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30: Medizinische Genetik – Von der Vergangenheit bis zur Gegenwart – Biologie


30: Medizinische Genetik – Von der Vergangenheit bis zur Gegenwart

Genetik

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Genetik, Erforschung der Vererbung im Allgemeinen und der Gene im Besonderen. Die Genetik bildet eine der zentralen Säulen der Biologie und überschneidet sich mit vielen anderen Bereichen wie Landwirtschaft, Medizin und Biotechnologie.

Was ist Genetik?

Genetik ist das Studium der Vererbung im Allgemeinen und der Gene im Besonderen. Die Genetik bildet eine der zentralen Säulen der Biologie und überschneidet sich mit vielen anderen Bereichen wie Landwirtschaft, Medizin und Biotechnologie.

Ist Intelligenz genetisch bedingt?

Intelligenz ist eine sehr komplexe menschliche Eigenschaft, deren Genetik seit einiger Zeit umstritten ist. Selbst grob über diverse kognitive Tests gemessen, zeigt die Intelligenz einen starken Beitrag der Umwelt.

Wie werden Gentests durchgeführt?

Gentests werden in der Regel erst durchgeführt, nachdem eine Anamnese, eine körperliche Untersuchung und die Erstellung eines Familienstammbaums, der familiäre genetische Erkrankungen dokumentiert, in Betracht gezogen wurden. Die Gentests selbst werden mit chemischen, radiologischen, histopathologischen und elektrodiagnostischen Verfahren durchgeführt. Gentests können zytogenetische Analysen zur Untersuchung von Chromosomen, molekulare Assays zur Untersuchung von Genen und DNA oder biochemische Assays zur Untersuchung von Enzymen, Hormonen oder Aminosäuren umfassen.

Seit Anbeginn der Zivilisation hat die Menschheit den Einfluss der Vererbung erkannt und ihre Prinzipien auf die Verbesserung von Kulturpflanzen und Haustieren angewendet. Eine mehr als 6.000 Jahre alte babylonische Tafel zeigt beispielsweise Stammbäume von Pferden und weist auf mögliche vererbte Merkmale hin. Andere alte Schnitzereien zeigen die Fremdbestäubung von Dattelpalmen. Die meisten Vererbungsmechanismen blieben jedoch bis zum 19. Jahrhundert, als die Genetik als systematische Wissenschaft begann, ein Rätsel.

Genetik entstand aus der Identifizierung von Genen, den grundlegenden Einheiten, die für die Vererbung verantwortlich sind. Genetik kann als das Studium von Genen auf allen Ebenen definiert werden, einschließlich der Art und Weise, wie sie in der Zelle wirken und wie sie von den Eltern auf die Nachkommen übertragen werden. Die moderne Genetik konzentriert sich auf die chemische Substanz, aus der Gene bestehen, die Desoxyribonukleinsäure oder DNA genannt wird, und die Art und Weise, wie sie die chemischen Reaktionen beeinflusst, die die lebenswichtigen Prozesse in der Zelle ausmachen. Die Genwirkung hängt von der Interaktion mit der Umwelt ab. Grüne Pflanzen zum Beispiel haben Gene, die die notwendigen Informationen enthalten, um das photosynthetische Pigment Chlorophyll zu synthetisieren, das ihnen ihre grüne Farbe verleiht. Chlorophyll wird in einer lichthaltigen Umgebung synthetisiert, da das Gen für Chlorophyll nur dann exprimiert wird, wenn es mit Licht interagiert. Wird eine Pflanze in eine dunkle Umgebung gestellt, stoppt die Chlorophyllsynthese, da das Gen nicht mehr exprimiert wird.

Genetik als wissenschaftliche Disziplin geht auf das Werk Gregor Mendels Mitte des 19. Jahrhunderts zurück. Mendel vermutete, dass Merkmale als diskrete Einheiten vererbt wurden, und obwohl er zu dieser Zeit nichts über die physikalische oder chemische Natur von Genen wusste, wurden seine Einheiten zur Grundlage für die Entwicklung des heutigen Verständnisses der Vererbung. Alle gegenwärtigen genetischen Forschungen gehen auf Mendels Entdeckung der Gesetze der Vererbung von Merkmalen zurück. Das Wort Genetik wurde 1905 vom englischen Biologen William Bateson eingeführt, der einer der Entdecker von Mendels Werk war und ein Verfechter von Mendels Vererbungsprinzipien wurde.


Inhalt

Alte Theorien Bearbeiten

Die einflussreichsten frühen Vererbungstheorien waren die von Hippokrates und Aristoteles. Die Theorie von Hippokrates (möglicherweise basierend auf den Lehren von Anaxagoras) war Darwins späteren Ideen zur Pangenese ähnlich und beinhaltete Vererbungsmaterial, das sich aus dem ganzen Körper sammelt. Aristoteles schlug stattdessen vor, dass das (nicht-physische) formgebende Prinzip eines Organismus durch Sperma (das er für eine gereinigte Form von Blut hielt) und das Menstruationsblut der Mutter übertragen wurde, die im Mutterleib zusammenwirkten, um die frühe Entwicklung eines Organismus zu steuern. [1] Sowohl für Hippokrates als auch für Aristoteles – und für fast alle westlichen Gelehrten bis ins späte 19. Gleichzeitig wurde den einzelnen Arten ein festes Wesen zugeschrieben, so dass ererbte Veränderungen nur oberflächlich waren. [2] Der athenische Philosoph Epikur beobachtete Familien und schlug den Beitrag sowohl von Männern als auch von Frauen zu erblichen Charakteren ("Spermaatomen") vor, bemerkte dominante und rezessive Vererbungsarten und beschrieb die Segregation und die unabhängige Zusammenstellung von "Spermaatomen". [3]

In der Charaka Samhita von 300 n. Chr. sahen die alten indischen Medizinschriftsteller die Eigenschaften des Kindes durch vier Faktoren bestimmt: 1) diejenigen aus dem Fortpflanzungsmaterial der Mutter, (2) diejenigen aus dem Sperma des Vaters, (3) diejenigen aus der Ernährung des schwangere Mutter und (4) diejenigen, die die Seele begleiten, die in den Fötus eindringt. Jeder dieser vier Faktoren hatte vier Teile, die sechzehn Faktoren hervorbrachten, von denen das Karma der Eltern und der Seele bestimmte, welche Eigenschaften vorherrschten und dem Kind dadurch seine Eigenschaften verliehen. [4]

Im 9. Jahrhundert n. Chr. betrachtete der afro-arabische Schriftsteller Al-Jahiz die Auswirkungen der Umwelt auf die Überlebenswahrscheinlichkeit eines Tieres. [5] Im Jahr 1000 n. Chr. war der arabische Arzt Abu al-Qasim al-Zahrawi (im Westen als Albucasis bekannt) der erste Arzt, der die erbliche Natur der Hämophilie in seinem Al-Tasrif. [6] Im Jahr 1140 n. Chr. beschrieb Judah HaLevi dominante und rezessive genetische Merkmale in The Kuzari. [7]

Präformationstheorie Bearbeiten

Die Präformationstheorie ist eine entwicklungsbiologische Theorie, die in der Antike von dem griechischen Philosophen Anaxagoras vertreten wurde. Sie tauchte in der Neuzeit im 17. Jahrhundert wieder auf und setzte sich dann bis ins 19. Jahrhundert durch. Ein anderer damals gebräuchlicher Begriff war die Evolutionstheorie, wobei „Evolution“ (im Sinne von Entwicklung als reiner Wachstumsprozess) eine ganz andere Bedeutung hatte als heute. Die Präformisten gingen davon aus, dass der gesamte Organismus im Spermium (Animalkulismus) oder im Ei (Ovismus oder Ovulismus) präformiert sei und sich nur noch entfalten und wachsen müsse. Dem stand die Theorie der Epigenese gegenüber, nach der sich die Strukturen und Organe eines Organismus erst im Laufe der individuellen Entwicklung (Ontogenie) entwickeln. Epigenese war seit der Antike und bis ins 17. Jahrhundert die vorherrschende Meinung, wurde dann aber durch präformistische Ideen ersetzt. Seit dem 19. Jahrhundert konnte sich die Epigenese wieder als bis heute gültige Sichtweise etablieren. [8] [9]

Pflanzensystematik und Hybridisierung Bearbeiten

Im 18. Jahrhundert, mit zunehmendem Wissen über die Pflanzen- und Tiervielfalt und der damit einhergehenden verstärkten Fokussierung auf die Taxonomie, begannen neue Vorstellungen über die Vererbung aufzutauchen. Linnaeus und andere (darunter Joseph Gottlieb Kölreuter, Carl Friedrich von Gärtner und Charles Naudin) führten umfangreiche Experimente mit Hybridisierungen durch, insbesondere mit Hybriden zwischen Arten. Spezies-Hybridisierer beschrieben eine Vielzahl von Vererbungsphänomenen, einschließlich der Hybridsterilität und der hohen Variabilität von Rückkreuzungen. [10]

Pflanzenzüchter entwickelten auch eine Reihe von stabilen Sorten in vielen wichtigen Pflanzenarten. Augustin Sageret begründete im frühen 19. Nachwuchs. Pflanzenzüchter unternahmen jedoch kaum den Versuch, eine theoretische Grundlage für ihre Arbeit zu schaffen oder ihr Wissen mit aktuellen Arbeiten der Physiologie zu teilen [11], obwohl Gartons Agricultural Plant Breeders in England ihr System erläuterten. [12]

Zwischen 1856 und 1865 führte Gregor Mendel Züchtungsversuche mit der Erbsenpflanze durch Pisum sativum und verfolgte die Vererbungsmuster bestimmter Merkmale. Durch diese Experimente sah Mendel, dass die Genotypen und Phänotypen der Nachkommen vorhersagbar waren und dass einige Merkmale gegenüber anderen dominant waren. [13] Diese Muster der Mendelschen Vererbung zeigten die Nützlichkeit der Anwendung von Statistiken auf die Vererbung. Sie widersprachen auch den Theorien der Mischvererbung aus dem 19. [14]

Aus seiner statistischen Analyse definierte Mendel ein Konzept, das er als Charakter bezeichnete (was seiner Meinung nach auch für "Determinante dieses Charakters" gilt). In nur einem Satz seines historischen Aufsatzes benutzte er den Begriff "Faktoren", um das "Material, das" den Charakter erzeugt, zu bezeichnen: Zellen und die befruchtenden Pollen sind aus wie der Charakter, so dass beide mit dem Material versehen sind, um ganz ähnliche Individuen zu schaffen, wie es bei der normalen Befruchtung reiner Arten der Fall ist auch bei der Herstellung der konstanten Formen in den Hybridpflanzen am Werk sein." (Mendel, 1866).

Mendels Werk wurde 1866 als . veröffentlicht "Versuche über Pflanzen-Hybriden" (Experimente zur Pflanzenhybridisierung) in dem Verhandlungen des Naturforschenden Vereins zu Brünn (Proceedings of the Natural History Society of Brünn), nach zwei Vorträgen, die er Anfang 1865 über das Werk hielt. [15]

Pangenesis Bearbeiten

Mendels Arbeit wurde in einer relativ obskuren wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht und fand in der wissenschaftlichen Gemeinschaft keine Beachtung. Stattdessen wurden Diskussionen über Arten der Vererbung durch Darwins Theorie der Evolution durch natürliche Selektion angeregt, in der Mechanismen der nicht-Lamarckschen Vererbung erforderlich zu sein schienen. Darwins eigene Vererbungstheorie, die Pangenese, fand keine große Akzeptanz. [16] [17] Eine mathematischere Version der Pangenese, die einen Großteil von Darwins Lamarckschen Überbleibseln fallen ließ, wurde von Darwins Cousin Francis Galton als „biometrische“ Vererbungsschule entwickelt. [18]

Keimplasma Bearbeiten

Im Jahr 1883 führte August Weismann Experimente durch, bei denen er Mäuse züchtete, denen der Schwanz chirurgisch entfernt worden war. Seine Ergebnisse – dass die chirurgische Entfernung des Schwanzes einer Maus keine Auswirkungen auf den Schwanz ihrer Nachkommen hatte – stellten die Theorien der Pangenese und des Lamarckismus in Frage, die besagten, dass Veränderungen an einem Organismus während seines Lebens von seinen Nachkommen vererbt werden könnten. Weismann schlug die Keimplasmatheorie der Vererbung vor, die besagte, dass Erbinformationen nur in Spermien und Eizellen übertragen werden. [19]

