appellierten an die Öffentlichkeit, die Versorgung mit Beta-Carotin und Vitamin A in Deutschland dringend zu verbessern. Dazu leisten auch Vitamin-Präparate und die Anreicherung von Lebensmitteln mit Beta-Carotin, wie zum Beispiel bei „ACE“-Getränken, durchaus einen sinnvollen Beitrag mit gesundheitlichem Nutzen, so lange die Dosierung von Pro-Vitamin-A nicht extrem hoch ist. Darauf wies der international renommierte Carotinoid- und Vitamin-A-Forscher Dr.
Georg Lietz von der britischen Universität Newcastle hin. Was die immer wieder diskutierte Sicherheit von Beta-Carotin angeht, so erläuterte Biesalski, dass sich diese Frage überhaupt nur für sehr hohe Dosen bei Rauchern stelle, jedoch tägliche Mengen bis zu 10 Milligramm auch für diese Bevölkerungsgruppe unbedenklich seien. Für die allgemeine Gesundheit der Bevölkerung hingegen sieht der Ernährungsmediziner jedoch eher das Risiko einer unzureichenden Vitamin-A-Versorgung mit negativen Folgen, beispielsweise für das Immunsystem, im Vordergrund – und dagegen müsse auch über eine ausreichende Aufnahme von Beta-Carotin vorgegangen werden. Der durchschnittliche Obst- und Gemüse- aber auch Leberkonsum hierzulande reicht dafür nicht aus, eine signifikante Steigerung des Verzehrs ist nicht absehbar.

Beta-Carotin war in den 1990er Jahren ins Kreuzfeuer der Kritik geraten, weil in zwei Studien die jahrelange Einnahme sehr großer Mengen dieses Carotinoids (das 10 bis 15-fache der empfohlenen Tagesdosis) bei starken Rauchern zur einer Erhöhung des Lungenkrebsrisikos und der Sterblichkeit geführt hatten. „Die Wissenschaft, die damals gehofft hatte, sie hätte mit Beta-Carotin ein Wundermittel gegen die gesundheitsschädlichen Wirkungen des Rauchens in der Hand, wurde enttäuscht“, so Biesalski. Das Rauchen selbst sei dabei natürlich das eigentliche Risiko. Bei Nicht-Rauchern wurden keine negativen Effekte beobachtet. Für diese sei das Pro-Vitamin-A absolut unbedenklich und gesundheitsfördernd und für Raucher in moderaten Dosen bis 10 mg ebenfalls, was auch die Ausführungen der übrigen Referenten bestätigten.

Natürlicher Hautschutz

In der Haut beispielsweise wirkt Beta-Carotin als Schutz vor Schäden, die durch intensive Sonnenbestrahlung entstehen können.
Dieser photo-oxidative Stress, so Prof. Helmut Sies, Universitätsklinikum Düsseldorf, könne durch dieses Carotinoid neutralisiert werden. Dr. Andrea Krautheim von der Universität Göttingen berichtete u. a., dass ein Mix aus Beta-Carotin und anderen Carotinoiden einen positiven Einfluss auf das Hautbild haben könne, jedoch mit Beta-Carotin allein kein „Hautschutz von innen“ gegen UV-Strahlung zu gewährleisten sei.

Beta-Carotin – entscheidend für die Vitamin-A-Versorgung

Außerdem besitzt Beta-Carotin als Vorstufe (Pro-Vitamin) von Vitamin A, das vom Körper u. a. Für eine gut funktionierende Immunabwehr benötigt wird, einen hohen Stellenwert. Die Deutschen bewerkstelligen ihre Versorgung mit Vitamin A zu fast 50 Prozent über das Pro-Vitamin. Erhebungen wie die jüngste Nationale Verzehrsstudie NVS II haben gezeigt, dass ein grosser Teil der Deutschen zu wenig reines Vitamin A mit der Nahrung zu sich nimmt. „Bis zu 70 Prozent der Vitamin-A-Versorgung in Deutschland müssen daher über Beta-Carotin sicher gestellt werden“, erklärte Biesalski.

