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Ein schwaches Herz schadet auch dem Gehirn

Pumpt das Herz zu wenig Blut in den Körper, wird meist auch das Gehirn nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bislang war jedoch unklar, wie sich das auf die Hirnstruktur auswirkt. Forscher des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) haben nun in Zusammenarbeit mit dem Herzzentrum Leipzig herausgefunden, dass darunter auch die graue Hirnsubstanz leidet.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Krebs mit Sauerstoff sichtbar machen

Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum haben eine neue Technik entwickelt, um mithilfe von Sauerstoff Gehirntumoren im Magnetresonanztomografen (MRT) besser erkennen zu können. Dabei setzen sie auf eine Besonderheit im Stoffwechsel der Tumorzellen, die sie mit einem völlig neuen Verfahren in der Bildgebung sichtbar machen. Die Hoffnung ist, mit der neuen Technik die Diagnostik und Charakterisierung von Gehirntumoren künftig weiter zu verbessern.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Forschende entdecken eine neue biochemische Verbindung, die Umweltschadstoffe abbauen kann

In Pflanzen, Pilzen, Bakterien und Tieren spielen Enzyme mit Flavin-Cofaktor eine wichtige Rolle: Als Oxygenasen bauen sie Sauerstoff in organische Verbindungen ein. So kann der Mensch beispielsweise Fremdstoffe besser ausscheiden. Bisher waren sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einig, dass solche flavin-abhängigen Oxygenasen Flavin-C4a-peroxid als Oxidationsmittel verwenden. Es entsteht, indem das C4a-Atom des Flavin-Cofaktors mit Luftsauerstoff (O2) reagiert, ehe eines der beiden Sauerstoffatome auf die Verbindung übertragen wird.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Iodidsalze machen Biokatalysatoren für Brennstoffzellen stabil

Entgegen theoretischen Vorhersagen inaktiviert Sauerstoff Biokatalysatoren für die Energieumwandlung auch unter einem Schutzfilm binnen kurzer Zeit. Ein Forschungsteam des Exzellenzclusters Resolv an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat herausgefunden warum: Es bildet sich Wasserstoffperoxid am Schutzfilm. Die Zugabe von Iodidsalzen zum Elektrolyten kann das verhindern und die Lebensdauer der Katalysatoren erheblich verlängern.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Polymer-Membranen erleichtern Sauerstoffaustausch im Körper

Bei akutem Lungenversagen muss sofort gehandelt werden. In einer solchen Notfallsituation wird der Patient oft mit einer Herz-Lungen-Maschine beatmet. Dabei wird das Blut in einem Kreislauf außerhalb des Körpers über Membranen mit Sauerstoff angereichert und Kohlendioxid abgereichert. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP hat neuartige Membranstrukturen entwickelt, die einen schnelleren Gasaustausch ermöglichen, um die Blutoxygenation für den Erkrankten schonender zu gestalten.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Edelmetallfreies Katalysatorsystem so aktiv wie Platin

Als Katalysator für die Sauerstoffreduktion, die zum Beispiel in Brennstoffzellen oder Metall-Luft-Batterien ausschlaggebend ist, setzt die Industrie bisher Platinlegierungen ein. Das teure und seltene Metall setzt der Produktion enge Grenzen. Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung haben jetzt eine aus fünf Elementen bestehende Legierung entdeckt, die edelmetallfrei und genauso aktiv ist wie Platin. Sie berichten im Journal Advanced Energy Materials vom 21. Oktober 2018.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Ein Schutzschild für empfindliche Enzyme in Biobrennstoffzellen

Ein internationales Forscherteam hat einen neuen Mechanismus entwickelt, um Enzyme als Biokatalysatoren in Brennstoffzellen vor Sauerstoff zu schützen. Die Enzyme, sogenannte Hydrogenasen, sind ebenso effizient wie Edelmetallkatalysatoren, aber instabil, wenn sie mit Sauerstoff in Kontakt kommen. Daher sind sie bislang nicht für technologische Anwendungen geeignet. Der neue Schutzmechanismus basiert auf Sauerstoff verbrauchenden Enzymen, die ihre Energie aus Zucker beziehen. Die Forscher zeigten, dass sie mit diesem Schutzmechanismus eine funktionstüchtige Biobrennstoffzelle erzeugen konnten, die mit Wasserstoff und Glukose als Treibstoff arbeitet.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Sensoren und Sonnenkollektoren einfach aufdrucken