Hugo de Vries fragte sich, was die Natur des Keimplasmas sein könnte, und insbesondere fragte er sich, ob Keimplasma wie Farbe vermischt war oder nicht, oder ob die Informationen in diskreten Paketen transportiert wurden, die ununterbrochen blieben. In den 1890er Jahren führte er Züchtungsexperimente mit einer Vielzahl von Pflanzenarten durch und veröffentlichte 1897 eine Veröffentlichung über seine Ergebnisse, die besagte, dass jedes vererbte Merkmal von zwei diskreten Informationspartikeln gesteuert wurde, eines von jedem Elternteil, und dass diese Partikel weitergegeben wurden intakt bis zur nächsten Generation. Im Jahr 1900 bereitete er eine weitere Arbeit über seine weiteren Ergebnisse vor, als ihm ein Freund eine Kopie von Mendels Arbeit von 1866 zeigte, die dachte, dass sie für de Vries' Arbeit relevant sein könnte. Er ging voran und veröffentlichte seine Arbeit von 1900, ohne Mendels Priorität zu erwähnen. Später im selben Jahr suchte ein anderer Botaniker, Carl Correns, der Hybridisierungsexperimente mit Mais und Erbsen durchgeführt hatte, in der Literatur nach verwandten Experimenten, bevor er seine eigenen Ergebnisse veröffentlichte, als er auf Mendels Arbeit stieß, die ähnliche Ergebnisse wie seine eigenen hatte. Correns warf de Vries vor, sich Terminologie aus Mendels Aufsatz angeeignet zu haben, ohne ihn zu würdigen oder seine Priorität anzuerkennen. Zur gleichen Zeit experimentierte ein anderer Botaniker, Erich von Tschermak, mit der Erbsenzüchtung und erzielte Ergebnisse wie die von Mendel. Auch er entdeckte Mendels Aufsatz, als er die Literatur nach einschlägigen Arbeiten durchsuchte. In einem späteren Aufsatz lobte de Vries Mendel und räumte ein, dass er seine früheren Arbeiten nur erweitert habe. [19]

Nach der Wiederentdeckung von Mendels Werk kam es zwischen William Bateson und Pearson zu einer Fehde über den Erbmechanismus, der von Ronald Fisher in seinem Werk "The Correlation Between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance" gelöst wurde.

1910 zeigte Thomas Hunt Morgan, dass sich Gene auf bestimmten Chromosomen befinden. Später zeigte er, dass Gene bestimmte Stellen auf dem Chromosom einnehmen. Mit diesem Wissen nutzte Alfred Sturtevant, ein Mitglied von Morgans berühmtem Flyroom, Drosophila melanogaster, lieferte die erste chromosomale Karte eines biologischen Organismus. 1928 zeigte Frederick Griffith, dass Gene übertragen werden können. In dem, was heute als Griffiths Experiment bekannt ist, übertragen Injektionen eines tödlichen Bakterienstamms, der durch Hitze abgetötet wurde, in eine Maus genetische Informationen auf einen sicheren Stamm derselben Bakterien, wodurch die Maus getötet wird.

Eine Reihe weiterer Entdeckungen führte Jahrzehnte später zu der Erkenntnis, dass das Erbgut aus DNA (Desoxyribonukleinsäure) besteht und nicht, wie bis dahin allgemein angenommen, aus Proteinen. 1941 zeigten George Wells Beadle und Edward Lawrie Tatum, dass Mutationen in Genen Fehler in bestimmten Schritten von Stoffwechselwegen verursachen. Dies zeigte, dass bestimmte Gene für bestimmte Proteine ​​kodieren, was zu der Hypothese "ein Gen, ein Enzym" führte. [20] Oswald Avery, Colin Munro MacLeod und Maclyn McCarty zeigten 1944, dass die DNA die Informationen des Gens enthält. [21] 1952 erzeugten Rosalind Franklin und Raymond Gosling ein auffallend klares Röntgenbeugungsmuster, das eine helikale Form anzeigte. Anhand dieser Röntgenbilder und bereits bekannter Informationen über die Chemie der DNA demonstrierten James D. Watson und Francis Crick 1953 die molekulare Struktur der DNA. [22] Zusammen begründeten diese Entdeckungen das zentrale Dogma der Molekularbiologie, das besagt, dass Proteine werden von RNA translatiert, die von DNA transkribiert wird. Es hat sich seitdem gezeigt, dass dieses Dogma Ausnahmen hat, wie die reverse Transkription in Retroviren.

1972 konnten Walter Fiers und sein Team von der Universität Gent erstmals die Sequenz eines Gens bestimmen: das Gen für das Hüllprotein des Bakteriophagen MS2. [23] Richard J. Roberts und Phillip Sharp entdeckten 1977, dass Gene in Segmente aufgeteilt werden können. Dies führte zu der Idee, dass ein Gen mehrere Proteine ​​herstellen kann. Die erfolgreiche Sequenzierung der Genome vieler Organismen hat die molekulare Definition des Gens erschwert. Insbesondere sitzen Gene nicht immer nebeneinander auf der DNA wie diskrete Kügelchen. Stattdessen können sich Regionen der DNA, die unterschiedliche Proteine ​​produzieren, überlappen, so dass die Idee auftaucht, dass "Gene ein langes Kontinuum sind". [24] [25] Es wurde erstmals 1986 von Walter Gilbert die Hypothese aufgestellt, dass in einem so primitiven System wie dem eines sehr frühen Stadiums der Erde weder DNA noch Protein benötigt würde, wenn RNA sowohl als Katalysator als auch als genetische Information dienen könnte Speicherprozessor.

Das moderne Studium der Genetik auf DNA-Ebene wird als Molekulargenetik bezeichnet und die Synthese der Molekulargenetik mit der traditionellen Darwinschen Evolution wird als moderne Evolutionssynthese bezeichnet.


Tiefenstudie - Gentechnologien, DNA und Krankheiten

Medizinische Anwendungen der Gentechnologie werden im Gesundheitswesen des 21. Jahrhunderts immer wichtiger. Die DNA-Sequenzierung wird für Ärzte zu einem erschwinglichen Werkzeug, und genbasierte Therapien entstehen weiter.

Während dieser Tiefenstudie werden die Studenten zu Experten für eine genetische Krankheit ihrer Wahl. In diesem Zusammenhang sind sie:

  • Erforsche die Biologie genetischer Krankheiten
  • die Verwendungen und Anwendungen der DNA-Sequenzierung und anderer genetischer Technologien untersuchen und
  • bewerten soziale und ethische Implikationen der medizinischen Genetik.

Die Untersuchung erfolgt in Form einer evidenzbasierten Bewertung einer Gentechnologie, bei der Risiken und Nutzen einschließlich der damit verbundenen Einschränkungen und sozialen/ethischen Aspekte untersucht werden. Die Ergebnisse könnten als strukturierter Bericht ausgewertet werden.

Außerdem werden Anregungsmaterialien, Ressourcen und Aktivitäten bereitgestellt, die den Hintergrund abdecken und die notwendigen Fähigkeiten entwickeln. Die Aktivitäten sind auf eine breite Palette von Lehrplanergebnissen aus den Modulen 5, 6 und 8 sowie auf die Fähigkeiten zum wissenschaftlichen Arbeiten ausgerichtet.

Diese Tiefenstudie befindet sich derzeit in einer Pilotphase. Ein vollständiges Lehrerhandbuch ist unten verfügbar.
Bitte senden Sie eine E-Mail an [email protected], wenn Sie diese Ressource testen und Feedback geben möchten.


Zeitleiste der Entdeckung

Benjamin Waterhouse führt den Pockenimpfstoff in den USA ein und trägt zur Akzeptanz des neuen Verfahrens bei.

Oliver Wendell Holmes identifiziert die Ursache und Vorbeugung von Kindbettfieber, auch bekannt als Kindbettfieber.

John Collins Warren, der erste Dekan der Schule, bietet die erste öffentliche Demonstration der Anästhesie in der Chirurgie.

Reginald Heber Fitz liefert die erste klinische Beschreibung der Appendizitis und plädiert auch für die Durchführung von Appendektomien.

1890er-1910

Theobald Smith identifiziert den Mechanismus der insektenübertragenen Krankheitsübertragung, entdeckt die Ursache von Skorbut und entwickelt das Konzept der durch Hitze abgetöteten Impfstoffe.

Paul Dudley White führt den Elektrokardiographen in den USA ein.

Elliott Joslin führt Insulin in den USA ein und gründet anschließend das Joslin Diabetes Center.

Eliot Cutler führt im Peter Bent Brigham Hospital, heute Teil des Brigham and Women’s Hospital, die weltweit erste erfolgreiche Herzklappenoperation durch.

Marius Smith-Petersen entwickelt einen Dreikantnagel, um den Knochen bei Hüftfrakturen zu sichern.

  • Philip Drinker erfindet die eiserne Lunge, um Polio-gelähmten Patienten beim Atmen zu helfen.
  • William Hinton entwickelt einen Bluttest zum Nachweis von Syphilis.

In Zusammenarbeit mit dem Children's Hospital Medical Center, dem heutigen Boston Children's Hospital, und der Harvard School of Public Health rettet erstmals das neu entwickelte Drinker Respirator (Eiserne Lunge) einen Polio-Patienten bei Peter Bent Brigham.

1930er–1940er Jahre

Fuller Albright erkennt die Erkrankung der Nebenschilddrüsenüberfunktion, entwickelt eine wirksame Therapie gegen Vitamin-D-resistente Rachitis und gibt Einblicke in die Behandlung von Osteoporose.

James Gamble und Kollegen demonstrieren erstmals die Notwendigkeit, intrazelluläre Flüssigkeit und Elektrolyte bei Personen zu ersetzen, die einem extremen Nahrungs- und Wasserverlust ausgesetzt sind.

Robert Gross führt den ersten erfolgreichen Verschluss des offenen Ductus arteriosus, einem angeborenen Herzfehler bei Säuglingen, durch und läutet damit eine Ära der korrigierenden Herzchirurgie für Kinder ein.

Bei der Behandlung von Opfern des Feuers von Cocoanut Grove in Boston demonstrieren die Ärzte des Massachusetts General Hospital die Wirksamkeit eines neuen Ansatzes zur Behandlung von Verbrennungen und den Wert neuer Blutbank- und Notfallpläne.

Ein Forscher von Mass General perfektioniert die Verwendung von Pap-Abstrichen zur Erkennung von Gebärmutterhalskrebs.

Bei Boston Children's beschreibt Louis Diamond die Rh-Krankheit, eine Erkrankung, die aus der Inkompatibilität des Blutes eines Babys mit dem Blut der Mutter resultiert, und entwickelt ein Transfusionsverfahren, das das Blut von Neugeborenen mit Rh-Krankheit ersetzt.

  • Carl Walter, John Merrill und George Thorn perfektionieren die künstliche Niere von Kolff-Brigham für den klinischen Einsatz.
  • Sidney Farber arbeitet bei Boston Children's und ist verantwortlich für die erste erfolgreiche pädiatrische Remission akuter Leukämie.

Die erste Serie erfolgreicher Operationen wird bei Peter Bent Brigham zur Reparatur von stenotischen Mitralklappen des Herzens durchgeführt.

  • John Enders, Thomas Weller und Frederick Robbins züchten Polioviren in Kultur und ebnen so den Weg für Polio-Impfstoffe. Ihre Technik führt auch zu Impfstoffen gegen Masern, Mumps, Röteln und Windpocken.
  • Ärzte des Robert Breck Brigham Hospital, das heute zu Brigham and Women’s gehört, verabreichen als Erste Patienten mit rheumatoider Arthritis Kortison, eine Steroidbehandlung.
  • Um Frauen mit Diabetes mit Kinderwunsch zu helfen, führt die Joslin-Ärztin Priscilla White die White-Klassifikation von diabetischen Schwangerschaften ein, eine weit verbreitete Methode, um das Risiko von Patienten zu kategorisieren und die Behandlungen entsprechend anzupassen.

Sidney Farber und Kollegen am heutigen Dana-Farber Cancer Institute erzielen die ersten Remissionen beim Wilms-Tumor der Niere, einer häufigen Krebserkrankung im Kindesalter. Durch die Verschreibung des Antibiotikums Actinomycin D zusätzlich zu Operation und Strahlentherapie steigern sie die Heilungsraten von 40 auf 85 Prozent.

Forscher des McLean Hospital entdecken Gehirn-Proteolipide, eine neue Klasse von Molekülen, die für die Struktur und Funktion des Gehirns notwendig sind. Diese Entdeckung bietet eine Grundlage für das Verständnis der normalen Gehirnentwicklung und der Anomalien, die einer psychiatrischen Erkrankung zugrunde liegen.

Der Chirurg Joseph Murray führt bei Peter Bent Brigham die erste erfolgreiche Nierentransplantation bei eineiigen Zwillingen durch.

