ZK026 – Impfen: Fahndungsbilder für die Körperpolizei

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Impfen ist ein komplexes Thema und entlockt vielleicht vielen nur noch Schnarchgeräusche, aber kriegt man deswegen von Schweinegrippeimpfung Narcolepsie? Das besprechen wir in unserer Bio-Frage. Gerüchte um die Nebenwirkungen von Impfen ließen sich bisher nicht bestätigen. Zumindest Autismus als Impffolge kann mittlerweile gesichert ausgeschlossen werden. Es sei denn man glaubt den Marketingtricks des Ex-Doktors und Scharlatans Wakefield. “Erfunden” wurde das Impfen in China. In Europa hat Edward Jenner diese Prozedur bekannt gemacht, nachdem ihm eine Milchmagd mit Kuhpocken alles erklärt hatte. Die allererste Krankheit gegen die man damit vorging waren dann auch die Pocken, wogegen man erfolgreich mit Kuhpocken “impfte”. Daraus leitete sich auch der Name Vakzination für die Prozedur ab, denn vacca ist im Lateinischen die Kuh. 

Doch wie funktioniert “impfen”? Bei den Pocken z.B. nutzte man die Verwandschaft und damit die Ähnlichkeit des Pockenvirus Orthopoxvirus variolae mit dem Kuhpockenvirus Orthopoxvirus bovis. Denn dringt ein Erreger in den Körper ein, reagiert das Immunsystem und bildet spezifische Antikörper gegen die Oberflächenstrukturen des Erregers. Die Antikörper markieren den Erreger oder befallene Zellen für die Zellen des Immunsystems. Der Erreger wird ausgeschaltet und kann sich nicht mehr vermehren. Das Immunsystem bildet sogenannte “Gedächtniszellen“, die einen Steckbrief des Erregers mit sich herumtragen. Befällt ein Krankheitserreger den Körper ein weiteres Mal, wird er schnell erkannt und die spezifische Immunantwort erfolgt sehr viel schneller. Die Krankheit verläuft milder oder bricht gar nicht es aus. 

Das ist die aktive Immunisierung, bei der ein meist lebenslanger Krankheitsschutz aufgebaut wird, gelegentlich ist allerdings eine Auffrischung notwendig. Im Gegensatz dazu stehen passive Immunisierungen, in der Antikörper aus dem Serum von genesenen Patienten, gewonnen werden. Diese erhalten dann kranke Menschen, um Symptome zu mildern oder zu verhindern, dass die Krankheit im Körper Fuß fasst. Diese Methode wird z.B. bei Tollwut eingesetzt. 

Die Auffrischung wird vor allem bei Tetanus, Diphtherie und Pertussis (Keuchhusten) vergessen (alle 10 Jahre). Daher erfolgt bei Menschen mit Verletzungen in der Notaufnahme oft prophylaktisch eine Auffrischungsimpfung gegen Tetanus. Tetanus ist der Wundstarrkrampf, der zu so starken Muskelkrämpfen führt, das Menschen damit ihr eigenes Rückgrat brechen können. Diphtherie ist auch bekannt als der “Würgeengel der Kinder“, weil sie zu  zu lebensgefährlichen Erstickungsanfällen führt. Durch die Impfung ist sie in Deutschland selten geworden, in Osteuropa tritt sie noch gehäuft auf. Keuchhusten ist vor allem für Säuglinge lebensbedrohlich, sie werden meist von Jugendlichen und jungen Erwachsenen angesteckt, deren Impfschutz nicht aufgefrischt wurde.

Für die aktive Immunisierung nutzt man verschiedene Impfstoffe: Lebendimpfstoffe, also abgeschwächte Erreger, die sich zwar noch vermehren können, aber nicht mehr pathogen sind oder Totimpfstoffe, in denen abgetötete Erreger oder nur noch Teile davon enthalten sind. Für die Herstellung werden immer noch Hühnereier bevorzugt, auch wenn alternativ mittlerweile auch schon zur Zellkultur o.ä. gegriffen wird. Auch bei der Neuentwicklung des Sars-CoV-2-Impfstoffes verfolgt man verschiedene dieser Herangehensweisen. Da auch hier viele Impfdosen in kurzer Zeit benötigt werden, wird man sicher auf Wirkverstärker zurückgreifen. Für die Zulassung eines Impfstoffs ist in Deutschland das Paul-Ehrlich-Institut zuständig, grundsätzlich kann man allerdings festhalten, dass dieser die gleichen Phasen der Medikamententestung durchlaufen muss wie andere Arzneimittel auch. 

