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Humanbiologie für Psychologen - 16.10.2003

Horst Seidler Evolutionsaspekte des Gehirns Die Entwicklung des Zentralnervensystems begann aus Rückenmark heraus. Das verlängerte Mark := Medulla Oblongata bildet fließenden Übergang vom Gehirn zum Rückenmark = Medulla spinalis. Später entwickelte sich der komplexere Hirnstamm. Der Hirnstamm= Truncus cerebri ist der evolutionsbiologisch älteste Teil, bestehend aus: Mittelhirn (Mesencephalon), Brücke (Pons), Kleinhirn (Cerebellum)+ verlängertes Mark (Medulla oblongata).
Das Gehirn besteht weiters aus dem Zwischenhirn = Diencephalon, das in Hypothalamus und Thalamus unterteilt wird, und dem Großhirn = Telencephalon das den jüngsten Neuerwerb darstellt. Das Telencephalon umgibt die stammesgeschichtlich alten Strukturen. Das Telencephalon ist in linke und rechte Großhirnhälfte= Hemisphären unterteilt und ist umgeben von der Großhirnrinde in Form von Windungen= Gyrus, die wiederum durch Furchen= Suklcus unterteilt sind. Der Cortex (Großhirnrinde) umgibt Großhirn, ist grau und wird von dichtem Netz von Nervenzellen gebildet.
Die stammesgeschichtlich jungen und alten Teile haben sich über Millionen von Jahren entwickelt um ihre unterschiedlichen Funktionen und ihre Komplexität zu erreichen.

Funktionsmodell von Mc Lean

Dies ist eine sehr einfache Darstellung und kann der Realität nicht gerecht werden. Das Gehirn ist in Entwicklungsschritten entstanden, baute sich sozusagen in Schichten auf, wie eine russische Schachtelpuppe: außen große Puppe, innen kleinere,.. Innen sind die ältesten Teile, darüber entwickelten schichtenartig die neueren Teile. Die alten Teile des Gehirns gehen ins Rückenmark über.
Mc Lean teilte das Gehirn nach funktionalen, neuroantomischen, ethologischen und phylogenetischen Gesichtspunkten ein:

Das Protoreptilische Gehirn besteht aus Hirnstamm und Diencephalon= Zwischenhirn ( und Teilen des Mandelkerns)
Es integriert weitgehend stereotype, angeborene Verhaltensweisen, die für das Überleben wichtig sind. Es weist einen Mangel an Flexibilität und Lernfähigkeit auf und ist an eine stabile Umwelt gebunden/ kann sich also nicht an neue Umweltgegebenheiten anpassen. Es ist zuständig für die Steuerung der Atmung und Organe (sowie Flucht und Angriff, Fressen, Fortpflanzung; Tiere die bspweise hauptsächlich mit dieser Hirnfkt ausgestattet sind, sind Schlangen). Die Grundfunktionen sind erhalten geblieben, fand nur qualitative Weiterentwicklung statt. Z.B.: verbesserte Atmung.

Das Palaeomammalische Gehirn besteht aus Strukturen die limbisches System ausmachen. Limbisches System sind nach Mc Lean subcorticale Anteile des Gehirns, sowie alten Teile des Telencephalon. nämlich Allocortex: 3-schichtig, bestehend aus Palaecortex = Riechhirn und Allicortex: Hippocampus und Teil Mandelkerne; Limbische Rinde ist Teil des Allocortex.
Ursprünglich stammt Begriff "limbisches System" von Paul Broca, der es als Grenzsystem/ als Übergang zwischen stammesgeschichtlich altem Stammhirn und neueren Großhirnschichten definiert. ( Limbus = Grenze). Nach Mc Lean der erste erfolgreiche Versuch der Natur ein Bewusstsein zu entwickeln: Motivation, Lernprozesse, Handlungsbereitschaft, Stimmungen, Triebansprüche. Limbisches System erhält Infos aus dem Körperinneren und wird aktiviert Gedächtnisinhalte zu gewinnen und zu speichern und diese affektiv und emotional einzufärben. Es ist zudem für primäres Lust und Unlustverhalten verantwortlich. Durch das limbische System kann stammesgeschichtliches Verhalten überspielt und modifiziert werden, man kann sich mitteilen, in soziales Leben integrieren, von Umweltbedingungen unabhängiger sein. Limbisches System ist verantwortlich für artspezifisches Verhalten der Säuger. Das Handeln ist hauptsächlich zweckorientiert.

Das Neomammalische Gehirn beinhaltet Telencephalon mit der Großhirnrinde= Neocortex, mit Ausnahme des Allocortex. Die Nervenzellen des Neocortex bilden ein Nervennetz und sind in 6 Schichten angeordnet. Die Dicke der Großhirnrinde und somit das Volumen der Nervenzellen ist nicht überall gleich dick: 1,5 - 5 mm. Das Neomammalische Gehirn entwirft Handlungsstrategien und- konzepte [1], plant in die Zukunft, modifiziert Affekt- und Triebansprüche, die aus dem palaeomammalischen Gehirn kommen: z.B. ein Wutausbruch kommt von palaeomammalischem Gehirn und neomammalisches Gehirn entscheidet wie damit umzugehen ist: stampfe ich mit dem Fuß oder bringt das nichts? Verantwortlich für formales Denken, abstraktes Denken, exakte räumliche und zeitliche Kommunikation mit der Umwelt. Kann sich weitgehend unabhängig von Körperinneren Gedächtnisinhalte aneignen.

Die Zusammenarbeit der Gehirnteile verläuft nicht immer konfliktfrei und der ein oder andere Gehirnteil kann die Oberhand gewinnen.

23.10.2003

Entwicklung des Gehirns beim Embryo/ Kind
Gehirn entwickelt sich vorgeburtlich aus Dreibläschenstadium:
Aus Rhombencephalon ensteht: verlängertes Mark, Kleinhirn, Brücke
Aus Mesencephalon: Mesencephalon
Aus Prosencephalon: Telencephalon, Telencephalpon impar und Diencephalon.

Je jünger ein Organ erworben wurde, evolutionsbiologisch gesehen, desto länger braucht es für die Ontogenese= eigenständige Entwicklung.
Die alten Gehirnteile also protoreptilisches und palaeomammalisches Gehirn sind bei der Geburt bereits vollständig entwickelt und verfügbar. Das protoreptilische Gehirn sorgt beim Säugling bereits für die Steuerung und Koordination der Lebensfunktionen. Durch das palaeomammalische Gehirn sind primäre Lust/und Unlustgefühle bereits vorhanden. Das Kind teilt seine Bedürfnisse der Umwelt durch Körpersprache mit, um Unlust in Lustgefühle zu verwandeln. Es geht primär um die Erhaltung des eigenen Organismus, dabei ist die soziale Umwelt: körperliche Nähe und Zuwendung genauso wichtig wie Stillen von Hunger oder Durst.
Zum Zeitpunkt der Geburt ist das Furchen und Windungsbild der Gehirnrinde bereits vorhanden- doch dies ist erst der Beginn der Entwicklung des Großhirns und des Neocortex. Die Gewichtszunahme des Gehirns im Verlaufe der Kindheit betrifft fast ausschließlich das neomammalische Gehirn. Kinder müssen "unfertig" zur Welt kommen sonst gäbe es Schwierigkeiten bei der Geburt.

In der nachgeburtlichen Entwicklung kommt es zur Reifung des Gehirns um uns plastisch auf Umweltbedingungen einstellen zu können. Ende des ersten Lebensjahres ist etwa die Hälfte des endgültigen Gehirnvolumens erreicht. Ende 3. Lebensjahr 80% Gehirnmasse erreicht. Die Entwicklung des Großhirns reicht bis in die Pubertät hinein.

2 Beispiele, die aufzeigen, dass Entwicklung des Gehirns an die Umwelt gebunden ist:
°Soziale Deprivation (Renee´ Spitzer): Bei Kindern, die ohne stabile, emotionale Entwicklung aufwachsen, entwickelt sich die Großhirnrinde nicht wie es von der Natur vorgesehen ist. Die Dichte der Großhirnrinde nimmt ab. Dies kann zu Verhaltensauffälligkeiten bis hin zur intellektuellen Retardierung führen.
°Auch bei Reizüberflutung können Verhaltensauffälligkeiten auftreten; wenn Kind zwischen beispielsweise 20 verschiedenen Bezugspersonen herumgereicht wird und keine konkrete(n) Bezugsperson(en) hat, wie es von Natur vorgesehen ist.

Die Lebenserwartung ist gestiegen
Wenn wir heute auf die Welt kommen liegen zwischen acht und neun Lebensdekaden vor uns.
Mit zunehmendem Alter, wenn die Spannkraft nachlässt, muss es zu einer Funktionsänderung des Gehirns kommen. Bis zum 45./50. Lebensjahr ist es wichtig sich an Umwelt anzupassen, um sich in der Welt, Berufs, Studien, Familien,.. -welt zurechtzufinden. Und es ist wichtig sich in dieser Zeit möglichst gut z.B: durch Lernprozesse anzupassen, denn wie bereits erwähnt (Funktionsänderung) lässt die Aktivität des KZG im späteren Alter nach und die Aktivierung des Langzeitspeichers kommt zum tragen (Man erinnert sich vermehrt an Vergangenes). Die Funktion, die dahinter steckt ist , die eigenen Erfahrungen an Jüngere weiterzugeben. Diese Weitergabe hat zentrale Bedeutung! Die mitgeteilten Erfahrungen werden meist von den Jüngeren abgelehnt, aber sie werden modifiziert für neue Strategien und das ist so bedeutsam.

'1.Anzahl der Sterbefälle':
Früher starben Vertreter aller Altersklassen, quer durch die Bank: Einjährige, Zwanzigjährige, Fünfzigjährige, Siebzigjährige,... Das Leben war nicht vorherplanbar: "Der Herr gibts´, der Herr nimmts´!"
Heute ist Kurve des Sterbensalters wesentlich homogener und wir können ein soziales Leben miteinander planen, dies bringt aber auch Probleme mit sich.
heute sehr homogene Sterblichkeitskurve
2.Todesursachen:
früher alten Trias: Pest, Hunger, Krieg -> Hauptursachen Heute spielen diese 3 Todesursachen keine Rolle mehr. Änderung von exogenen Faktoren in Richtung endogene Faktoren als Sterbensursache.
3.Sterbedauer:
früher: kurz und schmerzlos; heute: durch vermehrt endogene Ursachen Verlängerung der Sterbedauer und des Leidens durch medizinische Versorgung. Tod wird aus Gesellschaft ausgegliedert. In Zukunft vielleicht: rasches Erlösen in hohem Alter
4.Lebensdauer:
Entwicklung bis hin zu einer standardisierten Lebensdauer, d.h. eine Lebensplanung von der Geburt bis zum Tod.

