Süddeutsche Zeitung - 08.10.2019

Alle Tiere müssen schlafen. Das gilt für Hummeln genauso wie für Menschen. Al- lerdings gibt es im Leben vieler Arten Situa- tionen, in denen die Schlafdauer zuguns- ten einer anderen Aufgabe verkürzt wird. Zugvögel etwa schlafen während ihrer Rei- se weniger als sonst. Und Menschen durch- wachen ganze Nächte, wenn sie sich um ihren Nachwuchs kümmern müssen. Ähnli- ches gilt für sozial lebende Hummeln, wie israelische Verhaltensbiologen jetzt im FachjournalCurrent Biologyberichten. In einem ersten Experiment prüfte das Team um Moshe Nagari von der Hebrew University in Jerusalem, wie Dunkle Erd- hummeln (Bombus terrestris) normaler- weise schlafen. Mit Hilfe von Videoaufnah- men und einer Art Bewegungsmelder beobachteten sie, dass die Tiere im Lauf eines Tages immer wieder Phasen einlegen, in denen sie sich länger als fünf Minuten nicht bewegen, selbst die Antennen der Tie- re stehen in diesem Zustand still. Die Biolo- gen konnten schlafende Hummeln we- cken, indem sie Licht machten. Störten sie

ihren Schlaf durch Rütteln an der Unterla- ge, auf der die Hummeln saßen, waren die Insekten allem Anschein nach müde. Zu- mindest dösten sie in den folgenden drei Tagen deutlich mehr als sonst.

Im zweiten Experiment beobachteten die Forscher das Schlafverhalten der Insek- ten in Anwesenheit von Hummellarven, die versorgt und gefüttert werden muss- ten. Im Vergleich zu Kontrollhummeln, zu denen die Biologen statt einer Larve ledig- lich ein Stück Wachs legten, schliefen diese Tiere deutlich weniger. Zwar ruhten auch sie sich hin und wieder aus, allerdings deutlich seltener als Hummeln, die keine Lar- ven zu versorgen hatten. Eine Erklärung wäre nach Ansicht der Biologen, dass die Larven gepflegt werden müssen, etwa indem die erwachsenen Tie-

re dafür sorgen, dass es nicht zu kalt oder zu warm wird. Tatsächlich zeigten die Vi- deos, dass sich die Arbeiterinnen immer wieder auf die Larven setzten, wahrscheinlich, um sie zu wärmen. „Der Effekt der Brut auf den Schlaf erinnert an Studien mit verschiedenen Arten von Säugetieren“, schreiben die Forscher. „Zum Beispiel schlafen Menschenmütter neben ihren Ba- bys weniger und mit Unterbrechungen.“ Ein Phänomen, das die meisten Mütter wohl auch ohne Studie bestätigen können. Doch wie schaffen es die Hummellarven und -puppen, den Schlaf der Erwachsenen zu stören, damit diese sich um sie küm- mern? Anders als Menschenbabys und viele andere Jungtiere geben sie nach allem was man weiß keine Geräusche von sich, um auf sich aufmerksam zu machen. Die Puppen bewegen sich nicht einmal. Visuel- le Signale sind ebenfalls unwahrschein- lich, da es im Nest dunkel ist. Die Biologen gehen davon aus, dass Puppen und Larven Pheromone abgeben, Botenstoffe, die die Arbeiterinnen dazu bringen, weniger zu

schlafen. Dafür spricht ihrer Ansicht nach auch die Beobachtung, dass selbst leere Ko- kons, aus denen die Puppen entfernt wurden, den Schlaf der Arbeiterinnen noch einige Zeit beeinflussten. Allerdings nahm dieser Effekt nach und nach ab – vermut- lich, weil sich die auf der leeren Hülle zu- rückgebliebenen Botenstoffe nach und nach verflüchtigen. Beim Menschen wirkt sich anhaltender Schlafmangel irgendwann auf die Gesund- heit aus. Menschen die permanent zu wenig schlafen, haben ein höheres Risiko, sich mit einer Infektionskrankheit anzuste- cken, übergewichtig zu werden oder an Dia- betes zu erkranken. Wenig weiß man dage- gen darüber, wie sich ein Schlafdefizit auf Tiere auswirkt. Zumindest einige Arten scheinen ganz gut damit zurechtzukom- men. Fregattvögel etwa können wochen- lang in der Luft bleiben, ohne abzustürzen oder von ihrer Route abzukommen. Wenn sie dann endlich landen, haben sie allerdings einiges nachzuholen und schlafen 13 Stunden am Stück. tina baier

