Die Bleiverschmutzung im Römischen Reich senkte den IQ in ganz Europa. die beste Tageszeit, um Kaffee zu trinken | Technologie-Wochenzeitung

Zusammengestellt von Zhou Shuyi und Pingsheng

Bleiverschmutzung im Römischen Reich senkte den IQ in ganz Europa

Eine am 6. Januar in PNAS veröffentlichte Studie zeigte, dass die massive Ausweitung des Silberbergbaus und der Silberverhüttung im Römischen Reich zu einer Bleiverschmutzung führte, die möglicherweise zu einem Rückgang der Intelligenz der Bevölkerung in ganz Europa führte.

Die Bleiverschmutzung in der Antike ging hauptsächlich auf den Silberbergbau zurück, bei dem die Menschen Silber durch das Schmelzen von silberhaltigem Galenit gewannen. Für jede Unze Silber, die bei diesem Prozess produziert wird, werden Tausende Unzen Blei produziert, von denen ein Großteil in die Atmosphäre abgegeben wird.

Die Forscher analysierten drei aus dem arktischen Eis gebohrte Eiskernproben und rekonstruierten den Grad der Bleiverschmutzung in der Arktisregion zwischen 500 v. Chr. und 600 n. Chr. Dieser Zeitraum umfasst die etwa 200-jährige Blütezeit des Römischen Reiches, bekannt als Pax Romana (die Herrschaftszeiten von Augustus bis Marcus Aurelius von 27 v. Chr. bis 180 n. Chr.). Durch eine Bleiisotopenanalyse stellten die Forscher fest, dass die Bleiverschmutzung aus Bergbau- und Schmelzbetrieben in Europa stammte. Anschließend rekonstruierten sie mithilfe einer atmosphärischen Modellanalyse die Ausbreitung der Bleiverschmutzung in ganz Europa.

Römische Bleimine am Ufer des Flusses Mendip, England | Andrew Wilson

Die Ergebnisse zeigten, dass die Bleiverschmutzung der Atmosphäre in der Eisenzeit begann, am Ende des 2. Jahrhunderts v. Chr., während der Blütezeit der Römischen Republik, ihren Höhepunkt erreichte und im 1. Jahrhundert v. Chr., während der Krise der Römischen Republik, zurückging. Die Bleibelastung der Atmosphäre stieg nach dem Aufstieg des Römischen Reiches um 15 v. Chr. dramatisch an und blieb bis zum Ende der Pax Romana hoch. Die Studie schätzt, dass das Römische Reich auf seinem Höhepunkt mehr als 500.000 Tonnen Blei in die Atmosphäre ausstieß.

Bei Erwachsenen wird eine hohe Bleibelastung mit Unfruchtbarkeit, Anämie, Gedächtnisverlust, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und einer Schwächung des Immunsystems in Verbindung gebracht. Bei Kindern kann selbst eine geringe Bleibelastung zu einem niedrigeren IQ, einer schlechteren Konzentration und verringerten schulischen Leistungen führen. Die Forscher kombinierten moderne medizinische Daten, um die Auswirkungen der Bleiverschmutzung auf die Intelligenz der Bevölkerung zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigten, dass während des Römischen Friedens der Bleigehalt im Blut von Kindern um durchschnittlich etwa 2,4 Mikrogramm pro Deziliter anstieg und der IQ der Bevölkerung in ganz Europa um 2,5 bis 3 Punkte sank.