Die ersten klinischen Studien mit oralen Kontrazeptiva laufen im Boston Lying-In Hospital, das heute zu Brigham and Women’s gehört.

In einem wichtigen Schritt zum besseren Verständnis von Hirnstrukturen entwickeln McLean-Forscher ein Verfahren zur Extraktion und Identifizierung von Hirnlipiden.

  • Dana-Farber-Forscher entwickeln Mittel zum Sammeln, Konservieren und Transfusionieren von Blutplättchen, um Blutungen zu kontrollieren.
  • Mass General Kliniker sind die ersten, die die Protonenstrahltherapie zur Behandlung von Tumoren des Auges, des Halses und des Gehirns einsetzen.
  • Der erste implantierbare Herzschrittmacher wird im Beth Israel Hospital entwickelt, das heute zum Beth Israel Deaconess Medical Center gehört.
  • Ein chirurgisches Team unter der Leitung von Ronald Malt bei Mass General führt eine Replantation eines abgetrennten Arms durch und erreicht so die erste erfolgreiche Wiederbefestigung einer menschlichen Gliedmaße.
  • Bernard Lown ist der erste, der Gleichstrom verwendet, um den Herzrhythmus wiederherzustellen.

Mass General Innovatoren machen erstmals die Langzeitlagerung von menschlichem Blut praktikabel.

William Beetham und Lloyd M. Aiello arbeiten bei Joslin, Pioniere der pan-retinalen Koagulation, einer Behandlung, die Laser verwendet, um die sehraubende Vermehrung von Blutgefäßen bei Menschen mit Diabetes zu stoppen.

Masse Allgemeinmediziner sind Pioniere der Telemedizin, der Praxis der Medizin über Videoüberwachung.

Masse Allgemeine Herzchirurgen arbeiten an der Entwicklung eines intraaortalen Ballonkatheters zusammen.

  • Dana-Farber-Forscher klonen das Gen ras und zeigen, dass dieses Gen – das erste bekannte menschliche Onkogen –, wenn es mutiert wird, die Entwicklung vieler häufiger menschlicher Tumoren vorantreibt.
  • Die Forscher von Mass General sind Vorreiter bei der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), einer Bildgebungstechnik, die eine der ersten nichtinvasiven Untersuchungen zu funktionellen Veränderungen im Gehirn und anderen Organen ermöglicht.

Kliniker des Boston Hospital for Women, das jetzt zu Brigham and Women's gehört, entwickeln eine nichtinvasive fetale Herzüberwachung, die eine sicherere und genauere Methode zur Erkennung von fetalem Leiden während der Wehen ermöglicht.

Mass Allgemeine Dermatologen Thomas Fitzpatrick und John Parrish stellen das Gebiet der Photochemotherapie vor, die Licht und spezielle Medikamente zur Behandlung von Erkrankungen wie Psoriasis verwendet.

C. Ronald Kahn, der für Joslin rekrutiert wurde, entdeckt Veränderungen in den Rezeptoren, die mit Insulinresistenz verbunden sind, die bei Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes gefunden werden.

Stephen C. Harrison vom HMS Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology ist der erste, der die Struktur eines intakten Viruspartikels aufklärt, was zum Verständnis der Mechanismen des Viruseintritts und -aufbaus führt.

Stuart Orkin und sein Team von Boston Children’s entwickeln neue DNA-Sequenzierungstechniken für die zuverlässige pränatale Diagnose mehrerer genetischer Defekte, die Thalassämie, eine tödliche Form der Anämie, verursachen.

Mass Allgemeine Radiologen sind Vorreiter bei der Verwendung von MRT oder Magnetresonanztomographie, um Krankheiten und Verletzungen zu diagnostizieren.

1980er Jahre

Forscher der Harvard Medical School und angegliederter Institutionen machen und machen bis heute zahlreiche wichtige Entdeckungen im Bereich HIV/AIDS.

  • Forscher des Mass General, des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des Shriners Burns Institute entwickeln die erste künstliche Haut aus lebenden Zellen.
  • Die Forscher von Mass General entwickeln eine Technik, um den vorzeitigen Beginn der Pubertät bei Mädchen rückgängig zu machen.
  • Jack Szostak, HMS-Professor für Genetik und Alexander Rich Distinguished Investigator am Massachusetts General Hospital, entdeckt gemeinsam Telomere, Regionen repetitiver DNA, die die Enden der Chromosomen schützen und sich bei jeder Zellteilung verkürzen. Zusammen mit der Entdeckung der Telomerase, dem Enzym, das Telomere aufbaut, führten diese Erkenntnisse – die für die Erforschung von Krebs, Alterung und Stammzellen wichtig sind – dazu, dass Szostak 2009 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielt.
  • Mit einem gepulsten Farbstofflaser behandeln die Forscher von Mass General als erste die angeborenen Muttermale, die als Portweinflecken bekannt sind, ohne Narben.
  • James Gusella leitet das HMS Genetics-Team, das einen genetischen Marker für die Huntington-Krankheit findet, eine tödliche Erbkrankheit. Dieselbe Gen-Suchtechnik ermöglicht es Wissenschaftlern später, genetische Marker für andere Erbkrankheiten zu finden.
  • Genetikwissenschaftler unter der Leitung von Philip Leder entwickeln das erste genetisch manipulierte Mausmodell für Krebs, das später als "Oncomouse" bezeichnet wird.
  • Der Zellbiologie-Forscher Howard Green und seine Kollegen sind die ersten, die menschliche Haut in großen Mengen im Labor züchten und so einen Hautersatz bei Patienten mit ausgedehnten Verbrennungen ermöglichen.
  • Die Forscher von Brigham and Women starten eine Reihe nationaler klinischer Studien, die als Thrombolyse bei Myokardinfarkt (TIMI) bekannt sind und zeigen, dass neue Medikamente zur Aufhebung von Blutgerinnseln den Herzmuskel retten und die Überlebenschancen der Patienten nach einem Herzinfarkt verbessern können.
  • Forscher von Boston Children identifizieren ein Retrovirus als wahrscheinliche Ursache der Kawasaki-Krankheit, einer Infektionskrankheit, die hauptsächlich bei Kindern unter fünf Jahren auftritt.
  • Forscher von Boston Children's isolieren und lokalisieren auf Chromosom 21 das Gen für das Gehirnprotein, das im degenerativen Nervengewebe von Menschen mit Alzheimer-Krankheit gefunden wird.
  • Die Forscher von Mass General tragen zur Entdeckung des ersten Gens bei, das mit der vererbten früh einsetzenden Alzheimer-Krankheit in Verbindung steht.
  • Louis Kunkel und Kollegen von Boston Children’s entdecken das Gen, das die Muskeldystrophie Duchenne verursacht.

Die Forscher von Mass General entwickeln eine Laserbehandlung zur Entfernung von pigmentierten Läsionen und Tätowierungen.

Judah Folkman und sein Forschungsteam von Boston Children's produzieren eine synthetische Verbindung, die das Wachstum von Blutgefäßen im Zusammenhang mit Tumoren hemmt.

1990er Jahre

Alfred Goldberg und HMS-Kollegen führen grundlegende Untersuchungen durch, die den Grundstein für die erste Proteasom-hemmende Krebstherapie legen.

  • Die Struktur der Diphtherie-Toxin-Struktur wird entdeckt, was zur Entdeckung eines sichereren, wirtschaftlicheren Impfstoffs führt.
  • Die Forscher von Brigham and Women entdecken, dass ein Protein (Amyloid beta), von dem man annimmt, dass es ein frühes, ursächliches Merkmal der Alzheimer-Krankheit ist, auch bei gesunden Menschen vorhanden ist und dass Patienten mit Alzheimer zu viel von diesem Protein produzieren oder es nicht richtig abbauen können.
  • Augen- und Ohrenärzte in Massachusetts sind Pioniere bei der Anwendung der photodynamischen Therapie bei neovaskulärer Makuladegeneration.
  • Der HMS Genetics-Forscher Gary Ruvkun entdeckt kleine regulatorische RNAs, die microRNAs genannt werden, und enthüllt eine neue Welt der RNA-Regulierung in einem beispiellosen kleinen Maßstab.
  • Innovatoren von Mass. Eye and Ear entwickeln eine chirurgische Methode zur Wiederherstellung von Sprache, Schlucken und normaler Atmung bei Patienten mit gelähmten Stimmbändern.
  • Dana-Farber-Wissenschaftler identifizieren das Gen, das eine erbliche Form von Dickdarmkrebs verursacht, was zu einem diagnostischen Screening führt, um festzustellen, ob Menschen anfällig für die Krankheit sind.
  • Augen- und Ohrenforscher von Mass. entdecken VEGF, ein Molekül, das an diabetischer Retinopathie und altersbedingter Makuladegeneration, den häufigsten Formen der Erblindung, beteiligt ist.

In Studien zur Wundheilung finden HMS-Forscher von Boston Children’s ein Schlüsselmolekül, bekannt als PR-39, das Wachstumsfaktoren und Proteine ​​bindet, die für den Heilungsprozess notwendig sind.

  • Die Chirurgen von Brigham and Women führen die landesweit erste Dreifach-Organtransplantation durch, indem sie einem einzelnen Spender drei Organe – zwei Lungen und ein Herz – entnehmen und sie in drei einzelne Patienten verpflanzen, die jedem ein neues Leben schenken.
  • Klinische Forscher von Joslin identifizieren Blutzuckerspiegel, die Nierenerkrankungen begrenzen.
  • William G. Kaelin Jr., Sidney Farber Professor für Medizin am HMS und Dana-Farber Cancer Institute und leitender Arzt für Medizin am Brigham and Women's Hospital, zeigt, dass Zellen, denen die VHL (von Hippel-Laudau)-Gen und sein assoziiertes Protein sind nicht in der Lage, Sauerstoff zu erfassen, und zeigt später, dass diese Zellen nicht in der Lage sind, HIF-1-alpha, einen Hauptregulator der zellulären Reaktion auf niedrige Sauerstoffkonzentrationen, abzubauen. Diese Entdeckungen führen dazu, dass Kaelin 2019 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhält.
  • McLean-Wissenschaftler entdecken den ersten Beweis für eine chemische Anomalie der Nervenzellfunktion im Gehirn von Menschen mit Alzheimer, ein Befund, der letztendlich zu den ersten von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassenen Behandlungen für die Krankheit führt.
  • Aufbauend auf Erkenntnissen über die Funktionsweise des menschlichen Immunsystems entwickeln Dana-Farber-Forscher unter der Leitung von Lee Nadler einen Weg, um Immunsystemzellen zu neutralisieren, die für die Graft-versus-Host-Krankheit verantwortlich sind, eine potenziell gefährliche Nebenwirkung von Organ- und Gewebetransplantationen .
  • Ein Team von HMS Cell Biology entdeckt ein neues Gen, p73, das dem mächtigen Tumorsuppressor-Gen p53 ähnelt, aber im Gegensatz zu seinem Gegenstück ist p73 nur auf einem Chromosom zu finden und wirkt ganz anders als sein berühmter Verwandter.
  • Bei der Untersuchung, wie Aspirin Entzündungen reduziert, entdecken die Wissenschaftler von Brigham and Women, dass Aspirin auf COX abzielt, ein Enzym, das an der Bildung von Prostaglandinen und Thromboxanen beteiligt ist, Verbindungen, die Teil der Entzündungsreaktion sind.

Chirurgen der Beth Israel Deaconess führen die erste Lebertransplantation bei Erwachsenen in Neuengland durch.

Ralph Weissleder und Kollegen von Mass General läuten einen leistungsstarken neuen Weg zur Erkennung von aufkommendem Krebs ein und entwickeln fluoreszierende molekulare Sonden, die bei Kontakt mit Tumorenzymen fluoreszieren und so den Nachweis winziger Cluster von Tumorzellen ermöglichen.

  • McLean-Forscher identifizieren vier Arten von Gehirnanomalien, die mit Missbrauch und Vernachlässigung in der Kindheit verbunden sind.

Die Forscher von HMS Neurobiology untersuchen eine winzige Ansammlung von Nervenzellen hinter dem Auge und entdecken einen Weg, der daran beteiligt ist, wie die zirkadiane Uhr des Gehirns Signale sendet, die den Tagesrhythmus des Körpers steuern.