Die Information gegen welche Erreger eine Impfung empfohlen wird, findet sich beim Robert-Koch-Institut. Generell finden sich in dieser Liste viele sogenannte “Kinderkrankheiten” wie z.B. Windpocken, Keuchhusten oder Masern. Allerdings gibt es auch Krankheiten, die üblicherweise nicht in Deutschland anzutreffen sind und weshalb nur bei Reisen in bestimmte Gebiete entsprechende Impfungen verabreicht werden. Oder man nutzt Impfungen, um bei Ausbrüchen gefährlicher Erreger wie z.B. dem Ebolavirus durch sogenannte “Ringvakzinierungen” die Ausbreitung unter Kontrolle zu bekommen. In Risikogebieten ist eine Impfung gegen das durch Zecken übertragene FSME-Virus sinnvoll. 

In Afrika konnte der Wildtypstamm des Poliovirus mittels Impfung ausgerottet werden. Ein weiterer Beweis für die Sinnhaftigkeit von Impfungen. Polio ist auch als Kinderlähmung bekannt, die Ende des letzten Jahrtausends bei vielen Kindern zum Tod oder zu Lähmungserscheinungen führte. Manche Kinder waren so stark gelähmt, dass sie nicht mehr selbstständig atmen konnten. (Info: Diese Meldung erfolgte nach der Aufnahme unseres Podcasts.) Entgegen unserer Behauptung im Podcast sind einige eiserne Lungen, die Polio-Überlebende oft zum Atmen brauchen, noch in Gebrauch. Sie erlebten 2020 sogar Aufwind durch COVID19. Es ist jedoch wirklich so, dass eine Frau tragischerweise in ihrer eisernen Lunge bei einem Stromausfall starb.

Vor unserer Folge hatten wir komplett unrepräsentativ nach eurem Impfverhalten gefragt. Hier findet ihr die Twitterumfrage.  

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ZK025 – Immer Dagegen: Antikörper

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In dieser Folge sprechen wir über Antikörper.  Antikörper? Was sind das eigentlich? Und weshalb sind sie so auf Krawall gebürstet?

Wenn in unsere Körper Fremdkörpern, d.h. vor allem Viren, Bakterien und Parasiten eindringen, erledigt das  unser Immunsystem sehr zuverlässig. Dazu hat es zwei Stufen der Abwehr im Arsenal: die angeborene Immunantwort und die erworbene Immunantwort.

Erste schlägt schnell aber unspezifisch zu (ungefähr wie ein betrunkener Hooligan). Die  erworbene, adaptive Immunantwort, greift hingegen hochspezifisch an. Ihre wichtigste Waffe dabei sind Antikörper: Y-förmige-Proteine, die Krankheitserreger erkennen und so markieren, dass die Immunzellen ihn ausschalten können. Sie haben einen immer unterschiedlichen Teil, der sehr genau ein Merkmal eines Krankheitserregers erkennt und einen immer gleichen Teil, der von anderen Immunzellen erkannt wird. 

Es gibt unterschiedliche Arten von Antikörpern: IgA, IgD, IgE, IgG, und IgM, die in unterschiedlichen Settings eine Rolle spielen.

Antikörper sind ein Multitool, dass die Medizin sich mittlerweile mit Erfolg zu nutze macht. Denn man kann Antikörper diagnostisch anwenden um z.B. festzustellen, ob eine Schwangerschaft vorliegt. Sie können außerdem ungeborene Kinder vor schweren Schäden durch mütterliche Antikörper schützen. Oder auch therapeutisch u.a. in Form einer passiven Impfung oder in der Therapie von Krebs und Autoimmunkrankheiten. Auch in der Forschung wird bei verschiedensten Methoden sehr gern zum Antikörper gegriffen.

In der Bio-Frage geht es heute darum, ob Lamas gegen Schuppen helfen.

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ZK024 – Manche mögen’s warm: Die Körpertemperatur

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Eigentlich sollten die apokalyptischen Reiter das Intro zu dieser Folge singen, aber sie brachten gerade Licht an einen Ort, an dem die Sonne nicht scheint. Oder so ähnlich. Trotzdem haben wir keine Kosten und Mühen gescheut, um bei dieser Folge nicht ins Schwitzen zu geraten. Denn es geht auf den Sommer zu und da ist Wärme definitiv ein Thema. Nach dem etwas trockenen Anfang hat Claudia erstmal eine Froschfrage eingeschmuggelt. (Keine Sorge, das ist mit dem internationalen Artenschutzabkommen vereinbar.)