Sprüht man in Wasser gelöste Stoffe auf eine Oberfläche und lässt sie trocknen, entsteht eine löchrige Schicht. Denn die Inhaltsstoffe wandern beim Trocknen an den Rand der Wassertröpfchen. Funktionale Oberflächenbeschichtungen waren daher auf diese Art bislang unmöglich. Mit einem Trick ist es Forschern um Prof. Dr. Nicolas Plumeré und Prof. Dr. Thomas Happe von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) jetzt gelungen, gleichmäßige Beschichtungen herzustellen. Sie versahen die im Wasser gelösten Moleküle mit einer kleinen Schwefelgruppe, die beim Kontakt mit Sauerstoff die Moleküle dazu zwingt, sich miteinander zu vernetzen. So bilden sie nach dem Trocknen eine gleichmäßige Schicht.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Festes Kohlendioxid im tiefen Erdinneren

Neue Modelle der Entstehung von Diamanten nötig

Ein internationales Forschungsteam aus Wien und Florenz hat durch Messungen an der Europäischen Synchrotronstrahlquelle ESRF in Grenoble herausgefunden, dass freies CO2 2.500 km unter der Erdoberfläche in Form eines kristallinen Festkörpers bestehen kann und nicht zwingend zu Diamant und Sauerstoff zerfällt. Diese unerwartete Stabilität stellt die gängigen geochemischen Modelle des tiefen Erdmantels in Frage. Die Ergebnisse der Studie erscheinen aktuell im renommierten Fachjournal „Nature Communications“.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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UV-Strahlung bremste die Ausbreitung der frühesten sauerstofffreisetzenden Bakterien

Internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Tübingen untersucht Teilchen aus Eisen und Kieselsäure als Sonnenschutz im frühen Ozean
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Wie Nährstoffe im sauerstoffarmen Meer verloren gehen

Kieler Forschungsteam beschreibt erstmals genetische und evolutionäre Mechanismen der Nitratumwandlung bei Foraminiferen
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Sauerstoffstabile Hydrogenasen für die Anwendung

Fortschritte in der Katalyseforschung

Einem Forscherteam aus dem Mülheimer Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und dem MPI für Kohlenforschung ist es gelungen, natürlich vorkommende Katalysatoren (Hydrogenasen) für die Anwendung zu optimieren.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Begrünte Fassaden in den Städten helfen gegen Feinstaub, Stickoxide und Hitze

Kölner Wissenschaftler zeigen, dass Fassadenbegrünung in Städten messbare Vorteile für Luftqualität, Sauerstoffproduktion und Artenvielfalt mit sich bringt
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Gewässer: Deutschlands blaue Wüste

Zu viel Nitrat, zu wenig Sauerstoff, giftige Chemikalien und zerstörte Lebensräume: Den Flüssen und Seen geht es schlecht. Da hilft auch die beste Kläranlage nicht. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Extrembergsteiger im Labor: Hilft ein Sauerstoff-Sparprogramm dem Herzen?

Wochenlang mit extrem wenig Sauerstoff auskommen – als Extrembergsteiger ist Ralf Dujmovits das gewohnt. Doch nun hat er sich den Stress nicht als Gipfelstürmer gegeben. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Höchster Berg der Welt: Bergsteiger verwandeln Mount Everest in Müllkippe

Kaputte Zelte, Plastik, Sauerstoffflaschen: Touristen hinterlassen jedes Jahr Tonnen an Müll auf dem Mount Everest. Besonders ihre Exkremente verursachen Probleme. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

Sauerstoffradikale entstehen als Nebenprodukt, wenn Lebewesen Kohlenhydrate oder Fett verbrennen. Sie stehen unter Verdacht, den Alterungsprozess in Mensch und Tier voranzutreiben und schwere Krankheiten wie Alzheimer oder bestimmte Krebsarten mitzuverantworten. Forschende der Universität Bern und der Universität Stockholm haben nun einen Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt, der als Ansatz für verschiedene Medikamente dienen könnte.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Weitere Ursachen von Sauerstoffverlust der Ozeane identifiziert

