Friedrich-Schiller-Universität Jena // Forschung

Wörter fügen Schmerzen zu

Psychologen zeigen, wie verbale Reize unser Schmerzgedächtnis aktivieren

"Achtung, jetzt piekst es gleich." Nach dieser Ankündigung kann es einem beim Arzt mulmig werden. Sobald die Nadel der Spritze die Haut berührt, ist der stechende Schmerz auch schon deutlich zu spüren. "Nach einer solchen Erfahrung reicht es bei der nächsten Impfung schon aus, sich allein das Bild der Nadel ins Gedächtnis zu rufen, um unser Schmerzgedächtnis zu aktivieren", weiß Prof. Dr. Thomas Weiß vom Lehrstuhl für Biologische und Klinische Psychologie.

Wie der Psychologe und sein Team jetzt zeigen konnten, sind es nicht nur schmerzhafte Erfahrungen, die das Schmerzgedächtnis alarmieren. "Auch verbale Reize führen in den entsprechenden Hirnarealen zu einer Aktivierung", so Prof. Weiß. Sobald wir Wörter hören wie "quälend", "zermürbend" oder "plagend", werden im Gehirn genau die Regionen aktiviert, in denen wir Schmerzen verarbeiten. Das konnten die Psychologen der Uni Jena mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) beobachten. In ihrer Studie haben sie untersucht, wie gesunde Probanden Wörter verarbeiten, die mit dem Empfinden von Schmerzen assoziiert sind. Um auszuschließen, dass die Reaktionen allein auf einem negativen Affekt beruhen, bekamen die Studienteilnehmer neben den Schmerz-Wörtern auch andere negativ besetzte Wörter zu hören.

"Wir haben den Probanden dabei zwei Aufgaben gestellt", erläutert Maria Richter, Doktorandin in Weiß' Arbeitsgruppe. "Zum einem ging es darum, dass sich die Versuchspersonen zu den Wörtern eine schmerzhafte Situation vorstellen". Bei der zweiten Aufgabe hörten die Probanden die Wörter, während sie durch eine Denkaufgabe abgelenkt wurden. "In beiden Fällen haben wir eine deutliche Aktivierung der Schmerzmatrix im Gehirn durch die schmerz-assoziierten Wörter festgestellt", so Maria Richter. Andere negativ besetzte Wörter aktivierten diese Regionen dagegen nicht. Auch bei neutralen und positiv besetzen Wörtern ließen sich keine vergleichbaren Aktivitätsmuster feststellen. "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass verbalen Reizen eine bisher unterschätzte Bedeutung zukommt", so Prof. Weiß. Für die Psychologen stellt sich nun die Frage, welche Rolle die verbale Auseinandersetzung mit Schmerzen für Patienten mit chronischen Schmerzen spielt. Dies wollen sie in einer weiteren Studie klären. US

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Prof. Dr. Thomas Weiß und Maria Richter untersuchen, wie schmerz-assoziierte Wörter im Gehirn verarbeitet werden.
Foto: Scheere

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Maßgeschneiderte Sanierung

Ökologen belegen Sanierungsbedarf auf den Wismuthalden in Ronneburg

Noch längst sind nicht alle Folgeschäden des einstigen Uranbergbaus der Wismut im ostthüringischen Ronneburg beseitigt. Das belegt eine aktuelle Studie von Ökologen der Universität Jena. So erweist es sich als problematisch, dass die Deckschicht unter den Abraumhalden stellenweise undicht war, wodurch Uran und weitere Schwermetalle tief in den Boden und ins Grundwasser gelangen konnten.

Eva-Maria Burkhardt, Doktorandin am Graduiertenkolleg "Alteration und Elementmobilisierung an Mikroben-Mineral-Grenzflächen" der Uni Jena, hat gemeinsam mit Fachkollegen vom Institut für Ökologie die Schwermetallbelastung am Gessenbach bei Ronneburg untersucht: In einer Tiefe von 60 bis 80 Zentimetern und zwischen 100 und 120 Zentimetern sind besonders hohe Konzentrationen von Uran und anderen Schwermetallen zu finden.

