Ergründet und entdeckt

Reparatur von Gelenkknorpeln

Auf überraschend einfachem Weg ist es Forschern von der Universität Maastricht im Tierversuch gelungen, Ersatz für geschädigtes Knorpelgewebe im eigenen Körper nachwachsen zu lassen. Sie spritzten dazu lediglich etwas Agarose-Gel unter die Knochenhaut am Schienbein der Tiere. Ohne weiteres Zutun wuchs in diesem „Bioreaktor“ innerhalb weniger Wochen Knorpel heran, der dann entnommen und zur Reparatur von geschädigtem Gelenkknorpel eingesetzt werden konnte. Verletzungen und Verschleiß von Gelenkknorpel gehören zu den häufigsten orthopädischen Erkrankungen. Eine sog. Arthrose tritt vor allem im Knie- und Hüftgelenk auf, aber auch Schulter, Ellbogen und andere Gelenke können betroffen sein. Bislang ist unbekannt, auf welche Weise das Agarose-Gel die Knorpelbildung anregt. Die Wissenschaftler vermuten, dass es für einen Sauerstoffmangel in dem Bioreaktor sorgt, der die Knorpelbildung begünstige. Außerdem scheine die Umgebung direkt unter der Knochenhaut auf die Bildung des Knorpels Einfluss zu nehmen (dpa, 15.2.2010; DOI:10. 1073/pnas. 090777 4107).

Bald leere Konzert- und Opernhäuser?

Deutschlands Konzert- und Opernhäusern droht schon in naher Zukunft ein dramatischer Niedergang. Zu diesem Schluss kommt der Kulturwissenschaftler Martin Tröndle von der Zeppelin Universität Friedrichshafen. Demnach wird das Klassik-Publikum in den nächsten 30 Jahren um mehr als ein Drittel zurückgehen. Das Durchschnittsalter des Klassik-Publikums ist dem Wissenschaftler zufolge fast drei Mal so schnell gestiegen wie das der Gesamtbevölkerung. Das eigentliche Problem der Konzert- und Opernhäuser sei deshalb der mangelnde Nachwuchs in jüngeren Altersgruppen; solchen vor allem, die eine völlig andere musikalische Sozialisation erlebt hätten. Derzeit profitiere der Kunstmusikbetrieb noch von der Umkehrung der Alterspyramide. Das werde sich aber dramatisch ändern, wenn die nach 1960 Geborenen vermehrt zum Zielpublikum würden. Der Wissenschaftler kritisiert, dass nur ca. ein Prozent der öffentlichen Kulturförderung für die Entwicklung von neuen Angebotsformen ausgegeben wird. Der klassische Konzertbetrieb habe sich in den letzten hundert Jahren kaum den veränderten Rezeptionsbedingungen angepasst, kritisiert der Wissenschaftler. Er plädiert dafür, „die Kunstform Konzert als ästhetisch-soziale Präsentationsform zeitgemäß weiterzuentwickeln, um der Musealisierung des Konzerts und der steten Veralterung des Publikums entgegenzuwirken“ (Zeppelin University, 2.3.2010).

Bakterieller Fingerabdruck

Künftig könnten auch hinterlassene Hautbakterien zum Täter führen: Dieser bakterielle Fingerabdruck kann dort ansetzen, wo keine genetischen Fingerabdrücke gefunden werden. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler der University of Colorado. Sie nahmen Bakterienproben von neun privaten Rechnertastaturen und -mäusen, ebenso von den Handflächen ihrer Besitzer. Daraus extrahierten sie das Erbgut der Bakterien. Für die Studie entnahmen sie noch das Erbgut aus Kulturen öffentlicher Computeroberflächen und nutzten die Daten von 270 weiteren verschiedenen Handproben. In allen neun Fällen konnten die Forscher den individuellen Bakterienmix zum jeweiligen Besitzer zuordnen. Bei gewöhnlicher Raumtemperatur blieben die Hauptbakterien den Wissenschaftlern zufolge bis zu zwei Wochen unverändert an Gegenständen haften. Deshalb eigne sich die Methode zur gerichtsmedizinischen Identifikation. Sind keine Spuren von Speichel, Blut, Gewebe für eine DNA-Analyse zu finden, kann der bakterielle Fingerabdruck zum Täter führen. Weitere Untersuchungen zur Genauigkeit des Verfahrens seien jedoch nötig (dpa, 22.3.2010; DOI: 10.1073/ pnas.10001 62107).

Body-Mass-Index untauglich

Der Body-Mass-Index spielt keine Rolle für das Schlaganfall-, Herzinfarkt- oder Todesrisiko eines Menschen. Zu diesem Schluss kommen Mediziner der Universität München in einer aktuellen Studie. Demnach ist nicht die Menge, sondern die Verteilung des Körperfetts für Herzkrankheiten und andere Leiden entscheidend. Der Speck um den Bauch kann schädliche Fettsäuren abgeben und diverse Botenstoffe in den Körper abgeben, die Entzündungen fördern. Das passiert auch und gerade in den Gefäßen, was die Ateriosklerose vorantreibt. Hüft-, Oberschenkel- und Gesäßfett hingegen hätten nach jüngsten Erkenntnissen nichts mit dem Risiko für Herz-Kreislauferkrankungen zu tun und wirken mitunter schützend, wie manche Untersuchungen zeigten. Die Wissenschaftler empfehlen daher eine neue Messgröße, und zwar den Wert WtHR (aus dem Englischen für waist-to-height-ratio). Dieser ergibt sich, wenn man den Taillenumfang durch die Körpergröße teilt (Universität München, März 2010; DOI: 10.1210/jc.2009-1584).