Anatomie des Gehirns
Gehirn besteht aus:
1 Telencephalon (Großhirn/ Endhirn)
2 Telencephalon impar
3 Diencephalon (Zwischenhirn)
4 Mesencephalon (Mittlehirn)
5 Pons (Brücke)
6 Cerebellum (Kleinhirn)
7 Medulla oblongata (Verlängertes Mark)
8 Medulla spinalis (Rückenmark)

Überordnung:
Hirnstamm= Truncus cerebri bestehend aus: Mittelhirn (Mesencephalon), Brücke (Pons), Kleinhirn (Cerebellum)+ verlängertes Mark (Medulla oblongata).
Metencepahalon : Pons (Brücke) und Cerebellum (Kleinhirn)
Encephalon : umfasst gesamtes Gehirn 1-7, außer Medulla spinalis (Rückenmark)
Neuraxis / System nervosum centrale (ZNS): umfasst 1-8 inklusive Rückenmark

Die Gehirnfurche unterteilt rechte und linke Hemisphäre und heißt Fissura longitudinalis cerebri. Die Hemisphären sind durch Balken miteinander verbunden.
Das Cortex cerebri (Gehirnrinde) weist eine Vielzahl an Windungen = Gyrus auf, die durch Furchen = Sulcus voneinander getrennt sind. Das Gyrus ist ein nervales Element, es liegen Nervenzellen darauf, in den Sulcus befindet sich nichts drinnen. Das Furchen und Windungsbild ist sogar bei eineiigen Zwillingen grundlegend verschieden.
(Zum Verständnis: Frontal = Stirnwerts; Occipital = Richtung Hinterhaupt)

Furchen (Sulcus) und Gyrus (Windungen):
Es gibt eine Zentralfurche = Sulcus Centralis, die sich etwa in Scheitelhöhe befindet, zw. Frons und Hinterhaupt. Sie wird von 2 Windungen begrenzt: Der Gyrus praecentralis liegt vor zentraler Furche, also frontal, Gyrus postcentralis liegt dahinter, also occipital Richtung Hinterhaupt. Die Windungen dieser Nervenzellen haben besondere Wirkung.
Weiters gibt es eine seitliche Furche = Sulcus lateralis

                Sulcus lateralis

Grobe Topographie des Gehirns
Die Hemisphären lassen sich in 4 Hirnlappen aufteilen:

Stirnlappen = Lobus frontalis
Scheitellappen = Lobus parietalis
Schläfenlappen = Lobus temporalis
Hinterhauptslappen = Lobus occipitalis

Funktionelle Lokalisation in der Hirnrinde:
Welche Region im Gehirn welche Funktion hat, erkannte man durch fehlende Funktionen bei Schädigung bestimmter Areale.
Broca (1861):
Läsion in der linken Frontalwindung-> motorische Aphasie
Läsion = Begrenzte Schädigung oder Funktionsstörung
motorische Aphasie = Störung des Sprechvermögens
Wernicke (1874):
Läsion im posterioren Anteil der 1. Schläfenwindung (lobus temporalis)-> sensorische Aphasie.
sensorische Aphasie= Störung des Sprachverständnisses
Gudde (1870):
Entfernung beider Augen bei Tieren-> beeinträchtigt die Entwicklung des Lobus occipitalis
Bartholow (1874):
Reizversuche am menschlichen Gehirn; funktionelle Gliederung der Gyrus Praecentralis.
Homunculusprojektion: somatotopischen Darstellung:
Die Neuronen, Nervenzellen die für Funktionen des Körpers verantwortlich sind, haben auf Cortex unterschiedlichen Sitz: So sind z.B. Neuronen der Füße und Muskulatur der unteren Extremitäten auf oberem und mittlerem Teil des Gyrus angeordnet.
Seitlich weiter unten sind Regionen von Brust, Armen, Händen und Gesicht.
Um zu sprechen benötigen wir viel mehr nervale Aktivitäten als beim Gehen.
(Der hintere Teil der Gehirnrinde ist die Sehrinde, im Schläfenlappen liegt die Gehörrinde)
Die Nervenzellen auf linkem und rechtem Gyrus sind für die Aktivierung von Muskelzellen verantwortlich und funktionieren contralataral: Der linke Gyrus praecentralis bestimmt die rechte Körperhälfte und umgekehrt. Z.B.: Bei Schlaganfall: Ausfall der Nervenzellgruppen der linken Hemisphäre bedeutet Ausfall der rechten Körperhälfte.

30.10.2003

Wiederholung Homunculusprojektion:
Gyrus praecentralis ist ein primär motorisches Rindenfeld, von hier aus werden Willkürbewegungen in Gang gesetzt. Gelangt ein Reiz auf ganz bestimmten Punkt der Region des Gyrus praecentralis, kommt es zu einem unkoordinierten Zucken auf der contralateralen Seite.
Impulse sollen zu wohlkoordinierten Bewegungen führen -> Im Sekundärbereich sind Handlungsabläufe gespeichert, die an gyrus praecentralis weitergeleitet werden.

                                                                Frontal  

                                                               Occipital

Über Efferenten Nervenbahnen laufen Reize vom Großhirn nach außen contralateral
Afferenten Nervenbahnen laufen Empfindungen von außen ins Großhirn contralateral

Primär rezeptive Rindenfelder der Parieteal-, Occipital und Temporalrinde

In primär rezeptorischen Anteilen des Gehirns erfolgt Verarbeitung der sensiblen sensorischen Eindrücke.

Im Lobus parietalis

Primär somato-sensible-Rinde =Gyrus postcentralis sind primär somatosensiblen Rindenfelder (=Sensibilität des Körpers). Siehe Homuculusprojektion.
(Im Gyrus praecentralis ist primär motorisches Rindengebiet)
z.B.: Ich stoße mir die Zehe: Info läuft über afferente Nervenbahnen zum contralateralen gyrus postcentralis -> Schmerz, es erfolgt also Projektion an zuständigem Rindengebiet. In den Sekundärarealen befindet sich alles an sensiblen Infos. Jede einlangende Erregung wird mit Gedächtnisinhalten in den Sekundärfeldern verglichen und zwar in Millisekunden. Jeder Sinneseindruck gelangt erst über primäre Felder in sekundäre Felder um einlangende Info mit Bekanntem, Vertrauten zu vergleichen.

Im Lobus Occipitalis

Die Primär visuelle Rinde = Sulcus Calcanarius ist nur 1,5mm dick und komplizierter Schichtenaufbau in cortex cerebri. Doppelseitige Zerstörung der gesamten primär visuellen Rinde = Amaurose = vollständige Blindheit (Projektion über Thalamus)
An die primäre Sehrinde schließen Sekundärfelder an. Wenn Reiz Sehrinde durchlaufen hat wird Reiz in Sekundärfeldern mit Erinnerungen verglichen. Sind z.B.: alle Sekundärfelder gestört, sieht Betroffener zwar, aber er erkennt nicht mehr was er sieht, da Vergleich mit bekannten Inhalten nicht mehr möglich.

'I'm Lobus temporalis

Heschlschen Querverbindungen = primär akustische Rinde
Aus Innenohr gelangen akustische Reize zu primären Arealen weiter zu den sekundären um Info mit Bekanntem abzugleichen.

Im Lobus Frontalis:

Gyrus praecentralis = primär somatosensorische Rinde :Willkürbewegungen werden von hier in Gang gesetzt. Gyrus centralis verbunden mit Pyramidenbahn über die Infos zu den Muskeln gelangen und aktiviert werden.

Motorik:
3 Regionen d. Cortex bereiten eine Bewegung vor: Im Lobus frontalis vor der vorderen Zentralwindung liegt der
1) supplementär motorischer Cortex/ motorische Supplementärfeld ;
seitlich (lateral), daran schließt der
2) praemotorische Cortex;
dritte Region liegt im hinteren Bereich des Lobus parietale:
3) Posteriorer parietaler Cortex
Alle drei Gebiete haben unter anderem auch Verbindungen zum primären mototrischen Cortex (gyrus praecentralis), alle 3 Gebiete stehen reziprok, also wechselseitig miteinander in Verbindung.
Einschub zum besseren Verständnis: Rindenfelder sind vielseitig miteinander vernetzt durch Nervenleitungsbahnen in Großhirnrinde. Nervenzellen und Nervenfasern ,die miteinander verbunden sind = Assoziativfasern; die Rindenfelder kommunizieren über Assoziativfasern miteinander und alle Teile werden innerhalb einer Hemisphäre miteinander verbunden. Alle 3 Gebiete die für Bewegungsablauf zuständig sind, stehen in wechselseitiger Verbindung untereinander.

Ad1) Entwicklung des Planes einer Bewegung- grobe Somatotopie. Hier werden einfache Handlungen, Bewegungsabläufe generiert, wie etwa Gehen,...
Somatotopische Gliederung nach einzelnen Körperregionen (siehe Grafik 2. Vorlesung, Seite 5: somatotopische Darstellung)

Ad 2) ebenfalls somatotopische Generierung; komplexere Bewegungsabläufe, Integration sensorischer, vor allem mechanorezeptiver Information: wir reden nie getrennt von reiner Sensorik oder Motorik, sondern immer vom sensomotorischer Koordination -> Immer Zusammenspiel beider Komponenten; z.B.: Beim Schreiben geben afferente Nervenbahnen in hinterer Zentralwindung Infos in vordere Zentralwindung über Druck auf Schreibgerät. Für flüssige Schrift ununterbrochen Infos über Handhaltung,... -> somatosensorisches Feedback. Ebenso beim Musik machen, Zigarre rauchen, etc. Vor allem Kinder lernen über Einbeziehung der Sinnesorgane in Bewegungsabläufe.

Ad3) = Cortex der räumlichen Koordination d. Bewegungsablaufes, Verbindung mit primärer Sehrinde.
Wo stelle ich Glas hin, damit es nicht hinunter fällt? Kinder können dies noch nicht abschätzen. Also für motorische Leistung ist räumliche Integration in Bewegungsabläufe unerlässlich.

Zusammenfassung: (nach Zilles Rehkämpfer; Funktionelle Neuroanatomie)
Im supplementären Cortex wird Bewegung geplant u. eingeleitet, durch den praemotorischen Cortex können komplexere Bewegungen ausgeführt werden, im hinteren parietalen Cortex wird die Info über räumliche Dimension in die Motorik integriert.


Motorisches Sprachzentrum:
Broka stellte fest, dass Schädigung im lateralen Bereich des linken Lobus frontalis, genauer auf 3. linken Frontalwindung zu motorischer Aphasie = Sprachstörung führt. Die Aphasion tritt nur dann auf, wenn Region in linker Hemisphäre geschädigt, während Störung in rechter Hälfte Sprachfunktion unbeeinträchtigt lässt -> Bei 95 Prozent Aphasiebetroffener ist Störung links lokalisiert. Störung äußert sich in schwerfälligem, mühevollen und langsamen Sprechen, undeutliche Aussprache; Patient spricht in Art Telegrammstil, Fragen zwar sinnvoll beantwortet, jedoch unvollständig, grammatikalisch verkehrt.
Aphasie tritt z.B. nach Schlaganfall- Sauerstoffunterversorgung d. Nervenzellen der betroffenen Region d. linken Hemisphäre auf. (Nur bei etwa 5 Prozent nach Störung in rechter Hälfte)
Bei Aphasie ist Infovermittlung von Brokafeld zum gyrus praecentralis, verbunden durch Assoziationsfasern gestört. Tragische: Man versteht jedes Wort, da andere Areale in Takt, Betroffene können sich nicht oder nur schwer mitteilen.

Carl von Wernicke 1874 erkannte andere Art der Aphasie im Lobus Temporalis. Schädigung ebenfalls wie bei Brocas´ motorischer Aphasie in linker Hemisphäre. Dieses Wernick´sche Zentrum oder sensible Sprachregion liegt zw. primären Hörzentrum (Heschlsche Querwindungen) und Gyrus angularis (Lesezentrum). Das Broca- Zentrum ist mit Wernicke-Zentrum durch Bogenbündel = Fasciculus acuratus miteinander verbunden.
Störung ist sensorische Aphasie: Beeinträchtigung des Wortverständnisses, des Lesens und Schreibens, sowie Schwierigkeiten bei der Wortwahl..

Jedes Mal wenn man etwas hört, wird im Wernicksche-Zentrum der Bedeutungsinhalt wachgerufen, also Info mit Vorhandenem, Erinnerungen abgeglichen. Bei reiner sensorischer Aphasie = reine Worttaubheit, Wort wird gehört kann aber nicht erkannt werden, also Wortverständnis gestört;
Vorgesprochene Sätze können nicht nachgesprochen werden. Aber spontan Sprechen, Lesen und Schreiben möglich! Formen der Aphasie sind sehr vielfältig- kein Fall gleicht dem anderen.

Einschub: Erlernen der Sprache zw. 1. und 2 . Lebensjahr. Mama wird Symbol für Mutter - Verknüpfung des Wortes mit optischem Bild: Vorbegriff. Die richtige Idetifikation und Zuordnung der Stimme des Gehörten wird zum visuellen und akustischen Erinnerungsbild- es erfolgt emotionale Einfärbung ! Die emotionale Einfärbung des Wahrgenommenen erfolgt im Limbischen System. z.B.: Läuten einer Glocke- bekanntes Gefühl: weihnachtliche Vorfreude.
Ohne diese emotionale Einfärbung wäre Identifikation nicht möglich.
Gleichzeitig muss Kind lernen Atem- und Mund-Zungenmuskulatur simultan zu koordinieren, um Sätze und Worte sprechen zu können - > motorischen Engramme werden gespeichert (gilt auch für Körpersprache allgemein, z.B :Stirn runzeln),...
Koordination ist Einheit visueller, taktiler und emotionaler Bilder.
Dazu Unversehrtheit der primären und sekundären Rindenfelder im Bereich des Temporal-,Occipital-, Parietal und Frontallappens notwendig. Etwa um 6. Lebensjahr weitgehende Ausreifung der sekundären, sowie tertiären Rindenfelder- notwendig für Lesen und Schreiben für Schule!