Danach haben wir über Wärme im Allgemeinen und Körpertemperatur im speziellen gesprochen. Zunächst wie die Körpertemperatur bei gleichwarmen Tieren zustande kommt und wie sie Aufrechterhalten wird, z.B. durch Frösteln. Besonders im Zusammenhang mit Fieber werden Temperaturoptima von Proteinen und Schutzmaßnahmen des Körpers bei erhöhter Temperatur interessant, denn dann greift der Körper u.a. auf molekulare Gouvernanten zurück. Außerdem erfahrt ihr, welche Rolle Pfeilschwanzkrebse bzw ihr blaues Blut (soweit wir wissen sind sie allerdings nicht adelig) dabei spielen.

Zum Schluss sprechen wir noch kurz über wechselwarme Tiere und wie sie die Sache mit der Körpertemperatur angehen. Und vielleicht wollt ihr dann lieber auf Abstand zu uns gehen.

ZK020 – Grusel-Biologie

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Menschen mit Porphyrie wurden eventuell im Mittelalter als Vampire identifiziert. Sie sind lichtempfindlich,  anämisch (blutarm), Lippen und Gaumen schrumpfen, so dass die Zähne hervortreten. Sie haben oft blutiger Zahnbelag entsteht.  Licht kann Finger und Nase verkrüppeln. Porphyrine sind biochemische Grundprodukte des Häm-Blutfarbstoffs. Weil Häm auch in Muskel und Nerven vorkommen, wirkt sich die Krankheit auch auf deren Funktion aus. Zu ähnlichen Symptomen kam es auch bei der damals nicht seltenen Bleivergiftung: Blasse haut, da sich die Blutgefäße zusammenziehen, gestörte Blutbildung, Blutarmut,  Schlaflosigkeit, Aggressivität und Apathie.

Der Werwolf-Mythos geht bis in auf den antiken König Lycaon zurück. Als Erklärungsansätze wurden Porphyrie und eine erblich bedingte Ganzkörperbehaarung herangezogen. Am wahrscheinlichsten waren sogenannte Werwölfe einfach Opfer von Tollwut.

Der Hexenglaube wurde buchstäblich durch sog. Flugsalben beflügelt. Mit Bilsenkraut, Fliegenpilz und Mutterkorn konnte man Halluzinationen hervorrufen. Die Inhaltsstoffe – sekundäre Pflanzenstoffe – wurden medizinisch von Heilerinnen eingesetzt. Wenn das schief ging, konnte sie sich schnell eine Hexenklage einhandeln. Und dann waren diese Stoffe oft noch im Bier, um dem ein wenig Pepp zu verleihen. Zu den Alkaloiden gehören Hyoscyamin, Scopolamin und Atropin (Bilsenkraut, Alraune), Muscimol  (Fliegenpilz)  und Ergotamin, Ergometrin und α-Ergokryptin (Mutterkorn).

Aus dem Mutterkorn-Pilz kann Lysergsäure gewonnen werden, aus der das Psychedelikum LSD hergestellt werden kann.

Die Entstehung von Zombies wurde ursprünglich durch die Wirkung von Giften des Kugelfischs, von Kröten oder Fröschen erklärt,  doch wird das immer noch kontrovers diskutiert. Bei den wenigen wissenschaftlich untersuchten Zombies ließ sich meistens eine psychische Erkrankung oder ähnliches feststellen.

Woher kommt eigentlich die Wahrnehmung von Gespenstern? Das können Wahrnehmungsstörungen sein. Mit einer Roboterhand kann man Gespenster-Empfindungen im Labor erzeugen.  Die University von Coventry wurde von einem Ventilator bespukt. Auch starke Temperatuschwankungen können gespenstisch sein,  denn unter Umständen fühlen sie sich an wie eine Berührung. Dann können noch Magnetfelder unsere Nervenweiterleitung stören. Wirklich gruselig ist auch die sog. Schlafparalyse. Hört euch dazu auch diese Folge von Hoaxilla an.

Manche Chemikalien können dazu führen, dass sich während der Entwicklung des Fetus im Mutterleib die beiden Körperhälften im Kopf nicht richtig trennen. Es entstehen keine zwei Gehirnhälften und nur ein Auge. So könnte der Zyklopen-Mythos entstanden sein. Die Pflanze Veratrum californicum (Kalifornischer Germer) produziert z.B. solche Substanzen und wird gern von Schafen gefressen.

Bio-Frage: Wachsen Fingernägel und Haare weiter nachdem man gestorben ist.