"Problematisch sind die mobilen Schwermetall-Frachten", sagt Prof. Dr. Kirsten Küsel, die Burkhardts Arbeit betreut hat. Es bestehe die Gefahr, dass die Schwermetalle mit dem Grundwasser weitertransportiert werden und weitere Flächen kontaminieren. Um das zu verhindern, setzen die Wissenschaftler auf die Hilfe von Bakterien, die im Boden vorkommen. Einige Arten von Mikroorganismen, wie Eisen-atmende Bakterien, können mobiles Uran 6 in die immobile Variante Uran 4 umwandeln. Das verbleibt im Boden, was die schädlichen Auswirkungen verringern kann. Was z. B. in den USA bereits angewandt wird, funktioniert im Ronneburger Revier jedoch nicht, wie die Jenaer Studie zeigt. Küsels Fazit: Es gibt keine Standardlösung für die Sanierung von Uran-kontaminierten Standorten. "Für jeden Standort benötigen wir eine individuelle Sanierungs-Strategie." sl

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Prof. Dr. Kirsten Küsel
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Ksel_Probenahme am Gessenbach
Am Gessenbach in Ronneburg haben die Jenaer Ökologen Bodenproben genommen und untersucht, die Kontakt zum Grundwasser haben.
Foto: Bischof

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Migration ist eine Chance

Entwicklungspsychologen analysieren die Lage von Zuwanderern

Seit den 1980er Jahren haben Deutschland und Israel Migranten aus der Sowjetunion und ihren Nachfolgestaaten aufgenommen. "Während die Mehrheit der Zuwanderer ihr Leben in der neuen Heimat meistert, hat sie dennoch mit vielfältigen Problemen zu kämpfen", sagt Prof. Dr. Rainer K. Silbereisen von der Universität Jena. Dies zeige sich etwa beim Erreichen von Bildungsabschlüssen oder der Teilhabe an der Zivilgesellschaft, so der Entwicklungspsychologe.

Unter welchen persönlichen Voraussetzungen und gesellschaftlichen Bedingungen die Integration von Migranten gelingt, das hat der deutsch-israelische Forschungsverbund "Migration und gesellschaftliche Integration" untersucht. Das 2006 ins Leben gerufene Konsortium hat etwa 17 000 Personen in Deutschland und Israel befragt und die Situation junger Aussiedler und jüdischer Zuwanderer im Vergleich zu ethnischen Minderheiten und der einheimischen Bevölkerung analysiert. An dem mit rund 3,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbund sind Psychologen, Soziologen, Erziehungswissenschaftler und Sprachwissenschaftler von 11 deutschen und israelischen Universitäten beteiligt.

Weniger gewaltbereit

Jetzt hat der Forschungsverbund, der von Prof. Silbereisen geleitet wird, die Ergebnisse seiner vierjährigen Arbeit vorgelegt. Demnach kann Migration eine Chance für eine positive Entwicklung junger Menschen sein. Es zeigte sich, dass manche Jugendliche, die in der ehemaligen Sowjetunion gewaltbereit waren, dieses Verhalten nach der Migration nach Deutschland oder Israel aufgegeben haben. Zwar ist ein radikaler Wechsel des Umfelds als Chance auf einen Wechsel der Entwicklungsperspektive bereits aus anderen Zusammenhängen bekannt. Für die besondere Situation der Diaspora-Migranten wurde dies jetzt jedoch erstmals gezeigt.

Eine zentrale Fragestellung war die psychosoziale Entwicklung während wichtiger biografischer Übergänge von der Kindheit bis ins frühe Erwachsenenalter. "Diese Übergänge erfahren zu haben, bedeutet einen Gewinn an sozialer Motivation und Kompetenz sowohl für Migranten als auch Einheimische", sagt Prof. Silbereisen. Allerdings würden bereits bestehende Unterschiede zwischen Migranten und Einheimischen durch diese Erfahrungen nicht verringert.

Schlechtere Leistungen und berufliche Aussichten von Migranten erklären sich, so das deutsch-israelische Forscherteam, vor allem durch Unterschiede im sozialen Status: Jugendliche Migranten streben genauso wie ihre einheimischen Altersgenossen nach hohen beruflichen Zielen. Für die soziale Identität von Migranten ist es außerdem wichtig, die jeweilige Landessprache zu beherrschen. Dieser Effekt ist in Israel jedoch stärker ausgeprägt als in Deutschland. Während sich Kinder russisch-sprachiger Eltern in Israel selbst eine rein israelische Identität zusprachen, bezeichneten sich Kinder in Deutschland eher als bikulturell russisch/deutsch.

