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Infektionsrisiko für Sars-Cov-2 durch Bargeld ?

Um herauszufinden, wie lange sich Sars-Cov-2 auf Münzen und Banknoten hält, untersuchten Forscher der Ruhr-Universität in Zusammenarbeit mit der europäischen Zentralbank, verschiedene Eurogeldstücke und -scheine mit unterschiedlich hoch konzentrierten Viruslösungen und beobachteten über mehrere Tage, wie lange infektiöse Viren nachweisbar waren. Als Vergleich dienten Edelstahloberflächen.

Die Ergebnisse beruhigen: Während auf der Edelstahloberfläche noch nach sieben Tagen infektiöse Viren vorhanden waren, waren sie vom 10-Cent-Stück nach sechs Stunden, vom 5-Cent-Stück nach einer Stunde komplett verschwunden (Viren vertragen kein Kupfer). Auf 10-Euro-Scheinen dauerte es drei Tage bis zum vollständigen Verschwinden infektiöser Viren, bei der 1-Euro-Münze zwei Tage.

Um zu untersuchen, wie gut das Virus von einer Oberfläche auf die Fingerspitze übertragen wird, benetzten die Forscher Geldscheine, Münzen und kredtikartenähnliche PVC-Platten mit ungefährlichen Coronaviren sowie unter Hochsicherheitsbedingungen mit Sars-Cov-2. Diese Oberflächen wurden dann noch feucht oder bereits getrocknet von ProbandInnen mit den Fingerspitzen oder im Fall von Sars-Cov-2 mit künstlicher Haut berührt. Danach wurden Zellkulturen mit den an den Fingerspitzen haftenden Viren angeimpft.
Das Ergebnis: „Bereits nachdem die Flüssigkeit angetrocknet war, fand praktisch keine Übertragung infektiöser Viren mehr statt“, so Studienautor Daniel Todt: „Unter realistischen Bedingungen ist eine Ansteckung mit Sars-Cov-2 an Bargeld sehr unwahrscheinlich.“

Die aktuelle Studie untersuchte die Wildtyp- und Alpha-Variante von Sars-Cov-2. „Wir gehen davon aus, dass sich auch andere Varianten wie die zurzeit vorherrschende Delta-Variante ähnlich verhalten“, erklärt Mitautor Eike Steinmann.

Referenz:
Ruhr-Universität Bochum
A realistic touch-transfer method reveals low risk of transmission of SARS-CoV-2 by contaminated euro coins and banknotes, iScience 2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004221008762

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Mikroplastik wird von krankheitserregenden Pilzen besiedelt

Eine Studie hat sich jetzt erstmals mit Lebensgemeinschaften von Pilzen auf Mikroplastik-Partikeln im Erdboden befasst. Dabei wurde nachgewiesen, dass viele der untersuchten Arten zu Pilzgruppen gehören, die für Pflanzen, Tiere und Menschen krankheitserregend sind. Pathogene Mikropilze sind aufgrund ihrer Lebensweise offenbar in der Lage, sich auf den unwirtlichen Oberflächen der Mikroplastik-Partikel anzusiedeln. Zusätzlich sind sie imstande, starker Sonneneinstrahlung und Hitze zu widerstehen.

„Wir haben auf den Mikroplastik-Partikeln alle Stadien pilzlicher Biofilmbildung beobachten können. Dabei konnten wir nachweisen, dass die Pilze in der so genannten Plastisphäre nicht nur wachsen, sondern sich auch vermehren. Die Daten, welche wir aus mikroskopischen Untersuchungen und DNA-Analysen gewonnen haben, liefern Grund zur Annahme, dass Mikroplastik im Boden flächendeckend von Pilzen besiedelt ist. Zudem belegen sie, dass Mikroplastik im Boden bestimmte pathogene Pilzarten anreichert: Einige für den Menschen gefährliche Arten, darunter Schwärzepilze und kryptokokkale Hefepilze, sind auf den Oberflächen der Mikroplastik-Partikel in höheren Konzentrationen vorhanden als im umgebenden Boden. Unsere Studie rechtfertigt daher die Feststellung, dass Mikroplastik im Boden eine mögliche Quelle für Pilzinfektionen darstellt“, fasst Gerasimos Gkoutselis, Erstautor der Studie, die Ergebnisse zusammen.

Die Analysen belegen auch, dass die Anzahl der Arten auf den Mikroplastikpartikeln geringer war als in den Bodenproben selbst, jedoch höher als die Anzahl derer, die sich auf Mikroplastik in Flüssen und Seen ansiedeln. Zur Gefahr könnten die pathogenen Pilze vor allem in tropischen Ländern mit erodierten Böden werden (die untersuchten Bodenproben stammten aus Kenia).

Referenz:
Univeristät Bayreuth, Universität Hannover, LMU München
Microplastics accumulate fungal pathogens in terrestrial ecosystems, Scientific Reports 2021; https://www.nature.com/articles/s41598-021-92405-7

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Bei welcher Temperatur wird das Wetter zum Problem?

Wenn die extreme Hitze häufiger wird und die Temperatur über eine längere Dauer auf hohem Niveau bleibt, steigt der physiologische Stress bei Menschen, Tieren und Pflanzen. An der Technischen Universität München wurde nun untersucht, welche Temperaturen von Menschen, Nutztieren und landwirtschaftlichen Nutzpflanzen bevorzugt werden und ab wann sie schädliche Auswirkungen zeigen. Das Ergebnis: Mensch, Tier und sogar Pflanzen bevorzugen einen ähnlichen Wohlfühltemperaturbereich: dieser liegt zwischen 17 und 24 Grad Celsius. 

Bei hoher Luftfeuchtigkeit beginnt eine leichte Hitzebelastung für den Menschen bei etwa 23 Grad Celsius und bei niedriger Luftfeuchtigkeit bei 27 Grad Celsius. „Sind Menschen längere Zeit Temperaturen über 32 Grad Celsius bei extrem hoher Luftfeuchtigkeit oder über 45 Grad Celsius bei extrem niedriger Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, kann das tödlich sein“, so Studienleiter Senthold Asseng.  

Bei Rindern und Schweinen treten Hitzebelastungen bei 24 Grad Celsius bei hoher Luftfeuchtigkeit und bei 29 Grad Celsius bei niedriger Luftfeuchtigkeit auf. Die Milchleistung bei Kühen kann bei Hitzebelastung um 10 – 20 Prozent sinken und auch die Mastleistung von Schweinen reduziert sich. Hühner erfahren eine leichte Hitzebelastung bei 30 Grad Celsius, ab 37 Grad geht die Legerate zurück. Insgesamt führt Hitzestress bei allen Nutztieren zu einem verringerten Wachstum. c

Asseng: „Bis zum Ende des Jahrhunderts könnten 45 – 70 Prozent der globalen Landfläche von Klimabedingungen betroffen sein, bei denen der Mensch ohne technische Hilfen, wie etwa Klimaanlagen, nicht mehr überleben kann. Derzeit sind es 12 Prozent. Das bedeutet, dass in Zukunft 44 bis 75 Prozent der menschlichen Bevölkerung chronisch durch Hitze gestresst sein werden. Eine ähnliche Zunahme der Hitzebelastung ist für Vieh, Geflügel, Nutzpflanzen und andere lebende Organismen zu erwarten.

Referenz:
TU München
The upper temperature thresholds of life, The Lancet Planetary Health, June 2021, https://doi.org/10.1016/S2542-5196(21)00079-6

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Ernährung Leben Technologie Umwelt Wissenschaft

Zukunftsnahrung: Quallenchips und Seegurkensuppe

Die Weltbevölkerung nimmt rasant zu, fruchtbares Land, Süßwasser und Dünger werden knapp. Am Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung geht man daher der Frage nach, inwieweit das Meer Nahrungsressourcen birgt, die bisher noch kaum genutzt wurden.

Auf unseren Tellern könnte sich bald ein Tier finden, das als vermehrungsfreudige Plage, ein eher negatives Image hat – die Qualle. Sie besteht zwar zu rund 97% aus Wasser, ihre Trockenmasse hat aber ein interessantes Nährwertprofil mit einem hohen Anteil an essentiellen Aminosäuren, vielen Mineralstoffen und mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Dank ihres Proteingehaltes könnten Quallen sogar Lachs oder Thunfisch ersetzen, die auch in Aquakultur kaum nachhaltig gezüchtet werden können. Aufgrund ihrer großen Artenvielfalt ist auch davon auszugehen, dass ihr Potenzial für unsere Ernährung bei weitem noch nicht ausgeschöpft ist. Für Europäer könnten sie als kalorienarmes Superfood in Form von Chips oder Proteinpulver attraktiv werden.

