Gesundheit

High Tech Kontaktlinse
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VERÖFFENTLICHT AM 11.07.2021 |

Wie kann eine High Tech Kontaktlinse das Auge vor Folgeschäden einer Diabetes schützen?

Glukose ist der wichtigste Energielieferant für den menschlichen Körper. Selbst in Ruhe verbrennen wir diesen Zucker, um den Stoffwechsel am Laufen zu halten. Glukose wird regelmäßig mit der Nahrung aufgenommen und zirkuliert bei einem gesunden Menschen in Mengen von 90-140 mg pro Deziliter Blut. Dabei gelangt er in Gewebe und Zellen, wo er verbraucht wird. Um den Blutzuckerspiegel gleichmäßig zu halten, besteht normalerweise ein Gleichgewicht aus Einlagerung und Freisetzung von Glukose. Eine Schlüsselrolle für diese Regulierung spielt das Hormon Insulin. Bei Diabetes mellitus liegt eine Störung dieser Abläufe vor, wodurch der Zuckerspiegel anhaltend zu hoch ist und nicht selbstständig herunterreguliert werden kann. Folgen von lang anhaltenden hohen Blutzuckerwerten sind unter anderem Schädigungen der Augen, die bis zur Blindheit führen können (Diabetische Retinopathie).

Um die Augen von Diabetikern vor diesen Spätfolgen zu schützen, entwickelten Forscher in Südkorea eine Kontaktlinse, die bei hohen Blutzuckerwerten ein Medikament freisetzt, das das Auge schützt. Die Tränenflüssigkeit enthält Glukose in vergleichbarer Menge zum Blutserum, allerdings besteht eine Zeitverzögerung von 10 bis 20 Minuten. Dennoch kann über das Auge der Zuckerwert genau genug gemessen werden. Die weichen Kontaktlinsen aus Südkorea enthalten einen Biosensor, der mithilfe eines Hydrogels die Zuckermenge im Auge bestimmt. Bei hohen Zuckerwerten ändert sich die Leitfähigkeit des Gels und ein elektrisches Signal wird über eine Platinelektrode an einen Mikrochip gesendet, der am Rand der Kontaktlinse angebracht ist. Dieser setzt bei Erreichen eines Schwellenwertes ebenfalls ein schwaches Signal frei, sodass sich die hauchdünne Goldbeschichtung auf der Kontaktlinse auflöst und so ein darunterliegendes Medikament freigesetzt wird. Dabei handelt es sich um den Wirkstoff Genistein, ein pflanzliches Östrogen, das in die Retina gelangt und dort eine schützende Funktion ausübt.

Erste Versuche, smarte Sensorkontaktlinsen für Diabetiker mit Warn-LEDs auszustatten, wurde von dem Google-Mutterkonzern Alphabet im Jahr 2018 eingestellt. Zwei Jahre später publizierte das Team aus Südkorea erste Erfolge mit den High Tech Kontaktlinsen bei diabetischen Versuchskaninchen. Der Weg bis zur Massenanwendung ist noch weit, doch laufen aktuell Testreihen, bei denen die High Tech Kontaktlinsen Linsen an Menschen weiter erprobt werden.
Warum ist zu viel Sport schlecht für den Trainingserfolg?
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VERÖFFENTLICHT AM 20.06.2021 |

Warum ist zu viel Sport schlecht für den Trainingserfolg?

Wer Muskeln aufbauen und seine Ausdauer und Leistung steigern möchte, der muss trainieren. Dabei ist ein perfektes Maß genau das, woran viele Hobbysportler scheitern. Denn gerade im Sport gilt: Viel hilft nicht viel! Zuviel Training lässt den Fortschritt stagnieren und kann sogar zu Muskelabbau und einem Leistungseinbruch führen. Doch warum ist das so?

Beim Sport wird eine Vielzahl an Hormonen ausgeschüttet, die alle Effekte steuern, die anschließend im Körper ablaufen. Neben den Glücksbotenstoffen Dopamin und Serotonin sind es in erster Linie anabole (aufbauende) Hormone, die eine vom Sportler gewünschte Wirkung entfalten. Hierzu gehören zum Beispiel HGH (human growth hormone) oder Testosteron. Sie wirken weit über die eigentliche Trainingszeit hinaus und sorgen in der anschließenden Ruhephase für den Aufbau von Muskelmasse.