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt eine tägliche Zufuhr von 0,8 bis 1,0 mg Vitamin A (Retinol) für gesunde Erwachsene – als so genannte Retinol-Äquivalente, unter die dann auch Pro-Vitamin-A fällt. Um diesen Wert zu erreichen, raten Biesalski und Sies, täglich 2-4 mg Beta-Carotin aufzunehmen. Der Durchschnitt der Bevölkerung bleibt deutlich unter diesen Empfehlungen und geht damit weit reichende Gesundheitsrisiken ein. Das Gros der Deutschen isst nach wie vor zu wenig Obst und Gemüse (Beta-Carotin-Quellen) bzw.
Leber und andere Vitamin-A-Lieferanten. Inwieweit sich der Konsum dieser Lebensmittel nachhaltig steigern lässt, ist nicht absehbar.

Vitamin-A-Defizite durch Beta-Carotin-abhängige Genvariante

Gleiches gelte für Großbritannien, berichtete Lietz. Sein Forschungsteam hat zudem erste Hinweise dafür geliefert, dass ca. 40 Prozent aller Europäer eine Genvariante besitzen, die sie Beta-Carotin nur eingeschränkt im Körper verwerten also z. B. In Vitamin A umwandeln lässt. Viele Experten bezweifeln, dass der derzeit noch gültige Umrechnungsfaktor 1:6 (für die Bildung von einem Molekül Vitamin A ist die Aufnahme von 6 Molekülen Beta-Carotin notwendig) realistisch sei. Vieles spricht eher für ein Verhältnis von 1:12, was einer Zufuhrempfehlung von ca. 7 mg Beta-Carotin pro Tag entspräche. Würde man die genetisch bedingte eingeschränkte Beta-Carotin-Verwertung mit berücksichtigen, so Lietz, dann würde die tägliche Einnahmeempfehlung sogar bei 22 mg liegen. Weitere Untersuchungen hierzu laufen derzeit.

Ausreichende Beta-Carotin-/Vitamin-A-Versorgung kann Infektionskrankheiten vorbeugen

In der anschließenden Diskussionsrunde wurde angeregt, insbesondere in der nasskalten Jahreszeit auf eine ausreichende Beta-Carotin- bzw. Vitamin-A-Zufuhr zu achten, um durch eine Stärkung des Immunsystems insbesondere Erkältungen vorzubeugen.

Oberstes Ziel, so Lietz, sei dabei eine ausgewogene Ernährung, wobei mögliche Lücken (z. B. Unzureichender Verzehr von Obst, Gemüse bzw. Leber) durch Nahrungsergänzungsmittel und angereicherte Lebensmittel geschlossen werden sollten.

Mehr Objektivität statt haltloser Vitaminwarnungen

Die Aufklärung der Bevölkerung hinsichtlich Bedarf und Nutzen von Mikronährstoffen wie Beta-Carotin würde in Großbritannien oft durch journalistisch tätige Ernährungswissenschaftler erfolgen, die objektiv informieren würden, ergänzte Lietz. Die in Deutschland in diesem Zusammenhang dominierende Sensationsberichterstattung, die im Fall von Beta-Carotin meistens vor der Verwendung von Supplementen im Allgemeinen – ohne Einschränkung auf Risikogruppe oder Dosierung – warnt, würde viele Menschen unnötig verunsichern und verängstigen.

Für die regelmäßig wiederkehrenden Schreckensmeldungen zu Gefahren, die angeblich von Vitaminen ausgehen, seien nicht zuletzt die Forscher verantwortlich. Diese würden zunehmend versuchen, durch spektakuläre Theorien, die ohne Beweisführung auf reinen Beobachtungsstudien oder Reagenzglasversuchen beruhen, eine Publikation zu erreichen.