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Massagen heilen Muskeln schneller und stärker

Rückenmassage
AleksGudenko/shutterstock.com

Massagen werden seit mehr als 3000 Jahren zur Behandlung von schmerzenden oder verletzten Muskeln eingesetzt. Offenbar zu Recht, wie eine neue Untersuchung bestätigt.

In der rezent durchgeführten Studie fügten Forschende Mäusen Muskelverletzungen an einem Hinterbein zu und „behandelten“ diese für zwei Wochen mit Massagen. Eine zweite Gruppe blieb unbehandelt. Um Massagen standardisiert ablaufen zu lassen, setzen die Forscher auf ein spezielles Robotersystem (sogenannte Massagepistolen), so dass Druckkraft und Einwirkzeit der Massagen vergleichbar waren. Überprüft wurden die Gewebereaktionen mittels Ultraschall.
Das Ergebnis: die beschädigten Muskelfasern behandelter Tiere erholten sich im Vergleich zu den unbehandelten Tieren doppelt so schnell. Zudem reduzierten Massagen die Narbenbildung.

Das Forschungsteam stellte auch fest, dass die mechanische Belastung Immunzellen, sogenannte Neutrophile, schnell aus dem schwer verletzten Muskelgewebe entfernt. Dieser Prozess wiederum reduziert die Freisetzung entzündlicher Zytokine (Botenstoffe), die von Neutrophilen aus den Muskeln freigesetzt werden, was den Prozess der Muskelfaserregeneration fördert. 
„Während die Entzündungsreaktion im Anfangsstadium der Heilung für die Regeneration nötig ist, ist es ebenso wichtig, dass die Entzündung schnell aufgelöst wird, so dass regenerative Prozesse ihren vollen Verlauf nehmen können“, so die ForscherInnen.

Im nächsten Schritt ist geplant, diesen mechano-therpeutischen Ansatz an größeren Tieren zu validieren, mit dem Ziel, seine Wirksamkeit auch am Menschen zu testen. So soll die Massagewirkung auf verschiedene Arten von Verletzungen, altersbedingten Muskelverlust und die Verbesserung der Muskelleistung überprüft werden.

Referenz:
Wyss Institute, Harvard
Skeletal muscle regeneration with robotic actuation–mediated clearance of neutrophils, Science Transl Med 2021; https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abe8868

#muskel #verletzung #massage #regeneration #zytokine #sport #rehabilitation #medizin #medimpressions

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Biotechnologie Diagnostik Personalisierte Medizin Pharmakologie Umwelt Wissenschaft

Fingerschweiß zeigt Stoffwechselprofil

offene Frauenhand
PataradonLuangtongkum/shutterstock.com

Die Analyse von Blut, Plasma oder Urin eines Menschen dient dazu, Stoffwechselprodukte sowie körpereigene Schadstoffbelastungen zu bestimmen. Ein Forschungsteam um Christopher Gerner von der Fakultät für Chemie der Universität Wien hat nun eine Methode entwickelt, die Fingerschweiß für die Messung individueller metabolomischer Profile und Stoffwechselprozesse nutzt.

„Der wichtigste Vorteil gegenüber Blut- oder Urinanalysen besteht in der sehr einfachen risiko- und schmerzlosen Probengewinnung. So können wir metabolische Zeitreihenanalysen durchführen, die so bisher noch nicht möglich waren“, so der Chemiker.
Die Gewinnung der Schweißproben erfolgt durch ein spezielles Filterpapier, das für eine Minute zwischen Daumen und Zeigefinger gehalten wird. Die im Schweiß enthaltenen Moleküle werden dann extrahiert und mittels massenspektrometrischer Analysen innerhalb von wenigen Minuten prozessiert.
In der aktuellen Studie wurde der kinetische Verlauf von Koffein-Metaboliten nach Kaffeekonsum untersucht. Daraus konnte das Team schließlich individuelle Profile in Bezug auf Koffeinaufnahme und -Verstoffwechslung erstellen und sogar auf die Aktivität von Leberenzymen schließen.

