HEIT - GESUND Zwei 2020 - Universität Potsdam
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Das Forschungsmagazin der Universität Potsdam
Zwei 2020
GESUND
HEIT
42 Inhalt
„Nicht jedem tut Sport automatisch gut“
Ein Psychologe und ein Mediziner über Gewohnheiten,
G
H
Vernunft und Motivation������������������������������������������������������������4
Im Kampf gegen Krankheitserreger
Der Chemiker Matthias Hartlieb entwickelt Stoffe,
die einmal Antibiotika ersetzen sollen ������������������������������������10
Good News
Wie Data Science dabei hilft, die Corona-Pandemie
besser zu verstehen������������������������������������������������������������������ 14
Mehr als eine Luftnummer
Physiker und Mediziner entwickeln einen Sensor
zur Atemgasanalyse����������������������������������������������������������������� 20
14
Verstehen und Entscheiden
Harding-Zentrum für Risikokompetenz forscht jetzt
in Potsdam��������������������������������������������������������������������������������24
Die medizinische Schatztruhe der Natur
Chemiker aus Potsdam erforschen mit afrikanischen
Kollegen neue Wirkstoffe aus Pflanzen������������������������������������28
88
Für Toleranz und Respekt vor Differenz
Voltaire-Preis 2021 ausgeschrieben������������������������������������������ 33
Ein heilender Geist
Was chronisch kranken Kindern und Jugendlichen hilft,
mit psychosozialem Stress fertigzuwerden������������������������������34
Mit kühlem Kopf durch die Hitzewelle
Wie Städte besser durch den Klimawandel kommen��������������38
33 Fragen
an den Ernährungsforscher Prof. Dr. André Kleinridders��������42
„Wir können etwas beitragen zum besseren
Verständnis unserer Zeit“
Der Historiker Dominik Geppert über Wendepunkte
und die Aufgabe der Geschichtswissenschaft��������������������������48
Eine Schere fürs Erbgut
Lena Hochrein optimiert molekulare Methoden �������������������� 52
Vom Suchen und Finden der Worte
70
Ein sprachpsychologisches Experiment ����������������������������������56
Nur sicher ist sicher?!
Ein deutschlandweites Forschungsprojekt untersucht,
wie Sicherheit in städtischen Nachbarschaften gestaltet
werden kann����������������������������������������������������������������������������� 60
Hunderter im Bündel
Wie sich mit einer Mathe-App der Stellenwert von
Zahlen verstehen lässt������������������������������������������������������������� 66
Politik und Ethik gehen Hand in Hand
Für Fabian Schuppert ist politische Theorie überaus
Impressum Titelbild:
Töpfer, Andreas praktisch veranlagt��������������������������������������������������������������������70
Layout/Gestaltung: Vom Trotz und der Liebe zur slavischen Literatur
unicom-berlin.de Alexander Wöll hat seine Leidenschaft zum Beruf gemacht������76
Portal Wissen
Das Forschungsmagazin der Universität Potsdam Redaktionsschluss für die nächste Ausgabe: Bunt mit Grund
ISSN 2194-4237 31. Oktober 2020
Miriam Schwarzenthal untersucht interkulturelle
Herausgeber: Referat für Presse- und Formatanzeigen: unicom MediaService, Kompetenz und kritisches Bewusstsein in der Schule����������� 80
Öffentlichkeitsarbeit im Auftrag des Präsidiums Tel.: (030) 509 69 89 -15, Fax: -20
Gültige Anzeigenpreisliste: Nr. 1 „Wollen wir, dass eine Künstliche Intelligenz
Redaktion: Dr. Silke Engel (verantwortlich), www.hochschulmedia.de Recht spricht?“
Matthias Zimmermann
IT- und Medienrechtler Björn Steinrötter forscht zu
Mitarbeit: Antje Horn-Conrad, Heike Kampe, Druck:
Magda Pchalek, Dr. Stefanie Mikulla, Dr. Jana Scholz W. Kohlhammer Druckerei juristischen Fragen der Digitalisierung������������������������������������84
Anschrift der Redaktion: Nachdruck gegen Belegexemplar bei Quellen- Wo sich Kudu und Springbock gute Nacht sagen
Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam und Autorenangabe frei. Potsdamer Forschende untersuchen, ob gutes
Tel.: (0331) 977-1675, -1474, -1496 · Fax: (0331) Wildtiermanagement der Savanne helfen kann ����������������������88
977-1130 Portal Wissen finden Sie online unter
E-Mail: presse@uni-potsdam.de $ www.uni-potsdam.de/portal Alternative Milch aus der Erbse
Start-up „Vly Foods“ setzt auf Nährwert und Umweltschutz�� ��96
GESUND
HEIT!
Wie stark Gesundheit und Bedarf der Menschen im
Wohlbefinden unser Leben Land auszurichten und für
bestimmen, hat uns die ihr Wohl einzusetzen. Nie
Corona-Pandemie eindring- „Gesundheitscampus Bran- war diese hochschulüber- der Corona-Pandemie spie-
lich vor Augen geführt. Und denburg“ am Anfang noch greifende Struktur wichti- len, ist ganz aktuell auch in
dass die Wissenschaft in ein virtuelles Netzwerk von ger, um patientenorientierte diesem Heft zu erfahren.
diesem Kontext den Takt universitärer und außer Grundlagenforschung und
vorgibt, war nicht zu über- universitärer Forschung, Modelle der Gesundheits- Aber natürlich widmet sich
hören. Auch an der Univer- bekommt es nun mehr und versorgung voranzutreiben. das Forschungsmagazin
sität Potsdam beschäftigen mehr Knotenpunkte und Ein wegweisendes Konzept, wie stets der ganzen fachli-
sich zahlreich Forscherin- nicht erst seit Corona einen mit dem Brandenburg Vor- chen Breite der Universität:
nen und Forscher mit Fra- ganz praktischen Nutzen – reiter sein kann. So stellen wir den Histori-
gen der Gesunderhaltung, für jeden nachvollziehbar. ker Dominik Geppert vor,
ob in den Ernährungswis- Inzwischen hat die Fakultät der sich mit der Geschichte
senschaften, der Sport- und Die 2018 gegründete Fa- für Gesundheitswissen- des vereinigten Deutsch-
Rehabilitationsmedizin, kultät für Gesundheitswis- schaften 16 neue Professu- lands nach 1990 im Span-
der Biochemie oder der senschaften wird von drei ren an den einzelnen Trä- nungsfeld von nationaler
Psychologie. Das Spektrum Einrichtungen getragen: der gerhochschulen etabliert. Einigung, europäischer
reicht von der Entwicklung Universität Potsdam, der Es geht um die Medizin Integration und globaler
antimikrobieller Polymere Brandenburgischen Tech- und Gesundheit des Al- Vernetzung befasst. Im
und eines Sensors für die nischen Universität Cott- terns, um Versorgungsfor- Selbstversuch haben wir
Atemgasanalyse bis zur bus-Senftenberg und der schung, Pflege- und Reha- mit einer Psycholinguistin
Unterstützung chronisch Medizinischen Hochschule bilitationswissenschaften erkundet, wie sich Wortfin-
kranker Kinder und dem Brandenburg in Neuruppin. sowie Telemedizin. Auch dungsstörungen erforschen
kompetenten Umgang mit Gemeinsam verfolgen sie die Kardiologie und Physio- lassen. Ebenfalls einem Test
Risiken, wie in dieser Aus- einen fächerübergreifen- logie werden eine zentrale unterzogen wir eine neuar-
gabe unseres Magazins zu den Ansatz, der die Lehre Rolle spielen. Generell setzt tige vegane Milch, die ein
lesen ist. ganzheitlich weiterentwi- die innovative Fakultät auf findiges Start-up aus Erb-
ckelt, neue wissenschaftli- starke Querbeziehungen sen herstellt. Nicht zuletzt
Mit dem Aufbau unserer che Erkenntnisse von der beispielsweise zu den Er- durften wir teilhaben an ei-
siebenten, einer Gesund- Theorie in die Praxis bringt nährungswissenschaften ner Reise nach Namibia, wo
heitswissenschaften Fakul- und damit insgesamt die oder zum Fachgebiet Di- Potsdamer Ökologen das
tät rücken solche und viele medizinische Versorgung in gital Health an der Digital Wildtiermanagement in der
neue medizinische Themen Brandenburg weiter verbes- Engineering Fakultät. Wel- bedrohten Savanne unter-
an der Universität Potsdam sert. Ihre Vision, zentrale che Rolle die Digitalisie- suchen. Lassen Sie sich von
stärker in den Fokus. War Plattform in Forschung, rung und gut aufbereitete ihnen dorthin mitnehmen,
der vom Land geförderte Lehre und Transfer zu sein, Daten bei der Bekämpfung wo sich Kudu und Spring-
bündelt gesellschaftlich re- bock Gute Nacht sagen!