Weiter ad Wernicke: Die Struktur einer sprachlichen Äußerung entsteht in d. sensorischen Sprachregion im lobus temporalis. Struktur wird über Bogenbündel = Fasciculus arcuatus an Broca-Areal weitergeleitet und die Impulse in motorische Programme umgewandelt zur sprachlichen Wiedergabe- anschließend erfolgt Übermittlung über gyrus praecentralis dann Ausführung, also sprachliche Äußerung.
Wenn Fasciculus arcuatus zerstört, spricht Patient zwar fließend, setzt aber Wörter nicht richtig ein, da er keine Wernicke Information erhält (also nicht mit Erinnerungen abgleichen kann). Der Patient weiß was er sagen will, doch der Satz wird sinnentstellt.

Liest man ein Wort, so wird der optische Eindruck von der primären Sehrinde (sulcus calcanarius) in lobus occipitalis zunächst zum gyrus angularis (Lesezentrum) übermittelt. Vom Gyrus angularis aus wird die Info dann an Wernicke-Areal (das sensorische Sprachzentrum)weitergeleitet, wo lautliche Form des Wortes entsteht.Über den Fasciculus arcuatus erfolgt Weiterleitung zum Broca-Areal und gyrus praecentralis. (Ausführung der Lippenbewegung). Kinder lernen mit Lippen zu lesen, können nur laut lesen. Man lernt Lippenbewegung beim Lesen zu unterdrücken, aber im Prinzip sprechen wir, wenn wir schreiben oder lesen.
Das Verständnis von Gelesenem hängt davon ab, dass die Schrift im Wernicke-Areal in ihre lautliche Form übersetzt wird. Dazu müssen alle Verbindungen die von der primären Sehrinde ausgehen in Takt sein. Zum Sprechen bedarf es Unversehrtheit des gesamten Netzsystems.

Spiegleneuronen -mirror neurons- einfühlende Nervenzellen
Nach Galese Rizzolatti: Versuche mit Affen

Spiegleneuronen feuern (d.h. leiten) Tätigkeiten, die sie bei anderen Affen sehen ins Gehirn, zur Deutung und zum Verständnis des Verhaltens anderer Affen. Spiegelneuronen werden aktiviert durch Beobachtung und Lernen erfolgt durch Nachahmung. Die Neuronen spiegeln also das Verhalten anderer wieder, daher Spiegelneuronen. Aktivierung erfolgt in d. "motorischen Broca-Region" im Lobus frontalis ->
der Affe besitzt kein direktes Broca- Areal, sondern eine Art Vorläufer d. Broca-Areals.
Primaten verstehen somit fremdes Handeln und Reaktion auf Beobachtung erfolgt über Spiegelneuronen. Auch beim Menschen feuern die Neuronen im Broca Areal bei Beobachtung von Bewegung Antwort -> gestische Kommunikation.
Die Spiegelneuronen schaffen Brücke zw. Tun und Kommunikation. Entwicklung der Sprache ist Konsequenz der Spiegelneuronen, denn Erlernen erfolgt durch Nachahmung. Die Beobachtung einer Bewegung aktiviert die selben Muskeln , als ob man Bewegung selbst ausführen würde.
Wir korrigieren z.B. automatisch unsere Haltung wenn jemand stolpert, oder ahmen im Zustand des Verliebt seins, Haltung, Mimk,..des Objekts der Begierde unbewusst nach.
Vom Broca Areal laufen auch Verbindungen zu Extremitäten hin -> Motorik und Sprache eng miteinander verbunden. Alles begann, so auch Sprechen mit Motorik.
Bei leichten Schlaganfallspatienten macht man sich Wissen um motorische Nachahmung durch Spiegelneuronen zu nutzen und zeigt Patienten Videos mit Bewegungsvorgängen- durch Nachahmung können Bewegungen leichter ausgeführt werden.
Bei Kindern werden Mutter und Vater zum Spiegel für eigene Verhaltensweisen.

Die Wiedererkennung von Personen

Prosopagnosie: Das Unvermögen Gesichter wiederzuerkennen beruht auf beidseitiger Schädigung des Cortex cerebri an der Unterseite d. lobus occipitalis und lobus temporalis. Personen bleiben über andere Sinneseindrücke erkennbar.(Gestik, Sprache,..) Das Areal zur Wiedererkennung ist flächenmäßig relativ groß: Dies ist evolutionsbedingt- >Gruppen wurden immer größer, Identifikation der Individuen notwendig. Die Identifikation untentbehrlich für soziale Verbände mit hoher sozialer Interaktion.
Anmerkung: Rhesusaffen erkennen Artgenossen auch af Fotos wieder.

Das Capgras -Syndrom = Doppelgängersyndrom (eine Form der Prosopagnosie)
Verbindung des rechten Lobus temporalis mit dem limbischen System ist unterbrochen.
Limbisches System ist fürWiedererkennung von Gesichtern bedeutend (-> emotionale Einfärbung von Infos z.B.: Sympathie/Empathie- Gefühle). Symptomatik sieht wie folgt aus: Der Betroffene sieht eine Person, aber leugnet deren Echtheit.
Betroffener sieht z.B. seinen Vater, dieser sieht auch für ihn wie sein Vater aus, er kann ihn aber nicht als solchen identifizieren, da ihm die emotionale Einfärbung, die zur Identifikation notwendig wäre fehlt. Er sieht also in dem Moment einen Doppelgänger des Vaters. Dies trifft aber nur für visuelle Wiedererkennung zu, sobald Vater spricht kann er Gehörtes emotional einfärben und ihn richtig identifizieren. Was dem vom Capgras Syndrom Betroffenen fehlt, ist die emotionale Einfärbung des Gesehenen im Limbischen System (wo Mandelkern sitzt).

20.11.2003

Der Thalamus:

Das Diencephalon (=Zwischenhirn) liegt zw den Großhirnhemisphären. Es besteht aus Thalamus = zentrale Schaltstation sensibler Nervenbahnen (Schmerz, Temperatur, Druck, Bewegung, Sehen, Hören).Darunter gelegen ist der Hypothalamus (= lebenswichtiges Areal: regelt z.B. Körpertemperatur, Wasserhaushalt, Nahrungsaufnahme und für Gefühlsleben verantwortlich ist und die Kontrolle über vegetatives Nervensystem besitzt).
Der Thalamus ist das Vorzimmer zum Großhirn. Alle Infos von außen gelangen nicht direkt zum Kortex, sondern gelangen erst zum Thalmus, werden in Synapse umgeschaltet und gelangen dann erst auf zweitem Weg in die Großhirnrinde, zu primären und anschließend zu sekundären Feldern.
Dies verläuft mit allen Infos aus physikalischer Umgebung so, mit einer Ausnahme und zwar der Geruchsbahn. Diese erreicht direkt das Großhirn.

Was wir wahrnehmen entspricht nie tatsächlicher, physikalischer, objektiver Umwelt, sondern durch interne Verarbeitung stellt sich und die Umwelt subjektiv dar.
Pro Hemisphäre gibt es einen Thalamus. Er ist ein eiförmiges Aggregat, in dem sich einzelne Gebiete befinden, die alle spezifische Aufgabe besitzen.

Thalamus besitzt kleinen Auswuchs = Ansammlung von Nervenzellen, genannt seitlicher Kniehöcker = Corpus geniculatum laterale.
Jeder der beiden Kniehöcker (linker/rechter Thalamus) ist aus 6 Zellschichten aufgebaut. Einschub: Achtung! Nicht verwechseln mit Isocortex, der ebenfalls aus 6 Schichten aufgebaut und unglaublich miteinander vernetzt ist.

Der Verlauf der Sehbahnen
Die Sehbahn beginnt mit der Retina = Netzhaut. Von hier gehen Sehnervenfasern weg, die zusammenlaufen und den Sehnerv bilden. Sehnerv hat Aufgabe einlangende Impulse zum Gehirn zu transportieren, die aber vorher Kniehöcker des Thalamus passieren.
Von jedem Auge gehen Sehnerven weg: Einerseits nasale Anteile, andererseits temporale Anteile.
Nasal meint innen; Temporal meint außen
Mit nasal sind die inneren Gesichtsfelder gemeint, die sich auf der äußeren/der temporalen Netzhauthälfte abbilden.
Mit temporal sind also die äußeren Gesichtsfelder gemeint, die sich auf der inneren/nasalen Netzhauthälfte abbilden. So weit so gut.

Die Sehfasern (Optikusfasern) aus der temporalen, also äußeren Netzhauthälfte laufen ungekreuzt/ sie laufen ipsilatereal - selbe Seite
Die Sehfasern aus der inneren (nasalen) Netzhauthälfte kreuzen auf die Gegenseite/ sie laufen contralateral- auf Gegenseite.
Die Sehfasern kreuzen also nur partiell, denn ein Teil läuft ipsilateral.
Zurück zu den seitlichen Kniehöckern, denn jeder der beiden Corpus geniculatum laterale erhält sowohl von den ipsilateralen, als auch den contralateralen Sehfasern Informationen.

Die Sehbahnen haben eine punktgenaue! Verbindung zu den 6 Schichten der beiden Höcker.
Diese exakte Verbindung macht Sehkompositionen (z.B. räumliches Sehen) überhaupt erst möglich.

Info gelangt über die Sehnerven zur Sehkreuzung, wo sich contralateralen Sehfasern kreuzen, die ipsilateralen auf selber Seite weiterlaufen. Gemeinsam ziehen sie weiter in den Sehtrakt und enden in die seitlichen Kniehöcker . Dort treten die aus beiden Augen kommenden Infos in synaptischen Kontakt mit Neuronen, deren Axone die Sehstrahlung bilden, die weiter in primäre Sehrinde =sulcus calcanarius und sekundäre Sehrinde läuft, um Info mit Bekanntem ,Erinnerungen zu vergleichen.
(Anmerkung: Die Impulse, die geleitet werden, sind elektrische. Die neuronale Verarbeitung beginnt bereits in der Netzhaut.)
Bei Kindern funktioniert dieser Prozess noch nicht, entwickelt sich erst mit nachgeburtlicher Reifung.

Tierversuch: Meerkatzen
6schichtiger Aufbau der Kniehöcker beim Affen auf Grafik in 2. Teil der Lehrunterlagen gut erkennbar.
Wird einem Affenkind nach Geburt ein Auge beispielsweise das linke Auge verklebt, so werden die zuständigen Zellschichten kaum mehrausgebildet. Auf contralateralen Seite, in diesem Fall d. rechten Seite
(da linkes Auge verklebt), werden Zellschichten 2,3, und 5 kaum aufgebaut, auf ipsilateralen/selben Seite werden 1,4 und 6 nicht ausgebildet. Großteils degenerieren die Zellen, kommt zum Zelltod.

 




Das genetische Programm ist vorhanden, doch durch Störung der so wichtigen Interaktion des Individuums mit seiner Umwelt, kann sich in Reifungsphase die Fähigkeit richtig zu sehen nicht entwickeln. Löst man Verklebung erfolgt keine Weiterentwicklung der Nervenzellen, das Sehgeschehen bleibt gestört.
Bei Babys ist es daher wichtig Sinnesorgane kontinuierlich zu überprüfen, da sonst lebenslanger Schaden bei Nichterkennung und Behandlung von Fehlfunktionen entsteht. Reizmangel, so wie Reizüberflutung bringt Probleme mit sich.

Organisation des visuellen Cortex

Zu den dünnen Rindenarealen gehört die Sehrinde; sie hat trotzdem den kompliziertesten Aufbau von allen isocortikalen Strukturen. Die Schichten der Sehrinde sind in Zellsäulen organisiert (siehe Grafik). Sind räumlich so angeordnet, dass eine neben der anderen liegt. Dies ist kaum mit Mikroskop ersichtlich, da so klein. Die Säulen sind sehr strukturiert, sehr strikt angeordnet.
Es müssen die richtigen Zellsäulen angedockt werden für eine bestimmte Funktion. z.B. bestimmte Säule
Verantwortlich für Farbsehen -> Die Farbwahrnehmung erfolgt erst durch sekundäre Rinde, um Farbe mit Bekanntem abzugleichen. Voraussetzung hierfür ist die Aktivierung der richtigen Zellen in der primären Rinde. In jeder Zellsäule gibt es Info über die Raumlage von Objekten. Eine Zelle ist dabei für eine bestimmte Raumlage eines Objekts verantwortlich, andere Zelle wiederum für andere räuml. Lage,..
So kann Raumsehen erfasst werden. Die Infos laufen anschließend zu sekundären Rindenfeldern, wo die einlangenden Infos zu Gesamtkomposition zusammengestellt werden.