In einer begleitenden Studie hatte das Team bereits weitere Beispiele dafür gezeigt, welche Daten aus Fingerschweiß ablesbar sind: „Man kann damit unmittelbar verfolgen, was jemand gegessen hat“, so Studienautorin Julia Brunmair: „Es ist zum Teil auch verblüffend: Nach dem Konsum von Erdbeeren war etwa ein nicht mehr zugelassenes Insektizid nachweisbar.“

Das hochempfindliche Verfahren könnte auch dazu eingesetzt werden, um zu beurteilen, ob Medikamente von PatientInnen so wie vorgeschrieben eingenommen wurden und auch ob die erwarteten Konzentrationswerte im Körper tatsächlich erreicht werden. Eine solche Compliance-Kontrolle könnte speziell auch für klinische Studien relevant sein.

Referenz:
Universität Wien
Finger Sweat Analysis Enables Short Interval Metabolic Biomonitoring in Humans, Nature Comm 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-26245-4

#stoffwechselprofil #monitoring #arzneimittel #fingerschweiss #compliance #metabolom #forschung #medizin #medimpressions



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Epigenetik Genetik Immunologie Infektiologie Wissenschaft

Epigenetik: Immunisierung geht auf nächste Generation über

Mäuse auf einem Ast sitzend
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Es wird nicht nur vererbt, was in der DNA-Sequenz festgeschrieben ist. Studien zeigen, dass auch Umwelteinflüsse an die nächste Generation weitergegeben werden. Eine Übertragung der Infektionsresistenz auf die nächste Generation wurde bereits bei Pflanzen und wirbellosen Tieren nachgewiesen. Ein internationales Forschungsteam hat nun erstmals gezeigt, dass auch bei Säugetieren Effekte des angeborenen Immunsystems an die nächsten Generationen weitergegeben werden.

Die Forschenden infizierten männliche Mäuse mit Soorpilzen (Candida albicans) und paarten sie mit gesunden Weibchen. Die daraus hervorgehenden Kinder waren deutlich besser vor einer nachfolgenden E. coli-Infektion geschützt als die Nachkommen von nichtinfizierten männlichen Mäusen. Auch die nächste Generation profitierte noch von der Grundimmunisierung.

Das Forschungsteam wies nach, dass die Weitergabe der Immunisierung über eine Hochregulierung eines Gens (MHC-Klasse-II-Komplex) erfolgte, der Teile des Immunsystems aktiviert. Darüber hinaus zeigte sich, dass bei Nachkommen Candida infizierter Väter auch die Aktivität von Genen hochreguliert war, die an Entzündungen beteiligt sind. Bei den Nachkommen der zuvor immunisierten Mäuse erwies sich, dass in Monozyten-Vorläufern Entzündungs-assoziierte Gene besser ausgelesen werden konnten als bei Söhnen nicht-infizierter Väter. “Dies zeigt, dass die Monozyten-Vorläufer des Immunsystems epigenetisch umprogrammiert sind, wenn die Väter zuvor eine Infektion durchgemacht haben”, so Mitautor Andreas Schlitzer, Uni Bonn.
Die ForscherInnen gehen auch davon aus, dass die an Mäusen gewonnenen Erkenntnisse auf den Menschen übertragbar sind.

Referenz:
Radboud University Nijmegen, Universität Bonn, Universität des Saarlandes, Universität Lausanne, Kapodistrian University of Athens
Transmission of trained immunity and heterologous resistance to infections across generations, Nature Immunology 2021; https://www.nature.com/articles/s41590-021-01052-7

#epigenetik #genetik #vererbung #immunisierung #entzuendung #umwelt #infektion #medizin #medimpressions

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Sport: Trainingseffekte abhängig von genetischer Ausstattung

Eine junge Läuferin springt hoch
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Wenn zwei Menschen das gleiche Trainingsgsprogramm absolvieren, muss das nicht heißen, dass die gleichen Anstrengungen zum gleichen Ergebnis führen. Diese offensichtliche Tatsache kann durch unsere unterschiedliche genetische Ausstattung erklärt werden. Zu diesem Schluss kommen Forschende der Anglia Ruskin University, Cambridge.

Die Wissenschaftler analysierten die Ergebnisse von 3.012 Erwachsenen im Alter zwischen 18 und 55 Jahren – die zuvor noch nicht an einem Trainingstraining teilgenommen hatten – um festzustellen, wie unsere Gene drei wichtige Arten von körperlicher Betätigung beeinflussen: Muskelkraft, Herz-Kreislauf-Fitness und anaerobe Kraft. Durch die Kombination von Daten aus 24 separaten Studien entdeckten die Forscher, dass genetische Unterschiede für bis zu 72%ige Unterschiede in Bezug auf die Muskelkraft sorgten. Bei exakt gleich durchgeführten kardiovaskulären Fitnessübungen betrugen die Unterschiede bis zu 44%.

Die Forschenden isolierten auch 13 verschiedene Gene, die in Bezug auf die Trainingsergebnisse eine Rolle spielen. Daher sollte es möglich sein, die Effektivität eines Trainingsprogramms zu verbessern, indem man den Genotyp einer Person identifiziert und dann ein spezifisches Trainingsprogramm auf diese Person zuschneidet. Henry Chung, Hauptautor der Studie: „Dies könnte insbesondere denjenigen zugutekommen, die in kurzer Zeit Verbesserungen sehen müssen, wie beispielsweise Krankenhauspatienten oder Spitzensportler, bei denen geringfügige Verbesserungen den Unterschied zwischen Erfolg und Misserfolg ausmachen können.“

Referenz:
Anglia Ruskin University, Cambridge
Do exercise-associated genes explain phenotypic variance in the three components of fitness? A systematic review & meta-analysis, PLOS ONE 2021; https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0249501

#sport #bewegung #trainingprogramm #spitzensport #rehabilitation #genetik #trainingseffekt #medizin #medimpressions

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Coronaimpfung: Spray statt Spritze

Eine Ärztin versprüht eine Flüssigkeit aus einem Nasenspry
JosepSuria/shutterstock.com

Wer sich vor Nadeln fürchtet oder mRNA-Impfstoffe vermeiden möchte, dem steht in Zukunft möglicherweise ein Alternative zur Impfung zur Verfügung: die Verabreichung eines Impfstoffs via Nasenspray. MolekularbiologInnen an der Universität Graz haben einen Vakzin-Kandidaten entwickelt, der günstig in der Produktion, bei Raumtemperatur haltbar und ohne ausgebildetes Personal als Nasenspray zu verabreichen ist.

Als Trägermaterial für den Impfstoff verwendete das Team um Studienleiter Stefan Schild abgeschnürte Außenmembranen von Cholera- und Kolibakterien. Diese wurden mit Informationen über das charakteristische Spike-Protein des Covid-Erregers „bestückt“, damit das Immunsystem das Virus als Feind erkennt und bekämpfen kann. Im Mausmodell war das potenzielle Vakzin ähnlich wirksam wie die bereits zugelassenen Impfstoffe.

Auch wenn die Entwicklung die aktuelle Welle nicht mehr brechen kann, sieht Schild großes Potenzial für die neue Technologie: „In Afrika sind erst drei Prozent der Bevölkerung immunisiert, und die derzeit verfügbaren Impfstoffe werden sicher nicht ausreichen, um die Pandemie dauerhaft unter Kontrolle zu bringen.“ Gerade die einfache Produktion und Verteilung sieht er als großes Plus seines Kandidaten, den er in enger Zusammenarbeit mit der Tufts University in Massachusetts entwickelt hat. Die Verabreichung über die Nase erhöht wahrscheinlich auch die Wirksamkeit, da die Abwehrkräfte in den Schleimhäuten aktiviert werden, was bei intramuskulären Injektionen nicht der Fall ist. Darüber hinaus kann das bereits bewährte Trägermaterial für eine ganze Reihe weiterer Infektionskrankheiten adaptiert werden.

Referenz:
Universität Graz; Tufts University, Boston
An intranasal vaccine based on outer membrane vesicles against SARS-CoV-2, Frontiers in Microbiology 2021; https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.752739/abstract

#vakzin #impfstoff #corona #pandemie #impfung #nasenspray #immunisierung #medizin #medimpressions

Fotocredit: JosepSuria/shutterstock.com

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Gastroenterologie Immunologie Leben Wissenschaft

Wie das Immunsystem die Darmflora in Schach hält

Darstellung des Darms inklusive bunter Bakterien
AnatomyImage/shutterstock.com

Die im Darm lebenden Bakterienstämme bestehen aus bis zu 1000 verschiedenen Arten. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Verdauung und verhindern auch Infektionen. Im Gegensatz zu Krankheitserregern, die von außen eindringen, werden sie vom Immunsystem toleriert. Wie es das Immunsystem schafft, dieses Gleichgewicht aufrecht zu erhalten, ist noch weitgehend unverstanden. Bekannt ist, dass Immunglobuline vom Typ A, sogenannte IgA-Antikörper, eine wichtige Rolle spielen. Sie machen zwei Drittel der menschlichen Immunglobuline aus und sind meist gegen gutartige Bakterien der Darmflora gerichtet.

Schweizer Forschenden gelang es nun den Effekt von Ig-A-Antikörper, die sich spezifisch gegen eine Art von Escherichia-Coli-Bakterien richten, in vitro und im Darm von Mäusen nachzuverfolgen. Dabei zeigte sich, dass die Antikörper die Fitness der Bakterien auf verschiedene Weise kontrollierten. Zum Beispiel wurde die Beweglichkeit der Bakterien eingeschränkt oder die Aufnahme von Zuckerbausteinen für den Stoffwechsel der Bakterien behindert.

Die Frage, wieso das Immunsystem mit den gutartigen Bakterien im Darm ein Gleichgewicht erzielt, pathogene Eindringlinge dagegen wirksam vernichten kann, ist nach wie vor nicht abschließend geklärt. „Unser Versuch zeigt aber, dass IgA-Antikörper das Gleichgewicht zwischen dem menschlichen Organismus und der Darmflora fein austarieren können“, meint Ko-Autor Andrew Macpherson vom Inselspital Bern. Die Erkenntnisse erweitern nicht nur das grundlegende Verständnis des Immunsystems im Darm, sondern tragen auch zur Impfstoffentwicklung bei. „Wenn wir verstehen, wie und wo genau die Antikörper die Mikroorganismen im Darm erkennen, können wir auch Vakzine gegen pathogene Organismen gezielter designen“, so Studienleiter Tim Rollenske, Universität Bern.

Referenz:
Universität Bern, DKFZ Heidelberg
Parallelism of intestinal secretory IgA shapes functional microbial fitness, Nature 2021; https://www.nature.com/articles/s41586-021-03973-7

#mikrobiom #darm #darmbakterien #IgA #immunssystem #darmflora #pathogene #medizin #medimpressions

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Genetik Molekulare Medizin Onkologie Wissenschaft

Wie man Tumore „entwaffnet“

Ritter mit Schwert und Schild
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Damit sich Immunzellen nicht gegen gesunde Zellen wenden, bilden diese ein Schutzschild: das Protein CD47.  Dieses „Friss mich nicht“-Signal machen sich auch Tumorzellen zu Nutze, indem sie vermehrt CD47 an ihrer Zelloberfläche präsentieren. Bisherige Therapien mit Antikörpern blockieren zwar das Protein CD47 und aktivieren damit zugleich Immunzellen. Dabei können jedoch erhebliche Nebenwirkungen auftreten, da dadurch auch gesundes Gewebe und rote Blutkörperchen geschädigt werden. 

Um das Schutzschild zu durchbrechen, brachten Forscher vom Department für Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Wien einen DNA-Vektor direkt in Tumorzellen ein, so dass diese selbst ein CD47-blockierendes und damit immunaktivierendes Protein produzieren.

Das Ergebnis: CD47 konnte sowohl auf den Protein-produzierenden Zellen als auch auf Tumorzellen in der Umgebung erfolgreich blockiert werden. 
In einem in vivo Modell von humanem, hoch malignem Brustkrebs zeigte sich, dass durch diese Therapie das Tumorwachstum gestoppt wurde und in einem Drittel der Fälle die Tumore sogar verschwanden. „Wir konnten beobachten, dass durch diese Behandlung Fresszellen in den Tumor einwanderten. An der Therapiewirkung waren auch andere Immunzellen beteiligt. Besonders erfreulich: Diese Wirkung blieb auf Tumorzellen beschränkt und es traten keinerlei Nebenwirkungen in Organen auf“, erklärt Studienleiter Manfred Ogris: „Nun wollen wir diesen Therapieansatz weiter optimieren, um ihn in Zukunft in präklinischen Studien noch weiter für eine mögliche Tumortherapie zu entwickeln“.