levante Fragen und vorhan-
dene Expertisen, um sie am DR. SILKE ENGEL
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 3
4
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020
Illustration: Töpfer, Andreas
„NICHT
JEDEM TUT
SPORT
AUTOMATISCH
GUT“
Ein Psychologe und ein Mediziner
über Gewohnheiten, Vernunft und Motivation
Ist Sport gesund? Was für eine Frage! Jeder weiß
es, und dennoch fällt es vielen Menschen schwer,
sich regelmäßig zu bewegen, den Kreislauf auf Trab
zu bringen, die Muskeln anzustrengen. Nicht nur
Übergewicht, Erkrankungsrisiken und gesundheitli-
che Probleme ließen sich damit verringern, sondern
auch seelische Verstimmungen und stressbedingte
Befindlichkeitsstörungen. „Portal Wissen“ hat den
Rehabilitationsmediziner und Kardiologen Prof. Dr.
med. Heinz Völler und den Sportpsychologen Prof.
Dr. Ralf Brand um fachliche Auskunft gebeten.
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 5
Fotos: AdobeStock – oneinchpunch (o.), valeriya (u. li.), NDABCREATIVITY (u. re.)
Wie erklären Sie das Paradoxon, dass
Menschen sich wider besseres Wissen
zu wenig bewegen und damit die eige- Vorbilder, die auch ohne körperliche Aktivität alt ge-
ne Gesundheit riskieren? Oder anders worden sind. Zudem haben sie ein anderes Körperge-
gefragt: Warum handeln sie gegen den fühl bzw. -verständnis und nicht das Bedürfnis, sich
eigenen Körper? bewegen zu müssen oder zu sollen. Hier spielt einer-
seits die Veranlagung, die Erbanlage eine Rolle, ande-
Völler: Es ist ja nur ein scheinbarer Widerspruch. rerseits ist die soziale Umgebung ausschlaggebend.
Menschen mit Bewegungsmangel haben ihrerseits Wer nie gelernt hat, sich zu bewegen, und niemanden
6 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020
DIE FO RS CHER
Prof. Dr. Ralf Brand ist Sport- und
Englischlehrer sowie Diplom-Psycho-
loge. Er ist Professor für Sportpsy-
chologie an der Universität Potsdam
und Affiliierter Professor für Bewe-
gung und Sport an der Iowa State University (USA).
u ralf.brand@uni-potsdam.de
Prof. Dr. med. Heinz Völler ist Fach-
arzt für Innere Medizin, Kardiologie
und Sozialmedizin. Er ist Professor
für Rehabilitationsmedizin an der
Gesundheitswissenschaftlichen
Fakultät der Universität Potsdam,
der Medizinischen Hochschule
Brandenburg und der Brandenburgischen Techni-
schen Universität Cottbus Senftenberg. Als Ärztlicher
Direktor leitet er die „Klinik am See“ in Rüdersdorf.
u heinz.voeller@fgw-brandenburg.de
gung können später kommen, und kommen dann oft
sogar von ganz allein, ohne dass man sich noch dazu
zwingen muss.
in seiner unmittelbaren Umgebung kennt, der Sport
treibt, wird diesen auch nicht vermissen. In der Pandemie sind wir derzeit
gezwungen, uns vor einer noch weit-
Brand: Das ist ja nicht nur beim Sport so, sondern gehend unbekannten Erkrankung zu
auch in vielen anderen Lebenssituationen. Wir wis- schützen, indem wir unser Verhalten
sen oft genau, dass dieses und jenes nicht vernünf- danach ausrichten. Zur Prävention vor
tig ist, tun es dann aber trotzdem. Menschen folgen durchaus bekannten und häufig auftre-
ihren Gewohnheiten und richten sich insbesondere tenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen
ihre Freizeit so ein, dass sie angenehm ist. Und ge- scheint eine Änderung des Verhaltens
nau da fangen dann die Probleme mit dem Thema vergleichsweise schwerer zu fallen. Wie
Sporttreiben an: Erstens einmal kostet Sporttreiben lässt sich hier die Motivation steigern?
Zeit. Zeit, die ich in meinem Leben ohne Sport gern
für etwas anderes genutzt habe. Dann soll ich mir Brand: Tatsächlich scheinen sich viele Menschen in
Fotos: AdobeStock – insta_photos (li.); Roese, Thomas (o. re.); Klinik am See (u. re.)
diese Zeit auch noch für etwas nehmen, regelmäßig Deutschland für einige Zeit sehr vernünftig verhalten
sogar, von dem ich weiß, dass es mich erstmal aus der zu haben und sind den Aufforderungen zur Verhal-
Puste bringen könnte? Menschen, die viel und regel- tensänderung während COVID-19 gut nachgekom-
mäßig Sport treiben, haben – durch vielfache Wieder- men. Aus meiner Sicht hat das auch etwas mit der
holung – gelernt, dass es sich für sie in irgendeiner Dringlichkeit des Gebots zur Verhaltensänderung zu
Weise lohnen wird, die Anstrengung beim Joggen tun, die uns beispielweise im Fernsehen täglich vor
auszuhalten. Die irrige Annahme, dass sich Sport Augen geführt wurde. Die Berichterstattung machte
nur „lohnt“, wenn er anstrengend ist, muss raus aus nachdrücklich klar, dass das Virus nicht nur theore-
den Köpfen der Menschen. Für den Einstieg in ein tisch jeden treffen kann, sondern man selbst schon
gesünderes Leben geht es doch nur darum, für sich morgen der oder die Nächste sein könnte. Wenn es
selbst die Bewegungsaktivität zu finden, für die man um die Gesundheitsvorsorge durch Bewegung und
gerne etwas Zeit aufbringt. Training und Anstren- Sport geht, haben wir es schon zeitlich mit einer
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 7
S PO RT WÄHREND DER PANDEMIE
Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus dem
Ausland hat Prof. Dr. Ralf Brand eine große Studie
zu den Auswirkungen des Corona-bedingten Lock-
downs auf das Bewegungsverhalten und dessen
Auswirkungen auf das subjektive Wohlbefinden durch-
geführt. Jetzt sind die Daten von mehr als 16.000
Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus 32 Ländern
erhoben, die wissenschaftliche Veröffentlichung zur
Untersuchung liegt gerade bei einer internationalen
Fachzeitschrift zum Peer Review. „Was wir sehen ist,
dass diejenigen, die schon vor Corona regelmäßig
aktiv waren, während des Lockdowns in der für sie
gewohnten Häufigkeit aktiv bleiben oder sogar etwas
mehr machen“, so Brand. „Viele derjenigen, die bisher
in Fitness-Studios waren, gingen während dieser Zeit
eben zum Joggen oder haben sich zuhause selbst
Sportgelegenheiten geschaffen. Interessant ist, dass
anderen Dimension zu tun. Stellen Sie sich eine viele von denen, die vor dem Lockdown nie oder
30-jährige Person vor: Wenn sie ab jetzt regelmäßig kaum Sport getrieben waren, während der Krise bewe-
zwei bis dreimal die Woche zum Sport geht, dann gungsaktiver geworden sind.“ Auch mit Blick auf die
erleidet sie in 20 Jahren vielleicht keinen Herzinfarkt. Auswirkung während Corona veränderten Bewegungs-
Veranlasst sie das in ähnlicher Weise zum sofortigen verhaltens fanden die Wissenschaftler Unterschiede.