von kathrin zinkant

E

s gibt drei Ereignisse in der Erdge- schichte, die für die Entstehung des Lebens auf diesem Planeten zentrale Bedeutung hatten. Vor 2,5 Milliarden Jahren reicherte sich die Atmosphäre mit Sauerstoff an. Vor 1,5 Milliarden Jahren entstanden Einzeller, die diesen Sauer- stoff effizient zur Energieerzeugung nut- zen konnten. Und schließlich entstanden größere Organismen aus vielen atmenden Zellen, die gemeinsam abhängig wurden von diesem Molekül – und die seither auch ein gemeinsames Problem zu lösen haben: Wie kann jede Zelle eines komplex gebau- ten Lebewesens ihre Versorgung mit Sauer- stoff sicherstellen?

Für die Antwort auf diese Frage erhalten die Amerikaner Gregg Semenza und William Kaelin, sowie der Brite Sir Peter Ratcliffe nun den diesjährigen Nobelpreis für Medizin. Die drei Ärzte haben den molekularen Mechanismus des Sauerstoff-Füh- lers von Zellen entdeckt und aufgeklärt und damit therapeutische Ansätze für eine Vielzahl von Krankheiten ermöglicht. Ein Medikament, das auf die Forschung des Trios zurückgeht, ist vor wenigen Wochen in China zugelassen worden. Es soll eine schwere Komplikation von Nierenerkran- kungen behandeln. Bereits 2016 waren die drei Ärzte für ihre Arbeit mit dem Lasker-Award ausge- zeichnet worden. Unter Fachleuten ist es deshalb nicht überraschend, dass das Trio nun auch den Nobelpreis erhält. Semenza ist Kinderarzt und leitet eine Forschungs- gruppe am Johns Hopkins Hospital in Balti- more, die das Fundament für die preiswür- dige Forschung schuf. Ratcliffe ist Nieren- spezialist und Professor für Klinische Me- dizin im britischen Oxford und am Francis Crick Institute in London. William Kaelin schließlich, der heute In- nere Medizin an der Harvard University in Boston lehrt, soll als angehender Arzt einst sogar beschlossen haben, dass Forschung nichts für ihn sei. Als Krebsmediziner ent- deckte er später jedoch zeitgleich mit Rat- cliffe den zentralen Schalter des Sauerstoff- Fühlers in Zellen – ein molekulares Ensem- ble, das inzwischen in sämtlichen Sauer- stoff atmenden, tierischen Lebewesen ge- funden wurde und essenziell ist für die Funktion sämtlicher Gewebe, vom Gehirn

über die Niere bis hin zu Herz- und Skelett- muskeln. Im Zentrum dieses molekularen Appa- rats steht ein Protein, das immer dann in Zellen gehäuft auftritt, wenn der Sauer- stoff knapp wird. Sauerstoffmangel im Ge- webe wird als Hypoxie bezeichnet, das Pro- tein trägt daher den Namen Hypoxia-Indu- cible Factor, kurz HIF. Semenza hatte es Mitte der 1990er Jahre entdeckt, als er un- tersuchte, wie das Gen des Hormons Ery- thropoetin reguliert wird. Erythropoetin treibt die Produktion von roten Blutkörper- chen an, deren Farbstoff Sauerstoff bindet und über das Blut im Körper verteilt. Se- menza zeigte, dass HIF reguliert, wie oft der genetische Bauplan des Erythropoe- tins abgelesen wird – und so direkten Ein- fluss auf die Sauerstoffkapazität von Blut und die Versorgung der Zellen nimmt. Rätselhaft blieb jedoch, wie die Zelle über HIF zwischen Sauerstoffmangel und der sogenannten Normoxie, der ausrei- chenden Versorgung, unterscheidet. HIF selbst wird permanent von der Zelle herge-

stellt, verschwindet unter Normbedingun- gen allerdings sofort wieder. Warum? Hier kam nun Kaelin ins Spiel. Er war in der Krebsforschung auf ein zweites Protein ge- stoßen, dem van Hippel-Lindau-Faktor, kurz VHL. Es zeigte sich, dass dieses zweite Protein im normalen Zellbetrieb für einen steten Abbau von HIF sorgt. Es bindet in Anwesenheit von Sauerstoff und markiert HIF für die Abfallbeseitigung.