Zusätzlich wird beim Training das Stresshormon Cortisol ausgeschüttet. In geringen Mengen regt es den Kreislauf an und beschleunigt Atmung und Herzschlag. Dadurch wird Energie freigesetzt, die der Körper akut beim Training benötigt. Dauert das Training allerdings zu lange oder ist zu intensiv, dann steigt der Cortisolspiegel auf ein zu hohes Niveau. Dieser trainingsinduzierte Stress wirkt katabol (abbauend) und ist ein klarer Gegenspieler der anabolen Hormone. Bei zu hohem Stress (auch durch Training) kann es dadurch sogar zum Muskelabbau und einem Leistungsabfall kommen.

Sportwissenschaftler sprechen in diesem Zusammenhang von einem „Übertraining“. Die hohe Stressbelastung führt dabei nicht nur zu Problemen mit dem Trainingserfolg. Mögliche Effekte sind auch Schlafstörungen, Infektanfälligkeit oder Stimmungsschwankungen.

Aus diesem Grunde sollte eine Trainingseinheit nicht bis zur Erschöpfungsgrenze gehen. Auch Training an jedem Tag ist in der Regel kontraproduktiv. Nur das passende Zusammenspiel aus Training und Erholung führt zu einem perfekten Ergebnis.
Wie kann eine App Malaria diagnostizieren?
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VERÖFFENTLICHT AM 20.06.2021 |

Wie kann eine App Malaria diagnostizieren?

Malaria ist eine tropische Krankheit, die von einzelligen Parasiten (Plasmodium spec.) ausgelöst wird. Die Übertragung erfolgt dabei über den Stich eines Moskitoweibchens, das die Erreger in sich trägt und so in die Blutbahn ihres Wirts injiziert. Mit etwa 200 Millionen Erkrankungen pro Jahr ist Malaria die weltweit häufigste Infektionskrankheit und kostet jährlich bis zu 2 Millionen Menschenleben. Die Symptome sind grippeähnlich und beinhalten typischerweise regelmäßig wiederkehrende Phasen von hohem Fieber und Schüttelfrost. Je nach Variante kann es zu unterschiedlichen Komplikationen im Krankheitsverlauf kommen, die insbesondere für Kinder und geschwächte Erwachsene lebensbedrohlich werden können.

Für eine erfolgreiche Behandlung müssen die Patienten in ein Krankenhaus. Erst hier kann die Malaria sicher anhand einer Blutuntersuchung diagnostiziert werden, sodass gezielte Therapiemaßnahmen starten können. Allerdings sind Krankenhäuser in den Malariarisikogebieten nicht immer schnell zu erreichen und Untersuchung kostet unter Umständen viel Geld. Damit sind sie nicht für jeden zugänglich.

Das brachte Brian Gitt auf die Idee, eine alternative Diagnosemethode zu entwickeln, für die kein teures Krankenhauslabor notwendig ist. Der damalige Student der Computerwissenschaften an der Makerere University in Kampala (Uganda) beobachtete Fingerklemmen, mit deren Hilfe die Sauerstoffsättigung im Blut gemessen werden kann. Gemeinsam mit zwei Kommilitonen entwickelte Gitt eine ähnliche Fingerklemme, die mithilfe von Infrarotsensoren die roten Blutkörperchen auf Auffälligkeiten untersucht. Plasmodien greifen speziell rote Blutkörperchen an, sodass diese Untersuchung eine Malariainfektion in einem sehr frühen Stadium nachweisen kann. Der Clou ist, dass die Fingerklemme an jedes Smartphone angeschlossen werden kann und die Analyse per App erfolgt. Dadurch ist sie überall einsatzbereit. Aus diesem Grunde nannte Gitt die App „Matibabu“, was auf suaheli „Krankenstation“ bedeutet.

Das kleine von Gitt gegründete Startup „thinkIT“ arbeitet heute mit vielen internationalen Partnern, um Matibabu weiter voranzutreiben. Durch diese Möglichkeit der unkomplizierten, kostengünstigen und frühen Diagnose steigt die Überlebenswahrscheinlichkeit von Patienten gerade in ländlichen Gebieten südlich der Sahara stark an.