In der Studie wurde auch das Verhältnis der Migranten zu gesellschaftlichen Werten, wie Leistung, Konformität oder Selbstbestimmung hinterfragt. Es zeigte sich, dass Werte aus der alten und der neuen Heimat bei Migranten je nach Lebensbereich unterschiedlich handlungsleitend sind. Jugendliche Migranten leben im Vergleich zu einheimischen Altersgenossen in einem ständigen Spannungsfeld teilweise divergierender Wertesysteme. Dies kann im Extremfall zu einem Zerfall ihres Wertesystems und zu geringer Lebenszufriedenheit führen.

"Mit unseren Ergebnissen liegen erstmals umfassende Erkenntnisse zur Situation verschiedener Migrantengruppen in Deutschland und Israel vor", fasst Prof. Silbereisen zusammen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Mehrheit der Zuwanderer und ethnischen Minderheiten sich in der Gesellschaft gut zurechtfindet. Herausforderungen bestehen aber nach wie vor in der unterschiedlichen Verteilung von familiären Ressourcen, der unterschiedlichen ökonomischen Lage und sozialen Kontakten zwischen ethnischen Gruppen, die zu einer Ungleichstellung beitragen. US

Kontakt:
Prof. Dr. Rainer K. Silbereisen / Dr. Elke Schröder
Tel.: 03641 / 945201
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Wie finden sich junge Aussiedler und jüdische Migranten aus der Sowjetunion und ihren Nachfolgestaaten in ihrer neuen Heimat - Deutschland oder Israel - zurecht?
Foto: Adel

Eine detaillierte Zusammenfassung der Forschungsergebnisse ist unter: www.uni-jena.de/unijenamedia/FSUJena_Silbereisen_Zusammenfassung.pdf
abrufbar. Zusätzliche Informationen sind zu finden unter: www.migration.uni-jena.de

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Die „Tinte“ mit den zwei Gesichtern

Materialwissenschaftler entdecken selbstorganisierendes Molekül

Die Natur nutzt sie seit Milliarden von Jahren: die Selbstorganisation. Einzelne Moleküle organisieren sich dabei zu einer geordneten Struktur. Auch Materialwissenschaftler nutzen solche "Selbstassemblierungs-Effekte" um die Eigenschaften von Materialoberflächen gezielt einzustellen. So entstehen mittels selbstorganisierender Monoschichten (SAM), die nur eine Molekülschicht dick sind, wasser- oder schmutzabweisende Materialien. Mittels spezieller Drucktechniken, wie der Mikrostempeltechnik, lassen sich mit den SAMs auch komplex strukturierte Materialoberflächen herstellen.

Die SAM-Moleküle dienen als "Tinte", mit der auf die Materialoberfläche Mikro-Muster gedruckt werden, um bestimmte Materialeigenschaften zu erreichen. Der Nachteil von SAM-Molekülen ist, dass sie mit ihrer Kopfgruppe meist nur an einem Material, z. B. Gold, haften können und die Schwanzgruppen nur eine bestimmte Funktionalität erlauben. Wenn man eine SAM-Schicht auf einem anderen Material erzeugen möchte oder andere Funktionalität braucht, müssen neue SAM-Moleküle hergestellt werden. Da das aufwendig und teuer ist, träumen Materialwissenschaftler seit langem von einem universellen SAM-Molekül, das auf allen Materialoberflächen haftet und dessen Funktionalität sich beliebig einstellen lässt.

Materialwissenschaftlern von der Universität Jena ist es in Zusammenarbeit mit Forschern vom Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie in Jena nun gelungen, diesem Ziel einen großen Schritt näher zu kommen. Ihre Entdeckung haben sie in der internationalen Fachzeitschrift "SMALL" veröffentlicht. Dr. Rahila Bhat, Prof. Dr. Klaus D. Jandt und Mitarbeiter des Instituts für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) haben dazu das Molekül N-(3-diethylphosphatoxy) propyl-11-mercaptoundecanamide (PPMA) zum ersten Mal als "Tinte" in mikrogestempelten SAMs verwendet. Die zwei verschiedenen Enden des PPMA-Moleküls wurden geschickt als zwei verschiedene Kopfgruppen verwandt, um auf einem Metall (Gold) oder einer Keramik (Titandioxid) SAMs zu bilden. Werden diese SAMs dann mit Enzymen behandelt, lassen sich unkompliziert verschiedene Funktionalitäten der SAMs erzeugen.