Handeln? An das Thema Sport- und Bewegungsför- Diejenigen, die vor der Krise weitgehend inaktiv waren
derung muss man deshalb anders, psychologisch und erst in den Tagen des Lockdowns begonnen
geschickter herangehen. Auch die Studierenden am haben, sich hin und wieder der Gesundheit zuliebe
Department für Sport- und Gesundheitswissenschaft zu bewegen, profitierten davon nicht auf Ebene des
in Potsdam lernen viel darüber, was man tun kann, subjektiven Wohlbefindens. Schon vor der Krise aus-
um Menschen dazu zu motivieren, sich ihrer Gesund- reichend bewegungsaktiv gewesen zu sein, war in
heit zuliebe mehr zu bewegen. Beispielsweise, dass es gewisser Weise Schutzfaktor für eine vergleichsweise
wertvoller ist, Menschen Bewegung und Sport erleben gute Stimmung während der Krise.
zu lassen, als über die möglichen positiven Konse-
quenzen zu sprechen.
vielen Menschen erkannt wird und die Motivation,
Völler: Es war ja auch zu Zeiten des Lockdowns so, körperlich aktiv zu sein, steigert.
dass jeder Einzelne sich frei bewegen konnte. Wan-
dern, Joggen oder Fahrradfahren waren möglich und Brand: Natürlich ist es unrealistisch, aber wenn es
sind auch von vielen bewegungsfreudigen Menschen für Bewegung und Sport ähnlich nachdrückliche
ausgeübt worden. Ein ebenso großer Anteil der Be- Kampagnen gäbe wie zum Schutz vor Corona, dann
völkerung wird den Lockdown eher als Einschrän- sähen wir sicher auch in diesem Bereich Verände-
kung der Bewegungsfreiheit empfunden oder auch rungen. Zumindest für eine gewisse Zeit. Denn die
wohlwollend akzeptiert haben. Ob letztere den Zu- motivationspsychologisch schwierige Situation bleibt
sammenhang zwischen einer höheren Gefährdung ja: Die Kampagne will, dass man etwas tut, wozu man
durch das SARS-CoV-2-Virus bei Vorliegen kardio- eigentlich keine Lust hat, wovon man gesundheitlich
vaskulärer Erkrankungen oder Risikofaktoren wie irgendwann aber sicher profitieren wird. Die Person
Foto: AdobeStock – galitskaya
Bluthochdruck sehen, wage ich zu bezweifeln. Somit meint aber, dass sie das Ausruhen jetzt braucht, weil
denke ich nicht, dass dieser Zusammenhang von der nächste Tag schon anstrengend genug wird. Ein-
8 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020
fach nur an die Vernunft zu appellieren reicht eben Rehabilitation begonnen haben, Sport zu
meistens nicht aus. treiben, berichten nicht nur von positiven
körperlichen Effekten, sondern auch von
einem besseren Wohlbefinden. Der Rück-
Viele Erkrankungen, insbesondere des fall in alte Gewohnheiten ist dennoch
Bewegungsapparats und des Herz- nicht selten. Woran liegt das und wie
Kreislauf-Systems, aber auch der Psyche kann man dem entgegenwirken?
werden unterstützend mit Sport thera-
piert. Welche Effekte sehen Sie bei den Völler: Die Effekte einer aktiven Lebensweise sind
Patienten? vielfältig. Neben einer besseren Fitness kommt es
auch zu verbesserter Immunität und stabilerer Ge-
Völler: Gerade bei Menschen mit den genannten Er- mütslage. Wenn Menschen jedoch keine dauerhafte
krankungen ist der Benefit einer regelmäßigen sport- Unterstützung erfahren, fallen sie in Abhängigkeit
lichen Betätigung größer als bei Gesunden. ihres sozialen Umfeldes häufig in gewohnte Ver-
haltensmuster zurück. Daher muss in Schulen und
Brand: Sehr eindrückliche Befunde gibt es mittler- Betrieben einer gesunden Lebensweise – neben der
weile auch zur Bedeutung von Sport und Bewegung Bewegung spielt auch die Ernährung eine große Rol-
in der Behandlung von depressiven Erkrankungen. le – viel mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Frühe Arbeiten zum Thema waren methodisch oft Schul- und Betriebssport sollten fester Bestandteil des
schwach und die Befunde konnten nicht überzeugen. Alltags sein.
In den letzten zehn Jahren hat sich das geändert, und
es ist klar, dass sich Therapieergebnisse verbessern, Brand: Aber man muss auch aufpassen, dass man
wenn Sport und Bewegung eine Rolle spielen. als Sport-Fan und Bewegungsförderer nicht in die
Falle tappt und so tut, als ob Sport jedem Menschen
in gleichem Maße immer sofort und automatisch gut
Menschen, die nach langer Zeit der tut! Das ist nicht so. Wenn eine untrainierte und ei-
Inaktivität oder in der medizinischen ne trainierte Person gemeinsam zum Laufen gehen,
dann fühlt sich bei schnellerem Tempo nur noch eine
der beiden gut. Es geht darum, die für einen selbst
richtige und gute Art von Sporttreiben zu finden.
R E H A BI LI TAT I ON WÄH R E ND D ER Dabei kann man sich sogar helfen lassen: Fachleute,
P A N DE MI E die wissen wie man Sport und Bewegung so anbietet,
Prof. Dr. med. Heinz Völler ist Professor für Rehabi- dass die Freude im Vordergrund steht, gibt es in jeder
litationsmedizin an der Gesundheitswissenschaft- Schule, in jedem Gesundheitszentrum und sicher
lichen Fakultät und zudem Ärztlicher Direktor der auch in vielen Fitnessstudios.
„Klinik am See“, einer Rehabilitationsklinik für Innere
Medizin in Rüdersdorf. In der Corona-Pandemie ANTJE HORN-CONRAD
steht er vor der permanenten Herausforderung, Pati-
enten und Mitarbeitern größtmöglichen Schutz zu
bieten. Patienten, die direkt aus dem Krankenhaus in
die Klinik kommen, müssen einen negativen Abstrich
vorweisen. Wer zwischendurch zu Hause war, muss
eine Woche lang ein Symptomtagebuch führen. „Bei
Verdacht auf SARS-CoV-2-Infektion wird vor Ort
ein Abstrich durchgeführt und der Patient muss in
Quarantäne, bis das Ergebnis vorliegt“, beschreibt
Völler das verschärfte Aufnahmeverfahren. Auch die
Mitarbeiter führen ein Symptomtagebuch und wer-
den großzügig abgestrichen und vom Dienst befreit.
Gruppengrößen wurden verkleinert und Essenzeiten
verändert, um die Abstandsregeln einzuhalten. Nicht
zuletzt wurden die ohnehin schon hohen Hygiene-
standards intensiviert. „Bislang gab es keine Infektio-
nen, sodass der Risikogruppe herzkranker Patienten
eine regelhafte Rehabilitation ermöglicht werden
Foto: AdobeStock – Alina
konnte“, so Völler.