Noch immer war jedoch unklar, wie reichlich vorhandener Sauerstoff diesen Abbau einleitet. Erst zeitgleiche Forschun- gen von Ratcliffe und Kaelin führten zu einem dritten Mitspieler im Sensorsystem der Zelle: Ein Enzym, das in Anwesenheit von Sauerstoff zwei Sauerstoffatome an die Eiweißstruktur von HIF hängt. Erst diese chemische Veränderung führt zur Bin-

dung des zweiten Proteins, VHL, und schließlich zum Abbau von HIF – welches, wie man inzwischen weiß, nicht nur an der Regulation des Erythropoetingens, son- dern an der Umsetzung von mehr als 300 Genen beteiligt ist. Es ist das zentrale Steu- erelement der zellulären Reaktion auf Sau- erstoffmangel. Umgekehrt können Krebs- zellen den Mechanismus für ihre Zwecke kapern, um die Versorgung eines schnell wachsenden Tumors mit Sauerstoff sicher- zustellen. „Alle drei Arbeitsgruppen haben wesent- lich zur Aufklärung dieses wichtigen Me- chanismus beigetragen“, sagt Roland Wen- ger von der Universität Zürich. Der Bioche- miker forscht selbst an HIF und den Ge- nen, die vom Sauerstoff-Fühler der Zellen reguliert werden. Die Laureaten kennt er alle persönlich. „Die Community der Hyp- oxie-Forschung ist sehr familär – viele Ex- perten insbesondere aus Deutschland haben schon bei Ratcliffe im Labor gearbei- tet“, erzählt der Schweizer. Einer dieser Wissenschaftler ist Johan- nes Schödel von der Universität Erlangen- Nürnberg. „Wir freuen uns wirklich sehr für die Kollegen, die Auszeichung ist hoch- verdient“, sagt der Nierenfacharzt. Wirk- stoffe, die am Sauerstoff-Fühler der Zellen ansetzten, seien vor allem für Nierenpati- enten von Bedeutung, die infolge ihrer Er- krankung anämisch werden. „Die neuen Medikamente gaukeln den Zellen einen Sauerstoffmangel vor und treiben da- durch die körpereigene Produktion von Erythropoetin und damit von roten Blut- körperchen an“, erklärt der Mediziner. Auf Hormonspritzen könnten diese Patienten dann womöglich verzichten. Auch für andere Erkrankungen könn- ten Wirkstoffe, die dem molekularen Füh- ler einen Mangel oder ein Überangebot an Sauerstoff vorspielen, relevant werden, zum Beispiel in der Behandlung von Schlaganfällen oder Herzinfarkten, mögli- cherweise aber auch in der Krebstherapie. „Da ist aber noch vieles im Konjunktiv“, sagt Wenger. Dass die Substanzen auch als Dopingmittel taugen, steht unterdessen fest. Bereits 2015 wurde der französische Geher Bertrand Moulinet überführt, das verbotene Mittel Roxadustat eingenom- men zu haben. Die Substanz hemmt den Abbau von HIF und fördert so die Produkti- on des Hormons Erythropoetin, also auch roter Blutkörperchen. Zugleich lässt es sich das Medikament allerdings eindeutig als körperfremd nachweisen. Die Experten hoffen, dass der Missbrauch der vielver- sprechenden Mittel deshalb auf wenige Einzelfälle begrenzt bleibt.

Die weltweiten Durchschnittstemperatu- ren haben im diesjährigen September einen Rekordwert erreicht. Der Monat war 0,57 Grad heißer als der Durchschnitt der Jahre 1981 bis 2010, der üblichen Referenz- periode. Das teilte der Copernicus-Klima- wandeldienst des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage mit. Damit war der September dieses Jahres in etwa so warm wie der September 2016 – beide Monate teilen sich den Rekord. Als besorgniserregend stufen die Klima- forscher des Copernicus-Programms ein, „dass die letzten vier Monate nun entwe- der Temperaturrekorde halten oder auf

dem zweiten Platz landeten“. So war der Ju- ni 2019 der wärmste jemals gemessene Ju- ni, der Juli sogar der wärmste Monat seit Beginn der Aufzeichnungen. Der August diesen Jahres war der zweitwärmste gemessene August. Der Rekord im Septem- ber unterstreiche den langfristigen Trend. Im Mittel lagen die Temperaturen um 1, Grad über dem Niveau, das vor der Indus- trialisierung auf der Erde herrschte. Beson- ders heiß war es im Landesinneren und dem Osten der USA, in der Mongolei und Teilen der Arktis, und in fast ganz Europa. In Deutschland war der September dage- gen eher durchschnittlich. cvei