Kapitel Gehirn abgeschlossen.

Malaria
Wort kommt aus Italienischem: Mal aria = schlechte Luft
Trat überall auf, wo es Sumpfgebiete gab-> Sumpf oder Wechselfieber. 90°/o der Erkrankten in Afrika .Je intensiver Reiseverkehr, desto größer Risiko der Einschleppung durch Touristen. In Deutschland 1996 1027 Meldungen und 10-20 Tote.
Die Übertragung erfolgt durch die weibliche Anophelesmücke. Sie injiziert beim Blutsaugen Speichel, der mit parasitischen Einzeller aus der Gruppe der Plasmoiden "verseucht" ist.
Es gibt 3 Arten von Malaria:
1 Malaria tropica: Krankheit bricht in 1-2 Wochen nach Übertragung aus - Inkubationszeit. Überträger: Plasmodium falciparum Diese Form gefährlichste Krankheit der Welt, da sie immer wieder auftritt -> führt bei 30°/o zum Tode.
2 Malaria tertiana: Überträger: Plasmodium vivax, Inkubationszeit 2-3 Wochen, anschließend alle 48 Stunden (beginn 3.Tag) heftige Fieberschübe, die mit der Vermehrung der Parasiten ,die sich in bestimmten Zeitabständen vermehren zusammenhängt. Selten tödlich.
3 Malaria quartana: Erreger Plasmodium ovale, Inkubationszeit 3-7 Wochen ; Fieberanfälle alle 72 Stunden mit Beginn am 4. Tag; mildeste Form der Malaria.

Die Anophelesmücke hat im Speichel unreife Frühformen des Malariaparasiten, diese gehören zur Gruppe der Plasmoiden = Einzeller = Protozoa, von denen etwa 120 Arten bekannt sind. Wichtigtestes davon für den Menschen ist das Plasmodium falciparum. Nur der Mensch allein ist für Malaria empfänglich. Also diese unreife Sporenform des Plasmoiden = Sporozoiten genannt gelangen beim Stich durch den Speichel ins Blut. Sporen schwimmen im Blut herum auf der Suche nach Leberzellen = Hepatozyten Hier erfolgt eine ungeschlechtlich Vermehrung durch Teilung (sind eigentlich Klone). Die Abkömmlinge der Sporozoiten = reifen heran zu Merozoiten bis die Leberzelle platzt. Die Merozoiten schwimmen nun in Blutbahn umher, auf der Suche nach Erythrocyten= rote Blutkörperchen.
Anmerkung: Erythrozyten versorgen durch Farbstoff Hämoglobin (Hb) Zellen mit Sauerstoff, besitzen keinen Zellkern und für dieses "Manko" haben sie relativ lange Lebensdauer von etwa 3 Monaten. Neue kommen immer wieder aus Knochenmark nach. Im Durchschnitt haben wir pro Kubikmeter etwa 4-5 Millionen solcher Zellen.
Die reifen Merozoiten dringen in die roten Blutkörperchen ein -> neuer Zyklus= erythrocytäre Phase. Die Merozoiten reifen weiter zum Schizonten; die Vermehrungszyklen finden alle 48 bis 72 Stunden statt ->Körper reagiert auf den schnellen Abbau der roten Blutkörperchen mit Fieberschüben -> Müdigkeit, Atmung beeinträchtigt,...
Ein Teil der Merozoiten befällt weiterhin frische, junge Blutkörperchen, nicht alte, die bald sterben werden. Einanderer Teil bildet weibliche und männliche Geschlechtszellen aus = Gametozyten. Die Gametozyten schwimmen im Blut herum. Kommt nun wieder Anophelesmücke und sticht Malariaerkrankten, nimmt sie diese Gametozyten über, die Nahrung, das Blut auf. Im Darmtrakt der Anophelesmücke kommt es zur Verschmelzung der männlichen und weiblichen Gametozyten zum Ookineten. Es entwickelt sich Oozyste, die sich in Darmwand einnistet. Im Inneren der Zyste sind Sporozoiten , Vermehrung bis Zyste platzt, Sporozoiten gelangen in Speicheldrüse der Anpohelesmücke uns der Zyklus beginnt von vorne.
Der Erreger hat kompliziertesten Weg ausgesucht. Muss vom Zwischenwirt (der Fliege) , in den Wirten (den Menschen) gelangen und die Gametozyten'[2'] (Verschmelzung der weibl. und männl. Merozoiten) müssen wieder zum Zwischenwirten, wo sie im Darm wieder die Vorläufer, die Sporozoiten bilden.

27.11. 2003

Es stellt sich die Frage inwieweit die Veränderung der Bevölkerung von der Umwelt oder vom Erbe abhängig ist.
In den letzten 120/130 Jahren war die Genetik keine wertfreie Wissenschaft.
Im 19. Jahrhundert wurden die Mendelschen Regeln wiederentdeckt -> Mathematiker befassen sich mit Gesetzen der Populationsgenetik.
Alles vor dem 19. Jahrhundert beruht auf Hypothesen, auf Vorurteilen und ist nicht auf Wissenschaft aufgebaut.
Diese Zeit unterscheidet sich massiv von der heutigen Denkweise.
Die Befreiung von dieser Denkweise erfolgte durch Loslösung von religiösen Dogmen und Hinwendung zu den Naturwissenschaften, vor allem durch Charles Darwin Mitte des 19. Jhdts.
Charles Darwin (1809-1882) hatte mit seiner Evolutionstheorie die Grundlage dafür geschaffen, den scheinbaren Abstieg der menschlichen Gesellschaft biologisch zu deuten.
Sie postulierte eine kontinuierliche Entwicklung der menschlichen Art durch den Kampf ums Überleben. Die Tüchtigsten, Angepasstesten würden sich nach ihr das Überleben eher sichern als die Untüchtigen, die zu Grunde gingen.
Offensichtlich war der "Kampf ums Überleben" durch die Zivilisation ausgeschaltet worden, und nach Meinung der Rassenhygieniker war es den "Untüchtigeren" möglich, sich ungehemmt zu vermehren. Damit schien die Zivilisation die Ursache der Degeneration zu sein.

Zur Geschichte der Rassenhygiene

Francis Galton: Darwins Vetter Francis Galton (1822-1911) gilt als der erste, der auf dem Darwinschen Gedanken des Selektionsprinzips fußend, praktische Vorschläge zur biologischen Verbesserung der Menschen machte.
Schrieb 1865 ein Buch: Über Vererbung von Genie und Charakter. "Hereditary Genius and Character". Beschäftigte sich mit genetischen Einflussfaktoren um Gesellschaft zu verbessern. Für seine Vorschläge, die darauf abzielten, die geistig und körperlich hervorragenden Personen in England von Generation zu Generation zu vermehren, führte er im Jahre 1883 den Begriff "Eugenik" ein.
Eugenik= etwas Gutes (Erbhygiene zur Verhütung erbbeschädigender Einflüsse)
(Anmerkung: Galton führte Regression in Statistik ein)
Frühere Werthaltung: Europäer sind allen anderen Bevölkerungsgruppen (vor allem den "Negern") überlegen. Denn Bevölkerung in westlicher Welt, vor allem London war wissenschaftsgelenkt. Problem war: Nicht die kinderarmen wirtschaftlich erfolgreichen Schichten, sondern die kinderreichen Proletarier seien die biologisch Erfolgreichen. In dieser sogenannten differentiellen Fruchtbarkeit der unterschiedlichen Klassen sah man eine von der Zivilisation und dem Wohlfahrtssystem verursachte Gefahr.
Man hatte die Idee die "guten" Menschen zu vervielfältigen. (Dazu kam man z.B. am Marktplatz zusammen und die besten Mädchen und Burschen (weiß gekleidet) wurden zusammengeführt-> Zuchtwahl)
Wollte neue Rasse heranzüchten ,deren Qualitäten sich hauptsächlich auf das Aussehen bezogen. Diese Rasse sollte den anderen Rassen überlegen sein und es sollte drohender Entartung entgegengewirkt werden. Rasse meint hier Bevölkerung.
Rassenhygiene = Politischer Eingriff in die Fortpflanzung der Bevölkerung. Es ist die Forderung: "Nur derjenige soll sich fortpflanzen, der es auch wert ist." Erbliche Belastungen sollen nach Möglichkeit vermieden werden. Damit verbunden der Missbrauch der Naturwissenschaften.
Die Forderung nach Rassenhygiene ist auf den Kulturpessimismus in der 2. Hälfte des 19.Jhdts zurückzuführen. Man hatte den Eindruck alles geht zu Ende, denn man stellte sich die Frage warum die antiken Völker (beispielsweise griechisches antikes Volk) ausgestorben waren.
Schallmayer : In den Neunziger Jahren des vorigen Jahrhunderts konnten eugenische Ideen in Deutschland Fuß fassen. Als erste Schrift dieser Art gilt Wilhelm Schallmayers (1857-1919) Werk "Über die drohende körperliche Entartung der Kulturmenschheit und Verstaatlichung des ärztlichen Standes" aus dem Jahre 1891. Ohne größere Wirkung auf das Publikum zu erzielen, enthielt diese Schrift doch bereits die meisten wesentlichen Gedanken der späteren rassenhygienischen Bewegung. Anders als bei Galton lag der Schwerpunkt Schallmayers auf dem Gebiet der Medizin. Schallmayer beschäftigte sich mit veredelnden Mechanismen.
1891 fordert er die Einführung eines erbbiologischen Gesundheitsbogen um festzulegen, wer sich vermehren darf und wer nicht.
Alfred Ploetz: Der Ausdruck "Rassenhygiene" wurde jedoch erst von Alfred Ploetz (1860-1940) in seinem 1895 erschienenen Buch ("Die Tüchtigkeit unserer Rasse und der Schutz der Schwachen") eingeführt. Dies waren die Grundlagen einer Rassenhygiene.
Die in diesem Werk geleistete konzeptionelle Vorarbeit führte dazu, dass Ploetz von vielen Anhängern der rassenhygienischen Bewegung als Begründer der Rassenhygiene in Deutschland angesehen wurde.
Rüther 1902: Beschäftigt sich mit Frage der erblichen Entartung und Verbesserung der Rasse.
Ruppin 1903: fordert physiologisch schädliche Ehen zu verhindern - Sozialhygiene
Rutgers 1908: Gesetzmänner und Staatsmänner sollen veranlassen: Jeder der Kinder zeugt, muss die Grundsätze zur Anwendung, muss also dem Anspruch an Fortpflanzungswürdigkeit entsprechen. Nur dann bleibt ein Volk "ewig jung".
Morel: 1857 Entartet= nicht der Norm entsprechend war psychiatrische Diagnose. Morel war Schweizer Psychiater
Ziegler: 1917 Beschäftigt sich mit Vererbungslehre, fordert Sterilisation aus rassenhygienischen Gründen.
In Deutschland bereits Forderung nach Sterilisation von Entarteten um Volk "ewig jung" zu halten. Zu dieser Zeit war von NS fff8 noch keine Rede. Doch wie es dazu gekommen ist, dafür ist die Vorentwicklung vor ca 1932- 1945 von Bedeutung!
Rassengesetze waren keine Erfindung des nationalsozialistischen Regimes, sondern wurden als erstes in den USA, der Schweiz und Skandinavien erlassen.

New York
1906 New York: Erfolgt nationaler Ausschuss für Rassenverbesserung: (bureau of analyses and investigation)zur Erforschung der Ursachen von Minderwertigkeit, Untersuchungen zum Zusammenhang von Armut/Minderwertigkeit und Genetik.
1911 New York: Gründung eines rassenhygienischen Amtes: Aufgaben waren: Ständige Übersicht über minderwertige Familien im Staate New York.
12.Juli 1911 New York: Gründung Unterausschuss mit Berücksichtigung der Rassenhygiene; Auskünfte von Minderwertigen in staatl. Anstalten werden eingeholt. Zusammenhang Minderwertigkeit/Armut wurde untersucht. Genaue Zählung Minderwertiger zur Übersicht solcher Familien im Staate New York.
Begründung: Jeder Mensch hat Recht gesunden Körper und Verstand zu erben. Minderwertige werden Dank ererbter Mängel zu Verbrechern, Dirnen, Trinkern, Unterstützungsbedürftigen. Staat soll von überschüssiger Steuerlast befreit werden.