Einige Wissenschaftler glauben, dass Bleivergiftung beim Niedergang des Römischen Reiches eine Rolle spielte, diese Ansicht ist jedoch umstritten. „Ein Rückgang des IQ um 2,5 bis 3 Punkte mag nicht viel erscheinen, aber es war ein Rückgang, mit dem die Bevölkerung als Ganzes konfrontiert war, und er hielt während der Pax Romana fast 180 Jahre lang an“, sagte Joseph McConnell, einer der Autoren des Artikels. „Ich überlasse es Epidemiologen, Althistorikern und Archäologen, festzustellen, ob die von uns festgestellten Werte der Bleiverschmutzung in der Luft und die gesundheitlichen Auswirkungen ... ausreichten, um die Geschichte zu ändern.“

Etwa ein Viertel der Süßwassertiere ist vom Aussterben bedroht

Eine am 9. Januar in Nature veröffentlichte Studie bewertete das Aussterberisiko der Süßwasserfauna, die mehr als 23.000 Arten umfasste, und kam zu dem Ergebnis, dass etwa 24 Prozent von ihnen vom Aussterben bedroht seien. Die Analyse weist darauf hin, dass Umweltverschmutzung, Staudämme, Landwirtschaft und invasive Arten die Hauptbedrohungen darstellen. Die Erkenntnisse könnten als Grundlage für künftige Bemühungen zur Verringerung des Verlusts der Süßwasserbiodiversität dienen.

Süßwasser ist die Heimat von mehr als 10 % aller bekannten Arten und diese Vielfalt bietet zahlreiche Vorteile, beispielsweise für den Nährstoffkreislauf, den Hochwasserschutz und die Eindämmung des Klimawandels. Süßwasserökosysteme sind vom Verlust der Artenvielfalt betroffen, es fehlt jedoch eine umfassende Bewertung des Artensterberisikos in diesen Ökosystemen.

Ein männlicher Chlorocypha cyanifrons in Gabun | Jens Kipping

Die Forscher erstellten für die Rote Liste gefährdeter Arten der IUCN eine Multitaxon-Bewertung der weltweiten Süßwasserfauna, die 23.496 Fischarten, Zehnfußkrebse (wie Krabben, Flusskrebse und Garnelen) und Libellen (wie Libellen und Kleinlibellen) umfasst. Insgesamt ist fast ein Viertel dieser Arten (24 %) stark vom Aussterben bedroht. Zehnfußkrebse weisen den höchsten Anteil bedrohter Arten (30 %) auf, verglichen mit Süßwasserfischen (26 %) und Libellen (16 %). Von den untersuchten Arten wurden 54 % durch Umweltverschmutzung gefährdet, 39 % durch Staudämme und Wasserentnahme, 37 % durch Landnutzungsänderungen und landwirtschaftsbedingte Auswirkungen und 28 % durch invasive Arten und Krankheiten.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass diese Ergebnisse die Dringlichkeit einer Bekämpfung der Bedrohungen unterstreichen und dass schnellstmöglich Maßnahmen ergriffen werden müssen, um einen weiteren Rückgang und Verlust der Arten zu verhindern.

Kaffee ist morgens besser

Eine am 7. Januar im European Heart Journal veröffentlichte Studie zeigte, dass das Trinken von Kaffee am Morgen das Sterberisiko durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen und die Gesamtmortalität im Vergleich zu anderen Tageszeiten deutlich senken kann.

An der Studie nahmen 40.725 Erwachsene aus der Kohorte der National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) zwischen 1999 und 2018 teil. Die Forscher befragten die Teilnehmer zu allen Lebensmitteln und Getränken, die sie an mindestens einem Tag konsumierten, einschließlich der Frage, ob sie Kaffee tranken, wie viel sie tranken und wann sie ihn tranken. Außerdem zeichneten sie eine Woche lang detailliert die Ernährung von 1.463 Teilnehmern auf. Etwa 36 % der Teilnehmer tranken Kaffee hauptsächlich morgens (zwischen 4 und 12 Uhr), 16 % tranken Kaffee zu verschiedenen Tageszeiten und 48 % tranken überhaupt keinen Kaffee.