  • Forscher von HMS und Joslin identifizieren einen Weg, der mit dem Knorpelabbau und dem Knochenabrieb bei rheumatoider Arthritis verbunden ist.
  • Paul Ridker und Kollegen von Brigham and Women’s stellen fest, dass C-reaktives Protein die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von Herzerkrankungen vorhersagt, was zu neuen Richtlinien für die Vorhersage von Herz-Kreislauf-Erkrankungen führt.
  • Forschungen, die in Ländern mit begrenzten Ressourcen von der HMS-Abteilung für Sozialmedizin, jetzt Global Health and Social Medicine, durchgeführt wurden, liefern den ersten harten Beweis dafür, dass Menschen, die mit multiresistenter Tuberkulose infiziert sind, erfolgreich durch die Entwicklung gemeindenaher ambulanter Behandlungsmodelle behandelt werden können.
  • Forscher von Beth Israel Deaconess lokalisieren die Quelle der Präeklampsie, einer lebensbedrohlichen Schwangerschaftskomplikation und einer der führenden Ursachen für Mütter- und Säuglingssterblichkeit weltweit.
  • Unter der Leitung von Stuart Orkin identifizieren die Wissenschaftler von Boston Children das erste regulatorische Molekül, das die Vermehrung von Blutstammzellen bremst und auch die Integrität dieser Stammzellen erhält, damit sie über einen langen Zeitraum funktionelle Blutzellen produzieren können.
  • Forscher der HMS Cell Biology entdecken die Architektur des ersten transmembranen Protein-leitenden Kanals und ebnen damit den Weg für ein Verständnis des Proteintransfers.
  • Mary-Elizabeth Patti und Kollegen von Joslin zeigen, dass eine schlechte pränatale Ernährung die Funktion der insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse des Embryos dauerhaft schädigt und das Risiko erhöht, dass das Kind später Typ-2-Diabetes entwickelt.
  • In Studien zur Bekämpfung des Herpes-simplex-Virus Typ 2, der häufigsten Form von Herpes genitalis, entwickelt David Knipe in der HMS-Mikrobiologie und Immunbiologie einen replikationsdefizienten Impfstoff namens dl5-29, der das Immunsystem aus dem Inneren der Wirtszellen stimuliert, eine andere Qualität Impfstoffe fehlen und wird zu einem führenden Kandidaten in Humanimpfstoffstudien.
  • Dana-Farber-Forscher identifizieren einen molekularen Mechanismus in der Leber, der erklärt, wie der Verzehr von Lebensmitteln, die reich an gesättigten Fetten und Transfettsäuren sind, zu erhöhten Blutspiegeln von "schlechtem" Cholesterin und Triglyceriden führt, was das Risiko für Herzerkrankungen und bestimmte Krebsarten erhöht.
  • HMS Genetics-Forscher George Church stellt revolutionäre DNA-Sequenzierungstechnologien der „nächsten Generation“ vor.
  • Forscher unter der Leitung von Donald Ingber, Direktor des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard University, zeigen, wie Zellen mithilfe von Magneten ein- und ausgeschaltet werden können, was zu möglichen Wegen führt, Zellfunktionen zu korrigieren, die von Krankheiten unterbrochen werden.
  • Forscher von Brigham and Women's und dem Broad Institute of MIT und Harvard entdecken ein Gen, das an rheumatoider Arthritis beteiligt ist, einer schmerzhaften Entzündung, die 2,1 Millionen Amerikaner betrifft und Knorpel und Knochen in betroffenen Gelenken zerstören kann.
  • Dana-Farber-Wissenschaftler unter der Leitung von Bruce Spiegelman identifizieren einen molekularen Schalter bei Mäusen, der die Entwicklung nützlicher brauner Fettzellen anregt, die Hitze erzeugen und Fettleibigkeit bekämpfen.
  • Forscher von HMS Cell Biology entdecken Nekroptose und ihre Hemmung durch niedermolekulare Inhibitoren von RIPK1, was zu klinischen Studien mit RIPK1-Inhibitoren als potenzielle Therapien für amyotrophe Lateralsklerose (ALS) und Alzheimer führt.
  • Wissenschaftler von Dana-Farber erreichen eine medizinische Premiere, indem sie ein gezieltes Medikament einsetzen, um das metastasierende Melanom eines Patienten in die Remission zu bringen.
  • Stammzellforscher von Boston Children unter der Leitung von George Q. Daley stellen fest, dass LIN28, ein Protein, das in embryonalen Stammzellen reichlich vorhanden ist, bei etwa 15 Prozent aller Krebsarten anomal exprimiert wird, was ein mögliches neues Ziel für die Medikamentenentwicklung aufdeckt.
  • Ein Team von HMS Genetics unter der Leitung von Stephen Elledge verwendet eine Technik namens RNA-Interferenz (RNAi), um die Produktion von Tausenden von Proteinen zu reduzieren und zu bestimmen, welche für das Überleben von Krebszellen erforderlich sind Therapien.
  • Joan Brugge und die Kollegen von HMS Cell Biology entdecken, dass Krebszellen nicht nur durch Zellselbstmord oder Apoptose sterben, sondern auch verhungern können, indem sie ihre Fähigkeit verlieren, Energie zu gewinnen, Erkenntnisse, die auf neue Strategien zur Tumorabtötung hinweisen.
  • Joslin-Wissenschaftler unter der Leitung von Aaron Cypess zeigen, dass Erwachsene energieverbrennendes braunes Fett behalten, eine Entdeckung, die den Weg für neue Behandlungsmethoden für Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes ebnet.

Ein HMS-Neurobiologie-Team unter der Leitung von Michael Greenberg stellt fest, dass Umweltreize bestimmte Abschnitte der DNA aktivieren, wodurch der Prozess der Bildung von Boten-RNAs verbessert wird, und dass diese „Enhancer-Regionen“ eine Rolle bei der Förderung der Genexpression spielen, der erste Beweis für eine weit verbreitete Enhancer-Transkription.


Das Geschenk

Die Molekulargenetik hat Evo-Devo in den letzten zwei Jahrzehnten revolutioniert. Die Integration unseres wachsenden molekularen Verständnisses mit Mechanismen, die auf Zell- oder anderen Ebenen (Gewebe, Organe, gesamter Organismus, Organismus-Umwelt-Interaktionen) wirken, war und bleibt ein großes Ziel und eine Herausforderung für Evo-Devo. Im Wesentlichen geht es darum, die Blackbox zwischen Genotyp und Phänotyp zu öffnen, herauszunehmen, was sich in der Box befindet und wie es zusammenpasst, und dann festzulegen, wie der Inhalt wieder in die Box gelegt wird (Halle 1999, 2003a, b West-Eberhard 2003 Carroll et al. 2005). Eines der Elemente in der Blackbox ist als Epigenetik bekannt.

Kasten 1. Ein Beispiel für evolutionäre Entwicklungsmechanismen, die auf verschiedenen Ebenen wirken

Gen Regulation, Netzwerke, Interaktionen, Genomgröße, epigenetische Prozesse (Methylierung, Imprinting, Chromosomeninaktivierung)
Zelle Teilung, Migration, Kondensation, Differenzierung, Interaktion, Musterbildung, Morphogenese, embryonale Induktion
Gewebe, Organ Differenzierung, Spezialisierung, embryonale Induktionen, epithelial-mesenchymale Interaktionen, Wachstum
Organismus Ontogenetische Neustrukturierung, genetische Assimilation, phänotypische Plastizität, Polymorphismus, funktionelle Morphologie
Umfeld Phänotypische Reaktionen auf Chemikalien, die von Raubtieren, Beutetieren und Nahrungsvorräten freigesetzt werden

Inhalt

Die Geschichte der Zoologie zeichnet die Erforschung des Tierreichs von der Antike bis zur Neuzeit nach. Der prähistorische Mensch musste die Tiere und Pflanzen in seiner Umgebung studieren, um sie auszubeuten und zu überleben. In Frankreich gibt es Höhlenmalereien, Gravuren und Skulpturen, die 15.000 Jahre alt sind und Bisons, Pferde und Hirsche in sorgfältig wiedergegebenen Details zeigen. Ähnliche Bilder aus anderen Teilen der Welt zeigten hauptsächlich die Tiere, die nach Nahrung gejagt wurden, aber auch die wilden Tiere. [2]

Die neolithische Revolution, die durch die Domestikation von Tieren gekennzeichnet ist, setzte sich bis in die Antike fort. Altes Wissen über Wildtiere wird durch die realistischen Darstellungen von Wild- und Haustieren im Nahen Osten, Mesopotamien und Ägypten veranschaulicht, einschließlich Haltungspraktiken und -techniken, Jagd und Fischerei. Die Erfindung der Schrift spiegelt sich in der Zoologie durch die Anwesenheit von Tieren in ägyptischen Hieroglyphen wider. [3]

Obwohl das Konzept von Zoologie Da erst viel später ein einziges zusammenhängendes Gebiet entstand, entstanden die Zoologischen Wissenschaften aus der Naturgeschichte, die bis zu den biologischen Werken von Aristoteles und Galen in der antiken griechisch-römischen Welt zurückreichte. Aristoteles betrachtete im vierten Jahrhundert v. Chr. Tiere als lebende Organismen und untersuchte ihre Struktur, Entwicklung und Lebensphänomene. Er teilte sie in zwei Gruppen ein, Tiere mit Blut, die unserem Konzept der Wirbeltiere entsprechen, und Tiere ohne Blut (Wirbellose). Er verbrachte zwei Jahre auf Lesbos, beobachtete und beschrieb die Tiere und Pflanzen, betrachtete die Anpassungen verschiedener Organismen und die Funktion ihrer Teile. [4] Vierhundert Jahre später sezierte der römische Arzt Galen Tiere, um ihre Anatomie und die Funktion der verschiedenen Teile zu studieren, da die Sektion menschlicher Leichen zu dieser Zeit verboten war. [5] Dies führte dazu, dass einige seiner Schlussfolgerungen falsch waren, aber viele Jahrhunderte lang galt es als ketzerisch, jede seiner Ansichten in Frage zu stellen, so dass das Studium der Anatomie verdummt wurde. [6]

Während der postklassischen Ära war die Wissenschaft und Medizin des Nahen Ostens die fortschrittlichste der Welt, indem sie Konzepte aus dem antiken Griechenland, Rom, Mesopotamien und Persien sowie die alte indische Tradition des Ayurveda integriert und zahlreiche Fortschritte und Innovationen erzielt hat. [7] Im 13. Jahrhundert verfasste Albertus Magnus Kommentare und Paraphrasen zu allen Werken des Aristoteles. Seine Bücher zu Themen wie Botanik, Zoologie und Mineralien enthielten Informationen aus antiken Quellen, aber auch die Ergebnisse seiner eigenen Untersuchungen. Sein allgemeiner Ansatz war überraschend modern, und er schrieb: "Denn es ist [die Aufgabe] der Naturwissenschaft, nicht einfach das zu akzeptieren, was uns gesagt wird, sondern die Ursachen der natürlichen Dinge zu erforschen." [8] Ein früher Pionier war Conrad Gessner, dessen monumentale 4.500-seitige Enzyklopädie der Tiere, Historia animalium, wurde zwischen 1551 und 1558 in vier Bänden veröffentlicht. [9]

In Europa blieb Galens anatomisches Werk bis ins 16. Jahrhundert weitgehend unübertroffen und unangefochten. [10] [11] Während der Renaissance und der frühen Neuzeit wurde das zoologische Denken in Europa durch ein erneutes Interesse am Empirismus und der Entdeckung vieler neuartiger Organismen revolutioniert. Prominente in dieser Bewegung waren Andreas Vesalius und William Harvey, die Experimente und sorgfältige Beobachtung in der Physiologie verwendeten, und Naturforscher wie Carl Linnaeus, Jean-Baptiste Lamarck und Buffon, die begannen, die Vielfalt des Lebens und den Fossilienbestand zu klassifizieren, sowie Erforschung der Entwicklung und des Verhaltens von Organismen. Antonie van Leeuwenhoek leistete Pionierarbeit in der Mikroskopie und enthüllte die bisher unbekannte Welt der Mikroorganismen und legte damit den Grundstein für die Zelltheorie. [12] van Leeuwenhoeks Beobachtungen wurden von Robert Hooke bestätigt, alle lebenden Organismen bestanden aus einer oder mehreren Zellen und konnten sich nicht spontan entwickeln. Die Zelltheorie lieferte eine neue Perspektive auf die fundamentalen Grundlagen des Lebens. [13]

Die Zoologie war im 18., 19. und 20. Jahrhundert das Reich der Gentlemen-Naturforscher und entwickelte sich im Laufe des 18., 19. und 20. Jahrhunderts zu einer zunehmend professionellen wissenschaftlichen Disziplin. Entdecker-Naturforscher wie Alexander von Humboldt untersuchten die Interaktion zwischen Organismen und ihrer Umwelt und wie diese Beziehung von der Geographie abhängt und legten die Grundlagen für Biogeographie, Ökologie und Ethologie. Naturforscher begannen den Essentialismus abzulehnen und die Bedeutung des Aussterbens und der Veränderlichkeit von Arten zu berücksichtigen. [14]