Der krankmachende Aufschnitt wird wo- möglich noch immer irgendwo in Deutsch- land aufgetischt. Zwei Todesfälle und 37 weitere Erkrankungen werden in Verbin- dung mit Produkten der hessischen Firma Wilke gebracht. Bakterien der Gattung Lis- teria wurden in Würsten des Herstellers nachgewiesen, auch der Möbelkonzern Ikea hatte sie in seinen Kundenrestaurants angeboten. Nun sind sie zwar raus aus des- sen Theken. Doch in welche Geschäfte, Kantinen und Gaststätten Waren der Fir- ma noch gelangt sein könnten, ist unklar – wohl auch, weil das Unternehmen seine Produkte unter verschiedenen Markenna- men verkauft und sie häufig weiterverar- beitet werden. Die jüngsten Ereignisse sind ein Beispiel für die komplexen Han- delswege der modernen Lebensmittelin- dustrie, die es erschweren, verdächtige Pro- dukte schnellstmöglich aufzufinden und Ausbrüche rasch einzudämmen. Sie könn- ten daher mitverantwortlich für eine lang- fristige Entwicklung sein: Infektionen mit Listerien nehmen zu.

In Deutschland sind im vergangenen Jahr etwa 700 Fälle von schweren Listerien- Infektionen registriert worden. Zehn Jahre zuvor waren es ungefähr 300. Die Erkran- kungszahl ist verglichen mit anderen Le- bensmittel-Infektionen zwar noch immer niedrig. Doch besorgniserregend ist die ho- he Zahl an Todesfällen. 32 Menschen starben 2018 an der Infektion, die in schweren Fällen zu einer Entzündung des Gehirns, der Hirnhäute oder zu einer Blutvergif- tung führen kann. Die auslösenden Bakte- rien sind in der Umwelt weit verbreitet: Man findet sie in der Erde, in Gewässern, in Pflanzen. Tiere nehmen die Erreger häu- fig über kontaminiertes Futter auf; sie erkranken nicht zwangsläufig, beherbergen die Keime aber in ihrem Verdauungstrakt. Beim Melken und Schlachten können die Mikroben in Lebensmittel geraten. Warum diese Allerweltsbakterien nun aber mehr Menschen krank machen als frü- her, ist nicht geklärt. Angenommen werden verschiedene Ursachen. Zum einen könnten eine bessere Erfassung der Fälle und demographische Veränderungen eine Rolle spielen. Immer mehr Menschen erreichen ein hohes Alter und leben mit chroni- schen Erkrankungen – zwei Faktoren, die sie anfälliger für die Infektionen machen. Diskutiert wird auch der steigende Kon- sum von Fertiggerichten, über die Verbrau- cher in der Regel weniger Kontrolle haben. Traditionell gelten rohe Lebensmittel als die häufigsten Auslöser von Listeriosen: Sa- late und andere Gemüse gehören dazu, ebenso wie rohes Hackfleisch und Roh- milchkäse. Doch immer häufiger werden die Erreger auch über erhitzte Lebensmit- tel übertragen, obwohl die Keime durch ho- he Temperaturen abgetötet werden. In