In Schweden entstand am 1.Jänner 1922 das erste Institut für Rassenhygiene.
(Uni von Uppsala) Ziel war es ein Inventar für alle Schweden anzulegen. Fragen nachzugehen: Wie ist Erbgut gestaltet?
Unter Lundborg: Rassenhygienische Inventaraufnahme, jedes Kind bekommt bei der Geburt ein Dokument, indem festgehalten wird: gesundheitliche rassenbiologische Konstitution, geistige Begabung, charakterliche Beurteilung.
Damals war man der Ansicht: Körper und Geist sind genetisch untrennbar!
Psychologischer und physiologischer Komplex haben die selben genetischen Wurzeln!
(Anmerkung: Bereits zu dieser Zeit (1925) schrieb Hitler: "Mein Kampf". War aber von Machtposition noch entfernt).
Welche Klassen waren minderwertig?
Schwachsinnige, Unterstützungsbedürftige, Verbreche, Epileptiker, Geisteskranke, ihrer Anlage nach körperlich Schwächlichen, Personen mit Anlage zu bestimmten Krankheiten, Krüppel, Personen mit kranken Sinnesorganen, wie Blinde und Taubstumme.
Warum versuchte man diese Menschengruppen zu "reduzieren"?
War kalvinistische Gesellschaft. Der Reiche ist von Gott gern gesehen, alle anderen nicht. Jeder der etwas hatte sollte es behalten. Wo sollte man Finanzmittel für Minderwertige hernehmen, ohne Reichen etwas wegzunehmen? Wie sollte man mit Minderwertigen umgehen ohne Geld auszugeben, mit Berücksichtigung, dass Minderwertigkeit/Armut als genetisches Problem angesehen wurde!
Zitate siehe Lehrunterlagen Teil 2: (viertletzte Seite)
Alfred Ploetz: Gründer der Rassenhygiene aufbauend auf Francis Galton.
Fordert falls es doch zur Geburt von erblich belasteten Kindern kommt, schwächliche kranke Kinder nach Geburt auf sanftem Wege, wie etwa durch Morphium zu töten. Wenn man es Eltern erlaubt, so dürfen sie ein zweites Mal Versuch zum "Kinderkriegen" starten. Ploetz ,Schallmayer und Rüdin: Gründer der deutschen Gesellschaft für Rassenhygiene.

Man beruft sich auf Ernst Haeckel (1834-1914)
(politische Richtung: Konservativer)
Zivilisation setzt durch medizin. und hygienischen Errungenschaften natürliche Auslese außer Kraft, sodass sich auch Kranke, erblich Belastete,.. fortpflanzen können. Früher starben viele Menschen an Krankheiten. Durch adäquate Behandlung können diese Menschen überleben und ihre "schlechten" Gene weitergeben. Minderwertige vermehren sich und "verseuchen" das Volk erblich.
(Anmerkung: Etikettierung ist immer leichter als nach konstruktiven Weg zu suchen um mit Problemen umzugehen.)
Magnus Hirschfeld: (Sozialdemokrat)
War in 20er Jahren aktiv in Gesellschaft der Rassenhygiene. Geburtenrate der wertvollen Menschen war ihm zu gering. Er wollte drohender biologischer Degeneration durch Rassenhygiene und Eugenik[3] entgegenwirken.
Hirschfeld gründete Ärztliche Gesellschaft für Sexualwissenschaft und Rassenhygiene. Grotjahn war in dieser ärztlichen Gesellschaft bestimmend und Ehrenpräsident der Gesellschaft für Rassenhygiene.
Hirschfeld äußerte sich zu Homosexualität, was ebenfalls Minderwertigkeit bedeutete, und damit verbunden Sterilisation der Frau / bzw. Geburt geistesschwacher Kinder, die mit einem solchen verheiratet war.
Ab 1926 gab es in Weimarer Republik Eheberatungsstellen, die Ehekandidaten nach eugenischen Kriterien beraten sollte.
Der Bund für Volksaufartung wird staatlich unterstützt.

Nach Erlass des "Gesetzes zur Verhütung erbkranken Nachwuchses" 1933 (zur Rassenhygiene), also die staatlich angeordnete Sterilisierung von "Erbkranken" ,gab es keine Delegation der Welt, die Berlin nicht gratulierte.
Endlich wurden Erkenntnisse der Wissenschaft in die Politik miteinbezogen.
Und dies obwohl die Vererbbarkeit solcher Minderwertigkeiten wissenschaftlich nur zum geringsten Teil nachgewiesen war.
(Die Forderung nach Ausschaltung der "Minderwertigen" von der Fortpflanzung hatte Adolf Hitler schon in seinem Buch "Mein Kampf" 1925 erhoben.)

Nach Erlass des Gesetzes zur Verhütung minderwertigen Nachwuchses fürchtet Hirschfeld, dass Nationalsozialisten nicht allein aus eugenischen Zwecken handeln, sondern sich auf diesem Wege ihrer Feinde entledigen wollen. 
"Erfolgt die Zwangssterilisation politisch motiviert, ist sie zu verneinen!"

Weitere Zitate drittletzte Seite:

Max Fischer:
A. Ostermann:
Joseph Mayer: War in Caritas tätig; Katholischer Moralbiologe; Minderwertige haben so wenig Recht Kinder zu zeugen, wie sie Recht haben Brand zu stiften. Erblich belastete Geisteskranke befinden sich in ihrem Triebleben auf der Stufe der Tiere.
War moraltheologische Rechtfertigung der Sterilisation
Kardinal Faulhaber:
Pater Fischer: Sparmaßnahmen in Gesundheitsvorsorge sollen in erster Linie durch Verminderung der Kosten für geistig und körperlich Missgebildete erfolgen.

Julius Tandler:
Sozialdemokratischer Arzt; Betont die hohen Kosten, die die 30 000 "Vollidioten" Deutschlands dem Staat machen. Deshalb gewinnt die Vernichtung lebensunwerten Lebens an Bedeutung. Es sprechen zwar humanitäre, ethische Gründe etc. dagegen, aber schließlich würde es auch ins Volksbewusstsein dringen, dass lebensunwertes Leben geopfert werden müsse um lebenswertes Leben zu erhalten.
(Sterilisation von Minderwertigen sah er als Notwehr auf die damalige Lage an; Tandler führte später Mutterschutz ein, schaffte Kinderarbeit ab; Zitat: "Wer Kindern Paläste baut, erspart dem Staat Gefängnisse".)
Die Vorstellung Minderwertige aus der Gesellschaft zu eliminieren fand sich in Zeitschriften, Schulbüchern, etc wieder.

Sprung zurück zu 1911:
1911 fand die "Dresdner Rassehygieneausstellung" statt.
Internationale Kooperationen hatten das Wissen der Zeit zusammengefasst, das die Vorstellungen und Emotionen der Welt beeinflusste.
Den Maßnahmen, die der Staat setzte um Fortpflanzung Minderwertiger zu verhindern wurde in dieser Ausstellung eine ganze Wand gewidmet.
Darauf fanden sich unter anderem "Teilgebiete der Rassenhygiene" (v. Alfred Ploetz); siehe Lehrunterlagen 2.Teil vorletzte Seite
Psychiatrische Diagnosen von Minderwertigkeit, die zur Zwangssterilisation in Zürich und St. Gallen durchgeführt wurden. "Castration und Sterilisation von Geisteskranken aus sozialen Gründen"; siehe Lehrunterlagen letzte Seite (obere Hälfte)
Die gesetzliche Grundlage für Sterilisation oder Kastration erfolgte erst später.
Heredität (=Erblichkeit) der moralischen Idiotie / Moral Insanity
(Lehrunterlagen letzte Seite (untere Hälfte)
Bereits 1905 wurde das englische Wort ?Moral Insanity? in den Sprachschatz aufgenommen. Beinhaltete Verhalten das mit den sozialen Wertvorstellungen der damaligen Zeit nicht einherging. Sozialprogramme würden nichts helfen, denn es handelte sich ja nach damaliger Ansicht um ein genetisches Problem und Genetik ist nicht modifizierbar!
Die Schweiz war das erste europäische Land, in dem Sterilisation und Kastration durchgeführt wurde.

Bereits damals galt ein chirurgischer Eingriff, wie heute als Tatbestand schwerer Körperverletzung. Daher benötigt man heute Einwilligung der Patienten, dass OP zum Wohl der Betroffenen dient. Mit dem Argument zum Wohl der Betroffenen wurden damals auch Zwangssterilisationen interpretiert.
Das Gesetz zur Sterilisation und Kastration war wie gesagt noch nicht in Kraft getreten, doch solange Eingriff in Übereinstimmung mit Gesellschaft geschieht, bedurfte es eines Gesetztes zumindest in Demokratie nicht.

Gesetze zur Unfruchtbarmachung in USA
Die ersten Gesetze gab es in den Vereinigten Staaten von Nordamerika, aus so genannten "rassenhygienischen Gründen", um über derartige Maßnahmen - nämlich operative Eingriffe - die Menschen an der Fortpflanzung zu hindern und das Erbgut in der nächsten Generation zu verbessern."Was immer 'verbessern' bedeuten mag."
(Etwa ab 1909-1911 zogen einige Kantone in der Schweiz nach, später auch die skandinavischen Länder. "Grauenhafte Einzelschicksale, aber von der Zahl her nicht mit dem zu vergleichen, was dann im Nationalsozialismus kam".)

Nach Laughlin :1929 Den Gesetzen über Unfruchtbarmachung unterworfene minderwertige Klassen. Hat Auflistung der Fälle in verschiedenen Staaten der USA gemacht: Indiana, Washington,... (Folie vielleicht im 3. Teil der Lehrunterlagen)
In Dänemark wurde 1922 Sterilisationsgesetz erlassen, die erlaubten bei abnormen Personen Eingriffe in die Geschlechtsorgane vorzunehmen, wenn die OP wichtig für die Allgemeinheit ist. Scheint erstmals der Begriff "sexualverbrecherische Frau" auf / was auch immer das heißen mag.

Als die Nationalsozialisten 1933 an die Macht kamen, wähnten sich die Rassenhygieniker mit dem Erlass des Gesetzes zur Verhütung erbkranken Nachwuchses im Juni 1933 am Ziel, ihre Programme und Utopien schienen politische Wirklichkeit zu werden und fanden breite öffentliche Aufmerksamkeit. Hitler übernahm die bereits bestehende wissenschaftliche politische Tradition.
Bereits 1934 wird das Gesetz publiziert.
Als Teil der nationalsozialistischen Weltanschauung wurde die Rassenhygiene eine populärwissenschaftliche Mode, Schriften zu diesem Thema überschwemmten den Büchermarkt.
Schulinspektoren werden verpflichtet minderwertige Familien zur Anzeige zu bringen.
Alle Ehepaare erhielten Merkblatt bezüglich dieses Gesetzes. Vor Eheschließung musste man zur Gesundenuntersuchung.

In den USA wurden etwa 1000 Menschen der Zwangssterilisation unterworfen.
Nirgends aber war die Konsequenz der Rassenhygiene so groß wie in Deutschland.
Es gab einen Antrag zur Unfruchtbarmachung, den jeder stellen konnte. Innerhalb eines Jahres kamen etwa 85 000 solcher Anzeigen ins Gerichtsverfahren. Gründe für Antrag auf Unfruchtbarmachung mussten auf demselben festgehalten werden und waren z.B. Alkoholismus, in etwa der Hälfte aller Fälle wurde der Antrag mit "Schwachsinn" begründet. Oder Betroffene ist verdächtig z.B. schwachsinnig zu sein und dies stützt sich auf folgende Beobachtungen : ............
In einer Statistik aus dem Jahr 1935 gab es 56 000 Urteile bezüglich solcher Anzeigen, mit Folge d. Operation. Die Todesrate bei solchen Op´s betrug im Allgemeinen 0,5-1,6%.
Die Betroffenen gehörten zum Großteil den Unterschichten an.

Es dürften etwa 400.000 Zwangssterilisierungen durch das NS-Regime erfolgt sein, wobei noch eine Dunkelziffer von einigen tausend außerhalb des Gesetzes durchgeführten Sterilisierungen zu beachten ist.
In den Spitälern gelangten ständig neue Op-Fälle ein. Ab 1940 waren die Spitäler aufgrund der hinzukommenden Soldatenbehandlung überlastet und die Op´s wurden aufgrund fehlender Kapazitäten aufgeschoben.
In Österreich war die Zahl der Zwangssterilisierungen aus verschiedenen Gründen, vor allem wegen der gleichzeitig vor sich gehenden "Euthanasie", weitaus geringer. Genaue Angaben über die Anzahl der Zwangssterilisierungen in Österreich von 1940-1945 lassen sich nicht machen; Schätzungen belaufen sich auf 5.000 bis 10.000 Fälle, wobei eine Todesrate von etwa 1,2 % angenommen wird.