Nach einer durchschnittlichen Nachbeobachtungszeit von 10 Jahren und nach Ausschluss von Störfaktoren wie dem täglichen Kaffeekonsum und der Schlafdauer ergab die Analyse, dass Menschen, die morgens Kaffee tranken, im Vergleich zu Menschen, die keinen Kaffee tranken, ein um 16 Prozent geringeres Risiko der Gesamtmortalität und ein um 31 Prozent geringeres Risiko hatten, an einer Herz-Kreislauf-Erkrankung zu sterben. Bei Personen, die den ganzen Tag über Kaffee tranken, konnte hingegen keine vergleichbare Risikominderung beobachtet werden. Darüber hinaus verringerte sich das Gesamtmortalitätsrisiko bei einem Konsum von weniger als einer Tasse (eine Tasse entspricht 8 Unzen, also etwa 230 Gramm), ein bis zwei Tassen, zwei bis drei Tassen und mehr als drei Tassen Kaffee am Morgen um 15 %, 16 %, 28 % bzw. 21 %.

Diese Studie gibt keine Auskunft darüber, warum das Trinken von Kaffee am Morgen das Sterberisiko durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen senken kann. Eine mögliche Erklärung ist, dass Kaffeetrinken am Nachmittag oder Abend den zirkadianen Rhythmus und den Hormonspiegel wie Melatonin stören kann. Dies wiederum kann zu Veränderungen kardiovaskulärer Risikofaktoren wie Entzündungen und Blutdruck führen. Die Forscher sagten: „Weitere Untersuchungen sind nötig, um zu überprüfen, ob dieses Ergebnis auch auf andere Bevölkerungsgruppen zutrifft. Außerdem sind entsprechende klinische Studien nötig, um die möglichen Auswirkungen einer Änderung des Zeitpunkts des Kaffeetrinkens zu testen.“

Wenn Ihr Body-Mass-Index diesen Wert überschreitet, altert Ihr Gehirn 12 Jahre früher

Das Gewicht hängt nicht nur mit der Körperform zusammen, es kann sich auch direkt auf Ihre Intelligenz und Gehirngesundheit auswirken. Eine 16-jährige Studie, die in Health Data Science veröffentlicht wurde, ergab, dass der Body-Mass-Index (BMI) eng mit der Gesundheit des Gehirns zusammenhängt. Wenn der Body-Mass-Index bei jungen und mittelalten Menschen 26,2 übersteigt, entspricht die Veränderung des Gehirnvolumens 12 Jahren vorzeitiger Alterung.

Diese Studie basierte auf der Kailuan-Studie (KLS), einer multizentrischen, langfristigen prospektiven Kohortenstudie, die seit 2006 in der Gemeinde Kailuan in Tangshan, China, durchgeführt wird. Die Studie umfasste 1.074 Teilnehmer im Alter zwischen 25 und 83 Jahren, die sich seit 2020 einer neurobildgebenden Untersuchung unterzogen hatten.

Die Expositionsvariable der Studie war keine einmalige BMI-Messung, sondern ein kumulativer BMI über 16 Jahre, berechnet als BMI-Wert (Fläche unter der Kurve während der Nachbeobachtung, ausgedrückt in kg/m^2 × Jahre) geteilt durch die Nachbeobachtungszeit (Jahre). Kumulative Indizes spiegeln die kumulative Belastung durch Risikofaktoren wider und sind präziser als Querschnittsmessungen.

Die Ergebnisse zeigten, dass das relative Volumen des Hirnparenchyms und der grauen Substanz (GM) umso kleiner und das relative Volumen der Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) umso größer war, je höher der kumulative BMI war. Weitere Analysen zeigten, dass die Atrophie der grauen Substanz hauptsächlich im Frontallappen, Temporallappen und Gyrus cinguli anterior auftrat. Es gab keinen signifikanten Zusammenhang zwischen dem kumulativen BMI und den relativen Volumina der weißen Substanz (WM) oder des Hippocampus.

Mit zunehmendem Alter schrumpfen Teile des Gehirns immer schneller, während das Volumen der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit zunimmt. Die Analyseergebnisse für verschiedene Altersgruppen zeigten, dass bei jungen und mittelalten Menschen unter 45 Jahren ein hoher kumulativer BMI signifikant mit den relativen Volumina des Hirnparenchyms, der grauen Substanz und der Zerebrospinalflüssigkeit korrelierte. Bei jungen und mittelalten Menschen mit einem kumulierten BMI von über 26,2 kg/m^2 entsprach der Unterschied im Gehirnvolumen 12 Jahren vorzeitiger Gehirnalterung.

China genehmigt ersten HPV-Impfstoff für Männer

Am 8. Januar wurde in China der erste für Männer geeignete HPV-Impfstoff zugelassen. Der amerikanische Pharmakonzern Merck gab am selben Tag bekannt, dass sein quadrivalenter HPV-Impfstoff „Gardasil“ von der National Medical Products Administration für mehrere neue Indikationen zur Vermarktung zugelassen wurde und für die Impfung von Männern im Alter von 9 bis 26 Jahren geeignet ist. Dies ist zugleich der erste und derzeit einzige in China für Männer zugelassene HPV-Impfstoff.

Laut Merck kann Gardasil im Rahmen der neuen Indikation bei Männern im Alter von 9 bis 26 Jahren zur Vorbeugung von Analkrebs (verursacht durch HPV 16 und 18), Genitalwarzen (Condyloma acuminata) (verursacht durch HPV 6 und 11) und den folgenden präkanzerösen Läsionen oder atypischen Läsionen (verursacht durch HPV 6, 11, 16 und 18) eingesetzt werden: anale intraepitheliale Neoplasie (AIN) Grad 1, 2 und 3.

Das HPV-Virus ist in der Umwelt weit verbreitet und kann durch sexuelle Übertragung, engen Kontakt, indirekten Kontakt und die Übertragung von der Mutter auf das Kind übertragen werden. Da wiederholte Infektionen mit dem Hochrisiko-HPV bei Frauen Gebärmutterhalskrebs verursachen können, wird die HPV-Impfung von vielen Menschen auch als „Impfung gegen Gebärmutterhalskrebs“ bezeichnet. Tatsächlich kann HPV jedoch auch Genitalwarzen, männliche Unfruchtbarkeit, Oropharynxkrebs, Analkrebs, Peniskrebs und andere Krankheiten bei Männern verursachen. Qiao Youlin, ein angesehener Professor an der School of Group Medicine and Public Health des Peking Union Medical College, sagte, dass HPV-Infektionen bei Männern im Vergleich zu Frauen selten Beachtung finden. Tatsächlich ist die HPV-Infektionsrate im männlichen Genitalbereich weltweit jedoch höher als bei Frauen.

Bisher waren in China insgesamt fünf HPV-Impfstoffe auf dem Markt, deren klinische Indikationen ausschließlich für Frauen galten. Dabei handelt es sich um den bivalenten Impfstoff Cervarix von GlaxoSmithKline, den quadrivalenten Impfstoff Gardasil von Merck, den neunvalenten Impfstoff Gardasil-9 sowie den bivalenten Impfstoff Xinkening von Wantai Biological und den bivalenten Impfstoff Wozehui von Watson Bio. (Merck China)

WHO: Trends bei akuten Atemwegsinfektionen seit dem Winter haben die Erwartungen nicht übertroffen

Auf der Nordhalbkugel ist Winter und in vielen Ländern hat die Zahl der Fälle akuter Atemwegsinfektionen zugenommen. In einem am 7. Januar veröffentlichten Bericht der Weltgesundheitsorganisation heißt es, dieser Trend habe die Erwartungen nicht übertroffen und die Länder könnten Atemwegserreger weiterhin überwachen. Derzeit werden keine Reise- oder Handelsbeschränkungen empfohlen.