Chemisch kastriert

Eines der am weitesten verbreiteten Unkrautvernichtungsmittel könnte für den dramatischen Rückgang der Froschpopulationen weltweit mitverantwortlich sein: In Experimenten von Forschern der University of California hat das Spritzmittel Atrazin männliche Krallenfrösche chemisch kastriert. Zum Teil verwandelte es die Männchen sogar komplett in Weibchen. Obwohl diese Männchen genetisch männlich waren, paarten sich diese „Schein-Weibchen“ mit anderen Männchen und produzierten lebensfähige Eier. Der Nachwuchs dieser Tiere war naturgemäß komplett männlich. Auch beim Menschen beeinträchtige die Chemikalie einer Studie zufolge die Spermiendichte und -qualität und schränke die Fruchtbarkeit ein. In Deutschland ist Atrazin seit 1991 verboten, auch auf EU-Ebene gibt es ein Anwendungsverbot. Rückstände der Chemikalie fänden sich aber auch heutzutage noch in den Gewässern. In den USA ist die Anwendung des Unkrautvernichtungsmittels weiterhin erlaubt (dpa, 8.3.2010; DOI: 10.1073/pnas. 0909519107).

Migräne-Stopper

Mit magnetischen Impulsen haben US-Forscher die Schmerzen von Migräne-Patienten lindern können. Die Impulse wurden von handlichen Geräten abgegeben, mit denen sich die Patienten selbst behandeln können. Nebenwirkungen traten bei der Studie mit insgesamt 267 Teilnehmern nicht auf, berichteten die Forscher. Bei 39 Prozent der Probanden verschwanden die Schmerzen. Die sog. Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist schon länger als möglicher Ansatz gegen Depression, Tinnitus und Parkinson im Einsatz. Die Therapie wurde bisher zwar nur an Patienten mit Aura erprobt, helfe aber möglicherweise bei Migräne ohne Aura. Unter dem Begriff Aura werden Symptome wie Prickeln in den Gliedern, Lichtflecken vor den Augen und Probleme beim Sprechen zusammengefasst. Etwa 20 bis 30 Prozent der Migräne-Patienten leide darunter (dpa, 8.3.2010, DOI 10.1016/S1474- 4422(10)70054-5, DOI:10.10 16/S1474-4422(10)70063-6).

„Adhäsions-Kran“

Nach dem Vorbild klebriger Käferfüße haben Forscher von der Cornell University in Ithaca einen Miniatur-Kran konstruiert, der seine Lasten nur mit der Kraft eines dünnen Flüssigkeitsfilms hebt. Das Gerät trage bereits ein Vielfaches des eigenen Gewichts. Wer die Experimente im Prinzip nachvollziehen möchte, kann einfach ein feuchtes Blatt Papier an eine Fensterscheibe kleben. Das Blatt wird dort ohne weiteres halten, auch wenn die Scheibe kopfüber gehalten wird. Ursache sind die Adhäsionskräfte, die der feine Wasserfilm zwischen dem Glas und den Papierfasern ausbildet. Die Wissenschaftler nahmen sich dieses Prinzip zum Vorbild und konstruierten unter anderem mit herkömmlicher Technik aus der Halbleiter-Industrie eine rund zwei mal zwei Zentimeter große Platte mit zahlreichen mikroskopisch feinen Löchern darin. Sie wird waagerecht in eine Halterung gespannt. Über ein Reservoir kann eine Miniatur-Pumpe Wasser in die Löcher pressen – und zwar gerade so viel, dass unter jedem Loch ein winziger, halbrunder Tropfen hängt. Auf Wunsch zieht die Pumpe das Wasser wieder zurück, dann ist nur noch eine löchrige Platte zu sehen. Um eine Last zu heben, wird diese vorsichtig unterhalb der Platte in Position gebracht. Dann wird die Pumpe aktiv, das Wasser wölbt sich nach unten und benetzt die Last, die haften bleibt. Dazu, darauf weisen die Forscher besonders hin, muss keine zusätzliche Kraft aufgebracht werden, die Kapillarkräfte wirken allein. Bei einem Elektromagneten hingegen, der eine stählerne Last hochziehen soll, müsste die ganze Zeit über ein Strom fließen. Um das Gewicht wieder loszuwerden, zieht die Pumpe das Wasser in sein Reservoir oberhalb des löchrigen Chips zurück. Das Verfahren nennen die Wissenschaftler „switchable electronically controlled capillary adhesion device (SECAD)“ (dpa, 8.3. 2010; DOI: 10.1073/pnas.091 4720107).