Der NS unterscheidet sich prinzipiell nicht von anderen Ländern, wie Skandinavien, N-Amerika,...
Doch ein großer Unterschied besteht: Die Duldung der Kirche solcher Maßnahmen!
Der Bischof in Passau äußerte sich dazu: Er leide zwar mit den Betroffenen, aber er kann keine Eheschließung von Minderwertigen vollziehen, da ja das Ziel der Ehe die Fortpflanzung ist, dies aber aufgrund der Minderwertigkeit nicht möglich ist.

Eine Novellierung in der Kirchenstruktur erfolgte erst als die Unterbrechung der Schwangerschaft bis zum sechsten Monat zulässig wurde und die katholische und evangelische Kirche in Widerspruch gingen.

Alle Gesetzte treten durch die Alliierten außer Kraft, mit einer Ausnahme: Das Gesetz zur Verhütung erbkranken Nachwuchses. Dieses tritt erst nach 1945 außer Kraft, trotzdem halten Zwangssterilisationen zumindest sporadisch bis 1959 an. Viele Zwangssterilisierte wurden nach diesem Eingriff aus seelischen Gründen komplett aus dem Leben geworfen, konnten sich weder beruflich, noch sozial integrieren.
Gab viele Akten zu den Zwangssterilisationen. Nahezu alle Anträge auf Opferfürsorgenrente zwangssterilisierter Menschen wurden vom österreichischen Staat abgelehnt. (nach Neugebauer) .
- im übrigen eine weitere Kategorie von NS-Opfern, von denen bisher nie die Rede war. Sie waren keine Juden oder Randgruppen und wurden daher nicht als gegensätzlich zum damaligen System angesehen.

Der Missbrauch der Wissenschaft begann also in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, nach 1949 ist diese Idee aber nicht entschwunden, daher ist weiter Aufklärung zu betreiben.

18.12 2003

Genetik

Träger des Erbguts/der Gene sind die Chromosomen, die sich im Zellkern befinden. Gene sind auf Chromosomen linear angeordnet + sind kleinsten genetischen Einheiten. Menschliche Zellkerne enthalten im Normalfall 46 Chromosomen, in Form von 23 Chromosomenpaaren = diploider Chromosomensatz -23 väterliche, 23 mütterlich Chromosomen.(Ausnahme Geschlechtszellen) Jede Abweichung von der Norm ist kaum mit dem Leben zu vereinbaren.
Die 46 Chromosomen haben sich über Generationen hinweg konstant gehalten: Konstanz des genetischen Materials.
Wie sieht Genetik bei Organismen aus ,die sich geschlechtlich fortpflanzen?
Fortpflanzungsakt: Samenzelle +Eizelle
Eizelle mit weibl. Zellkern, Kopf der Samenzelle entspricht männl. Zellkern. Samenzelle arbeitet sich schlängelnd, selbständig in Genitaltrakt hoch.

Erreicht Samenzelle, Eizelle wirft sie den Schwanz ab, der Kopf gelangt in die Eizelle. Haben nun männlichen und weiblichen Zellkern in Eizelle.
Diese nennt man Vorkerne.
Die beiden Vorkerne beginnen nun zu fusionieren, bis Zelle mit einem Zellkern mit 46 Chromosomen entsteht.
Diese Zelle wird als Zygote bezeichnet.
Anschließend beginnt Mitose = Zellteilung. Mitose geschieht so lange bis der vollausgereifte Organismus entstanden ist.
Aus einer Zelle wird durch unzählige Mitosen ein Individuum. In jedem Zellkern sind wieder 46 Chromosomen.
Bei der Zellteilung entstehen aus diploiden Zelle durch Mitose 2 Tochterzellen.

Es muss bezüglich der Zellteilung der Geschlechtszellen besonderen Mechanismus geben.
Dieser besondere Mechanismus ist haploide Meiose = Reduktion von diploiden Chromosomensatz auf haploiden, haploid= einfach. Als Vorbereitung auf die spätere Befruchtung werden weiblichen +männlichen Keimzellen in Chromosomensatz halbiert (haploider Chromosomensatz), damit bei Vereinigung von Ei+ Samenzelle wieder doppelter Chromosomensatz entsteht.
Wir besitzen ein Geschlechtschromosomenpaar:
Weibliches Chromosomenpaar: XX gleich groß
Männliches Paar: XY ein großes und ein kleines Geschlechtschromosom
Beim Menschen enthalten 23 Chromosomenpaare etwa zweimal 100.000 Erbmerkmale/Gene.
In jeder Körperzelle kommt jedes Gen zweimal vor, mütterlich und väterlich-> Chromosomenpaare.
Die Keimzellen = Ei- +Samenzelle hingegen, haben, wie bereits erwähnt jeweils nur einfachen Chromosomensatz = haploider Chromosomensatz.
Die Gesamtheit aller Erbanlagen/Gene einer Bevölkerung = der Genpool. Nehme ich aus dem Genpool irgendein Gen A heraus, so erzeugt dieses ein bestimmtes Merkmal, z.B. zuständig für Enzym im Stoffwechsel oder für Knochenwachstum,...Mit Großbuchstaben (A) werden Gene im Normalzustand bezeichnet. Kommt es zu Veränderung eines Gens (an irgendeiner Stelle), spricht man von Mutation, die nicht beeinflussbar/zufällig ist. Die spontane Veränderung kann in Körperzellen + Keimzellen auftreten. Die Mutation kann neutral sein, sich positiv auswirken: z.B., dass sich Individuum an neue Umweltgegebenheiten besser anpassen kann. In den meisten Fällen ist Mutation jedoch negativ, kommt zu ungünstigen Veränderung -> Erbkrankheit.
Das veränderte Bild des Gens wird nicht mit "groß" A, sondern mit "klein" a bezeichnet.
Jedes Gen kommt in identischer oder leicht abgewandelter Form auf dem homologen (gleichen) entsprechenden Partnerchromosom vor.(->23 väterl./23 mütterl.) Die Gene die auf mütterlichen und väterl. Chromosomen an gleicher Stelle lokalisiert sind = Allele. Sind die beiden Allele in Bezug auf ihre genetische Information identisch, spricht man von homozygot (reinerbig), ist der Träger des Merkmals mischerbig ,so von heterozygot.
Es kann von einem und demselben Ort eines Gens
- A oder
- a, wenn es zu einer Veränderung kommt entstehen.
Wir haben nun in der Bevölkerung 2 Ausprägungen :haben Gene die A und Gene die auch a haben.

                                AAA AAA
                                AAA AAa

A + a treten mit unterschiedlicher Häufigkeit auf -> A wird überwiegen.
Wir gehen vom Vorgang der zufälligen Partnerwahl aus, wir orientieren uns z.B. nicht an Blutgruppe. Die zufällige Partnerwahl = Random mating.
Treffen sich bei Eltern:

A a A AA Aa a Aa aa

Ist die genetische Ausstattung gleich, spricht man von homozygot: AA, aa
Bei unterschiedlicher Ausstattung von heterozygot: Aa
Haben beide Eltern homozygotes Erbgut: AA +AA -> Nachkomme auch AA
                                                                            aa + aa -> aa
Wie häufig treten Mutationen auf?
( Diese drei Möglichkeiten von Kombinationen: AA Aa aa möglich)
Rel. Häufigkeit für A= p; a = q

q = Anzahl der Untersucher 10 q = 100.000 = 0,01 p = 1-q= 0,99 p+q=1 -> relative Häufigkeit

Bei welchen Elternkonstitutionen kann aa herauskommen?
Aa x Aa -> aa 50%
aa x aa -> aa 100%                         Aa x aa -> aa 75 %
(In bestimmten Ländern werden Embryos auf Erbkrankheiten untersucht, die durch aa zu stande kommen.)
Relative Häufigkeit p+q =1
Wenn p +q =1, dann ist auch (p+q)² = 1

pA qa pA p² pq -> p² + 2pq + q² = Genotypenhäufigkeit qa pq q²

Beobachtbares Merkmal erblicher Information = Phänotyp, z.B. das äußere Erscheinungsbild, wie Haarfarbe oder auch Blutgruppe. Die dem Phänotyp zugrunde liegende genetische Information = Genotyp. Ein Allel, das sich im Phänotyp nicht ausdrückt, nicht ersichtlich ist nennt man rezessiv (unterdrückt).

Hardy- Weinberg-Gesetz
Hardy und Weinberg waren 2 Mathematiker, die unabhängig voneinander Gesetz um 1910 herum entwickelten und Grundlage der genetischen Mathematik legten, ausgehend von mendel´schen Regeln.
Grundlage des Hardy-Weinberg- Gesetzes
°Random mating = panmiktische Population - zufällige Partnerwahl bezüglich Erbmaterial. (panmixie ist zufällig)
°Kein Genotyp darf anderen Genotypen gegenüber Vorteil haben bezüglich des Fortpflanzungserfolges. Jeder Genotyp muss selben Reproduktionserfolg, die selbe biologische Fitness aufweisen. °Verschieden starke Mutationsraten können Allelfrequenz ändern. Welche Kombinationen kommen in welcher Häufigkeit vor?

Erklärung zu Tabelle:Aus elterlichen Kombi AA x AA =Häufigkeit p⁴ (100%), dass nur homozygote Nachkommen AA, usw........
'
Relative Häufigkeit für die Nachkommen: '
Es ergibt sich für AA-Nachkommen: (siehe Tabelle)

p4 + 2p³q + p²q² = p² x (p² + 2pq + q² ) = p²

für Aa-Nachkommen

2p³q + 2p²q² + 2p²q² + 2pq³ =2pq (p² + 2pq + q²) = 2pq


für aa-Nachkommen

p²q² + 2pq³ + q4 =q² (p² + 2pq + q²) = q²


Relative Häufigkeit für die nächste Generation:
pA qa pA p² pq qa pq q² p² +2pq + q² = 1 AA = p² ; Aa = 2pq ; aa = q²

Anmerkung: Oft finden sich in Untersuchungen Ergebnisse vor, die Gesetzen nach nicht vorkommen dürften. ->In Biologie ist immer nur Mutter sicher, 2-3% der Kinder unehelich ohne Wissen des Vaters.
Die relative Häufigkeit p² +2pq + q², bleibt über Generationen hinweg gleich = Hardy- Weinberg- Gleichgewicht.

Bsp.:100.000 Geburten
AA Aa aa Summe p² 2pq q² 1 0,9801 0,0198 0,0001 9810 1980 10 -> relative Häufigkeit von 10 ist eine enorme Belastung für Eltern und Ökonomie Eltern Kinder (aa) 100.000 Geburten Aa x Aa 4p²q² p²q² -> 25% =0,00098 9,8 aa x Aa 4pq³ 2pq³= 0,000019 0,19 aa x aa q⁴ q⁴ = ca. 0 - 9,99

Jeder Mensch hat 5-10 unterschiedliche Genorte, die heterozygot vorkommen, wenn Allele, die gleichermaßen an einem Genort verändert (aa) zusammentreffen, dann Kinder gestört.
Was bedeutet das für Selektion/ für Eugenik? Eltern, tragen Heterozygoten, sind phänotypisch unauffällig -> Kind trotzdem behindert. Selektion nicht möglich!

15.1.2004

Das Blut

Blut besteht zu 55 % aus Blutplasma, dieses wiederum besteht zu 90% aus Wasser.
45% des Bluts bestehend aus Blutzellen, davon 99% rote Blutkörperchen= Erythrozyten.
Diese sind sehr klein und weisen große Flexibilität auf.
Pro Kubikmillimeter Blut 4,5-5 Millionen Zellen. (Auf etwa 7 Liter Blut enorme Menge)
4,5-5 x 10⁶ /mm³
Lebensdauer der Erythrozyten ca. 4 Monate. Alten werden abgebaut und Abfallprodukte stehen für neue Synthesen zur Verfügung. Neubildung der Erythrozyten etwa 150/ Minute.
150 x 10⁶/min
Rote Blutkörperchen sind die einzigen Zellen, die keinen Zellkern besitzen.
Entstehung Erythrozyten: Entstehen aus Vorläuferzellen/ aus Stammzellen und reifen heran.
Im Rahmen des Reifungsprozesses verliert die Vorläuferzelle den Zellkern, erst dann wir sie zum Erythrozyten. Die Zelle ist sehr klein und gefüllt mit Molekülen, Hämoglobin(moleküle)/ Hb= roter Blutfarbstoff.