dem Fall müssen sie nach der Hitzebehand- lung erneut kontaminiert worden sein, durch den Kontakt zu rohen Lebensmit- teln oder befallenen Oberflächen beispielsweise. Wurst und Fleischwaren sind besonders häufig betroffen; sie waren auch für den weltgrößten Listereriose-Ausbruch verantwortlich. Von 2017 bis 2018 erkrank- ten in Südafrika mehr als 1000 Menschen, mehr als 200 starben. Auch geräucherter Fisch wird oft als Quelle der Infektionen identifiziert. In jüngerer Zeit wurden jedoch auch Lebensmittel ermittelt, die vor- her nicht zu den klassischen Risikofakto- ren zählten: karamellisierte Äpfel, Speise- eis und Wraps beispielsweise. Die Europäische Lebensmittelbehörde EFSA weist jedoch darauf hin, dass auch das Verhalten der Verbraucher eine wichti- ge Rolle spielt. Womöglich kommen gerade ältere Menschen den Hygieneregeln nicht mehr ausreichend nach. Auch Bestre- bungen für mehr Nachhaltigkeit und weniger Lebensmittelverschwendung könnten dazu führen, dass Lebensmittel zu lange ge- lagert werden. Für Verbraucher ist es daher wichtig, einige Regeln zu kennen. Chronisch kranke Menschen und Schwangere sollten rohes Fleisch und rohen Fisch sowie Rohmilchkä- se meiden. Auch vorgeschnittene Salate sind nicht zu empfehlen, da sich an ihren Schnittstellen besonders häufig Keime an- siedeln. Schwieriger ist die Situation bei hitzebehandelten Lebensmitteln. Eine Kontamination ist nicht häufig, aber eben auch kaum auszuschließen. Die Bakterien können selbst im Kühlschrank und unter Vakuumverpackung wachsen – und das, ohne Spuren zu hinterlassen. Weder das Aussehen noch der Geruch der Lebensmit- tel künden von der Infektionsgefahr. Um sicher zu gehen, sollten Verbraucher Lebens- mittel möglichst schnell nach dem Kauf verzehren. Je länger das Essen lagert, um- so stärker können sich eventuell vorhande- ne Listerien vermehren. Außerdem ist Hy- giene in der Küche wichtig. Küchenutensili- en, die mit rohen Lebensmitteln in Kon- takt kommen, sollten unmittelbar nach der Benutzung gereinigt werden. Ansons- ten können Keime auf andere Lebensmit- tel verschleppt werden. berit uhlmann

Das Gefühl für Sauerstoff

Körperzellen spüren, wenn ihnen die Puste ausgeht. Gregg Semenza, Peter Ratcliffe und William Kaelin

haben den Mechanismus dieses Vorgangs aufgeklärt – und erhalten dafür den Medizin-Nobelpreis

Die neuen Wirkstoffe könnten sich auch als illegale Dopingmittel eignen

Schwangere sollten rohes Fleisch meiden, auch vorgeschnittene Salate sind nicht zu empfehlen

Wahrscheinlich bringen chemische Botenstoffe die Arbeiterinnen um ihren Schlaf

Schlafmangel im Hummelnest

Insekten, die sich um Nachwuchs kümmern, ruhen sich seltener aus. Darin ähneln sie Menschen

Heißer September

Globale Temperaturen erreichen Rekordwerte

Gefürchtete

Allerweltsbakterien

Listerien-Infektionen nehmen zu

Listerien sind in der Natur praktisch überall anzutreffen. FOTO: REUTERS

Ein erstes Medikament auf der Grundlage der Entdeckungen wurde gerade in China zugelassen

(^14) WISSEN Dienstag, 8. Oktober 2019, Nr. 232 DEFGH
Während der Pressekonferenz des Nobelkomitees leuchten im Hintergrund
die Preisträger Gregg Semenza, Peter Ratcliffe und William Kaelin. FOTO: DPA
Wir verlosen 3 x 3 Übernachtungen für jeweils 2 Personen inklusive
Genießer-Frühstück und einen gemütlichen Fondueabend in den
schönen Gaststuben von Gut Ising. Reisezeitraum nach Verfügbarkeit.
Bayerisches Winterwunderland der Extraklasse – eine gelungene
Mischung aus Wintersport, Wellness und Kulinarik vor der Kulisse der
imposanten Bergwelt und des glitzernden Chiemsees machen das Vier-
Sterne-Superior Hotel zum perfekten Winter-Reiseziel. Sportliche Gäste
freuen sich über die Skiabfahrten in Reit im Winkl sowie Rodelpisten
und Langlaufloipen in Ruhpolding und entspannen anschließend im
„Gut Ising Spa & Wellness“. Feinschmecker genießen das Weihnachts-
menü und schlemmen sich durch verschiedene Fondue-Variationen
im gerade für den Winter geöffneten Fondue-Restaurant.
Mehr Informationen unter http://www.gut-ising.de.
Teilnahmeschluss: 22. Oktober 2019
Gut Ising am Chiemsee
Teilnahmebedingungen und Informationen zum Datenschutz finden Sie unter sz.de/teilnahmebedingungen
Ein Gewinnspiel der Süddeutsche Zeitung GmbH, Hultschiner Str. 8, 81677 München
Unter Stichwort „Gut Ising“
teilnehmen und gewinnen:
sz.de/abo-exklusiv
3 x 3 Übernachtungen
am Chiemsee gewinnen!
DIZdigital: Alle Rechte vorbehalten – Süddeutsche Zeitung GmbH, München

Süddeutsche Zeitung - 08.10.2019

Get our desktop app

Company

Features

Documentation

Resources