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10
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020
Illustration: Töpfer, AndreasIM KAMPF GEGEN
KRANKHEITSERREGER
Der Chemiker Matthias Hartlieb entwickelt Stoffe,
die einmal Antibiotika ersetzen sollen
Seit April 2019 forscht Dr. Matthias Hartlieb als türlich nicht so rasant verbreiten, wie es das Corona-
Postdoc im Open-Topic-Programm der Universität Virus momentan tut. Hier geht es eher um Kranken-
Potsdam zu antimikrobiellen Polymeren – also hausumgebungen und Menschen, die ein schwaches
chemischen Stoffen, die Mikroorganismen wie Immunsystem haben, zum Beispiel ältere Menschen,
Bakterien zerstören und insbesondere im Gesund- Patienten in Chemotherapie, mit Autoimmunerkran-
heitssektor gefragt sind. Unter dem gegenwärtigen kungen oder Transplantaten. Im Moment findet sich
Einfluss des Corona-Virus gewinnt seine Forschung fast immer noch ein Antibiotikum, das hilft. Aber
besondere Relevanz, auch wenn bakterielle Erreger wenn sich Resistenz-Gene weiterverbreiten, könnte
für ihn im Fokus stehen. Denn schon seit Jahren das Ende der Fahnenstange bald erreicht sein. In so
beschäftigt sich die Medizin mit der Frage, wie einer „post antibiotic era“ wären medizinische Ver-
gerade kranke und immunschwache Menschen vor fahren deutlich gefährlicher und die Lebenserwartung
Keimen geschützt werden können. Dr. Jana Scholz könnte beträchtlich sinken.
sprach mit dem Chemiker über resistente Bakterien, Die Arbeit an antimikrobiellen Polymeren ist mein
die Wirksamkeit von Antibiotika und die Fragilität Beitrag, etwas Sinnvolles für unsere Gesellschaft zu
des Gesundheitssystems. tun. Ob das funktioniert, sei dahingestellt – aber man
sollte es zumindest versuchen. Deswegen habe ich
das Thema für den Aufbau einer Nachwuchsgruppe
Herr Hartlieb, seit wann befassen Sie mitgenommen.
sich mit antimikrobiellen Materialien –
und warum?
An welchem Stoff arbeiten Sie konkret –
Den ersten Kontakt mit antimikrobiellen Polymeren was kann er und wie funktioniert er?
hatte ich kurz nach der Promotion. Ich war von 2015
bis 2017 in England in der Gruppe von Prof. Sébastien Wir stellen wasserlösliche Polymere her, die Bakteri-
Perrier in Warwick. Zusammen mit ihm entstanden en angreifen und zerstören. Das Vorbild hierfür sind
verschiedene Ideen zu antimikrobiellen Materialien antimikrobielle Peptide, die unser Immunsystem ver-
wie etwa Peptide, Polymere und Kombinationen die- wendet, um Bakterien abzuwehren. Die Erkennung
ser Stoffklassen. Das Thema war zu dem Zeitpunkt funktioniert über elektrostatische Interaktionen, also
natürlich nicht neu, verschiedene Gruppen arbeiten über Ladungen. Bakterien sind negativ geladen, die
schon seit 15 Jahren daran. Allerdings haben wir uns Peptide bzw. unsere Polymere haben positive Ladun-
neue Fragen gestellt – zum Beispiel wie die Mikro-
struktur der Polymere die antimikrobiellen Eigen-
schaften beeinflusst. DER FO RS CHER
Das Ganze hat mich gefesselt, weil es ein wichtiges
Problem angreift: antimikrobielle Resistenz. Die stei- Dr. Matthias Hartlieb studierte Che-
gende Resistenz von Bakterien gegen normale Anti- mie an der Friedrich-Schiller-Univer-
biotika wird zunehmend problematisch und die Welt- sität Jena. Seit 2018 ist er als Postdoc
gesundheitsorganisation (WHO) hat das auch weit in der Gruppe von Prof. Alexander
oben auf ihrer Liste, Stichwort „Krankenhauskeime“. Böker an der Universität Potsdam.
Was passiert, wenn ein Krankheitserreger in Umlauf
Foto: Hopfgarten, Tobias
ist, gegen den es kein Gegenmittel gibt, erleben wir u mhartlieb@uni-potsdam.de
ja gerade am eigenen Leib. Bakterien würden sich na-
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 11gen und lagern sich so an Bakterien an. Da die Zellen Zellen oft nicht hoch genug ist. Das ist der Punkt, an
unseres Körpers im Großen und Ganzen neutral sind, dem unsere Forschung ansetzt.
bleiben sie verschont.
Wenn Peptid oder Polymer am Bakterium ange-
kommen sind, bringen sie dort die Membranstruktur Wo könnten diese Polymere zum Einsatz
durcheinander und lösen die Membran teilweise auf, kommen?
was tödlich für das Bakterium ist. Das ist ein großer
Vorteil gegenüber konventionellen Antibiotika, da das Das Ziel wäre, sie wie normale Antibiotika zu verwen-
Bakterium kaum in der Lage ist, eine Resistenz dage- den, also als Tablette oder Injektion, um eine Infekti-
gen zu entwickeln. Zwar wäre das im Prinzip möglich, on zu bekämpfen. Das Problem ist: Selbst wenn man
aber das Bakterium müsste dafür viel opfern, was ein Polymer findet, das alle nötigen Eigenschaften
wiederum die Gefährlichkeit senkt. Eine Wunderwaf- mitbringt, gibt es noch langwierige Zulassungspro-
fe sind die Polymere aber trotzdem nicht, weil sie bei zesse, die auch kostenintensiv sind. Dafür müssen
Weitem nicht so potent sind wie Antibiotika und die diese Materialien noch deutlich besser gemacht wer-
Selektivität zwischen Bakterien und unseren eigenen den – was mein erklärtes Ziel ist.
In der Zwischenzeit könnte man über Anwendun-
gen nachdenken, bei denen die Schwelle niedriger ist.
Wie zum Beispiel in Oberflächenbeschichtungen, die
sich aktiv gegen Bakterienbewuchs verteidigen. Das
ist wichtig für Implantate aber auch für viele medi-
Dr. Matthias Hartlieb im Labor
Fotos: Hopfgarten, Tobias (3)
12 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020zinische Gerätschaften wie Katheter, Zugänge etc.
Auch in der Wundversorgung könnten antimikrobiel-
le Polymere eine Rolle spielen. Natürlich müssen die
Materialien dann für den speziellen Zweck angepasst
werden.
Diese Applikationen werden bei uns im Moment
noch nicht konkret bearbeitet, aber ich habe verschie-
dene Ideen und werde auch Forschungsanträge zu
diesen Themen stellen.
Welche Relevanz hat Ihre Forschung in
Bezug auf das Corona-Virus, das laut
aktuellem Stand offenbar gerade auf
Kunststoffen einige Tage überlebt?
Es gibt zwar antimikrobielle Peptide, die auch ge-
gen bestimmte Viren wirksam sind, aber ich muss
zugeben: Von Viren verstehe ich im Moment viel zu
wenig, um sagen zu können, ob das Polymere auch
leisten könnten und wie nützlich das letztlich wäre.
Ich werde mich dazu in den nächsten Wochen im
Home-Office belesen.
Was uns die momentane Krise vor Augen führt, ist,
wie fragil unsere Gesundheit sein kann und wie viele
schutz- und hilfsbedürftige Menschen wir in unserer welche Weise verändert werden. Ich hoffe, darauf die
Gesellschaft haben. Auch wenn wir diesen Virus über- eine oder andere Antwort zu finden.
standen haben, können solche Situationen wieder
auftreten. Antimikrobielle Resistenz ist im Vergleich
dazu ein eher langsamer Prozess, aber bislang kaum Über das Open-Topic-Programm der Uni
zu stoppen, hat also auch enormes Potenzial, unser Potsdam sind Sie als Post-Doc in der
Leben negativ zu beeinflussen. Arbeitsgruppe von Prof. Alexander Böker
beschäftigt. Wie erleben Sie die neue
Stelle und die Forschungsmöglichkeiten
Welche Vor- und Nachteile haben anti- in Potsdam?
mikrobielle Polymere – man denke bei-
spielsweise an Allergien und Resisten- Ich bin nun seit fast einem Jahr hier und sehr zufrie-
zen, die durch keimtötende Wirkstoffe den mit dem Postdoc-Programm. Ich genieße alle nur
entstehen können? Ist so etwas bei den erdenklichen Freiheiten, was meine Forschung an-
Polymeren, an denen Sie arbeiten, eben- geht. Prof. Böker ist dabei der ideale Mentor, der mir
falls denkbar? stets mit Rat und Tat zur Seite steht und mich unter-
stützt, wo er kann. Auf der anderen Seite gibt er mir
Allergien und Unverträglichkeiten sind natürlich im- sehr viel Freiheit, was die thematische Ausgestaltung
mer ein potenzielles Risiko, aber das kennen wir ja meiner Arbeit angeht, und lässt mich allein publizie-
auch von konventionellen Antibiotika. Für mich ist ren. Da bleiben für einen Nachwuchswissenschaftler
das kein Totschlag-Argument. Im Idealfall kann ich in keine Wünsche offen.
ein paar Jahren mehr dazu sagen. Mein größter Engpass ist im Moment das Personal.
Der große Vorteil der Polymere ist, dass kaum Verschiedene Anträge, die mir Doktorandenstellen
Gefahr besteht, dass Bakterien gegen sie Resisten- oder andere Personalmittel bescheren würden, sind
zen entwickeln. Auch können wir die Struktur und schon gestellt und weitere werden folgen. In der Zwi-
Zusammensetzung der Systeme schnell und gezielt schenzeit gibt es aber auch verschiedene Themen für
verändern. Bachelor- oder Masterarbeiten zu vergeben. Wer also
Der größte Nachteil ist im Moment der Mangel an einen Hintergrund in Chemie oder Biochemie hat
Selektivität. Sprich: Die Polymere sind zu toxisch für und auf der Suche nach einem Thema für so eine Ar-
uns. Es ist auch nicht vollständig geklärt, wie genau beit ist, kann mich gern kontaktieren.
Foto: Hopfgarten, Tobias
verschiedene Polymere mit den Membranen inter-
agieren und welche Strukturmerkmale dadurch auf DR. JANA SCHOLZ
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 13Good News
Wie Data Science dabei hilft, die Corona-Pandemie besser zu verstehen
Illustration: Töpfer, Andreas
14 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 15
Die durch das Coronavirus Ende 2019 ausgelöste in den Nachrichten vor allem auf eine weit entfernte
Pandemie bestimmt ein halbes Jahr später das Epidemie in China beschränkt. Selbst das angese-
Leben von Milliarden Menschen weltweit. Dabei hene Robert Koch-Institut hatte nur sporadisch die
spielen reale Ängste vor der Ansteckung mit dem weltweiten Fallzahlen auf der eigenen Webseite ak-
Virus genauso eine Rolle wie bewusst gestreute tualisiert. Anfang 2020 staunte man noch über den
Falschinformationen. Um sich unabhängig infor- ungebremsten Eifer der Chinesen, die komplette
mieren zu können, sind im Kampf gegen das Virus Notfall-Krankenhäuser binnen weniger Tage aus dem
öffentlich zugängliche Daten wichtig. Hierbei hilft Erdboden stampften.
eine Gruppe von Forschenden am Hasso-Plattner-
Institut (HPI) der Universität Potsdam, indem sie
Erkenntnisse und IT-Werkzeuge zur grafischen Der Schlüssel zum Erfolg: Zugang zu
Auswertung unter https://we.analyzegenomes.com/ aktuellen Daten
kostenlos zur Verfügung stellt.
Am HPI gibt es bereits Erfahrungen bei der Erfor-
Wer hätte vor einigen Monaten geahnt, dass unser schung von Epidemien. Beispielsweise arbeiteten
Alltag im Frühjahr 2020 so auf den Kopf gestellt sein HPI-Forscher bei der Eindämmung der Ebola-Epi-
würde? Ob Abstandsregeln im Alltag, Mundschutz demie 2014 in Westafrika gemeinsam mit Wissen-
beim Einkaufen oder Präsenznotbetrieb an den Uni- schaftlern aus aller Welt. Damals erwies sich das
versitäten. All das – ausgelöst durch die COVID- Nachverfolgen von Kontakten, das sogenannte Con-
19-Pandemie. Am HPI arbeiten Forscherinnen und tact Tracing, als besonders wichtige Maßnahme. Da-
Forscher trotz der Einschränkungen daran, tagesak- bei wurden Kontaktpersonen von Infizierten über den
tuelle Daten zur weltweiten Verbreitung des Coro- Zeitraum der Inkubation isoliert und regelmäßig auf
navirus zusammenzutragen und der Öffentlichkeit krankheitsspezifische Symptome befragt. Nur durch
zugänglich zu machen. konsequentes Identifizieren von Kontaktpersonen
Für viele Deutsche kamen die Einschränkungen und deren Isolation konnte das Risiko einer Anste-
durch die Pandemie abrupt und waren erst im März ckung weiterer Personen reduziert werden.
2020 wirklich greifbar, als Kitas und Schulen ge- Auch während der aktuellen Coronavirus-Pandemie
Illustration: Töpfer, Andreas
schlossen wurden und Kontaktbeschränkungen in ist das Contact Tracing ein Schlüssel zum Erfolg. Ge-
Kraft traten. Bis dahin hatte sich die Berichterstattung rade bei den ersten Fällen in Deutschland wurde sehr
16 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020erfolgreich mit persönlichen Interviews zu rekonstru- lang nicht. Dabei stellen landesweit erhobene Daten
ieren versucht, mit welchen Personen Infizierte in den die Grundlage für viele wichtige Entscheidungen dar.
vorangegangenen Tagen in Kontakt gewesen waren. Beispielsweise nutzen Epidemiologen aktuelle Fakten
Je konsequenter das Tracing erfolgte, desto schneller über Infizierte je Region, um die Ausbreitung ein-
wurde klar, dass dafür viele Ressourcen nötig sind. zuschätzen und passende Handlungsempfehlungen
Schon bei der Ebola-Epidemie 2014 hatte sich gezeigt, zu geben. Ebenso können neueste Pandemiedaten
dass qualifiziertes Personal für das Contact Tracing Aufschluss darüber geben, wie effektiv großflächige
rasch knapp werden kann. Daher war damals am HPI Maßnahmen, etwa die Schließung von Gastronomie-
gemeinsam mit einem internationalen Wissenschaft- einrichtungen, sind.
lerteam eine App für das Contact Tracing entwickelt
und vor Ort in Nigeria erprobt worden. Mithilfe der
App und einer kurzen Einweisung kann jeder Mensch Aktuelle Daten automatisch beziehen
beim Contact Tracing helfen. Auch jetzt war das HPI
bei der Entwicklung der sogenannten C ovApp betei- Das HPI hat den Ernst der Lage frühzeitig erkannt
ligt, die bei der Erfassung relevanter Symptome bei und schon im Januar 2020 damit begonnen, ver-
Verdachtsfällen unterstützt. Der Einsatz solcher digi- fügbare internationale Datenquellen mit Fallzahlen
taler Anwendungen zeigt gerade in Zeiten knapper zu SARS-CoV-2 zu identifizieren. Da zu dieser Zeit
Ressourcen im Gesundheitswesen, wie sie effektiver das Zentrum der Epidemie noch in China lag, kon-
genutzt werden können, damit sich medizinisches zentrierten sich die Wissenschaftler auf chinesische
Fachpersonal um Notfälle kümmern kann. Internetquellen. Als nächsten Schritt etablierten sie
Neben den Daten aus dem Contact Tracing sind eine Hauptspeicherdatenbank für die weltweiten Fall-
Behandlungsdaten aus Krankenhäusern eine wich- zahlen. Dank der am HPI erforschten Hauptspeicher-
tige Quelle. Sie können beispielsweise präzise Aus- technologie sind flexible Echtzeitanalysen von großen
kunft über die Zahl der Neuerkrankten, Gesundeten Datenmengen nach beliebigen Kriterien möglich. In
oder Verstorben geben. Doch diese Zahlen werden der Datenbank werden die aktuell berichteten Fall-
dezentral erhoben und liegen in verschiedenen IT- zahlen zu Erkrankten, Gesundeten und Verstorbenen
Illustration: Töpfer, Andreas
Systemen vor. Ein zentrales Register, das die Daten je Land oder Region zusammen mit Zeitstempeln
automatisiert ohne Verzögerung erfasst, gibt es bis- gespeichert.
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 17Abb. 1: Visualisierung der weltwei- Status TOTAL Quelle:
ten COVID-19-Fallzahlen auf einer
Weltkarte, oben 20. April, unten 20.
Mai 2020. Die Kreisfläche spiegelt
die absoluten Zahlen wider.
Abbildung: HPI
18 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020Infizierter gemeldet wird oder nicht? Gerade zu Be-
D E R F OR SC H E R ginn des Jahres fehlten Kapazitäten für das flächende-
ckende Testen. Statt eines PCR-Tests auf Viren-RNA
Dr.-Ing. Matthieu-P. Schapranow wurden auch andere Indikatoren, wie CT-Bilder der
ist Leiter der Arbeitsgruppe „In- Lunge, zur Fallbestimmung herangezogen. Das un-
Memory Computing for Digital terschiedliche Vorgehen führt aber dazu, dass die
Health“ sowie Scientific Manager gemeldeten Zahlen je Land mit unterschiedlichen
Digital Health Innovations am Messfehlern behaftet sind.
Hasso-Plattner-Institut (HPI). Er engagiert sich In afrikanischen Ländern mit einem weniger gut
ehrenamtlich u.a. in der Plattform Lernende Systeme, aufgestellten Gesundheitssystem ist das systemati-
im Bundesverband Informationswirtschaft, Telekom- sche Testen von COVID-19-Verdachtsfällen extrem
munikation und neue Medien e.V. (BITKOM) in der schwierig. Aber auch die Dokumentation von Ver-
Arbeitsgruppe e-Health, sowie in der Global Alliance dachtsfällen und die Erhebung der Daten aus regi-
for Genomics and Health. onalen medizinischen Zentren ist für die Regierun-
gen mit logistischen Hürden verbunden. Aufgrund
u matthieu.schapranow@hpi.de der Erfahrungen aus früheren Epidemien ist daher
davon auszugehen, dass die öffentlich gemeldeten
Zahlen nur einen Bruchteil der Realität abbilden.
Um die Daten nicht händisch erfassen zu müssen, Hinzukommt, dass glücklicherweise nur ein verhält-
kommen sogenannte Crawler zum Einsatz. Dabei nismäßig geringer Teil der Infizierten mit schweren
handelt es sich um Computerprogramme, die in re- Symptomen erkrankt, die eine Hospitalisierung er-
gelmäßigen Abständen die Webseiten nach Fallzah- forden.
len absuchen und sie bei aktualisierten Meldungen
automatisch in die Datenbank importieren. Auf diese
Weise konnten die Wissenschaftler eine lückenlose Rasche Prognosen mittels KI
longitudinale Datenbank zu den weltweiten Fallzah-
len schaffen, die mittlerweile etwa 20.000 Einträge Für Deutschland wissen wir, dass viele Infizierte
für knapp 600 Regionen und Länder weltweit um- mitunter nur leichte oder gar keine Symptome zei-
fasst. gen, also auch bei einem Arztbesuch nicht registriert
werden. Um diesen Fehler in nationalen Zahlen zu
berücksichtigen, wurden in den Regionen Deutsch-
Visualisierung ist der Schlüssel zur Inter- lands, die als Corona-Hotspots gelten, flächendeckend
pretation von Daten Einwohner befragt und getestet. Aus diesen regiona-
len Studien hofft man eine präzisiere Prognose für
In der Auswertung lassen sich Aussagen zur aktuel- die realen Fallzahlen in Deutschland und ein besseres
len Lage treffen und retrospektiv Daten analysieren, Verständnis für die Übertragungswege des Virus zu
um z.B. Trends in einzelnen Ländern oder Regionen erhalten. Auch am HPI dient die aufgebaute Daten-
zu erkennen. Hierbei kommen Softwaresysteme zum bank der erfassten COVID-19-Daten als Grundlage für
Einsatz, die mit interaktiven Visualisierungen die Prognosen. So kommen Verfahren des maschinellen
Exploration großer Datenmengen unterstützen. Abb. Lernens und der künstlichen Intelligenz zum Einsatz,
1 zeigt ein Beispiel, das die Fallzahlen vom 20. April um beispielsweise anhand der Entwicklungen in Chi-
und 20. Mai 2020 je Land anhand von Kreisdiagram- na die Fallzahlen für weitere Länder zu prognostizie-
men vergleicht. Zu erkennen ist, wie stark die Fallzah- ren oder die Wirksamkeit von getroffenen Maßnah-
len vor allem in Nordamerika, aber auch Südamerika, men zu bewerten.
in Teilen Europas, sowie Russlands binnen eines Mo- Je zeitiger man landesweit auf aktuelle Daten zu-
nats zugenommen haben. Sie übersteigen die Zahlen rückgreifen kann, desto schneller können auch ange-
im Ursprungsland China bei Weitem. messene Maßnahmen im Umgang mit der Pandemie
Der afrikanische Kontinent weist vermeintlich ge- getroffen werden. Etablierte klinische Prozesse zum
ringe Fallzahlen auf. Doch ist das wirklich so? Hier systematischen Testen, ein zentrales Register zur Er-
stoßen die Wissenschaftler auf eine weitere Heraus- fassung von Verdachtsfällen sowie geeignete IT-Werk-
forderung: Zwar können sie auf gemeldete Daten zeuge zur interaktiven und flexiblen Auswertung der
aus fast allen Ländern zurückgreifen, haben jedoch Daten bilden die Grundlage dafür, dass medizinische
keinen Einfluss auf deren Qualität. Dabei geht es Experten bei der nächsten Pandemie noch zeitiger
Foto: Schapranow, Dr.-Ing. Matthieu-P.
nicht nur um die Korrektheit der übermittelten Zah- reagieren können.
len, sondern insbesondere um Definitionen und
Annahmen je Land. Anhand welcher Kriterien wird
beispielsweise entschieden, ob ein Verdachtsfall als DR.-ING. MATTHIEU-P. SCHAPRANOW
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 19Mehr als eine
Luftnummer
Physiker und Mediziner entwickeln einen Sensor zur Atemgasanalyse
Gemeinsam machen sich ein Sportmediziner und DAS PRO JEKT
ein Physiker auf den Weg, um ein medizinisches
Mess- und Diagnostikverfahren zu revolutionieren. Das Projekt „SensreD (Sensorik mit funktionalisierten
Das Ziel ist ein optischer Sensor, mit dem die Atem- Lichtwellenleitern für die respiratorische Diagnostik)“
luft analysiert werden kann. Mit dem neuen Verfah- untersucht und entwickelt einen optischen Sensor zur
ren sollen die Nachteile von herkömmlichen Metho- Atemgasanalyse. Mit dem neuen Verfahren lässt sich
den abgemildert und die Messungen schneller und der Gehalt von Sauerstoff und Kohlendioxid in der
detaillierter werden. Atemluft sowie das Atemvolumen bestimmen.
„Manchmal – wie gerade in einem Projekt mit Teilen Beteiligt: Universität Potsdam, Professur für Physika-
der Kanu-Nationalmannschaft – lassen wir unsere lische Chemie und Professur für Sportmedizin und
Sportler ganz früh herkommen. Um fünf Uhr mor- Sportorthopädie
gens, wenn noch nichts los ist. Dann legen wir sie erst Förderung: Ministerium für Wissenschaft, Forschung
einmal eine halbe Stunde hin, bis sie fast schlafen. und Kultur des Landes Brandenburg (MWFK), För-
Und dann messen wir.“ Die Patienten von Prof. Dr. derprogramm StaF (Stärkung der technologischen
Frank Mayer, der Ärztlicher Direktor der Hochschul- und anwendungsnahen Forschung an Wissenschafts-
ambulanz ist, sollen vollkommen entspannt und ru- einrichtungen im Land Brandenburg) mit Mitteln der
hig sein. Denn das ist für die folgende Messung ent- Landesinvestitionsbank (ILB)
scheidend. Die Athleten bekommen eine Atemmaske Laufzeit: 12/2019–11/2021
auf, durch die sie ruhig weiteratmen sollen. Ein ange-
20 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020Maske zur Analyse der Atemluft
Foto: Hopfgarten, Tobias
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 21Testfahrt auf dem Ergometer
mit Atemgasmessung
schlossenes Gerät misst, wie viel Sauerstoff und Koh-
lendioxid in der ausgeatmeten Luft vorhanden sind. Der neu entwickelte Sensor
Die Messung bestimmt, wie viel Kalorien der Körper
in Ruhe verbraucht. Mit dem Verfahren ermitteln die
Mediziner den sogenannten Grundumsatz, der gera-
de für Sportlerinnen und Sportler eine wichtige Größe
ist, um Ernährung und Training optimal aufeinander
abzustimmen.
Atemluft zeigt mögliche Erkrankungen an
Aber die Atemgasmessung liefert noch weitaus mehr
Informationen, vor allem unter Belastung auf dem
Fahrrad oder Laufband. Spiroergometrie heißt diese
Messung, die „eine weltweit etablierte Routineme-
thode in der Allgemeinmedizin, der Kardiologie, der „Der spannende Punkt ist, dass wir dafür eine
Pulmologie oder der Sportmedizin ist“, betont Frank optische Sensorik entwickeln“, erklärt der Physiker.
Mayer. „Über die Atemgase kann man Rückschlüsse Dafür verwendet das Forschungsteam einen Farbstoff,
auf die Leistungsfähigkeit und den Stoffwechsel zie- dessen Leuchtintensität davon abhängig ist, wie hoch
hen, Krankheiten diagnostizieren und die Lungen- die Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentration in der
funktion untersuchen.“ Luft ist. Über ein Mundstück gelangt die Atemluft auf
Hans-Gerd Löhmannsröben ist kein Mediziner, das Sensornetz, in dem der Farbstoff – ein organi-
sondern Professor für Physikalische Chemie und hat scher Rutheniumkomplex – fest verankert ist. Wenn
dennoch ein wissenschaftliches Interesse an Atemluft: die Luft- und Farbstoffmoleküle miteinander reagie-
„Das ist eine ganz spannende Größe und ein wichti- ren, misst eine Sonde die Eigenschaftsänderungen
ger Analyt, der viel verraten kann.“ Die Forschung des Farbstoffs und liefert Daten, aus denen sich die
dazu sei in den letzten zehn Jahren förmlich explo- Gaskonzentration errechnen lässt. Zusätzlich messen
diert. Heute wissen Mediziner etwa, dass bestimmte die Forscher über ihren Sensor noch die Temperatur
Moleküle in der Atemluft zahlreiche Erkrankungen und das Atemvolumen.
wie Krebs oder Diabetes anzeigen können. „Atemgas
ist immer verfügbar und gleichzeitig sehr komplex
in der Zusammensetzung. Ein sensorischer Zugang Bequemer messen ohne Maske
würde viele medizinische Diagnostiken ermöglichen“,
Fotos: Hopfgarten, Tobias (2)
erklärt Löhmannsröben, der an genau solch neuen Schneller, genauer und detaillierter – das sind die
Mess- und Analysemethoden arbeitet. Erwartungen, die die Forscher an den neuen Sensor
22 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020stellen. Die ersten Testmessungen sind vielverspre-
chend. Auf Änderungen muss der Sensor sehr schnell DIE FO RS CHER
reagieren. Dass er diese Hürde meistert, zeigen die
dicht beieinanderliegenden Messpunkte der ersten Prof. Dr. Hans-Gerd Löhmannsröben
Messdiagramme. „Das Signal ist stabil, zeigt wenig studierte Physik in Oldenburg, Göttin-
Störungen, liefert gleichmäßige Kurven und mehr gen und Chapel Hill (USA). Seit 2000
Informationen als die herkömmliche Messung“, freut ist er Professor für Physikalische Che-
sich Hans-Gerd Löhmannsröben. mie an der Universität Potsdam.
Nun gilt es, den Schritt in die praktische Anwen-
dung zu wagen. Der Sensor muss auch dann verläss- u loeh@chem.uni-potsdam.de
lich messen, wenn die Probanden auf dem Laufband
oder dem Fahrrad sitzen. „Das Projekt ist in einer sehr
frühen Phase – wissenschaftlich spannend, aber auch Prof. Dr. Frank Mayer studierte
risikoreich“, betont Hans-Gerd Löhmannsröben. „Wir Medizin in Tübingen. Seit 2006 ist
wissen bisher, dass der Sensor viel kann und besser er Professor für Sportmedizin und
misst als andere Methoden. Jetzt muss sich zeigen, ob Sportorthopädie an der Universität
er das auch in jeder Situation kann“, beschreibt Frank Potsdam und Ärztlicher Direktor der
Mayer die Herausforderung. Hochschulambulanz.
Das Potenzial für die medizinische Anwendung sei
jedenfalls enorm, schätzt der Mediziner ein und hofft
nicht nur auf verbesserte und genauere Messergebnis- u fmayer@uni-potsdam.de
se, sondern auch auf mehr Komfort bei der Untersu-
chung. Die herkömmliche Methode der Atemgasana-
lyse funktioniert nur mit einer gut sitzenden Gesichts-
maske, die vor der Umgebungsluft abschirmt. Die Pa- Hans-Gerd Löhmannsröben überzeugt. Gerade im
tienten müssen mit einem gewissen Luftwiderstand Hinblick auf den Gesundheitscampus Brandenburg,
dagegen anatmen, für viele ist das unangenehm. Vor der derzeit entsteht und für den die Uni Potsdam
allem auf dem Laufband oder dem Fahrrad, wenn eine von insgesamt drei Trägeruniversitäten ist. Un-
der Körper auf Hochleistung läuft und viel Sauerstoff terstützt werden dieses und weitere interdisziplinäre
benötigt, fühlt sich die Maske über Mund und Nase Projekte vom Netzwerk Gesundheitswissenschaften,
für einige Patienten beklemmend an. Wer dann das das die Gesundheitswissenschaftler der Uni Potsdam
Gefühl hat, nicht genug Luft zu bekommen, verrin- mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen ver-
gert seine Leistung auf dem Sportgerät – das wollen bindet. Rund 20 Professorinnen und Professoren ar-
die Sportmediziner vermeiden, um aussagekräftige beiten hier von der Grundlagenforschung bis zur An-
Messergebnisse zu erhalten. „Wenn es uns gelingt, wendung zusammen. Außerdem ist „SensreD“ ein-
den Sensor so zu entwickeln, dass eine Maske gar gebunden in das Fraunhofer-Leistungszentrum „In-
nicht mehr notwendig ist und wir vielleicht nur noch tegration biologischer und physikalisch-chemischer
ein Mundstück benötigen, würde das die Messungen Materialfunktionen“ mit der Universität Potsdam als
viel einfacher machen“, erklärt Frank Mayer. „Ankeruniversität“.