Diese Entwicklungen sowie die Ergebnisse der Embryologie und Paläontologie wurden in der 1859 erschienenen Veröffentlichung von Charles Darwins Theorie der Evolution durch natürliche Selektion zusammengefasst. Darwin stellte die Theorie der organischen Evolution auf eine neue Grundlage, indem er die Prozesse erklärte, durch die sie auftreten, und durch Beobachtungsnachweise, dass dies geschehen war. [15] Darwins Theorie wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft schnell akzeptiert und wurde bald zu einem zentralen Axiom der sich schnell entwickelnden Wissenschaft der Biologie. Die Grundlage für die moderne Genetik begann mit der Arbeit von Gregor Mendel über Erbsen im Jahr 1865, obwohl die Bedeutung seiner Arbeit damals nicht erkannt wurde. [16]

Darwin gab der Morphologie und Physiologie eine neue Richtung, indem er sie in einer gemeinsamen biologischen Theorie vereinte: der Theorie der organischen Evolution. Das Ergebnis war eine Rekonstruktion der Tierklassifikation auf genealogischer Basis, eine neue Untersuchung der Entwicklung der Tiere und frühe Versuche, ihre genetischen Verwandtschaftsverhältnisse zu bestimmen. Das Ende des 19. Jahrhunderts sah den Rückgang der Spontangeneration und den Aufstieg der Krankheitskeimtheorie, obwohl der Vererbungsmechanismus ein Rätsel blieb. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts führte die Wiederentdeckung von Mendels Werk zu einer rasanten Entwicklung der Genetik, und in den 1930er Jahren schuf die Kombination von Populationsgenetik und natürlicher Selektion in der modernen Synthese die Evolutionsbiologie. [17]

Die Forschung in der Zellbiologie ist mit anderen Bereichen wie Genetik, Biochemie, medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Zytochemie verbunden. Mit der Sequenzierung des DNA-Moleküls durch Francis Crick und James Watson im Jahr 1953 öffnete sich das Reich der Molekularbiologie und führte zu Fortschritten in der Zellbiologie, Entwicklungsbiologie und Molekulargenetik. Das Studium der Systematik wurde verändert, als die DNA-Sequenzierung den Grad der Affinität zwischen verschiedenen Organismen aufklärte. [18]

Die Zoologie ist der Wissenschaftszweig, der sich mit Tieren beschäftigt. Eine Art kann als die größte Gruppe von Organismen definiert werden, in der zwei beliebige Individuen des entsprechenden Geschlechts fruchtbare Nachkommen produzieren können. Es wurden etwa 1,5 Millionen Tierarten beschrieben, und es wurde geschätzt, dass bis zu 8 Millionen Tierarten existieren. [19] Eine frühe Notwendigkeit bestand darin, die Organismen zu identifizieren und sie nach ihren Eigenschaften, Unterschieden und Beziehungen zu gruppieren, und dies ist das Gebiet des Taxonomen. Ursprünglich wurde angenommen, dass Arten unveränderlich sind, aber mit der Einführung von Darwins Evolutionstheorie entstand das Gebiet der Kladistik, das die Beziehungen zwischen den verschiedenen Gruppen oder Kladen untersuchte. Systematik ist das Studium der Diversifizierung von Lebensformen, die Evolutionsgeschichte einer Gruppe wird als ihre Phylogenie bezeichnet und die Beziehung zwischen den Kladen kann in einem Kladogramm schematisch dargestellt werden. [20]

Obwohl sich jemand, der eine wissenschaftliche Studie über Tiere durchgeführt hat, historisch als Zoologe bezeichnet hätte, bezeichnet der Begriff heute diejenigen, die sich mit einzelnen Tieren befassen, während andere sich genauer als Physiologen, Ethologen, Evolutionsbiologen, Ökologen, Pharmakologen, Endokrinologen oder Parasitologen. [21]

Obwohl das Studium des Tierlebens uralt ist, ist seine wissenschaftliche Inkarnation relativ modern. Dies spiegelt den Übergang von der Naturgeschichte zur Biologie zu Beginn des 19. Jahrhunderts wider. Seit Hunter und Cuvier ist die vergleichende anatomische Studie mit der Morphographie verbunden und prägt die modernen Gebiete der zoologischen Untersuchung: Anatomie, Physiologie, Histologie, Embryologie, Teratologie und Ethologie. [22] Die moderne Zoologie entstand zuerst an deutschen und britischen Universitäten. In Großbritannien war Thomas Henry Huxley eine prominente Persönlichkeit. Seine Ideen konzentrierten sich auf die Morphologie der Tiere. Viele halten ihn für den größten vergleichenden Anatom der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Ähnlich wie bei Hunter bestanden seine Lehrveranstaltungen im Gegensatz zum bisherigen Vorlesungsformat nur aus Vorlesungen und Laborpraktika.

Allmählich erweiterte sich die Zoologie über die vergleichende Anatomie von Huxley hinaus und umfasste die folgenden Teildisziplinen:

Klassifizierung Bearbeiten

Die wissenschaftliche Klassifikation in der Zoologie ist eine Methode, mit der Zoologen Organismen nach biologischen Typen wie Gattung oder Art gruppieren und kategorisieren. Die biologische Klassifikation ist eine Form der wissenschaftlichen Taxonomie. Die moderne biologische Klassifikation hat ihre Wurzeln in der Arbeit von Carl Linnaeus, der Arten nach gemeinsamen physikalischen Eigenschaften gruppierte. Diese Gruppierungen wurden seitdem überarbeitet, um die Übereinstimmung mit dem Darwinschen Prinzip der gemeinsamen Abstammung zu verbessern. Die molekulare Phylogenetik, die Nukleinsäuresequenzen als Daten verwendet, hat in jüngster Zeit viele Revisionen vorangetrieben und wird dies wahrscheinlich auch weiterhin tun. Die biologische Klassifikation gehört zur Wissenschaft der zoologischen Systematik. [23]

Viele Wissenschaftler halten das Fünf-Königreich-System mittlerweile für veraltet. Moderne alternative Klassifikationssysteme beginnen im Allgemeinen mit dem Drei-Domänen-System: Archaea (ursprünglich Archaebakterien) Bakterien (ursprünglich Eubakterien) Eukaryota (einschließlich Protisten, Pilze, Pflanzen und Tiere) [24] Diese Domänen spiegeln wider, ob die Zellen Kerne haben oder nicht, da sowie Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung des Zelläußeren. [24]

Außerdem wird jedes Königreich rekursiv aufgeschlüsselt, bis jede Art separat klassifiziert wird. Die Reihenfolge ist: Domain Königreich Stamm Klasse Ordnung Familie Gattung Arten. Der wissenschaftliche Name eines Organismus ergibt sich aus seiner Gattung und Art. Zum Beispiel werden Menschen aufgeführt als Homo sapiens. Homo ist die Gattung, und sapiens das spezifische Epitheton, beide zusammen bilden den Artnamen. Beim Schreiben des wissenschaftlichen Namens eines Organismus ist es richtig, den ersten Buchstaben der Gattung groß und alle spezifischen Epitheta in Kleinbuchstaben zu schreiben. Außerdem kann der gesamte Begriff kursiv oder unterstrichen sein. [25]

Das vorherrschende Klassifikationssystem wird als Linné-Taxonomie bezeichnet. Es enthält Ränge und binomiale Nomenklatur. Die Klassifizierung, Taxonomie und Nomenklatur zoologischer Organismen wird durch den Internationalen Code of Zoological Nomenclature verwaltet. Ein Zusammenführungsentwurf, BioCode, wurde 1997 veröffentlicht, um die Nomenklatur zu standardisieren, muss jedoch noch formell angenommen werden. [26]

Wirbeltier- und Wirbellosenzoologie Bearbeiten

Wirbeltierzoologie ist die biologische Disziplin, die aus der Erforschung von Wirbeltieren, also Tieren mit Rückgrat, wie Fischen, Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren besteht. Die verschiedenen taxonomisch orientierten Disziplinen wie Säugetierkunde, biologische Anthropologie, Herpetologie, Ornithologie, Ichthyologie identifizieren und klassifizieren Arten und untersuchen die gruppenspezifischen Strukturen und Mechanismen. Der Rest des Tierreichs wird von der Zoologie der Wirbellosen behandelt, einer großen und sehr vielfältigen Gruppe von Tieren, die Schwämme, Stachelhäuter, Manteltiere, Würmer, Weichtiere, Gliederfüßer und viele andere Stämme umfasst, aber einzellige Organismen oder Protisten sind normalerweise nicht enthalten . [27]

Strukturzoologie Bearbeiten

Die Zellbiologie untersucht die strukturellen und physiologischen Eigenschaften von Zellen, einschließlich ihres Verhaltens, ihrer Interaktionen und ihrer Umgebung. Dies geschieht sowohl auf mikroskopischer als auch auf molekularer Ebene, sowohl für einzellige Organismen wie Bakterien als auch für spezialisierte Zellen in mehrzelligen Organismen wie dem Menschen. Das Verständnis der Struktur und Funktion von Zellen ist für alle biologischen Wissenschaften von grundlegender Bedeutung. Die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Zelltypen sind für die Molekularbiologie besonders relevant.

Die Anatomie betrachtet die Formen makroskopischer Strukturen wie Organe und Organsysteme. [28] Es konzentriert sich auf das Zusammenwirken von Organen und Organsystemen im Körper von Mensch und Tier und wie sie unabhängig voneinander arbeiten. Anatomie und Zellbiologie sind zwei eng verwandte Studien, die unter "Strukturstudien" kategorisiert werden können. Vergleichende Anatomie ist die Untersuchung von Ähnlichkeiten und Unterschieden in der Anatomie verschiedener Gruppen. Es ist eng mit der Evolutionsbiologie und der Phylogenie (der Evolution der Arten) verbunden. [29]

Physiologie Bearbeiten

Die Physiologie untersucht die mechanischen, physikalischen und biochemischen Prozesse lebender Organismen, indem sie versucht zu verstehen, wie alle Strukturen als Ganzes funktionieren. Das Thema "Struktur zu Funktion" ist zentral für die Biologie. Physiologische Studien wurden traditionell in Pflanzenphysiologie und Tierphysiologie unterteilt, aber einige Prinzipien der Physiologie sind universell, unabhängig davon, welcher bestimmte Organismus untersucht wird. Was zum Beispiel über die Physiologie von Hefezellen gelernt wurde, kann auch auf menschliche Zellen übertragen werden. Das Gebiet der Tierphysiologie erweitert die Werkzeuge und Methoden der Humanphysiologie auf nichtmenschliche Arten. Die Physiologie untersucht, wie beispielsweise das Nerven-, Immun-, Hormon-, Atmungs- und Kreislaufsystem funktioniert und zusammenwirkt. [30]

Entwicklungsbiologie Bearbeiten

Entwicklungsbiologie ist das Studium der Prozesse, durch die sich Tiere und Pflanzen vermehren und wachsen. Die Disziplin umfasst die Erforschung der Embryonalentwicklung, Zelldifferenzierung, Regeneration, asexuelle Fortpflanzung, Metamorphose sowie das Wachstum und die Differenzierung von Stammzellen im erwachsenen Organismus. [31] Die Entwicklung sowohl von Tieren als auch von Pflanzen wird in den Artikeln über Evolution, Populationsgenetik, Vererbung, genetische Variabilität, Mendelsche Vererbung und Reproduktion weiter betrachtet.