Der Abbau der Erythrozyten erfolgt in Leber und Milz.
Zu schneller Abbau führt zu Haemolyse = Auflösung roter Blutkörperchen z.B. durch Krankheiten oder Gifte (Schlangen, Insekten oder Umweltchemikalien). Zu schneller Verlust der Erythrozyten bedeutet nicht nur Verlust ihrer Funktion, sondern auch Überforderung von Organen, wie Milz und Leber. -> Milz schwillt z.B an, oder Gelbsucht,..
Daher ist Gleichgewicht zw. Auf- und Abbau der Erythrozyten notwendig!
Bildungsreiz der Erythrozyten = Sauerstoffmangel.
Zur Bildung wird Hormon benötigt, das Erythropoetin, das in Niere gebildet wird. Zu wenig Erythrozyten -> Info zu Niere -> Erzeugung Erythropoetin -> vermehrt Erzeugung Erythrozyten -> mehr Erythrozyten-> bessere Leistung, z.B. beim Sport.

Sauerstofftransport in der Lunge:
Über die Lungenatmung wird O₂ an das Hb gebunden und wird durch den Körper transportiert, zur Versorgung von Gewebe und Organen. Der Transport erfolgt über arterielle Gefäße zu den venösen Gefäßen, wo Erythrozyten zirkulieren. Mit jedem Atemzug wird O₂ eingeatmet und Abfallprodukt Co₂ ausgeatmet.
In der Lunge werden Atemwege immer verzweigter, bis hin zu feinsten Gefäßen, den Kapillaren. In Kapillaren erfolgt Gasaustausch: Aufnahme O₂, Abatmen von CO_2. Die Kapillaren kommen wieder zu größeren Gefäßen zusammen.

Alle Zellen des Körpers benötigen Sauerstoff und können gewisses Maß an Sauerstoffschuld eingehen. Nur Herzmuskelzellen und Nervenzellen des Gehirns können keine O₂ Schuld eingehen. Zurück zum Hämoglobin: Hb setzt sich aus 2 Hauptbestandteilen zusammen: Häm: besteht aus Porphyrinring, in dessen Mitte = 2 wertiges Eisen-Atom Fe⁺⁺ -> notwendig um Sauerstoff zu binden. Globin: ist ein Protein/ Eiweiß. Aufgabe der Gene ist die Grundlage der Eiweißsynthese; Globin ist somit ein Genprodukt. Um Hämoglobin zu synthetisieren bedarf es einer eigenen ?Fabrik? zur Häm- Erzeugung und eigene ?Fabrik? für Globin- Erzeugung. Bei Atmung wird an zentrales Fe-Atom O₂ leicht dissoziabel angelagert, es ensteht Oxy- Hämoglobin. Hb bindet auch andere Gase, wichtig CO₂ . Affinität von Hb zu CO ist etwa 210 mal höher als zu O_2. -> Kommt leicht zu CO Vergiftungen -> Ohnmacht -> Tod durch Ersticken oder bleibende Gehirnschäden. Im Straßenverkehr oder durch zu viel Rauch kommt es auch zu leichten Kohlenmonoxidvergiftungen, die zwar durch Psyche kompensiert werden, dennoch kommt es zu Konzentrationsschwächen, etwa im Straßenverkehr. Durch Nitrat oder Nitritvergiftungen kann Fe⁺⁺ zu dreiwertigem Eisen Fe⁺⁺⁺ oxidieren. -> Methämoglobin wird gebildet -> Verlust der Sauerstoffbindungsfähigkeit. Hämoglobinmolekül ist ein tetrameres Molekül (tetra= 4, mer= Teil) =also vierteiliges Molekül, bezogen auf Globinanteil. Es besteht aus 2 identen Eiweißketten (Aneinanderreihung von Aminosäuren): 2  ?-Ketten 2  ?-Ketten Jede Polypeptidkette hat bestimmte räumliche Struktur und bestimmte Aminosäurensequenz = ist die Abfolge von Aminosäuren. Jede Aminosäure hat bestimmte chemisch- physikalische Kraft. ?-Ketten bestehen aus je 141,  ?-Ketten aus je 146 Aminosäuren. In jede dieser 4 Ketten ist ein Häm- Molekül eingelagert. Für die Synthese der alpha-Ketten und beta-Ketten sind unterschiedliche Gene verantwortlich. Gene für alpha-Gruppe liegen auf Chromosom 16, Gene der beta-Gruppe auf Chromosom 11. Jede der beiden Gruppen = Gencluster enthalten mehrere Gene in bestimmter Reihenfolge. Gene werden mit griechischen Buchstaben bezeichnet. Reihenfolge der Gene im alpha Gencluster (Chromosom 16): zita- psi zita- psi alpha1- alpha1- alpha2- alpha1 Reihenfolge der Gene im beta Gencluster (Chromosom 11): psi beta2- epsilon- G gamma- A gamma- psi beta1- delta Psi= Pseudogene, sind Gene, die ihre Funktion im Verlauf der Evolution verloren haben. In Genclustern je 2 ?stillgelegte Psigene? Ontogenetische Entwicklung (Individualentwicklung von Befruchtung bis zum Tod) Ab Geburt (bezw.dem 6. nachgeburtlichen Monat) spricht man von HbA ? A?. adult ?erwachsenes Hb?. Das HbA besteht aus 2 alpha und 2 beta-Ketten. Pränatal: Bis zur achten embryonalen Woche: 100% Hb Gower1: bestehend aus 2 zita und 2 epsilon-Ketten, alle anderen Gene in Genclustern abgeschaltet; Ab 8. Woche vorwiegend HbF = fetales Hämoglobin :2 alpha und 2 beta-Ketten. Zusätzlich gibt es Hb Gower2 (2 aplha, 2 epsilon-Ketten) und Hb Portland (2 zita, 2 gamma Ketten). Ab Geburt kommt es dann zur Bildung von HbA 97,5% HbA1: 2 alpha und 2 beta-Ketten. 2,5% HbA2: 2 alpha, 2delta-Ketten 0,5% HbF : 2 alpha, 2 gamma-Ketten D.h. zu bestimmter ontogenetischer Zeit wird bestimmtes Gen synthetisiert. Synthese von Hb Frucht :Sauerstoffversorgung durch Placenta- Versorgung durch Mutter. Im Dottersack wir vor 4. embryonalen Monat Hb erzeugt. Erst später übernehmen Leber und Milz. (in der Milz nach der Geburt Hb-Abbau!!) In frühen Stadien besitzt Embrio noch kein Knochenmark. Erst ab 4. Monat übernimmt rotes Knochenmark in Plattenknochen (Becken und Schädelknochen) die Erzeugung von Retikulozyten, aus denen Erythrozyten werden. Die Synthese in Milz und Leber nimmt ab. Nach der Geburt nur noch die Retikulozyten für Hb-Synthese verantwortlich. Synthese erfolgt je nach Lebensalter in unterschiedlichen Geweben. 1. Schrei nach Geburt: Umstellung des Kreislaufes auf eigene Atmung. Hb setzt sich aus unterschiedlichen Proteinen zusammen, Synthese erfolgt: a)zu unterschiedlichen Zeiten b)in verschiedenen Entwicklungsstadien in unterschiedlichen Zellen Steuerung der Genfunktion in Abhängigkeit von Prozessen der Zelldifferenzierung Gencluster: Gene sind nach der Reihe ihrer Aktivität in der Ontogenese angeordnet

Sichelzellen-Anämie HbS

(Anämie= Blutarmut) Normal: 2 alpha Ketten: je 141 As (Chr.16) 2 beta Ketten : je 146 AS (11) Bei Sichelzellanämie handelt es sich um eine Mutation betreffend die beta- Kette. An der 6. Stelle der Aminosäuresequenz befindet sich statt Glutaminsäure, Valin. Hat Konsequenz für phänotypische Erscheinung. Es kommt zur Verformung der Zelle und Verfall. Wir sprechen von HbS: S steht für Sichelzelle. Name weil rote Blutkörperchen veränderte, sichelzellartige Form aufweisen. Der Aminosäureaustausch hat Veränderung der räumlichen Struktur und Verlust von Teil der Funktion der roten Blutkörperchen zur Folge: Kommt zu kristallinen Veränderung des Hb, das Hb hat nur noch begrenzte Bindungskapazität an den O₂, Erythrozyten werden schnell abgebaut. Folgen: Gefäße können verstopfen, Milz kann anschwellen, Müdigkeit Folgende Genotypen sind nach Mutation zu erwarten: HbA/HbA: homozygot für Normal- Allele: 2 alpha, 2 beta- Gene HbA/HbS: heterozygot: 2 alpha-Gene, ein normales beta-Gen, ein mutiertes beta-Gen HbS/HbS: homozygot für beta-Ketten Mutation- Patient hat ein mutiertes beta ?Gen von beiden heterozygoten Eltern erhalten -> Sichelzellanämie Humanbiologie 11.Vorlesung vom 22.1.2004 Ergänzung zu letzter Vorlesung zu Sichelzellanämie= die am längsten bekannte Hämoglobinpathie. Durch HbS kommt es zur Veränderung der Löslichkeit des Hämoglobins und kristalline Form ändert sich. HbS polymerisiert (d.h. verbindet sich) in Filamenten und diese assoziieren zu Faserbündeln -> daher typische Verformung der Membran der roten Blutkörperchen/ sichelzellförmig. Folgen: Erhöhung der Viskosität des Blutes -> Verstopfung kleinster Blutgefäße durch Verklumpung der Erythrozyten in Blutgefäßen, mangelnde Blutversorgung -> Beschleunigter Abbau der Erythrozyten. Klinische Folgen: Erythrozyten = Anämie Milz =Vergrößerung Herz = Herzversagen Lunge = Pneumonie Darm = Darmkoliken Niere = Versagen Muskel = Rheumatismus Gehirn = Paralyse Augen = Erblindung HbA= p HbS= q Ausgang: p= 0,999 q=0,001 p² 2pq q² N= 20 000 19960 39,96 0,02 Nach 89 Generationen p² 2pq q² 13122 6156 722 Jetzt stabiles Gleichgewicht : bei s1= 0,20 s2= 0,83 Mutationen sind Zufallsereignisse, zufällig in welcher Bevölkerung irgendeine Mutation eintritt. Sichelzellanämie ist typisches Beispiel wo Mutation Vorteil (bezüglich Malaria) bringt= Heterozygotenvorteil. Erklärung folgt später. Besonders häufig ist Sichelzell- Allel bei Amerikanern afrikanischen Ursprungs zu finden. Verbreitung im tropischen und subtropischen Afrika ist am größten. In manchen Regionen Afrikas Heterozygotenvorteil bis 40%, W-Afrika etwa 20%. In Amerika etwa 9% Heterozygote. 13% in Teil der Türkei oder Teil des südlichen Griechenlands bis 30%. Auch zu finden in S-Indien oder S-Arabien. Bei Europäern und Asiaten seltenes Auftreten der Mutation. All diese Gebiete haben eines gemeinsam: Liegen im tropischen/subtropischen Gürtel. Phänomen des vermehrten Auftauchens des Alleels in diesen Regionen muss mit Lebensbedingungen etwas zu tun haben. G6PD = Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase G6PD = ein Enzym, das für Stoffwechsel der Erythrozyten von Bedeutung ist. Antioxidantien treffen Maßnahmen, die Zelle vor oxidativem Stress schützen. Denn Zellen sind zwar auf 02-Versorgung angewiesen, aber 02 ist auch giftiges Gas: Beim Stoffwechsel entstehen zwangsläufig Sauerstoffradikale vor denen sich Zelle schützen muss. Schutz und Entsorgung vor+ von Sauerstoffradikalen ist Aufgabe des G6PD = gehört also zu den Antioxidantien.