Referenz:
Universität Wien
CD47-targeted cancer immunogene therapy: secreted SIRPα-Fc fusion protein eradicates tumors by macrophage and NK cell activation, Mol Ther Oncolytics 2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2372770521001339?via%3Dihub

#krebs #cd47 #onkologie #tumorwachstum #tumortherapie #gentransfer #immunsystem #medizin #medimpressions

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Risikorechner für drohendes Nierenversagen

Arm einer Dialysepatientin
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Wenn eine eingeschränkte Nierenfunktion (Niereninsuffizienz) diagnostiziert wird, ist unklar, wie schnell die Krankheit fortschreitet und ob eine Dialyse erforderlich wird. Das kann bei manchen Patienten sehr schnell gehen, während sich bei anderen die Nierenfunktion jahrelang kaum verschlechtert. Ein internationales Forschungsteam hat nun einen Risikokalkulator entwickelt anhand dessen sich die Wahrscheinlichkeit eines dialysepflichtigen Nierenversagens ausrechnen lässt.

Mit Hilfe von maschinellem Lernen wurden aus 22 Laborparametern sowie demographischen Daten und Körpermaßen diejenigen herausgefiltert, die zur Vorhersage des Nierenversagens maßgeblich sind. Die neue Risikoformel umfasst sechs Laborparameter: Serum-Kreatinin, -Albumin, -Cystatin C und -Harnstoff, zusätzlich zu Hämoglobin und dem Albumin-zu-Kreatinin-Verhältnis im Urin. Analysiert wurden die Daten von über 3000 Patienten der französischen CKD-REIN Studie, der englischen SKS Studie und der MMKD Studie aus Österreich, Südtirol und Deutschland.

In der Studie wurde außerdem die Vorhersagekraft der neuen Risikogleichung mit der bisher verwendeten sogenannten Tangri-Formel verglichen. Dieser gilt derzeit als Goldstandard, um Nierenversagen vorherzusagen. Der neue Score bewies dabei eine signifikant bessere Vorhersagekraft hatte als der Tangri-Score.

Der neue Risikorechner wurde jetzt auch als online-Service zu Forschungszwecken zur Verfügung gestellt. „Benutzer können hier die Werte für die sechs Parameter eingeben und erhalten dann das Risiko für ein Nierenversagen innerhalb der nächsten ein bis vier Jahre,“ so Helena Zacharias von der Medizinischen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Referenz:
CAU Kiel, Universität Regensburg, Université Paris-Saclay, Universität Innsbruck, University of Manchester, Université Bordeaux
A new predictive model for progression of chronic kidney disease to kidney failure based on routine laboratory parameters. Am J of Kidney Diseases 2021; doi.org/10.1053/j.ajkd.2021.05.018

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Gesunde Ernährung führt zu psychischem Wohlbefinden bei Kindern

Gesunde Schuljause
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Obwohl die Zusammenhänge zwischen Ernährung und körperlicher Gesundheit gut bekannt sind, war bisher nicht viel darüber bekannt, ob die Ernährung eine Rolle für das emotionale Wohlbefinden von Kindern spielt. Anhand einer in England durchgeführten Studie wurde dies nachgeholt.

Das Forschungsteam untersuchte Daten von fast 9.000 Kindern in 50 Schulen in Norfolk (7.570 Sekundar- und 1.253 Grundschulkinder), die aus der Norfolk Children and Young People’s Health and Wellbeing Survey entnommen wurden.
Die an der Studie beteiligten Kinder berichteten selbst über ihre Ernährungsgewohnheiten und nahmen an altersgerechten Tests des psychischen Wohlbefindens teil, die Fröhlichkeit, Entspannung und gute zwischenmenschliche Beziehungen abdeckten.