Evolutionsbiologie Bearbeiten

Evolutionsbiologie ist das Teilgebiet der Biologie, das die evolutionären Prozesse (natürliche Selektion, gemeinsame Abstammung, Artbildung) untersucht, die die Vielfalt des Lebens auf der Erde hervorgebracht haben. Die Evolutionsforschung beschäftigt sich mit der Entstehung und Abstammung von Arten sowie deren Veränderung im Laufe der Zeit und umfasst Wissenschaftler aus vielen taxonomisch orientierten Disziplinen. Zum Beispiel handelt es sich im Allgemeinen um Wissenschaftler, die eine spezielle Ausbildung in bestimmten Organismen wie Säugetierkunde, Ornithologie, Herpetologie oder Entomologie haben, diese Organismen jedoch als Systeme verwenden, um allgemeine Fragen zur Evolution zu beantworten. [32]

Die Evolutionsbiologie basiert teilweise auf der Paläontologie, die den Fossilienbestand verwendet, um Fragen zu Art und Tempo der Evolution zu beantworten, [33] und teilweise auf Entwicklungen in Bereichen wie Populationsgenetik [34] und Evolutionstheorie. Nach der Entwicklung von DNA-Fingerprinting-Techniken im späten 20. Jahrhundert hat die Anwendung dieser Techniken in der Zoologie das Verständnis von Tierpopulationen verbessert. [35] In den 1980er Jahren trat die Entwicklungsbiologie durch das Studium der evolutionären Entwicklungsbiologie wieder in die Evolutionsbiologie ein, nachdem sie ursprünglich aus der modernen Synthese ausgeschlossen worden war. Verwandte Gebiete, die oft als Teil der Evolutionsbiologie angesehen werden, sind Phylogenetik, Systematik und Taxonomie. [36]

Ethologie Bearbeiten

Ethologie ist die wissenschaftliche und objektive Untersuchung des Verhaltens von Tieren unter natürlichen Bedingungen [37] im Gegensatz zum Behaviorismus, der sich auf Verhaltensreaktionsstudien in einer Laborumgebung konzentriert. Ethologen haben sich insbesondere mit der Evolution des Verhaltens und dem Verhaltensverständnis im Sinne der Theorie der natürlichen Selektion beschäftigt. In gewisser Hinsicht war der erste moderne Ethologe Charles Darwin, dessen Buch Der Ausdruck der Emotionen bei Mensch und Tier, beeinflusste viele zukünftige Ethologen. [38]

Ein Teilgebiet der Ethologie ist die Verhaltensökologie, die versucht, die vier Fragen von Nikolaas Tinbergen in Bezug auf das Tierverhalten zu beantworten: Was sind die unmittelbaren Ursachen des Verhaltens, die Entwicklungsgeschichte des Organismus, der Überlebenswert und die Phylogenie des Verhaltens? [39] Ein weiterer Studienbereich ist die Tierkognition, die Laborexperimente und sorgfältig kontrollierte Feldstudien verwendet, um die Intelligenz und das Lernen eines Tieres zu untersuchen. [40]

Biogeographie Bearbeiten

Die Biogeographie untersucht die räumliche Verteilung von Organismen auf der Erde [41] mit Schwerpunkt auf Themen wie Plattentektonik, Klimawandel, Ausbreitung und Migration sowie Kladistik. Es ist ein integratives Studienfach, das Konzepte und Informationen aus Evolutionsbiologie, Taxonomie, Ökologie, Physischer Geographie, Geologie, Paläontologie und Klimatologie vereint. [42] Der Ursprung dieses Forschungsgebiets wird weitgehend Alfred Russel Wallace zugeschrieben, einem britischen Biologen, der einige seiner Arbeiten gemeinsam mit Charles Darwin veröffentlichte. [43]

Molekularbiologie Bearbeiten

Die Molekularbiologie untersucht die gemeinsamen genetischen und Entwicklungsmechanismen von Tieren und Pflanzen und versucht, die Fragen nach den Mechanismen der genetischen Vererbung und der Struktur des Gens zu beantworten. 1953 beschrieben James Watson und Francis Crick die Struktur der DNA und die Wechselwirkungen innerhalb des Moleküls. [44] Während Forscher molekularbiologische Techniken praktizieren, ist es üblich, diese mit Methoden der Genetik und Biochemie zu kombinieren. Ein Großteil der Molekularbiologie ist quantitativ, und in letzter Zeit wurde ein beträchtlicher Teil der Arbeit unter Verwendung von Informatiktechniken wie Bioinformatik und Computerbiologie geleistet. Die Molekulargenetik, die Erforschung der Struktur und Funktion von Genen, gehört seit den frühen 2000er Jahren zu den wichtigsten Teilgebieten der Molekularbiologie. Andere Zweige der Biologie werden durch die Molekularbiologie informiert, indem sie entweder direkt die Wechselwirkungen von Molekülen selbst untersuchen, z Bereiche der Evolutionsbiologie wie Populationsgenetik und Phylogenetik. Es hat auch eine lange Tradition, Biomoleküle „von Grund auf“ oder molekular in der Biophysik zu studieren. [45]


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Inhalt

Prähistorische Zeiten Bearbeiten

Pflanzen, darunter viele, die heute als Küchenkräuter und Gewürze verwendet werden, wurden seit prähistorischen Zeiten als nicht unbedingt wirksame Medizin verwendet. Gewürze wurden teilweise verwendet, um Bakterien zu bekämpfen, die Lebensmittel verderben, insbesondere in heißen Klimazonen [5] [6] und insbesondere in Fleischgerichten, die leichter verderben. [7] Angiospermen (blühende Pflanzen) waren die ursprüngliche Quelle der meisten Pflanzenheilmittel. [8] Menschliche Siedlungen sind oft von Unkraut umgeben, das als Kräutermedizin verwendet wird, wie Brennnessel, Löwenzahn und Vogelmiere. [9] [10] Der Mensch war nicht allein mit der Verwendung von Kräutern als Medizin: Einige Tiere wie nichtmenschliche Primaten, Monarchfalter und Schafe nehmen im Krankheitsfall Heilpflanzen auf. [11] Pflanzenproben aus prähistorischen Grabstätten gehören zu den Beweisen dafür, dass die Völker der Altsteinzeit über Kenntnisse der Kräutermedizin verfügten. So hat eine 60 000 Jahre alte Neandertaler-Grabstätte "Shanidar IV" im Nordirak große Mengen Pollen von acht Pflanzenarten gewonnen, von denen sieben heute als pflanzliche Heilmittel verwendet werden. [12] Ein Pilz wurde in den persönlichen Gegenständen von gefunden Ötzi der Mann aus dem Eis, dessen Körper über 5.000 Jahre in den Ötztaler Alpen gefroren war. Der Pilz wurde wahrscheinlich gegen Peitschenwürmer verwendet. [13]

Antike Zeiten Bearbeiten

Im alten Sumer sind Hunderte von Heilpflanzen, darunter Myrrhe und Opium, auf Tontafeln aufgeführt. Der altägyptische Ebers Papyrus listet über 800 Pflanzenheilmittel wie Aloe, Cannabis, Rizinusbohne, Knoblauch, Wacholder und Alraune auf. [14] Von der Antike bis zur Gegenwart hat die ayurvedische Medizin, wie sie im Atharva Veda, dem Rig Veda und dem Sushruta Samhita dokumentiert ist, Hunderte von pharmakologisch aktiven Kräutern und Gewürzen wie Kurkuma, das Curcumin enthält, verwendet. [15] [16] Das chinesische Arzneibuch, das Shennong Ben Cao Jing erfasst pflanzliche Arzneimittel wie Chaulmoogra gegen Lepra, Ephedra und Hanf. [17] Dies wurde in der Tang-Dynastie erweitert Yaoxing Lun. [18] Im 4. Jahrhundert v. Chr. verfasste Aristoteles’ Schüler Theophrastus den ersten systematischen Botaniktext, Historia plantarum. [19] Um 60 n. Chr. dokumentierte der griechische Arzt Pedanius Dioscorides, der für die römische Armee arbeitete, über 1000 Rezepte für Medikamente mit über 600 Heilpflanzen in De materia medica. Das Buch blieb über 1500 Jahre lang, bis ins 17. Jahrhundert, die maßgebliche Referenz für Kräuterkunde. [4]

Mittelalter Bearbeiten

Im frühen Mittelalter bewahrten Benediktinerklöster medizinisches Wissen in Europa, übersetzten und kopierten klassische Texte und pflegten Kräutergärten. [20] [21] Hildegard von Bingen schrieb Causae et Curae ("Ursachen und Heilungen") zur Medizin. [22] Im islamischen Goldenen Zeitalter übersetzten Gelehrte viele klassische griechische Texte, darunter Dioskurides, ins Arabische und fügten ihre eigenen Kommentare hinzu. [23] Kräuterkunde florierte in der islamischen Welt, insbesondere in Bagdad und in Al-Andalus. Unter vielen Werken über Heilpflanzen schrieb Abulcasis (936–1013) von Cordoba Das Buch der Simples, und Ibn al-Baitar (1197-1248) verzeichneten Hunderte von Heilkräutern wie Aconitum, Nux vomica und Tamarinde in seinem Corpus of Simples. [24] Avicenna umfasste viele Pflanzen in seinen 1025 Der Kanon der Medizin. [25] Abu-Rayhan Biruni, [26] Ibn Zuhr, [27] Peter von Spanien und Johannes von St. Amand verfassten weitere Arzneibücher. [28]

Frühe Neuzeit Bearbeiten

In der Frühen Neuzeit erlebten die illustrierten Kräuterbücher in ganz Europa eine Blütezeit, beginnend mit dem 1526 Grete Herball. John Gerard schrieb sein berühmtes Der Herball oder die allgemeine Geschichte der Pflanzen 1597, basierend auf Rembert Dodoens, und Nicholas Culpeper veröffentlichte seine Der englische Arzt vergrößert. [29] Viele neue Pflanzenheilmittel kamen nach Europa als Produkte der frühneuzeitlichen Erforschung und der daraus resultierenden kolumbianischen Börse, bei der im 15. und 16. Jahrhundert Vieh, Nutzpflanzen und Technologien zwischen der Alten Welt und Amerika transferiert wurden. Zu den Heilkräutern, die in Amerika ankamen, gehörten Knoblauch, Ingwer und Kurkuma-Kaffee, Tabak und Koka reisten in die andere Richtung. [30] [31] In Mexiko, dem sechzehnten Jahrhundert Badianus-Manuskript beschriebene Heilpflanzen, die in Mittelamerika erhältlich sind. [32]

19. und 20. Jahrhundert Bearbeiten

Der Stellenwert der Pflanzen in der Medizin wurde im 19. Jahrhundert durch die Anwendung der chemischen Analyse radikal verändert. Alkaloide wurden aus einer Reihe von Heilpflanzen isoliert, beginnend mit Morphin aus dem Mohn im Jahr 1806, bald gefolgt von Ipecacuanha und Strychnos im Jahr 1817, Chinin aus dem Chinarindenbaum und vielen anderen. Mit dem Fortschritt der Chemie wurden weitere Klassen pharmakologisch wirksamer Substanzen in Heilpflanzen entdeckt. [33] [34] Die kommerzielle Extraktion von gereinigten Alkaloiden einschließlich Morphin aus Heilpflanzen begann 1826 bei Merck. Die Synthese einer erstmals in einer Heilpflanze entdeckten Substanz begann 1853 mit Salicylsäure. [34] Gegen Ende des 19. Jahrhunderts Die Stimmung in der Pharmazie wandte sich gegen Heilpflanzen, da Enzyme beim Trocknen ganzer Pflanzen oft die Wirkstoffe veränderten und aus Pflanzenmaterial gereinigte Alkaloide und Glykoside bevorzugt wurden. [33] Die Entdeckung von Arzneimitteln aus Pflanzen war durch das 20. Jahrhundert und bis ins 21. Jahrhundert hindurch weiterhin wichtig, mit wichtigen Krebsmedikamenten aus Eibe und Madagaskar-Immergrün. [34]

Heilpflanzen werden mit der Absicht verwendet, die Gesundheit zu erhalten, bei einer bestimmten Erkrankung verabreicht zu werden oder beides, sei es in der modernen Medizin oder in der traditionellen Medizin. [2] [35] Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation schätzte 2002, dass weltweit über 50.000 Heilpflanzen verwendet werden. [36] Die Royal Botanic Gardens, Kew schätzten 2016 konservativer, dass 17.810 Pflanzenarten eine medizinische Verwendung haben, von etwa 30.000 Pflanzen, für die eine Verwendung jeglicher Art dokumentiert ist. [37]

In der modernen Medizin werden etwa ein Viertel [a] der an Patienten verschriebenen Medikamente aus Heilpflanzen gewonnen und auf Herz und Nieren geprüft. [35] [38] In anderen Medizinsystemen können Heilpflanzen den Großteil der oft informellen Behandlungsversuche ausmachen, die nicht wissenschaftlich getestet wurden. [39] Die Weltgesundheitsorganisation schätzt ohne zuverlässige Daten, dass etwa 80 Prozent der Weltbevölkerung hauptsächlich von der traditionellen Medizin (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Pflanzen) abhängig sind, vielleicht sind etwa zwei Milliarden Menschen größtenteils von Heilpflanzen abhängig. [35] [38] Die Verwendung von pflanzlichen Materialien, einschließlich pflanzlicher oder natürlicher Gesundheitsprodukte mit vermeintlichen gesundheitlichen Vorteilen, nimmt in den Industrieländern zu. [40] Dies birgt trotz des sicheren Images pflanzlicher Heilmittel begleitende Toxizitätsrisiken und andere Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. [40] Pflanzliche Arzneimittel wurden schon lange vor der modernen Medizin verwendet, und es gab und gibt oft noch keine Kenntnisse über die pharmakologischen Grundlagen ihrer Wirkung, wenn überhaupt, oder ihrer Sicherheit. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) formulierte 1991 eine Richtlinie zur traditionellen Medizin und veröffentlichte seitdem Leitlinien für diese mit einer Reihe von Monographien zu weit verbreiteten pflanzlichen Arzneimitteln. [41] [42]

Heilpflanzen können drei Hauptvorteile bieten: gesundheitliche Vorteile für die Menschen, die sie als Arzneimittel konsumieren, finanzielle Vorteile für Menschen, die sie ernten, verarbeiten und zum Verkauf anbieten, sowie gesamtgesellschaftliche Vorteile wie Beschäftigungsmöglichkeiten, Steuereinnahmen und andere Vorteile gesündere Arbeitskräfte. [35] Die Entwicklung von Pflanzen oder Extrakten mit potenzieller medizinischer Verwendung wird jedoch durch schwache wissenschaftliche Erkenntnisse, schlechte Praktiken bei der Arzneimittelentwicklung und unzureichende Finanzierung abgeschwächt. [2]

Alle Pflanzen produzieren chemische Verbindungen, die ihnen einen evolutionären Vorteil verschaffen, etwa bei der Abwehr von Pflanzenfressern oder im Beispiel der Salicylsäure als Hormon in der Pflanzenabwehr. [43] [44] Diese sekundären Pflanzenstoffe haben Potenzial zur Verwendung als Arzneimittel, und der Gehalt und die bekannte pharmakologische Aktivität dieser Substanzen in Heilpflanzen ist die wissenschaftliche Grundlage für ihre Verwendung in der modernen Medizin, wenn sie wissenschaftlich bestätigt wird. [2] Zum Beispiel Narzissen (Narzisse) enthalten neun Gruppen von Alkaloiden, darunter Galantamin, das zur Verwendung gegen die Alzheimer-Krankheit zugelassen ist. Die Alkaloide sind bitter schmeckend und giftig und konzentrieren sich in den Pflanzenteilen wie dem Stängel, die am wahrscheinlichsten von Pflanzenfressern gefressen werden, und können auch vor Parasiten schützen. [45] [46] [47]

Modernes Wissen über Heilpflanzen wird in der Medicinal Plant Transcriptomics Database systematisiert, die bis 2011 eine Sequenzreferenz für das Transkriptom von rund dreißig Arten lieferte. [48] ​​Die wichtigsten Klassen pharmakologisch aktiver sekundärer Pflanzenstoffe werden im Folgenden beschrieben, mit Beispielen für Heilpflanzen, die sie enthalten. [8] [42] [49] [50] [51]

Alkaloide Bearbeiten

Alkaloide sind bitter schmeckende Chemikalien, die in der Natur weit verbreitet und oft giftig sind und in vielen Heilpflanzen vorkommen. [52] Es gibt mehrere Klassen mit unterschiedlichen Wirkungsweisen als Arzneimittel, sowohl Freizeit- als auch Pharmazeutika. Arzneimittel verschiedener Klassen sind Atropin, Scopolamin und Hyoscyamin (alle aus Nachtschatten), [53] die traditionelle Medizin Berberin (aus Pflanzen wie Berberis und Mahonia), [b] Koffein (Kaffee), Kokain (Koka), Ephedrin (Ephedra), Morphin (Schlafmohn), Nikotin (Tabak), [c] Reserpin (Rauvolfia serpentina), Chinidin und Chinin (China), Vincamin (Vinca minor) und Vincristin (Catharanthus roseus). [51] [56]

Der Schlafmohn Papaver somniferum ist die Quelle der Alkaloide Morphin und Codein. [51]

Das Alkaloid Nikotin aus Tabak bindet direkt an die nikotinischen Acetylcholinrezeptoren des Körpers, was für seine pharmakologischen Wirkungen verantwortlich ist. [57]

Glykoside Bearbeiten

Anthrachinonglykoside kommen in Heilpflanzen wie Rhabarber, Cascara und alexandrinischem Senna vor. [58] [59] Zu den pflanzlichen Abführmitteln, die aus solchen Pflanzen hergestellt werden, gehören Senna, [60] Rhabarber [61] und Aloe. [51]

Die Herzglykoside sind starke Medikamente aus Heilpflanzen wie Fingerhut und Maiglöckchen. Dazu gehören Digoxin und Digitoxin, die den Herzschlag unterstützen und als Diuretika wirken. [43]

Der Fingerhut, Digitalis purpurea, enthält Digoxin, ein Herzglykosid. Die Pflanze wurde lange vor der Identifizierung des Glykosids bei Herzerkrankungen eingesetzt. [43] [62]

Polyphenole Bearbeiten

Polyphenole verschiedener Klassen sind in Pflanzen weit verbreitet und haben unterschiedliche Rollen bei der Abwehr von Pflanzenkrankheiten und Räubern. [43] Dazu gehören hormonähnliche Phytoöstrogene und adstringierende Tannine. [51] [63] Pflanzen, die Phytoöstrogene enthalten, werden seit Jahrhunderten bei gynäkologischen Erkrankungen wie Fruchtbarkeit, Menstruations- und Wechseljahrsbeschwerden verabreicht. [64] Zu diesen Pflanzen gehören Pueraria mirifica, [65] Kudzu, [66] Angelika, [67] Fenchel und Anis. [68]

Viele polyphenolische Extrakte, wie zum Beispiel aus Traubenkernen, Oliven oder Seekiefernrinde, werden als Nahrungsergänzungsmittel und Kosmetika ohne Nachweise oder gesetzliche Gesundheitsaussagen für positive gesundheitliche Wirkungen verkauft. [69] Im Ayurveda wird die adstringierende Schale des Granatapfels, die Polyphenole namens Punicalagin enthält, als Medizin verwendet. [70]

Angelica enthält Phytoöstrogene und wird seit langem bei gynäkologischen Erkrankungen eingesetzt.

Polyphenole umfassen Phytoöstrogene (oben und Mitte), Nachahmer von tierischem Östrogen (unten). [71]

Terpene Bearbeiten

Terpene und Terpenoide vieler Arten finden sich in einer Vielzahl von Heilpflanzen [72] und in harzigen Pflanzen wie den Nadelbäumen. Sie sind stark aromatisch und dienen der Abwehr von Pflanzenfressern. Ihr Duft macht sie in ätherischen Ölen nützlich, sei es für Parfums wie Rose und Lavendel oder für die Aromatherapie. [51] [73] [74] Einige haben medizinische Anwendungen: Thymol ist beispielsweise ein Antiseptikum und wurde einst als Wurmmittel (Anti-Wurm-Medikament) verwendet. [75]

Thymol ist eines von vielen Terpenen, die in Pflanzen vorkommen. [75]

Anbau Bearbeiten

Heilpflanzen erfordern ein intensives Management. Verschiedene Arten erfordern jeweils ihre eigenen Anbaubedingungen. Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt den Einsatz von Rotation, um Probleme mit Schädlingen und Pflanzenkrankheiten zu minimieren. Der Anbau kann traditionell sein oder konservierende landwirtschaftliche Praktiken verwenden, um organische Substanz im Boden zu erhalten und Wasser zu sparen, beispielsweise mit Direktsaatsystemen. [76] Bei vielen Arznei- und Gewürzpflanzen variieren die Pflanzeneigenschaften stark je nach Bodenart und Anbaustrategie, so dass Sorgfalt erforderlich ist, um zufriedenstellende Erträge zu erzielen. [77]

Vorbereitung Bearbeiten

Heilpflanzen sind oft zäh und faserig und erfordern eine Zubereitung, damit sie bequem verabreicht werden können. Übliche Methoden zur Herstellung von pflanzlichen Arzneimitteln sind nach Angaben des Instituts für Traditionelle Medizin Abkochen, Pudern und Extraktion mit Alkohol, wobei jeweils ein Stoffgemisch entsteht. Beim Abkochen wird das Pflanzenmaterial zerkleinert und dann in Wasser gekocht, um einen flüssigen Extrakt herzustellen, der oral eingenommen oder topisch aufgetragen werden kann. [78] Beim Pulverisieren wird das Pflanzenmaterial getrocknet und anschließend zerkleinert, um ein Pulver zu erhalten, das zu Tabletten gepresst werden kann. Bei der Alkoholextraktion wird das Pflanzenmaterial in kaltem Wein oder destilliertem Spiritus eingeweicht, um eine Tinktur zu bilden. [79]

Traditionelle Umschläge wurden hergestellt, indem Heilpflanzen gekocht, in ein Tuch gewickelt und das resultierende Paket äußerlich auf die betroffene Körperstelle aufgetragen wurden. [80]

Wenn die moderne Medizin ein Medikament in einer Heilpflanze identifiziert hat, können kommerzielle Mengen des Medikaments entweder synthetisiert oder aus Pflanzenmaterial extrahiert werden, was eine reine Chemikalie ergibt. [34] Die Extraktion kann praktisch sein, wenn die fragliche Verbindung komplex ist. [81]

Verwendung Bearbeiten

Pflanzenarzneimittel sind auf der ganzen Welt weit verbreitet. [82] In den meisten Entwicklungsländern, insbesondere in ländlichen Gebieten, ist die lokale traditionelle Medizin, einschließlich der Kräuterkunde, die einzige Quelle der Gesundheitsversorgung für die Menschen, während in den Industrieländern alternative Medizin einschließlich der Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln aggressiv vermarktet wird Ansprüche der traditionellen Medizin. Bis 2015 waren die meisten Produkte aus Heilpflanzen nicht auf ihre Sicherheit und Wirksamkeit getestet worden, und Produkte, die in entwickelten Volkswirtschaften vermarktet und in der unterentwickelten Welt von traditionellen Heilern angeboten wurden, waren von ungleicher Qualität und enthielten manchmal gefährliche Verunreinigungen. [83] Die Traditionelle Chinesische Medizin verwendet neben anderen Materialien und Techniken eine Vielzahl von Pflanzen. [84] Forscher von Kew Gardens fanden 104 Arten, die in Mittelamerika für Diabetes verwendet werden, von denen sieben in mindestens drei separaten Studien identifiziert wurden. [85] [86] Die Yanomami des brasilianischen Amazonas haben mit Unterstützung von Forschern 101 Pflanzenarten beschrieben, die für traditionelle Medizin verwendet werden. [87] [88]

Aus Pflanzen gewonnene Drogen wie Opiate, Kokain und Cannabis haben sowohl medizinische als auch Freizeitanwendungen. Verschiedene Länder haben zu verschiedenen Zeiten illegale Drogen konsumiert, zum Teil aufgrund der Risiken, die mit dem Konsum psychoaktiver Drogen verbunden sind. [89]

Effektivität Bearbeiten

Pflanzenarzneimittel wurden oft nicht systematisch getestet, sondern kamen über die Jahrhunderte informell zum Einsatz. Bis 2007 hatten klinische Studien bei fast 16 % der pflanzlichen Arzneimittel eine potenziell nützliche Wirkung gezeigt für etwa die Hälfte der Arzneimittel gab es nur begrenzte in vitro- oder in vivo-Nachweise für etwa die Hälfte der Arzneimittel gab es nur für etwa 20 % phytochemische Nachweise 0,5 % waren allergen oder toxisch und etwa 12 % war im Grunde nie wissenschaftlich untersucht worden. [42] Cancer Research UK warnt davor, dass es keine zuverlässigen Beweise für die Wirksamkeit pflanzlicher Heilmittel gegen Krebs gibt. [90]

Eine phylogenetische Studie aus dem Jahr 2012 erstellte einen Stammbaum bis auf Gattungsebene mit 20.000 Arten, um die Heilpflanzen von drei Regionen, Nepal, Neuseeland und dem südafrikanischen Kap, zu vergleichen. Es stellte sich heraus, dass die traditionell zur Behandlung der gleichen Krankheitsarten verwendeten Arten in allen drei Regionen zu den gleichen Pflanzengruppen gehörten, was ein "starkes phylogenetisches Signal" gab. [91] Da viele Pflanzen, die Arzneimittel liefern, zu genau diesen Gruppen gehören und die Gruppen unabhängig voneinander in drei verschiedenen Weltregionen verwendet wurden, wurden die Ergebnisse so verstanden, dass 1) diese Pflanzengruppen ein Potenzial für medizinische Wirksamkeit haben, 2) dass undefinierte pharmakologische Aktivität mit der Verwendung in der traditionellen Medizin verbunden ist und 3) dass die Verwendung einer phylogenetischen Gruppe für Arzneimittel in einer Region ihre Verwendung in anderen Regionen vorhersagen kann. [91]