ZK018 – Antibiotika

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Was sind Antibiotika? Der Name bedeutet eigentlich “gegen Leben” – aber sie haben schone viele Leben gerettet. Dank Antibioika sterben wir nicht mehr so oft an Infektionen und werden deutlich älter.

Wie wirken Antibiotika eigentlich? Wir erklären euch, wie sich die verschiedenen Arten der Antibiotika unterscheiden. Entgegen der Meinung mancher helfen Antibiotika nicht bei einer Erkältung, dafür verlor durch Penicillin aber der Spruch “A night on venus, a lifetime on mercury” seine Bedeutung.  Nach der Entdeckung dauerte es aber noch sehr lange, bis man es industriell herstellen konnte. Und der Segen des Penicillins war nicht von Dauer. Wir brauchen außerdem unterschiedliche Antibiotika, weil es unterschiedliche Bakterien gibt. Bakterien mit einer Zellwand (Gram-Positiv) kann man zum Beispiel mit Streptomycin klein kriegen.

Antibiotika haben immer auch Nebenwirkungen. Vor allem unterscheiden sie nicht unbedingt zwischen harmlosen Bakterien und den Bösewichten die uns krank machen. Ohne die harmlosen, teilweise auch hilfreichen Bakterien, können zum Beispiel Pilze wachsen. 

In der Bio-Frage sprechen wir über ein geheimes Medikament, das alle Krankheiten heilt.

ZK017 – Schwangerschaftsabbrüche

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Heute reden Claudia und ich über Schwangerschaftsabbrüche. Puh, krasses Thema. Was passiert eigentlich bei einem Schwangerschaftsabbruch – so medizinisch gesehen? Claudia und ich reden darüber. Gerade heute am Weltfrauentag ist das Thema ja auch sehr wichtig.

Leider läuft im Hintergrund Claudias Waschmaschine. Nachdem sie endlich das Aquarium aus dem Podcast-Zimmer verbannen konnte ist nun also eine neue Hintergrundmusik dabei. Leider ließ sich mit Auphonic nur bedingt etwas machen. Ich bitte das zu entschuldigen.

Ihr habt bestimmt gehört, dass es recht schwierig ist, Informationen über Abbrüche zu erhalten. Außerdem durften Ärztinnen und Ärzte bis vor kurzem nicht angeben, ob sie Schwangerschaftsabbrüche durchführen. Die Listen von profamilia sind teilweise veraltet. Das sogenannte “Werbeverbot”, was rechtlich gleichbedeutend mit einem Informationsverbot ist, führt auch dazu, dass Schwangerschaftsabbrüche an Unis nicht gelehrt werden. Und so finden Schwangere in Not immer weniger medizinische Hilfe.

Weitere Informationen zu Schwangerschaftsabbrüchen und Alternativen dazu findet ihr hier. Die unterschiedlichen Methoden sind hier ebenfalls erklärt. Schwangerschaftsabbrüche nach dem 2. Trimester sind sehr selten, aber unter Umständen auch möglich. Wichtig zu wissen ist, dass nach etwa 6 Monaten der Fötus eigentlich schon lebensfähig ist.

Wir reden auch über das “Drumherum” eines Schwangerschaftsabbruchs. Das ist in diesem Video auch schön und einfühlsam gezeigt.

In der Bio-Frage geht es darum, ob man bei der Pille die “Pillenpause” nach 21 Tagen auslassen kann.

ZK016 – #35c3

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Auf der Podcast-Bühne des Chaos Communications Congresses standen Moepern und ich euch Rede und Antwort. Ich hatte zuvor einen Talk mit André Lampe und Katrin Leinweber über CRISPR/Cas gehalten. Weitere Infos zum Talk erhaltet ihr hier. Weiteres über CRISPR erfahrt ihr hier. Weiteres zu CRISPR erfahrt ihr zum Beispiel beim Deutschlandfunk und zu den CRISPR-Babys z.B. bei Kurzgesagt. Außerdem wurden wir zu Methadon gefragt. Dazu hatte ich schonmal was geschrieben. Weitere gute Artikel zum Thema findet ihr beim DLF, beim Ärzteblatt, bei der deutschen Shcmerzgesellschaft, der Arzneimittelkommission der deutschen Ärzteschaft, beim Science Media Center, beim deutschen Ärzteblatt, bei der deutschen Krebshilfe, bei der deutschen Krebsgesellschaft und bei der Bundesärztekammer. Bei Fragen zu einer Krebsbehandlung die euch oder eure Lieben betrifft, wendet euch am besten an den Krebsinformationsdienst und an die deutsche Krebshilfe.