Messungen in den Ozeanen und Modellrechnungen zeigen gleichermaßen, dass der Sauerstoffgehalt der Ozeane abnimmt. Allerdings unterschätzen die Modelle diese Abnahme deutlich. Das macht Prognosen für die Zukunft schwierig. In einer Studie, die heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience erscheint, zeigen vier GEOMAR-Forscher die Lücken der Modelle auf und identifizieren weitere, bisher unterschätzte Ursachen des Sauerstoffverlustes.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Sauerstoff: Wenn die Atemluft knapp wird

Werner Dosses Problem ist das Einatmen. Sein Leben hängt daher an einem Sauerstofftank – wie das von 250.000 Menschen in Deutschland. Wie bewältigen sie ihren Alltag? (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Aufgeheizte Elbe: Hamburg warnt vor Fischsterben

Durch die hohen Temperaturen könnten in Hamburg massenhaft Fische sterben, befürchtet die zuständige Umweltbehörde. Der Sauerstoffgehalt ist bereits dramatisch gesunken, die Aussicht auf Rettung gering. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

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UDE: Neuartige Forschung zur Photosynthese – Der Baum, das Effizienzwunder

Sie produzieren Sauerstoff, filtern Staub und spenden Schatten: Bäume tun Menschen gut – und sorgen bestmöglich für sich selbst. Denn die grünen Riesen sind wahre Effizienzwunder. Wie gut sie ihre Ressourcen nutzen, zeigt Dr. Christiane Wittmann von der Universität Duisburg-Essen (UDE) an einem bisher wenig bekannten Gewebe. Ihre Hilfsmittel: Nadel und Spritzenkanüle.
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Die Ostsee als Zeitmaschine

Erwärmung, Versauerung, Überdüngung und der Verlust von Sauerstoff – das sind nur einige Beispiele von gravierenden Veränderungen, die global in den küstennahen Gebieten beobachtet oder für die Zukunft erwartet werden. Diese Prozesse spielen sich auch in der Ostsee ab, und zwar ausgeprägter und schneller als in anderen Meeren. Andererseits bietet sie auch Beispiele, wie negative Trends durch Schutzmaßnahmen gebrochen werden können. In der internationalen Fachzeitschrift Science Advances plädiert eine internationale Gruppe von Forschenden unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel deshalb dafür, die Ostsee als Modellregion für Küstengebiete weltweit zu nutzen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Wenn Strom durch Bakterienkabel fließt

Die Böden der Meere und Süßgewässer sind von vertikalen, zentimeterlangen Ketten aus aneinandergereihten Zellen bestimmter Bakterien durchzogen. Diese Bakterienketten erlauben es den einzelnen Zellen, als vielzelliger Organismus in tiefen, sauerstoffarmen Zonen zu überleben. Damit verbinden sie sich mit der sauerstoffreichen Oberfläche, um Nährstoffe aus tiefen Schichten veratmen zu können. Ein internationales Team um Andreas Schramm von der Aarhus University in Dänemark unter Beteiligung von Forschern um Michael Wagner von der Universität Wien konnte nun erstmal direkt in einzelnen Bakterienkabeln Stromfluss nachweisen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Golf von Oman: Forscher entdecken riesige "Todeszone" mit wenig Sauerstoff

Im Arabischen Meer gibt es ein Gebiet so groß wie Schottland, in dem Tiere und Pflanzen nicht überleben können. Klimawandel und Verschmutzungen begünstigen solche Zonen. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Der Helfer in der Tasche

Freiburger Forscher zeigen erstmals detailliert, wie flavinhaltige Enzyme mit Sauerstoff wechselwirken
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Das Rätsel um die langen Nasen: Fortschritt in der Neandertalerforschung

Die großen Nasen und langen Gesichter der Neandertaler könnten sich entwickelt haben, um die benötigte Sauerstoffzufuhr für den extrem aktiven Lebensstil der ausgestorbenen menschlichen Rasse zu gewährleisten. Zu diesem Ergebnis kamen unter anderen Forscher der University of New South Wales (UNSW) in Australien.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Sauerstoffmangel in marinem Schnee

Die Produktivität des Ozeans wird maßgeblich durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen bestimmt. In sauerstofffreien Bereichen des Ozeans wird oftmals Nitrat verbraucht, welches somit dem Nährstoffzyklus für längere Zeit entzogen wird. Die Autoren einer internationalen Studie unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen, dass auch in sogenanntem „marinem Schnee“ Mikronischen auftreten können, in denen diese Nitratatmung in großem Maße stattfindet. Die Untersuchungen wurden kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Brennstoffzelle: Katalysator mit Selbstverteidigung gegen schädlichen Sauerstoff