Ein Bericht der Weltgesundheitsorganisation wies darauf hin, dass zu dieser Jahreszeit in vielen Ländern der nördlichen Hemisphäre die Zahl der Fälle akuter Atemwegsinfektionen zunimmt, die in der Regel durch saisonale Epidemien von Atemwegserregern verursacht werden. Zu diesen Erregern zählen das saisonale Influenzavirus, das Respiratorische Synzytialvirus, das humane Metapneumovirus und Mycoplasma pneumoniae. Derzeit ist in vielen Ländern und Regionen Europas, Mittelamerikas und der Karibik, Westafrikas, Zentralafrikas und Asiens eine Zunahme der Grippeaktivität zu verzeichnen, die zirkulierenden Virusstämme sind jedoch je nach Region unterschiedlich. RSV-Infektionen variieren auch je nach Region. So ist beispielsweise in Nordamerika ein Anstieg der Fälle zu verzeichnen, während in Europa in den letzten Wochen ein Rückgang der Fälle zu verzeichnen war.

Der Bericht stellte außerdem fest, dass das Influenzavirus in China derzeit der am weitesten verbreitete Atemwegserreger ist, der Patienten mit akuten Atemwegsinfektionen befällt. Als Reaktion auf den jüngsten Anstieg der Fälle von Infektionen mit dem humanen Metapneumovirus in China erklärte die WHO, dass es sich dabei um ein weit verbreitetes Atemwegsvirus handele, das sich im Winter und Frühling in vielen Ländern ausbreite. Die meisten Patienten haben leichte Symptome der oberen Atemwege, die einer Erkältung ähneln, und erholen sich nach einigen Tagen. Eine kleine Anzahl von Patienten muss möglicherweise wegen einer Bronchitis oder Lungenentzündung ins Krankenhaus, die durch das humane Metapneumovirus verursacht wird.

Die WHO empfiehlt Menschen in Wintergebieten, routinemäßige Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen, um die Verbreitung von Atemwegserregern zu verhindern. Die Menschen könnten in Erwägung ziehen, in überfüllten oder schlecht belüfteten Räumen eine Maske zu tragen, beim Husten und Niesen ein Taschentuch oder die Armbeuge vor den Mund zu halten, sich häufig die Hände zu waschen und sich die von den Gesundheitsbehörden empfohlenen Impfungen zu holen.

Unmögliche Teilchen können existieren

Alle Teilchen können aufgrund ihres Verhaltens in zwei Kategorien eingeteilt werden: Fermionen und Bosonen. In einer am 8. Januar in Nature veröffentlichten Studie haben zwei Physiker jedoch mathematisch bewiesen, dass eine neue Art von Teilchen, deren Existenz lange Zeit als unmöglich galt – Parateilchen –, tatsächlich existieren könnte. Die Forschung legt außerdem nahe, dass sich in der Natur möglicherweise noch zu entdeckende Elementarteilchen verbergen.

Bosonen (wie etwa Photonen) können sich unendlich oft im selben Quantenzustand versammeln, während Fermionen (wie etwa Elektronen, Protonen und Neutronen) dem Pauli-Ausschlussprinzip folgen und ein Quantenzustand nur ein Fermion besetzen kann. Das Konzept der Parateilchen wurde erstmals 1953 vorgeschlagen und löste umfangreiche Forschungen auf dem Gebiet der Hochenergiephysik aus. In den 1970er Jahren schienen mathematische Arbeiten darauf hinzudeuten, dass es sich bei den Parabeln in Wirklichkeit lediglich um getarnte Bosonen oder Fermionen handelte. Die einzigen Ausnahmen sind Anyonen, die in einer oder zwei Dimensionen existieren, aber die Annahmen dieser mathematischen Studien treffen nicht immer auf tatsächliche physikalische Systeme zu.

In der neuesten Studie verwendete das Forschungsteam eine Lösung der Yang-Baxter-Gleichung und mathematische Werkzeuge wie die Gruppentheorie, um mathematisch zu beweisen, dass Sekundärteilchen theoretisch in jeder Dimension existieren können und dass sie die bestehenden physikalischen Beschränkungen vollständig einhalten.

Anschließend verwendeten die Forscher mathematische Werkzeuge und grafische Methoden auf der Grundlage von Tensornetzwerkgraphen, um eine Reihe exakt lösbarer Quantenspinmodelle im ein- und zweidimensionalen Raum zu konstruieren. In diesen Modellen können Parateilchen in Form von Quasiteilchenanregungen auftreten, deren Austauschregeln sich deutlich von denen der Fermionen und Bosonen unterscheiden.

Obwohl sich diese Forschung noch in einem frühen Stadium befindet, stellt sie eine frühe Erforschung der parastatistischen Theorie in der Untersuchung von Festkörpersystemen dar. Zukünftige Forschungen werden sich auf die Entwicklung umfassenderer theoretischer und experimenteller Techniken konzentrieren, um die mögliche Existenz von Parapartikeln in Festkörpersystemen und anderen Materialien aufzudecken. (Prinzip)

Gängige Krebsforschungsmodelle können versteckte Mängel aufweisen

Eine neue Studie, die in der amerikanischen Fachzeitschrift Science Immunology veröffentlicht wurde, ergab, dass es beim immunsuppressiven Molekül PD-1 erhebliche Unterschiede zwischen Menschen und Labormäusen gibt und dass gängige Labormodelle zur Krebsforschung die menschlichen Immunreaktionen möglicherweise nicht vollständig widerspiegeln. Dieses Ergebnis ist von großer Bedeutung für die Entwicklung wirksamerer PD-1-Inhibitoren.

Bei der PD-1-Hemmertherapie handelt es sich um eine Form der Krebsimmuntherapie, die die T-Zell-Aktivität steigert, indem sie das PD-1-Protein auf der Oberfläche von Immun-T-Zellen hemmt und diese so dazu veranlasst, Krebszellen anzugreifen. PD-1 war schon immer das Hauptziel der Krebsbehandlung und es wurden verschiedene neue Medikamente auf den Markt gebracht, die PD-1 blockieren, um das menschliche Immunsystem zur Bekämpfung des Krebses anzuregen. Allerdings ist eine auf PD-1 gerichtete Immuntherapie nur bei einem kleinen Teil der Krebspatienten wirksam. Das aktuelle Verständnis der PD-1-Funktion basiert größtenteils auf Studien an experimentellen Mausmodellen.

Forscher der University of California in San Diego und anderer Einrichtungen verwendeten zur Bewertung biochemische Analysen, Tiermodelle, evolutionäre Rückverfolgung und andere Methoden und fanden heraus, dass die Aminosäureähnlichkeit zwischen menschlichem und Maus-PD-1 nur 59,6 % beträgt und dass das menschliche PD-1-Protein eine stärkere Hemmwirkung hat als das Maus-PD-1-Protein. Die Forscher entdeckten mehrere bislang unbekannte artspezifische Merkmale von PD-1, beispielsweise eine spezifische Sequenz bestimmter Aminosäuren, die bei den meisten Säugetieren, einschließlich des Menschen, vorhanden ist, bei Mäusen jedoch fehlt. Dies könnte einer der Gründe dafür sein, warum das Maus-PD-1-Protein besonders schwach ist.

Nach weiteren Analysen ersetzten die Forscher das Maus-PD-1-Protein durch menschliches PD-1-Protein und stellten fest, dass die Fähigkeit der Immun-T-Zellen der Maus, Tumore zu bekämpfen, durch das menschliche PD-1-Protein zerstört wurde.

Die Forscher sind der Ansicht, dass die Studie darauf schließen lässt, dass gängige Labormodelle zur Krebsforschung versteckte Mängel aufweisen könnten. Die medizinische Gemeinschaft hofft, auf dieser Grundlage künftig wirksamere PD-1-Hemmer entwickeln zu können. (Nachrichtenagentur Xinhua)

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