Nach dem römischen Gott mit den zwei Gesichtern Janus nennen die Jenaer Materialforscher ihre innovative Materialtechnologie den Janus-SAM (JSAM). "Wegen der Vielseitigkeit der Janus-SAMs wird dieser innovative Ansatz voraussichtlich erhebliche Auswirkungen darauf haben, wie SAMs in Zukunft für Forschung und Anwendung hergestellt werden", sagt Prof. Jandt. Ein Patent für die neue Technologie ist bereits beantragt. AB

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Prof. Dr. Klaus D. Jandt
Tel.: 03641 / 947730
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Nach dem römischen Gott Janus trägt die innovative Materialtechnologie den Namen Janus-SAM (JSAM).

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Wie Weizen vor Darmkrebs schützt

Ernährungswissenschaftler finden chemoprotektive Wirkung in Weizenkleie

Kuchen, Brötchen, Kekse & Co. haben ein schlechtes Image. Denn das weiße Weizenmehl, aus denen sie gebacken werden, enthält nur wenig Mineral- und Ballaststoffe. Dabei steckt im Weizenkorn viel mehr: Neben dem hellen Mehlkörper birgt es sogar Stoffe, die vor Darmkrebs schützen könnten. Ernährungswissenschaftler von der Jenaer Universität haben jetzt herausgefunden, dass das sogenannte Aleuron aus dem Weizenkorn eine besonders chemoprotektive Wirkung haben könnte.

In Experimenten an Zellkulturen von menschlichen Darmzellen konnten sie zeigen, dass Weizen-Aleuron sowohl die Entstehung von Darmkrebs unterdrücken (durch Induktion von Schutzenzymen) als auch das Fortschreiten der Erkrankung (durch Hemmung des Zellwachstums) verzögern könnte. "Wichtig ist, dass die Schale des Weizenkorns, die sogenannte Kleie, mit aufgenommen wird, da diese die hochwertige Aleuron-Schicht enthält", macht Studienleiter PD Dr. Michael Glei deutlich. "Zur Herstellung des hellen Auszugsmehls wird dagegen nur das Innere des Weizenkorns verwendet."

Weizen-Aleuron besteht hauptsächlich aus Ballaststoffen und hat einen hohen Anteil an Protein, Vitaminen, Mineralstoffen und Polyphenolen. "Wir konnten zeigen, dass die zelleigenen Abwehrmechanismen der Darmzellen durch das Aleuron aktiviert werden", sagt Doktorandin Katrin Stein. Dadurch seien die Darmzellen gegenüber toxischen Stoffen, die zu Zellschäden und in der Folge zur Entstehung entarteter Tumorzellen führen können, besser geschützt. In einem weiteren Schritt haben die Ernährungswissenschaftler der Jenaer Universität untersucht, wie das verdaute Aleuron auf Darmkrebszellen wirkt. "Besonders die Krebszellen in einem frühen Krebsstadium werden in ihrem Wachstum gehemmt", so Anke Borowicki, ebenfalls Doktorandin in Gleis Team.

"Unsere In-vitro-Ergebnisse zeigen, welches Potenzial Weizen-Aleuron als Zutat für funktionelle Lebensmittel hat", betont Ernährungswissenschaftler Glei. Der Bedarf danach sei denkbar hoch: Darmkrebs gehört zu den häufigsten Krebsarten in den Industriestaaten. Mit dem Aleuron aus Weizen gibt es nun einen vielversprechenden Kandidaten für funktionelle Lebensmittel zur Verbesserung der Darmgesundheit. US

Kontakt:
PD Dr. Michael Glei
Tel.: 03641 / 949671
E-Mail:

Comet_Assay_Glei

Der "Comet-Assay" dokumentiert den Grad der DNA-Schädigung, die zur Krebsentstehung führen kann. Hier zu sehen sind DNA-Verbände mit ungeschädigter (Bildmitte) und geschädigter DNA (oben und unten), zu erkennen als "Kometenschweif".
Foto: Borowicki

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