Wir haben außerdem noch über unsere Idole in der Biologie, Junk-DNA und über die Zulassung von Arzneimitteln geredet.

Wir beantworten gerne eure Fragen. Schickt sie uns per Mail oder stellt sie hier in den Kommentaren.

ZK015 – #alwayscurious

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Heute geht es um Neugier. Dieser Beitrag ist Teil einer bezahlten Kooperation mit Merck. Als Technologie-und Wissenschaftsunternehmen stellt sich Merck seit 350 Jahren Fragen zur Neugier. Ihre seit 2016 laufende Neugier-Initiative beleuchtet unter dem Motto #alwayscurious die Neugier als treibende Kraft unseres Fortschritts und unserer Entwicklung. Weitere Informationen findet ihr auf der Merck-Webseite. Dazu habe ich bereits auf Scilogs einen Blogartikel geschrieben.

Claudia und ich sprechen heute unter anderem über: Big Data in der Biologie und Algorithmen, Personalisierte Medizin, Immun-Checkpointinhibitoren und gezielte Therapien gegen Krebs und andere Krankheiten, CRISPR/Cas, die Evolution im Labor, den Kampf der Wissenschaft gegen den Klimawandel – und natürlich was das alles mit Neugier zu tun hat.

In der Bio-Frage geht es um den Entdecker der DNA und Bilder von Rosalind Franklin.

ZK014 – Enzyme

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Heute geht es um Enzyme.Eigentlich sind Enzyme einfach nur BioMoleküle, die irgendwas machen. Meistens bestehen Sie aus Proteinen, manchmal aber auch aus RNA. Enzyme haben Kofaktoren oder Koenzyme, Sie können gehemmt werden – manchmal durch andere Proteine und manchmal durch ihre eigenen Produkte. Diese Modulation der Aktivität ist wichtig in der Signaltransduktion. Die Effizient der Enzyme berechnen wir mit der Michaelis-Menten-Gleichung. Enzyme finden wir unter anderem in Waschmittel und Obst.

In der Bio-Frage geht es um Menschenfressende Ananas. Bzw. ob Ananas bei Entzündungen hilft.

 

Nicht erwähnt, aber dennoch schamloses Self-Plugging: Mein Artikel im Laborjournal: Brennen für die Wissenschaft

ZK013 – Proteinfaltung

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Heute geht es um Proteinfaltung. Wenn Proteine entstehen sind sie erstmal lange Ketten aus Aminosäuren, die Primärstruktur. Die Sekundärstruktur besteht aus der alpha-Helix und dem beta-Faltblatt, die sich aus der chemischen Konformation der unterschiedlichen Aminosäuren ergeben. In der Tertiärstruktur spielen noch weitere Bindungen – wie Wasserstoffbrücken, Schwefelbrücken (Disulfidbrücken), van der Waals Kräfte und Säure-Basen-Interaktionen eine Rolle. So ergibt sich das fertig gefaltete Protein. Manche Proteine sind jedoch Komplexe aus mehreren Tertiärstrukturen. Sie können Homo und Hetero sein sowie di- und polymer. Es gibt also Quarärstrukturen aus zwei oder mehreren gleichen Proteinen oder auch zwei oder mehr unterschiedlichen – jeder wie er es in seinem Bauplan vorgegeben hat. Da kann und sollte man nichts dran ändern. Denn die richtige Struktur ist wichtig für die Aufgabe des Proteins.

In der Bio-Frage geht es um die Sportler-Nahrungsergänzung BCAA.

Hier tolle Menschen denen ihr auf Twitter folgen solltet:

Stefan Minack sundaymoaning.de

Nele Heise  neleheise.de

Kathrin Rönicke   HausEins  lila-podcast.de wochendaemmerung.de

 

Meinen Talk auf dem #34c3 findet ihr hier: Extended DNA Analysis

Meine Bakterien seht ihr in André Lampes Talk: Es sind die kleinen Dinge im Leben II

Ich empfehle noch diese Talks:

Dude you broke the future Methodisch InkorrektDer PC-Wahl-HackSocial Bots, Fake News und FilterblasenTiger, Drucker und ein MahnmalSocial CoolingDeconstructing a Socialist Lawnmower

Aufgrund des zweifelhaften wissenschaftlichen Inhalts poste ich den Talk über Östrogen nicht. Autismus ist – soweit wir bislang wissen – eine Behinderung die genetisch bedingt ist. Wer Hormone benötigt sollte zum Arzt gehen – ob zur Verhütung, zur Behandlung von Erkrankungen oder aber für eine geschlechtsangleichende Behandlung.