Verordnung Bearbeiten

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) koordiniert ein Netzwerk namens International Regulatory Cooperation for Herbal Medicines, um zu versuchen, die Qualität von Medizinprodukten aus Heilpflanzen und deren Angaben zu verbessern. [92] Im Jahr 2015 verfügten nur etwa 20 % der Länder über gut funktionierende Regulierungsbehörden, 30 % über keine und etwa die Hälfte über begrenzte Regulierungskapazitäten.[83] In Indien, wo Ayurveda seit Jahrhunderten praktiziert wird, sind Kräuterheilmittel in der Verantwortung einer Regierungsabteilung, AYUSH, unter dem Ministerium für Gesundheit und Familienfürsorge. [93]

Die WHO hat eine Strategie für traditionelle Arzneimittel [94] mit vier Zielen festgelegt: sie als Richtlinie in die nationalen Gesundheitssysteme zu integrieren, um Wissen und Anleitungen zu ihrer Sicherheit, Wirksamkeit und Qualität bereitzustellen, ihre Verfügbarkeit und Erschwinglichkeit zu erhöhen und ihre rationale, therapeutisch sinnvolle Anwendung. [94] Die WHO stellt in der Strategie fest, dass die Länder bei einer solchen Umsetzung vor sieben Herausforderungen stehen, nämlich bei der Entwicklung und Durchsetzung von Richtlinien zur Integration in Sicherheit und Qualität, insbesondere bei der Bewertung von Produkten und der Qualifizierung von Praktikern bei der Kontrolle von Werbung in Forschung und Entwicklung im Bildungsbereich und Schulung und Informationsaustausch. [94]

Wirkstoffforschung Bearbeiten

Die pharmazeutische Industrie hat ihre Wurzeln in den Apotheken Europas im 19. Jahrhundert, wo Apotheker den Kunden lokale traditionelle Medikamente zur Verfügung stellten, darunter Extrakte wie Morphin, Chinin und Strychnin. [95] Therapeutisch wichtige Medikamente wie Camptothecin (aus Camptotheca acuminata, verwendet in der traditionellen chinesischen Medizin) und Taxol (aus der pazifischen Eibe, Taxus brevifolia) wurden aus Heilpflanzen gewonnen. [96] [34] Die als Krebsmedikamente verwendeten Vinca-Alkaloide Vincristin und Vinblastin wurden in den 1950er Jahren aus dem Madagaskar-Immergrün entdeckt. Catharanthus roseus. [97]

Hunderte von Verbindungen wurden mithilfe der Ethnobotanik identifiziert, wobei Pflanzen untersucht wurden, die von indigenen Völkern für mögliche medizinische Anwendungen verwendet werden. [98] Einige wichtige sekundäre Pflanzenstoffe wie Curcumin, Epigallocatechingallat, Genistein und Resveratrol sind Pan-Assay-Interferenzverbindungen, was bedeutet, dass in vitro Studien über ihre Tätigkeit liefern oft unzuverlässige Daten. Als Folge davon haben sich sekundäre Pflanzenstoffe als Leitsubstanzen in der Wirkstoffforschung häufig als ungeeignet erwiesen. [99] [100] In den Vereinigten Staaten hatten im Zeitraum 1999 bis 2012 trotz mehrerer hundert Anträge auf den Status eines neuen Arzneimittels nur zwei botanische Arzneimittelkandidaten genügend Beweise für den medizinischen Wert, um von der Food and Drug Administration zugelassen zu werden. [2]

Die pharmazeutische Industrie ist weiterhin daran interessiert, traditionelle Verwendungen von Heilpflanzen bei ihren Bemühungen zur Wirkstoffforschung zu fördern. [34] Von den 1073 niedermolekularen Arzneimitteln, die im Zeitraum 1981 bis 2010 zugelassen wurden, wurden über die Hälfte entweder direkt von Naturstoffen abgeleitet oder von diesen inspiriert. [34] [101] Von den 185 niedermolekularen Medikamenten, die im Zeitraum 1981 bis 2019 zugelassen wurden, waren 65 % der Krebsbehandlungen von Naturstoffen abgeleitet oder von diesen inspiriert. [102]

Sicherheit Bearbeiten

Pflanzenarzneimittel können unerwünschte Wirkungen bis hin zum Tod verursachen, sei es durch Nebenwirkungen ihrer Wirkstoffe, durch Verfälschung oder Kontamination, durch Überdosierung oder durch unsachgemäße Verschreibung. Viele dieser Effekte sind bekannt, während andere noch wissenschaftlich erforscht werden müssen. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass ein Produkt aus der Natur sicher sein muss: Die Existenz von starken natürlichen Giften wie Atropin und Nikotin zeigt, dass dies nicht stimmt. Darüber hinaus gelten die hohen Standards für konventionelle Medikamente nicht immer für Pflanzenmedikamente, und die Dosis kann je nach Wachstumsbedingungen der Pflanzen stark variieren: Ältere Pflanzen können beispielsweise viel giftiger sein als junge. [104] [105] [106] [107] [108] [109]

Pharmakologisch aktive Pflanzenextrakte können mit herkömmlichen Medikamenten interagieren, sowohl weil sie eine erhöhte Dosis ähnlicher Verbindungen liefern können, als auch weil einige sekundäre Pflanzenstoffe in die körpereigenen Systeme eingreifen, die Medikamente in der Leber verstoffwechseln, einschließlich des Cytochrom-P450-Systems, wodurch die Medikamente länger in der Leber wirken Körper und haben eine stärkere kumulative Wirkung. [110] Pflanzenmedikamente können während der Schwangerschaft gefährlich sein. [111] Da Pflanzen viele verschiedene Substanzen enthalten können, können Pflanzenextrakte komplexe Wirkungen auf den menschlichen Körper haben. [5]

Qualität, Werbung und Kennzeichnung Bearbeiten

Pflanzliche Arzneimittel und Nahrungsergänzungsmittel wurden kritisiert, weil sie keine ausreichenden Standards oder wissenschaftlichen Beweise haben, um ihren Inhalt, ihre Sicherheit und vermutete Wirksamkeit zu bestätigen. [112] [113] [114] [115] Eine Studie aus dem Jahr 2013 ergab, dass ein Drittel der untersuchten Kräuterprodukte keine Spur des auf dem Etikett aufgeführten Krauts enthielt und andere Produkte mit nicht aufgeführten Füllstoffen einschließlich potenzieller Allergene verfälscht waren. [116] [117]

Wo Heilpflanzen wild geerntet und nicht angebaut werden, sind sie sowohl allgemeinen als auch spezifischen Bedrohungen ausgesetzt. Zu den allgemeinen Bedrohungen zählen der Klimawandel und der Verlust von Lebensräumen für Entwicklung und Landwirtschaft. Eine besondere Bedrohung ist die Übersammlung, um die steigende Nachfrage nach Medikamenten zu decken. [118] Ein typisches Beispiel war der Druck auf die wilden Populationen der pazifischen Eibe, kurz nachdem die Nachricht über die Wirksamkeit von Taxol veröffentlicht wurde. [34] Der Bedrohung durch Übersammlung könnte durch den Anbau einiger Heilpflanzen oder durch ein Zertifizierungssystem begegnet werden, um die Wildsammlung nachhaltig zu gestalten. [118] In einem Bericht der Royal Botanic Gardens aus dem Jahr 2020 identifiziert Kew 723 Heilpflanzen als vom Aussterben bedroht, teilweise verursacht durch Übersammlung. [119] [102]


Was Sie über Pandemien wissen sollten

Eine Pandemie ist ein Ausbruch von globalem Ausmaß. Es tritt auf, wenn eine Infektion durch ein Bakterium oder ein Virus in der Lage ist, sich weit und schnell auszubreiten.

Die Krankheit, die einer Pandemie zugrunde liegt, kann schwere Krankheiten verursachen und leicht von einer Person zur nächsten übertragen werden.

Ab März 2020 beschäftigt sich die Welt derzeit mit einem weltweiten Ausbruch von COVID-19. Am 11. März teilte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) mit, dass diese Krankheit die Merkmale einer Pandemie aufweist.

Viele Regierungen haben jetzt die Freizügigkeit eingeschränkt und die Bevölkerung gesperrt, um die Ausbreitung der Pandemie zu begrenzen.

In diesem Artikel diskutieren wir den Unterschied zwischen Epidemien und Pandemien, wie Pandemien beginnen und zukünftige Bedenken.

Auf Pinterest teilen Während einer Pandemie können Regierungen die Freizügigkeit einschränken und die Bevölkerung sperren.

Bei einer Pandemie handelt es sich laut WHO um die weltweite Ausbreitung einer neuen Krankheit. Während eine Epidemie auf eine Stadt, eine Region oder ein Land beschränkt bleibt, breitet sich eine Pandemie über die Landesgrenzen und möglicherweise weltweit aus.

Die Behörden betrachten eine Krankheit als Epidemie, wenn die Zahl der Erkrankten innerhalb einer bestimmten Region höher ist als die prognostizierte Zahl.

Wenn sich eine Infektion in mehreren Ländern gleichzeitig ausbreitet, kann daraus eine Pandemie werden.

Ein neuer Virusstamm oder -subtyp, der leicht zwischen Menschen übertragen wird, kann eine Pandemie verursachen. Auch Bakterien, die gegen eine Antibiotika-Behandlung resistent werden, können für die schnelle Ausbreitung verantwortlich sein.

Manchmal treten Pandemien auf, wenn neue Krankheiten die Fähigkeit entwickeln, sich schnell auszubreiten, wie der Schwarze Tod oder die Beulenpest.

Menschen haben möglicherweise keine oder nur geringe Immunität gegen ein neues Virus. Oftmals kann sich ein neues Virus nicht zwischen Tieren und Menschen ausbreiten. Wenn sich die Krankheit jedoch ändert oder mutiert, kann sie sich leicht ausbreiten und eine Pandemie auslösen.

Saisonale Influenza-(Grippe-)Epidemien treten im Allgemeinen als Folge von Subtypen eines Virus auf, das bereits unter Menschen zirkuliert. Neuartige Subtypen hingegen verursachen in der Regel Pandemien. Diese Subtypen werden zuvor nicht unter Menschen zirkuliert haben.

Eine Pandemie betrifft mehr Menschen und kann tödlicher sein als eine Epidemie. Es kann auch zu mehr sozialen Störungen, wirtschaftlichen Verlusten und allgemeiner Not in größerem Umfang führen.

Schreiben im März 2020 hatte die aktuelle Pandemie weltweit beispiellose Auswirkungen.

COVID-19 ist eine Krankheit, die durch eine Infektion mit einer Art von Coronavirus entsteht. Das Virus begann in Wuhan, China, Infektionen zu verursachen, bevor es sich international ausbreitete.

Auf Empfehlung der WHO ist mehr als ein Drittel der Weltbevölkerung gesperrt. Mehrere Länder – darunter die Vereinigten Staaten, Großbritannien, Indien und China – haben ihre Grenzen geschlossen, was Auswirkungen auf den weltweiten Reiseverkehr und die Industrie hat.

Auch Menschen in vielen Ländern haben ihren Arbeitsplatz verloren, weil „unwesentliche“ Unternehmen geschlossen wurden, um die Ausbreitung des Virus einzudämmen. Restaurants, Fitnessstudios, religiöse Gebäude, Parks und Büros haben vielerorts geschlossen.

Eine Pandemie kann auch den Druck auf die Gesundheitssysteme erhöhen, indem sie die Nachfrage nach bestimmten Behandlungen erhöht.

Menschen mit schweren COVID-19-Symptomen verwenden auf der Intensivstation mehr Beatmungsgeräte und Betten. Infolgedessen können Ressourcen für andere, die diese Ausrüstung benötigen, knapp werden.

Die Länder haben jedoch Maßnahmen ergriffen, um dem entgegenzuwirken. Zum Beispiel hat die US-Regierung Unternehmen, darunter Ford und General Motors, aufgefordert, Atemschutzmasken, Beatmungsgeräte und Gesichtsschutzschilde herzustellen, um der gestiegenen Nachfrage gerecht zu werden.

Die Behörden hoffen, dass diese Notfallmaßnahmen zur Herstellung und die Bewegungseinschränkungen – die weltweite wirtschaftliche und soziale Auswirkungen haben – die Ausbreitung der Krankheit verlangsamen werden.

Die Länder arbeiten bei der Beschaffung medizinischer Geräte und der Entwicklung eines Impfstoffs zusammen, auch wenn dieser möglicherweise Monate oder sogar Jahre nicht verfügbar ist.


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