Die Auswertung ergab, dass nur etwa ein Viertel der Sekundarschulkinder und 28 Prozent der Grundschulkinder die empfohlenen fünf täglichen Obst- und Gemüseportionen zu sich nahmen. Jedes zehnte Kind aß weder Obst noch Gemüse. Die Forscher stellten auch fest, dass ein gesundes Frühstuck und Mittagessen eng mit der Zunahme des psychischen Wohlbefindens verknüpft war. Kinder, die ein traditionelles Frühstück zu sich nahmen, fühlten sich wohler als diejenigen, die nur einen Snack oder ein Getränk zu sich nahmen. Sekundarschulkinder, die zum Frühstück Energy-Drinks tranken, hatten besonders niedrige Werte für das psychische Wohlbefinden, sogar niedriger als die von Kindern, die überhaupt kein Frühstück zu sich nahmen.
Es stellte sich auch heraus, dass die Ernährung genauso viel oder mehr Einfluss auf das Wohlbefinden hatte wie Faktoren wie regelmäßiges Streiten oder Gewalt zu Hause.

Referenz:
University of East Anglia
Cross-sectional associations of schoolchildren’s fruit and vegetable consumption, and meal choices, with their mental well-being: a cross-sectional study. BMJ Nutrition, Prevention & Health 2021;  https://nutrition.bmj.com/content/early/2021/08/27/bmjnph-2020-000205

#ernaehrung #kinder #schule #gesundesessen #psyche #wohlbefinden #freuhstueck #medizin #medimpressions

Fotocredit: OleksandraNaumenko/shutterstock.com

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Haaranalysen zeigen: Meditation verringert Stress

Frau sitzt am Schreibtisch und meditiert, rundherum Chaos
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Das Meditation erfolgreich zur Stressverringerung beitragen kann, belegen zahlreiche Studien, die auf Selbstauskünften der Untersuchten beruhen. Nun gibt es erstmals einen objektiven Beweis dafür, dass mentales Training körperliche Anzeichen von langen Stressphasen verringert, auch bei gesunden Menschen.

Als geeignete Messgröße für die Belastung durch anhaltenden Stress gilt die Konzentration von Cortisol im Haar. Je länger der Stress anhält, umso länger zirkuliert eine erhöhte Konzentration von Cortisol im Körper – und desto mehr sammelt sich davon im Haar an. Um das Stresslevel von StudienteilnehmerInnen während eines neunmonatigen Achtsamkeits-Trainings zu messen, analysierten die ForscherInnen also die Cortisol-Menge alle drei Monate. Untersucht wurden jeweils die ersten drei Haar-Zentimeter, beginnend an der Kopfhaut.
Das 9-monatige mentale Trainingsprogramm mit 80 Teilnehmern beinhaltete westliche und fernöstliche Übungen, die jeweils einen bestimmten Fähigkeitsbereich wie Aufmerksamkeit oder sozio-affektive Fähigkeiten wie Mitgefühl oder auch die Fähigkeit zur Perspektivübernahme gegenüber eigenen und fremden Gedanken, schulten.

Nach sechs Monaten Training war die Cortisol-Menge in den Haaren der ProbandInnen im Schnitt um 25% gesunken. In den ersten drei Monaten waren leichte Effekte zu sehen, die sich in den darauffolgenden drei Monaten verstärkten. Im letzten Drittel blieb die Konzentration dann auf niedrigem Niveau. Offenbar führt erst ein ausreichend langes Training zur gewünschten Stress-reduzierenden Wirkung. Der Effekt erwies sich aber als unabhängig vom Inhalt des Trainings. Möglicherweise sind also mehrere dieser Ansätze ähnlich effektiv, um den Umgang mit chronischem Alltagsstress zu verbessern.

Referenz:
Max Planck Institut Leipzig
Contemplative Mental Training Reduces Hair Glucocorticoid Levels in a Randomized Clinical Trial, Psychosomatic Medicine, https://journals.lww.com/psychosomaticmedicine/Fulltext/2021/10000/Contemplative_Mental_Training_Reduces_Hair.10.aspx

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