In den kommenden Monaten wird das Team aus
der Physikalischen Chemie häufiger zu Gast bei den
Die Zukunft der Forschung ist interdiszi- Kollegen in der Hochschulambulanz sein. Mehrere
plinär Versuchsgruppen werden hier die neue Messmetho-
de testen – im Liegen, auf dem Fahrrad und auf dem
Auch für den Physiker Hans-Gerd Löhmannsröben Laufband, um dem Verfahren noch den notwendigen
ist das Projekt Neuland: „Zum ersten Mal arbeiten Feinschliff zu verpassen. Zum Schluss muss sich der
wir mit der Sportmedizin zusammen und erhalten Sensor in einer klinischen Studie unter Alltagsbedin-
Daten von Menschen.“ Beide Forscher mussten sich gungen bewähren und seine Zuverlässigkeit bewei-
aufeinander einstellen und eine gemeinsame Spra- sen. Läuft alles wie erhofft, könnte das der Auftakt für
che finden. Nicht ganz einfach, geben beide zu. „Es weitere Projekte sein. „Atemgas ist so komplex – wir
standen für mich plötzlich völlig neue Fragen im können noch viele weitere Bestandteile analysieren
Raum. Da wir mit Menschen arbeiten, muss zum und vielleicht sogar einen Sensor entwickeln, der
Fotos: Fritze, Karla (o.); Hopfgarten, Tobias (u.)
Beispiel die Ethikkommission einbezogen werden. kleinste Partikel und damit Krankheitserreger erfas-
Das habe ich vorher noch nie gemacht“, sagt Löh- sen kann“, erklärt Hans-Gerd Löhmannsröben und
mannsröben. verspricht: „Es gibt schon einige Ideen und Skizzen
Die Zukunft der Forschung lebt von der Koopera- in der Schublade.“
tion der verschiedenen Fächer, sind Frank Mayer und HEIKE KAMPE
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 23G E R D G I G E R E NZ E R UND D AS HARDING-
Z E N T R UM F ÜR R I SI KOKOMP E TENZ
„Wir wünschen uns eine Gesellschaft, die Risiken einzuschät-
zen und mit ihnen zu leben weiß. Mit unserer Arbeit können
wir dazu einen Beitrag leisten“, sagt der Gründer des Harding-
Zentrums für Risikokompetenz, Prof. Dr. Gerd Gigerenzer. Der
ehemalige Direktor des Max-Planck-Instituts für Bildungsfor-
schung (MPIB) ist Psychologe und Autor zahlreicher Bücher,
darunter „Bauchentscheidungen“ und „Das Einmaleins der
Skepsis“, die jeweils zum „Wissenschaftsbuch des Jahres“
(2007 und 2002) gekürt wurden. Darin beschäftigt er sich mit
der Frage, wie man rationale Entscheidungen treffen kann,
wenn Zeit und Information begrenzt sind und die Zukunft
ungewiss ist. David Harding, Global Investment Manager und
Chef von Winton Capital, wurde auf die Arbeit Gigerenzers
aufmerksam, nachdem „Das Einmaleins der Skepsis“ von der
Royal Society zum Science Book des Jahres nominiert worden
war. Die gemeinsame Vision einer informierten Gesellschaft
führte 2009 zur offiziellen Eröffnung des Harding-Zentrums
in Berlin. Im Zuge der Emeritierung Gerd Gigerenzer endete
2019 die Zeit des Harding-Zentrums am MPIB. Dank der wei-
teren Finanzierung durch den Namensgeber und Mäzen David
Harding und der Unterstützung der Universität Potsdam kann
das Zentrum nun seine Arbeit an der Fakultät für Gesundheits-
wissenschaften fortsetzen, einer gemeinsamen Fakultät mit
der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senf-
tenberg und der Medizinischen Hochschule Brandenburg.
Foto: AdobeStock – zhukovvvlad
$ https://hardingcenter.de/
24 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020VERSTEHEN UND
ENTSCHEIDEN
Harding-Zentrum für Risikokompetenz
forscht jetzt in Potsdam
PORTAL WISSEN · ZWEI 2020 25Was sind die Risiken der elektronischen Patientenak- Um dazu beizutragen, hat sein Team bisher be-
te, der Diagnose mit künstlicher Intelligenz oder aber kannte Fakten zu SARS-CoV-2 und COVID-19 in
von Gesundheits-Apps? Mit solchen Fragen befasst Grafiken und Tabellen aufbereitet. Die sogenannten
sich das Harding-Zentrum für Risikokompetenz, das Faktenboxen des Harding-Zentrums sind ein erprob-
der renommierte Psychologe Gerd Gigerenzer am tes und wirksames Mittel gegen Unkenntnis. Die Wis-
Berliner Max-Planck-Institut für Bildungsforschung senschaftler haben sich darauf spezialisiert, analoge
gründete. Zu Jahresbeginn wechselte es an die Fakul- und digitale Werkzeuge zu entwickeln, mit denen
tät für Gesundheitswissenschaften nach Potsdam. Menschen gut informiert und effizient Entscheidun-
Doch kaum waren die Umzugskisten ausgepackt, gen treffen können.
brach die Corona-Pandemie herein. Und plötzlich Eine Herausforderung war es zunächst, die Corona-
standen ganz andere Fragen im Raum … Infektion zu anderen Risiken ins Verhältnis zu setzen.
Zur Veranschaulichung wurde ein Fußballstadion
Das Harding-Zentrum steht für Aufklärung. Es will mit 10.000 Plätzen gewählt (Abbildung). Die Grafik
Menschen helfen, die Risiken, mit denen sie sich täglich vergleicht Fallzahlen von COVID-19 für 2020 – um-
konfrontiert sehen, besser zu verstehen und kompeten- gerechnet auf die 10.000 Stadionplätze – mit anderen
ter mit ihnen umzugehen. Es fasst die wissenschaftliche Krankheiten, Alltagsgefahren wie Verkehrsunfällen
Abbildung: Harding-Zentrum für Risikokompetenz
Evidenz über Nutzen und Schaden von Behandlungen, und vergangenen Epidemien. Ganz bewusst ist hier
Impfungen und Früherkennung, auch von Medikamen- auch die häufig zitierte Grippesaison 2017/2018 aufge-
ten und Nahrungsergänzungsmitteln in einer für Laien führt, in der ungewöhnlich viele Menschen erkrankten
verständlichen Form zusammen. Doch wie lässt sich und starben. Doch selbst im Vergleich mit diesem ex-
die Gefahr eines neuartigen, noch kaum erforschten Vi- tremen Influenza-Ausbruch besetzen die Corona-Fälle
rus richtig einschätzen? „Die Menschen müssen lernen, im „Fußballstadion“ deutlich mehr Plätze. Allerdings
sich kritisch zu informieren“, sagt der Psychologe Dr. handelt es sich bei den Corona-Fällen noch um für das
Felix Rebitschek, der das Zentrum leitet. gesamte Jahr 2020 geschätzte Zahlen.
Grippe (2017/2018)1 Herz-Kreislauf-Erkrankungen (2017)2
an Grippe verstorben an Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Grippefälle verstorben
Medizinische
Behandlungsfehler
(2011)3
Schweinegrippe (2009)1
Quellen:
1. Robert Koch-Institut
2. Statistisches Bundesamt
3. WIdO-Krankenhaus-Report 2014 durch
an Schweinegrippe 4. Bundesministerium des Innern vermeidbare
verstorben für Bau und Heimat (2020)
medizinische
Schweinegrippefälle Behandlungsfehler
in Krankenhäusern
gestorben
COVID-19 (Schätzung 2020)4 Verkehrsunfälle (2018)2
an bzw. mit COVID-19 versterben bei Verkehrsunfällen Verstorbene
COVID-19-Fälle bei Verkehrsunfällen schwer Verletzte
26 PORTAL WISSEN · ZWEI 2020Sie können auch lesen