... O2-Radikal G6PD Wird G6PD nicht ausreichend produziert entsteht G6PD-Mangel. Folgewirkung des Mangels gleiche wie bei Hämolyse =Zerfall der roten Blutkörperchen. G6PD-Mangel kann entstehen durch Gifte, z.B. durch Insektenstiche, Schlangengifte,... G6PD ist auf X-Chromosom lokalisiert, d.h. Frauen haben 2 Erbanlagen für G6PD.# Frauen Männer

xx x x x x y Homozygot Hemizygot Wenn ein Gen normale Funktion hat, hat Frau keine Probleme. Jedoch: Geburt eines Buben, der schlechtes X-Chromosom erbt -> G6PD-Mangel. Etwa 2 Milliarden Menschen leiden unter diesem Mangel -> Hämolyse. Oft haben die Betroffenen keine besonderen Einschränkungen und nur leichte Anämie ->O2-Versorgung ist nicht so gut -> Dies sind schlechte Voraussetzungen für den Malariaparasiten =Plasmoden, die erhöhten O2-Bedarf haben. G6PD-Mangel verhindert normale Entgiftung von O2, dies ist für die Plasmode bedrohlich. Auffallend ist, dass sich Vorkommen von G6PD-Mangel mit Malariagebieten deckt. Es ist Zufall, das in bestimmter Bevölkerungsgruppe bestimmte Mutation auftritt ABER: Wo sich eine Mutation einmal als nützlich erwiesen hat, dort wird sie sich durchsetzen.

Pharmakogenetik

Befasst sich mit Reaktion des Organismus (bezw. genetischer Ausstattung) auf Medikamente. Denn Medikamente haben bei verschiedenen Menschen unterschiedliche Wirkung. Bei Person X wirkt ein Mittel, bei anderen Person schlechte Wirkung. Primaquin: Ist schmerzstillendes und fiebersenkendes Mittel, Antimalariamedikament. Favismus Vicia Faba = Saubohne Glucoside= bestimmte chemische Inhaltsstoffe, die im Zellstoffwechsel erhöhte Bildung von O2-Radikalen hervorrufen. G6PD eliminiert die Sauerstoffradikale. Jemand der G6PD-Mangel hat und vor Verzehr der Saubohne keine Probleme hatte, hat nachher eine Anreicherung von O2-Radikalen. Saubohne bezw. G6PD-Mangel ist zwar optimaler Schutz gegen Malaria, aber Gefahr starker Hämolyse zu unterliegen. In den betroffenen Gebieten bedarf es daher eines sehr vorsichtigen Umgangs mit Nahrung. Ebenso wie Saubohne können bestimmte fiebersenkende Medikamente, wie Primaquin bei Menschen mit G6PD-Mangel eine Anämie auslösen, die lebensbedrohlich ist. Die Reaktion auf Medikamente mit Hämolyse war bis in die 50er Jahre nicht bekannt. Heute weiß die Medizin darüber bescheid; Es ist daher darauf zu achten aus welchem Gebiet jemand kommt. Denn die genetische Konstitution ist gebietsspezifisch. Maniok = Cassava(afrikanischer Name der Pflanze) = ein Knollengewächs, ein Wolfsmilchgewächs, das hochgiftig ist. Cassarismus = Vergiftung durch diese Pflanze. Für 500 Millionen Menschen ist Maniok Nahrungsmittel. =Nutzpflanze der Armen, hat sogar Hirse verdrängt. Schmeckt bitter beim rohen Verzehr und endet im schlimmsten Fall tödlich. Geschmackssinn warnt vor Gefahren. Wie kann diese Knolle für 5oo Millionen Menschen Nahrung sein? Angebaut wird Pflanze hauptsächlich in Malariagebieten. Pflanze enthält Linamarin= Salze die Blausäure enthalten. In kleinen Mengen verträglich, z.B. in Mandelkernen enthalten. ?Gift ist immer eine Frage der Dosis?, nach Paracelsus. Zu hohe Dosen verursachen irreversible Schäden. Cassava hauptsächlich in Malariagebieten seit 16.Jhdt. angebaut, in Afrika +Süd-Ost-Asien. Blausäure wird durch Waschen und Kochen entfernt, kann nie gesamter Linamaringehalt entfernt werden -> Blausäure gelangt in Organismus und hemmt Enzyme, die Plasmodium für Energiestoffwechsel benötigt. Blausäure kann Fe⁺⁺ in Fe⁺⁺⁺ oxidieren. Fe⁺⁺⁺ = Methämoglobin= allgemein chem. Substanzen, die nicht O2 binden können. Ein Teil der Hbmoleküle oxidieren von Fe⁺⁺ zu Fe⁺⁺⁺. Es entsteht relativer O2-Mangel in Erythorzyten, dies ist für Plasmodien/Malariaparasiten unangenehm. -> Über Kulturtechniken Umwelteinfluss gefunden, nämlich Ernährungsform, die besseren Umgang mit Malaria ermöglicht. Eine Umwelt geschaffen, die für Parasiten nicht ideal ist. Menschen wussten dies früher nicht, irgendwie zeigte sich im Laufe der Zeit, das dieses Nahrungsmittel für die Selektion günstig ist. Serum-Pseudocholin-Esterase = Enzym Serum-Pseudocholin-Esterase-Defizienz = Krankheit Entstehung ist nicht genau lokalisiert, entsteht durch mehrere Mutationen. A a1 . an Öfters kommt es zu Narkosezwischenfällen, die zu O2-Unterversorgung und damit zu Hirnschäden oder gar zum Tod führen. Erklärung: Narkose schaltet nicht nur Bewusstsein aus, sondern entspannt auch Muskeln ?durch sogenannte Muskelrelaxtantien, dosiert je nach OP-Dauer. Jedes ~2000. Individuum reagiert auf Muskelrerelaxtantien, wie Suxamethonium= Succinylcholin maximal. D.h. die Muskeln bleiben auch lange nach der OP entspannt. Dies stellt kein Problem bei Skelettmuskulatur dar, jedoch für Rippenfellmuskulatur-> Atmung-> O2-Unterversorgung -> Hirnschäden, Tod. Im täglichen Leben stellt diese Succinylcholin- Überempfindlichkeit kein Problem dar, aber bei Konfrontation mit chemischer Umwelt Serum-Pseudocholin-Esterase =jenes Enzym, das der Organismus benötigt um Succenylcholin abzubauen. Allelfrequenz für Mutation wäre: Anzahl der Merkmalsträger q= Anzahl der Bevölkerung Man weiß heute, das Probleme mit entsprechenden Medikamenten auftreten können und untersucht Menschen daher auf ihre genetische Ausstattung und verwendet gegebenenfalls andere Medikamente, mit gleicher Wirkung.

Alkohol

Äthanol= chemische Bezeichnung für Alkohol Äthanol wird rasch von Darm resorbiert und ins Blut aufgenommen. Maximaler Alkoholpegel nach ~ 2 Stunden. Hauptsächliche Verstoffwechslung findet im Darm statt. Abbau in der Leber-Sucht: Fettleber, Leberzirrhose,... Alkohol wird abgebaut zu Acetylaldehyd, dieses kann Placenta passieren und ungeborenes Kind erreichen. In Deutschland etwa 2. 500 000 behandlungsbedürftige Alkoholiker. 40.000 Todesfälle pro Jahr bedingt durch Alkohol: Leberzirrhose, Krebs, Unfälle, Suizid 50% der Verkehrsunfälle Alkohol im Spiel; Alkohol wird von 2 Enzymen abgebaut: ADH: Alkoholdehydrogenase ALDH: Acetaldehyd-Dehydrogenase ADH: Chromosom 4 (49) In der Leber wird der Alkohol durch das Enzym Alkoholdehydrogenase zu Acetaldehyd abgebaut, das weiter von der Acetaldehyddehydrogenase zu Essigsäure= Ethan oxidiert wird. Acetaldehydvergiftung ist verantwortlich für Kater +Übelkeit Flush-Syndrom = Blutwallungen im Bereich des Gesichts, z.B. bei Alkoholgenuss. In unseren Breiten/Europa wird Alkohol rascher abgebaut. In Japan gibt es ein 2. Enzym, eine Mutation der Acetaldehyd-dehydrogenase, durch diese Mutation wird Acetaldehyd langsamer abgebaut, daher Alkoholverträglichkeit der Japaner deutlich niedriger. In japanischer Gesellschaft ist Alkohol verpöhnt. ALDH Allelfrequenz Europäer Japaner Normalallel 95% 35%
Atypisches 5% 65% Allel ALDH A a Europäer 0,95 0,05
Japaner 0,35 0,65 A= p; a= q; p+q=1; p²+2pq+q²=1 AA Aa aa Europäer 0,9025 0,095 0,0025

Japaner 0,1225 0,455 0,4225 Ohne Alkohol machen sich Allelvarianten nicht bemerkbar. Erzeugen zwar auch im Organismus kleinere Mengen Alkohol, Abbaugeschw. spielt aber keine Rolle. FAS= Fetales Alkoholsyndrom oder AE= Alkoholembryopathie Wurde erstmals in England 1720-1750 unter der Gin-Epidemie bekannt. Denn das englische Königshaus hob Alkoholdestilationsgesetz auf, Distilieren war vorher nur Adel gestattet. Aufgrund der Einfuhr billigen Alkohols aus F, hob man Destillationsgesetz auf und verhängte Einfuhrverbot über F. So herrschte Alkoholüberangebot und Alkohol wurde zur Volkskrankheit. Ärzte stellen fest, dass Kinder trunksüchtiger Eltern schwach und dumm sind, Vielzahl geschädigter Kinder kommen zur Welt. (College + Physicians) William Hogarth : Fordern Aufhebung des Alkoholgesetzes zur Bekämpfung der Gin-Lane 1751. Sullivan führte 1899 Untersuchungen mit 120 alkoholischen Frauen im Gefängnis in Liverpool durch. Überlebensfähigkeit der Kinder sinkt mit Dauer und Intensität des mütterlichen Trinkens. Löser et al 1999 (Beginn der Studie 1974) 54 Kinder von alkoholabhängigen Frauen untersucht:. Ergebnis: 56% Sonderschule, viele Störungen, vor allem nicht lokalisierbare Hirnfunktionsstörungen.

Häufigkeit von alkoholkranken Neugeborenen

USA 1: 500 ? 1:700 (ein Kind auf 500/700 Geburten) Deutschland 1:300 In einigen Indianer-Reservaten: 1:100 Frankreich (Weinbaugebiet) 1:212 Alkoholembryopathie nur wenn Mutter chronisch alkoholerkrankt ist. Folgen: °Prä+-postnatale Entwicklungsstörungen =Dystrophie °Störungen in Entwicklung des ZNS, bis hin zu schweren Retardierung, was wiederum Belastung auch für soziale Umwelt darstellt °Craniofaziale Dysmorphien =Veränderungen im Bereich Schädel/Gesicht, Microcephalie = ungewöhnlich/sehr kleiner Kopf °Jegliche Organmissbildungen (Gehirn, Herz, Niere betreffend) °Folgen und Intensität abhängig von Anamnese (Krankengeschichte) des mütterlichen Alkoholgenusses Gesicht eines alkoholkranken Babys weißt typischen Gesichtszüge eines Alkoholikers auf und Kinder weisen Symptome von schwersten Entzugserscheinungen auf.

Coprinus-Syndrom

Antabus/ Disulfiram ist Medikament für alkoholabhängige Menschen. Medikamente hemmen Alkoholabbau auf der Stufe des Acetylaldehyds -> wird nicht abgebaut -> Kater, mit entsprechenden Nebenwirkungen wie Übelkeit,.. blei 31d8 ben bestehen. D.h. es entsteht gewisse Alkoholint oleranz und damit verbunden soll Abneigung gegen Alkohol erreicht werden. Das Medikament macht das gleiche was die Mutation der ALDH (Aldehyd-dehydrogenase) mit den Japanern macht. Coprinus (oder Atramentarius, oder Faltentintling) =ein Pilz, der in Verbindung mit Alkoholgenuss Hitzegefühl, Erbrechen, Rötungen, Schwindel =Coprinus-Syndrom hervorruft. Coprin =der Giftstoff des Faltentintlings und dieser hemmt den Abbau von Acetylaldehyd. Hat also gleiche Wirkung wie Antabus und Disulfiram. (Coprinus stellt aber keine adäquate Alternative zu diesen Medikamenten dar) Anhang Prüfungsfragen vom 12.2.2004: 1)Geg.: Hardy- Weinberg-Gleichgewicht q= 0,04 Berechne a)Genotypenhäufigkeit b) Partnerschaftshäufigkeiten bei denen homozygot rezessive Kinder entstehen c)Häufigkeit der Nachkommen 2)Sprache und Gehirn (Sprachzentren) 3)Funktionsmodell nach MC Lean