Im Fokus der Wissenschaftler befinden sich auch Seegurken, von denen es rund 1700 Arten gibt, darunter einige, die über drei Meter lang werden und in allen Meeren vorkommen. Bekannt als „Ginseng der Meere“ enthalten sie unter anderen wertvollen Inhaltsstoffen auch Chondroitinsulfat, das gegen Arthrose wirken soll.
Mittels integrierter Aquakultur versucht man jetzt Wohngemeinschaften unter Wasser zu etablieren, die einen natürlichen Kreislauf bilden. So sollen etwa die Futterreste und Ausscheidungen von Fischen oder Garnelen, von anderen Zuchtorganismen wie Algen, Muscheln oder Seegurken verwertet werden. Algen, wie etwa die Meerestraube, weisen nämlich ebenfalls ein sehr breites Spektrum an nützlichen Inhaltsstoffen auf. Zudem schmeckt der „grüne Kaviar“ leicht salzig und zerplatzt im Mund geradeso wie sein Namensgeber.

Referenz:
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)
Pressemeldung: „Food for the future”, 25.5.2021, https://www.leibniz-zmt.de/de/forschung/wissenschaftliche-projekte/food-for-the-future.html

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Allgemeinmedizin Leben Umwelt Wissenschaft

Brandkohle: Dauerhafte Gefahr für Umwelt und Gesundheit

Jedes Jahr verbrennen weltweit schätzungsweise vier Prozent der Landoberfläche. Zurück bleiben mehr als 250 Megatonnen verkohlter Pflanzen. Eine Studie der Universität Wien in Zusammenarbeit mit Swansea University hat in diesen Kohlen nun erstmals erhöhte Konzentrationen umweltbeständiger freier Radikale nachgewiesen.

Reaktive Sauerstoffspezies verursachen oxidativen Stress auf Zellebene. Bisherige Forschung zeigt, dass sie auf diese Weise beispielsweise die Keimfähigkeit von Pflanzen hemmen, Zellgifte produzieren oder toxisch auf wirbellose Wasserbewohner wirken. Umweltbeständige freie Radikale sind potenzielle Vorläufer reaktiver Sauerstoffspezies, da sie mit Wasser zu diesen Sauerstoffradikalen reagieren können. „Daher bringt man umweltbeständige freie Radikale mit schädlichen Effekten für das Ökosystem und die menschliche Gesundheit in Verbindung“, erklärt Studienleiter Gabriel Sigmund.
Die Forscher haben die umweltbeständigen Radikale in 60 Kohleproben unterschiedlich intensiver Feuer in borealen, gemäßigten, subtropischen und tropischen Klimazonen aus zehn unterschiedlichen Bränden in einer Konzentration nachgewiesen, die jene, die üblicherweise in Böden vorkommt, um das Zehn- bis Tausendfache übersteigt. Anders als erwartet blieb diese Konzentration über mindestens fünf Jahre stabil. Als bedeutsame Quelle für umweltpersistente freie Radikale und damit potenziell auch für schädliche reaktive Sauerstoffspezies erwiesen sich insbesondere Waldbrandholzkohlen.  

Die Untersuchung hat neue Fragen nach Konsequenzen für das Ökosystem aufgeworfen, die nun geklärt werden müssen, so die Forscher: „Inwieweit sind die Radikale ein Stressfaktor für Mikroorganismen nach einem Waldbrand? Oder: Wie wird ein Ökosystem davon beeinflusst?

Referenz:
Universität Wien, Swansea University
Environmentally persistent free radicals are ubiquitous in wildfire charcoals and remain stable for years; Communications Earth & Environment (2021), https://www.nature.com/articles/s43247-021-00138-2

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COVID-19: Luftverschmutzung ist Kofaktor für Sterblichkeit

Eine eben veröffentlichte Studie schätzt, dass etwa 15% der weltweiten Todesfälle durch COVID-19 auf eine langfristige Exposition gegenüber Luftverschmutzung zurückzuführen sein könnten. Der Anteil der luftverschmutzungsbedingten COVID-19 Todesfälle in Europa liegt bei 19%, in Nordamerika bei 17% und in Ostasien bei 27%. Die Zahlen sind eine Schätzung des Anteils der Todesfälle, die hätten vermieden werden können, wenn die Bevölkerung einer geringeren Luftverschmutzung ausgesetzt wäre.  

Der zurechenbare Anteil beweist keinen direkten Zusammenhang sondern einen indirekten Effekt, weswegen relative Zahlen angeben wurden. Für die einzelnen Ländern ergeben die Schätzungen ein sehr unterschiedliches Bild: Vergleichsweise hoch ist der Anteil in der Tschechischen Republik mit 29%, in China mit 27% und in Deutschland und Österreich mit 26%. Niedriger ist der Anteil in Italien (15%) oder Brasilien (12%), Israel (6%), Australien (3%) und Neuseeland (1%). Obwohl die Ergebnisse Unsicherheiten aufweisen, wird der Beitrag der Luftverschmutzung an der COVID-19-Mortalität klar ersichtlich.

„Wenn Menschen verschmutzte Luft einatmen, wandern die sehr kleinen gesundheitsschädlichen Feinstaubpartikel von der Lunge ins Blut und in die Blutgefäße wo sie Entzündungen und starken oxidativen Stress verursachen,“ meinen Kardiologen. „Kommen eine langfristige Exposition gegenüber Luftverschmutzung und die Infektion mit dem COVID-19-Virus zusammen, dann addieren sich die negativen Gesundheitseffekte. Feinstaub scheint auch die Aktivität des ACE-2 Rezeptors auf Zelloberflächen zu erhöhen. Von diesem Rezeptor ist bekannt, dass er an der Art und Weise beteiligt ist, wie COVID-19 Zellen infiziert. 

Referenzen:
Max Planck Institut für Chemie; Harvard T. H. Chan School of Public Health; London Centre for Climate Change + Planetary Health; Charité Berlin; Universität Mainz
; https://www.mpg.de/15950183/1028-chem-099020-luftverschmutzung-als-ko-faktor-bei-covid-19-sterbefaellen1

Regional and global contributions of air pollution to risk of death from COVID-19; Cardiovascular Research; 26. Okt 2020; https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa288

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Tiermedizin Wissenschaft

Arzneimittel-Rückstände beeinflussen Fische

Rückstände von Arzneimitteln in Gewässern wirken auch bei Fischen. Starke Effekte haben Medikamente zur Behandlung von Depressionen. Das zeigen Untersuchungen im Rahmen des Projekts „Effect Network in Water Research“ der Universitäten Heidelberg, Tübingen, sowie des Karlsruher Instituts für Technologie, die Effekte von Medikamenten und Lebensmittelzusatzstoffen in der aquatischen Umwelt erforschen.

Wie Verhaltensuntersuchungen mit Zebrabärblingen und Bachforellen zeigen, wirken Antidepressiva besonders stark: untersucht wurden Fluoxetin und Citalopram, die in großen Mengen zur Behandlung von Depressionen eingesetzt werden. Diese neuroaktiven Substanzen führten bereits in außerordentlich geringen umweltrelevanten Konzentrationen zu Verhaltensveränderungen. So reagieren die Embryonen von Zebrabärblingen sehr empfindlich, wenn sich die Beleuchtung ihrer Umgebung ändert. Sie schwimmen hektisch hin und her und versuchen sich zu verbergen. Unter dem Einfluss der Antidepressiva änderte sich dies: Je höher die Konzentration der beiden Arzneistoffe im Wasser war, desto weniger zeigten die Fische diesen Schutzreflex, wenn die Beleuchtung wechselte. Die Fische hatten ihre natürliche Reaktion auf Stress verloren.

Auch bei einem Antidiabetikum, das bei Typ-2-Diabetes verabreicht wird, konnten die Wissenschaftler Effekte belegen. In Experimenten an Bachforellen zeigte sich, dass sich der Wirkstoff in Mengen, wie sie beispielsweise in Flüssen nachweisbar sind – dazu führt, dass die Fische mehr Kohlenhydrate in der Leber ablegten und an Gewicht verlieren. Außerdem veränderte sich die Bakterienzusammensetzung im Darm der Tiere: es fanden sich etwa vermehrt Bakterienarten, die die Fische schwächen können.

Referenzen;
Universität Heidelberg, Eberhard Karls Universität Tübingen, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Pressemitteilung: Universität Heidelberg

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