Schon Spuren von Sauerstoff können molekularen Katalysatoren in Brennstoffzellen den Garaus machen. Daher sind diese der Natur nachempfundenen Katalysatorsysteme, die hocheffizient und kostengünstig sind, bisher kaum anwendbar. Einem Forscherteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB) ist es in Zusammenarbeit mit Forschern des Max-Planck-Instituts für Energiekonversion in Mülheim und einer Gruppe des Pacific Northwest National Laboratory in Washington, USA, gelungen, einen solchen Katalysator mit einem Selbstverteidigungsmechanismus gegen Sauerstoff auszustatten. Über ihre Arbeit berichten sie in Nature Communications vom 28. Februar 2018.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Tracker erfasst Muskelbelastung

Mit dem Humon Hex können Sportler erkennen, wie sich das Sauerstoffniveau in ihren Muskeln verändert.

(Mehr in: Technology Review)

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Plastiksackerl, die keine Luft kriegen

Viele Bioplastiksackerln haben im Müll nichts zu suchen. In sauerstoffarmen Umgebungen wie Biogasanlagen lösen sie sich zu langsam auf und belasten beim Verbrennen des Mülls die Umwelt. Ein Forschungsprojekt am Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) sucht nun nach Enzymen, die das Plastik schneller auflösen und Emissionen vermeiden. Mit dem Ziel, Plastikberge zu verringern und langfristig herkömmliche Verpackungen durch biobasierte Polymere zu ersetzen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Die Riesenwelle ist der Anfang vom Ende – von der Neurobiologie des Sterbens

Das menschliche Hirn reagiert sehr empfindlich auf Sauerstoffmangel. In der Regel kommt es innerhalb von etwa zehn Minuten zu umfangreichen unwiderruflichen Schäden, wenn der Blutkreislauf bei einem Herzstillstand vollständig zum Erliegen kommt. Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Universität von Cincinnati haben die dabei ablaufenden Prozesse jetzt erstmals am Menschen untersucht. Die Ergebnisse könnten Ansatzpunkte für Behandlungsstrategien bei Herzkreislaufstillstand und Schlaganfall liefern und wurden jetzt im Fachjournal Annals of Neurology* veröffentlicht.
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Freie Sauerstoffradikale: Die gute Aufgabe der Bösewichte

Bei Rückenmarksverletzungen sind sie für die Heilung von geschädigten Nervenzellen unerlässlich, berichten Tübinger Forscher
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BRIESE-Preis 2017: Wichtigen „Ökosystemleistungen“ von sandigen Meeressedimenten auf der Spur

Der BRIESE-Preis für Meeresforschung 2017 geht an Soeren Ahmerkamp. Die Jury würdigt damit seine Forschung zum Sauerstofftransport in sandigen Nordseesedimenten und wie dieser die Aktivität der dort lebenden Bakterien beeinflusst. Dazu kombinierte er Laborversuche, Modellrechnungen und Feldmessungen, für die er ein spezielles Meeresbodenobservatorium entwickelte. Er konnte erstmals unter Feldbedingungen zeigen, dass Rippelstrukturen sandiger Meeresböden dazu führen, dass Sauerstoff und Nährstoffe tiefer ins Sediment dringen als bei glatten Böden und so die Mikroorganismen besser versorgen. Sande spielen nicht zuletzt deswegen eine besonders wichtige Rolle als Filter für Nährstoffeinträge.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Lebensrettende Mikrobläschen

Stabile selbstauflösende Mikroblasen als intravenöse Sauerstofflieferanten
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Tumoren aushungern: Neuer Ansatzpunkt entdeckt

Wachsende Tumoren haben einen hohen Bedarf an Sauerstoff und Nährstoffen. Deshalb regen sie die Bildung von Blutgefäßen an. Dieser Prozess wird Angiogenese genannt. Könnte man die unkontrollierte Angiogenese stoppen, ließe sich auf diese Weise das Tumorwachstum unterdrücken. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg haben jetzt einen neuen Angriffspunkt für antiangiogene Therapien identifiziert. An Mäusen zeigten sie, dass Tumoren in der späten Wachstumsphase viel weniger Blutgefäße ausbilden, wenn ein bestimmtes Signalmolekül ausgeschaltet ist. Die Tumoren wachsen langsamer und bilden weniger Metastasen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft