Nahezu täglich kommen neue Produkte auf den Markt, die unser Leben besser, gesünder und sicherer machen sollen. Doch tun sie das wirklich?

Beispiel künstliche Vitamine in Lebensmitteln: Nur für wenige sind sie aus gesundheitlichen Gründen sinnvoll. Für die meisten von uns jedoch: reine Geldverschwendung. Wie gesund ist vegetarischer Fleischersatz? Und wird es bald einen Ersatzbaukasten für den Menschen geben? Haut, Knochen, Organe, ist in Zukunft alles ersetzbar? Manchmal erweist sich ja das, was als großer Fortschritt gefeiert wurde, im Nachhinein als große Pleite. Wir nehmen Produkte und Verfahren unter die Lupe, die eine Optimierung natürlicher Produkte versprechen und zeigen, auf welche Versprechen wir besser nicht hereinfallen sollten.

Übersicht

12 - Zusätzliche Vitamine

Eine Extraportion Vitamine, das klingt verlockend und sehr gesund. Aber bringen Produkte mit künstlich zugesetzten Vitaminen tatsächlich einen Vorteil?

Kritiker wie die Verbraucher-Organisation Foodwatch antworten mit einem klaren Nein. Die Lebensmittelwirtschaft würde hier einen Gesundheitsvorteil suggerieren, den es so nicht gibt. Die Zusatzvitamine würden vor allem dazu dienen, Zuckergetränken, Süßwaren und Keksen einen gesunden Anstrich zu geben.

11 - Lebensmittelfarben

Knallig bunt, so verlocken viele Süßigkeiten den Kunden zum Griff ins Regal. Auch wenn man auf den ersten Blick erkennen kann, dass da Farbstoffe drin stecken. Aber Farbstoffe finden sich auch in vielen Lebensmitteln, wo man sie überhaupt nicht erwarten würde. Können Verbraucher erkennen, ob Lebensmittelfarben in den Produkten zum Einsatz kommen? Und ist das gesundheitlich unbedenklich?

Natürliche Farbe aus Gemüsekonzentraten – legale Schummelei?

Wo verstecken sich Farbstoffe in Lebensmitteln? Etwa auf einem frisch gedeckten Frühstückstisch. Hier gibt es oft den Klassiker: Gesundes Vollkornbrot, darauf goldgelbe Butter mit Kirschmarmelade oder auch Käse, deftige Salami und zum Schluss noch einen Erdbeerjoghurt. Alles sieht gesund, lecker und vor allem ganz natürlich aus! Aber dieser Schein kann trügen.

Butter und Käse etwa sehen nach der Herstellung oft blass aus. Erst durch die Zugabe von Karottensaft-Konzentrat erhalten die Produkte ihre goldgelbe Farbe. Auch Salami, Kirschmarmelade und der Erdbeerjoghurt werden häufig optisch aufgepeppt. Durch Zugabe von Rote Beete-Saftkonzentrat.

Das Problem: Viele Hersteller werben trotzdem mit dem Hinweis "Ohne Zusatz von Farbstoffen". Etwa bei Instant-Suppen und Fertiggerichten, bei Erfrischungsgetränken und Limonaden oder auch bei Süßigkeiten. Der Grund. Zusätze wie Rote-Beete-, Karotten-, und Spinatsaftkonzentrate gelten EU-weit lebensmittelrechtlich nicht als Farbstoff!

Künstliche Farbstoffe – eine Gesundheitsgefahr?

Was aber ist mit den kennzeichnungspflichtigen, synthetisch hergestellten E-Farbstoffen? Rund 40 davon dürfen EU-weit in Lebensmitteln eingesetzt werden. Sie werden von den Herstellern deswegen gerne genutzt, weil sie farbintensiver sind und fast jeden Farbton in Lebensmitteln abdecken können.

Mediziner wie der Frankfurter Ernährungsmediziner Dr. Klaus Winckler sehen in manchen der chemisch erzeugten E-Farbstoffen ein echtes Gesundheitsrisiko. Besonders umstritten: Azofarbstoffe. Sie können in Süßspeisen, Süßigkeiten, Eis oder Fertiggerichten stecken. Azofarbstoffe stehen im Verdacht Aufmerksamkeitsdefizitstörungen auslösen zu können. Ebenso wie pseudoallergische Reaktionen - Schleimhautschwellungen, Asthmaanfälle, Durchfälle. Seit 2010 fordert deshalb der Gesetzgeber einen Warnhinweis auf den mit Azofarben aufgepeppten Lebensmitteln. Seitdem werden sie von den Herstellern weniger verwendet.

Ebenfalls bedenklich: Chinolingelb. Es kann in Kaviar, Schmelzkäse, Brause und Knabberartikeln stecken und steht im Verdacht, allergische Reaktionen auszulösen. Und auch Zuckerkulöre (E 150 c und d), die in Whiskey, Apfelwein und colahaltigen Getränken zum Einsatz kommen. In höherer Dosierung können sie möglicherweise Krebs auslösen.

Droht hier also eine akute Gesundheitsgefahr? Die Grenzwerte sind so festgelegt, dass der Verzehr für die meisten Verbraucher unbedenklich ist. Wiebke Franz, von der Verbraucherzentrale Hessen sieht aber mögliche Risiken für empfindlichere Bevölkerungsruppen, wie beispielsweise Kinder. Deshalb fordert sie, dass bedenkliche Farbstoffe wie Azofarbstoffe oder bestimmte Zuckerkulöre in Lebensmitteln verboten werden.

Das aber könnte noch ein langer Weg sein. Und bis dahin gilt - Besser genau hinschauen, was auf den Tisch kommt. Und im Zweifelsfall auf künstliche Farbstoffe verzichten!

Liste der Azofarbstoffe:

  • E 102, Tartrazin, gelber Azofarbstoff, sehr bedenklich
  • E 110, Gelborange S, gelber Azofarbstoff, bedenklich
  • E 122, Azorubin, roter Azofarbstoff, sehr bedenklich
  • E 123, Amaranth, dunkelroter Azofarbstoff, bedenklich
  • E 124, Conchenillerot, roter Azofarbstoff, bedenklich
  • E 129, Allurarot, roter Azofarbstoff, bedenklich
  • E 155, Braun HAT, rötlich brauner Azofarbstoff, bedenklich
  • E 180, Litholrubin, roter Azofarbstoff, sehr bedenklich

10 - Fleisch ohne Fleisch - wie gut sind vegetarische Alternativen?

Vegetarischer Fleischersatz ist im Trend. Schnitzel, Bratwurst, Aufschnitt - alles zu haben, ohne dass dafür ein Tier sein Leben lassen musste. Statt Schwein oder Rind sind die Hauptzutaten: Soja oder Weizen, Eier oder Milch. Eine gesunde Alternative?

Aromen und Zusatzstoffe – geht’s auch ohne?

Dr. Markus Keller ist Experte für vegetarische Ernährung. Er hat mit seinem Team rund 80 solcher Produkte auf Inhalt und Nährwerte untersucht – mit durchwachsenem Ergebnis. In einigen Produkten fanden sich relativ viele Zusatzstoffe oder Aromen. In Bio-Produkten wurden davon weniger verwendet, wohl auch, weil dort im Vergleich mit den herkömmlichen weit weniger Stoffe erlaubt sind. Der Hauptkritikpunkt allerdings: In den meisten Veggie-Produkten steckt ziemlich viel Salz – mutmaßlich, um dem Fleischersatz Geschmack zu geben.

Veggie-Fleisch ohne Zusatzstoffe

Allerdings: Vegetarisch heißt längst nicht immer rein pflanzlich. Gerade Veggie-Aufschnitt in Mortadella-Tradition besteht oft zum Großteil aus Ei. Am Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik arbeiten Forscher nun an einem Verfahren namens Extrusion, für einen Fleisch-Ersatz ganz ohne tierische Produkte, also vegan. Das Ausgangsprodukt ist pflanzliches Eiweiß aus Soja, Erbsen oder auch Lupinen. Im Rohzustand schmeckt die Eiweißmasse noch ziemlich fade. Aber durch Würzen, Marinieren und Panieren wird daraus ein teils täuschend echter Fleischersatz. Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens ist, dass hier in der Herstellung keine weiteren Zusatzstoffe, wie Dickungsmittel, Emulgatoren gebraucht werden.

Vegetarischer Fleischersatz- gesünder als das Original?

Geschmack ist das eine aber wie gesund ist er nun der vegetarische Fleisch-Ersatz? Eindeutige Forschungsergebnisse liegen dazu noch nicht vor. Einen Vorteil haben die Veggie-Schnitzel und -Würste aber, so der Ernährungswissenschaftler Markus Keller: bei den vegetarischen Alternativen werden pflanzliche Fette und vor allem Öle eingesetzt, die meistens eine günstigere Fettsäurenzusammensetzung haben als die originalen Fleisch- oder Wurstprodukte. Die Empfehlung: Hauptsächlich sollte man zu frischen, nicht industriell verarbeiteten Lebensmitteln wie Obst und Gemüse greifen. Aber die Veggie-Fleisch-Produkte bereichern die Küche, und hin und wieder kann man sie sich durchaus schmecken lassen.

9 - Print 2 Taste: Essen aus dem Drucker – macht das Sinn?

Wie werden wir in Zukunft essen? Wird es so sein, wie in "Zurück in die Zukunft"? Wir stecken wie Marty McFly eine Kapsel in eine überdimensionale Mikrowelle und ein großer Truthahn erwächst daraus? Vielleicht. Sicher ist – und das sagt uns die Forschung – in Zukunft wird es individuell auf unseren Tellern. 3D-Drucker für Lebensmittel könnten die Lebensmittelindustrie revolutionieren. Und zwar ganz leicht per Knopfdruck. Am Institut für Lebensmitteltechnologie in Freising, Bayern wurde so ein High-Tech-Gerät entwickelt. Die Zukunftsvision der Forscher: Die perfekte Mahlzeit für jeden einzelnen Menschen.

Über 40 Lebensmittel bisher "druckbar"
Bisher sind schon über 40 verschiedene Lebensmittel druckbar: Marzipan, Banane, Hähnchen oder sogar Wurst. Die Rezepturen dazu werden von den Wissenschaftlern nicht verraten. Nur so viel: Um Lebensmittel "drucken" zu können, muss ein Teig oder Brei hergestellt werden. Der wird dann in Patronen gefüllt und in den Drucker eingesetzt. Die Spritzdüse druckt dann das Ergebnis Schicht für Schicht – so präzise, wie es von Hand kaum möglich ist. So entstehen auch kunstvolle Figuren wie Oktopusse, Schildkröten oder das Empire State Building.

Abhilfe für Menschen mit Kau- und Schluckbeschwerden

Was spielerisch aussieht, hat aber einen ernsten Hintergrund. Denn: Etwa fünf Millionen Menschen in Deutschland können nicht richtig kauen oder schlucken. Farbloser Brei jeden Tag – die Betroffenen verlieren schnell die Freude am Essen. Der Drucker soll hier Abhilfe schaffen und mit Form und Farbe Lebensqualität auf den Teller zurückbringen.

Zukunftsvisionen: Druckerinformationen aus dem Blut

Mit dem Drucker ist es aber auch möglich, zum Beispiel den Salzkonsum zu verringern. Dazu wird das Salz vorwiegend an den Rand gedruckt. Die Zunge nimmt dann als erstes den würzigen Geschmack an der Oberfläche wahr und das Essen schmeckt mit erheblich weniger Salz genauso gut. Sinnvoll vor allem für Patienten mit Bluthochdruck, die auf ihren Salzkonsum achten müssen. Mit dem 3D-Drucker könnten dem Essen aber auch gezielt Nährstoffe und Vitamine zugesetzt werden. Ein Blutstropfen könnte in Zukunft genügen, um den individuellen Gesundheitsstatus eines Menschen festzustellen und das Essen ganz gezielt darauf abzustimmen. Persönliches Superfood – das klingt faszinierend, liegt aber noch in der Zukunft. Aber vielleicht ist sie schon bald nur noch einen Knopfdruck entfernt.

8 - Gefährliche Düfte

Sie sind einfach überall: Duftstoffe im Waschpulver, in Kerzen, sogar in Mülltüten. Aber auch öffentliche Räume wie Kaufhäuser und sogar Arztpraxen werden immer öfter beduftet. Ein Chemiecocktail der krank machen und Allergien auslösen kann.

Laut Umweltbundesamt sind allein in Deutschland fast zwei Millionen Menschen von Duftallergien betroffen. Tendenz steigend. Nach der Nickelallergie handelt es sich hierbei um die zweithäufigste Kontaktallergie. Manche Menschen reagieren nur auf künstliche Duftstoffe allergisch, andere zusätzlich auch auf natürliche Düfte.

Die rechtliche Situation

3000 künstliche Duftstoffe sind bekannt, aber nur 26 davon wurden bisher von der EU als häufig Allergieauslösend eingestuft. Und nur diese 26 Düfte sind – zum Beispiel in Kosmetika und Waschpulver - bestimmten Grenzwerten unterworfen und müssen auf der Verpackung namentlich gekennzeichnet werden. Alle anderen werden unter dem Sammelbegriff „Parfüm“ zusammengefasst.

Allergien ausgelöst durch Duftstoffe

Die Allergie wird ausgelöst, wenn die Haut mit den Duftmolekülen in direkten Kontakt kommt. Die Abwehrzellen halten die Duftmoleküle fälschlicherweise für Krankheitserreger. Der Körper bekämpft sie und bildet neue Abwehrzellen, die sich auf den allergenen Stoff spezialisieren. Wenn dann der Duftstoff erneut auf die Haut gelangt, wird er auch von diesen spezialisierten Abwehrzellen angegriffen. Dabei senden sie Botenstoffe aus, die weitere Abwehrzellen anlocken. Es kommt zu lokalen Entzündungen und Ekzemen.

Umweltmediziner wie Prof. Claudia Traidl-Hoffmann beobachten, dass es durch das Einatmen der künstlichen Düften noch zu einer weiteren Form der Reaktion kommen kann: Atemnot und Asthma aber auch Müdigkeit und Gedächtnisverlust. Die Grundlage dieser Intoleranzreaktion ist bis heute noch nicht verstanden.

Und die Zahl dieser Betroffenen mit einer Unverträglichkeit gegen alle chemischen Stoffe nimmt ständig zu, weswegen inzwischen auch das Dr. Wolfgang Straff vom Umweltbundesamt vor dem Beduften warnt. Er empfiehlt, Duftstoffe besser nur sparsam oder gar nicht einzusetzen. Weil sie im Zweifelsfall eher ein Problem darstellen als einen Nutzen.

7 - Altlast Asbest – Eine unterschätzte Gefahr?

Es galt lange als DIE Wunderfaser – Asbest ist stabil, extrem hitzebeständig und wunderbar formbar. Über Jahrzehnte wurde die Faser deswegen in Dämmmaterialien und Bodenplatten verarbeitet und in Häusern verbaut. 1993 wurden die Baustoffe dann wegen akuter Krebsgefahr verboten! Doch Asbest steckt noch heute in vielen Fassaden, Fensterbänken, Brandschutztüren, Heizungsisolierungen oder in Fußböden. Nahezu jedes zweite Haus ist betroffen – und viele Bewohner ahnen nichts von dieser Gefahr.

Asbestsanierungen nehmen derzeit extrem zu!

Vor allem bei einem Umbau alter Häuser treten die krebserregenden Altlasten zu Tage und das kann sehr gefährlich werden. Brechen zum Beispiel die alten Fußbodenplatten, können krebserregende Fasern freigesetzt werden! Auch im Bodenkleber stecken oft solche Fasern. Wird er falsch entfernt, wird die Raumluft komplett verseucht! Deshalb sollten mit der Entsorgung asbesthaltiger Materialien Experten, also Schadstoffsanierer, beauftragt werden. Denn wer hier versucht, selbst Hand anzulegen, setzt sich einem enormen Risiko aus.

Asbestfasern – Gefahr für die Lunge

Doch warum ist Asbest überhaupt so gefährlich? - Grund dafür ist eine Eigenschaft der Asbestfasern: Sie können sich der Länge nach immer weiter aufspalten. Werden sie erst mal eingeatmet, setzen sie sich nicht nur dauerhaft in der Lunge fest. Dort reizen die feinst gespaltenen Fasern das Organgewebe so lange, bis Narben oder ein aggressiver Krebstumor entstehen kann.

Über 1400 Todesfälle werden jährlich bundesweit registriert. Und das ist erst der Anfang! Durch die lange Latenzzeit rechnen die Experten bis 2020 mit einem weiteren Anstieg von Krebserkrankungen, die durch Asbest ausgelöst werden. Betroffen davon sind häufig Handwerker und Bauarbeiter, die früher oft ungeschützt mit Asbest in Kontakt gekommen sind. Es kann aber auch die Hausbewohner selbst treffen. Wenn sie etwa beim Sanieren die Gefahr nicht erkennen und dadurch die Räume unwissentlich auf Jahre mit Asbestfasern verseuchen.

Gefährlicher Sondermüll

Ein großes Problem ist auch die Entsorgung der Altlasten. Denn Asbest gilt als gefährlicher Sondermüll: Die Fasern sind so beständig, dass sie nur bei Temperaturen weit über 1000 Grad zerstört werden. Aus diesem Grund werden asbesthaltige Baustoffe meist auf einer Deponie entsorgt. Dort wird er unter der Erde begraben, bleibt dort aber genauso gefährlich wie zuvor. Denn Asbest verrottet nicht.

6 - Licht und Gesundheit

Die dunkle Jahreszeit beginnt - die Tage werden kürzer. Deshalb nutzen wir mehr Kunstlicht - morgens, mittags, abends. Ohne uns Gedanken darüber zu machen, welche Auswirkungen das auf unseren Körper hat. Denn eigentlich ist das Tageslicht mit seinen Rhythmen der Taktgeber des Lebens. Im Laufe der Evolution hat sich unser Organismus perfekt daran angepasst. Wie sich Kunstlicht auf unsere Gesundheit auswirkt, wird jetzt am Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation in Stuttgart genauer untersucht.

Kunstlicht stört unseren Takt

Licht rund um die Uhr. Auch wenn wir dabei meist zuerst an Lampen denken, ist auch eine andere Beleuchtungsquelle mittlerweile allgegenwärtig: Bildschirme. Die Stuttgarter Forscher haben in Kooperation mit der Uni Basel in einer Studie untersucht, wie sich das künstliche Licht von Monitoren und Displays auf uns auswirkt. Unter wechselnden Lichtbedingungen mussten die Probanden verschiedene Reaktions- und Aufmerksamkeitstests absolvieren. Zusätzlich wurde ihre Gedächtnisleistung überprüft sowie ihr Schlafverhalten analysiert.

Die Studie hat klar gezeigt, dass falsches Licht zur falschen Zeit zu mangelnder Leistungsfähigkeit führt und großen Einfluss auf unseren Schlaf-Wach-Rhythmus hat. Besonders gravierend wirkt sich das Licht LED-beleuchteter Bildschirme am Abend auf unseren Organismus aus. Die Probanden, die Monitoren mit höheren Blaulichtanteilen ausgesetzt waren, blieben eine Stunde länger wach als die Probanden der Kontrollgruppe. Das bedeutet sie bekamen weniger Schlaf.

Denn moderne Bildschirme mit LED-Beleuchtung haben im Vergleich zu älteren Bildschirmen einen besonders hohen Anteil von blauem Licht. Und das beeinflusst unsere Zirbeldrüse, die den Schlaf-Wach-Rhythmus steuert.

Bei Dunkelheit schüttet sie das Hormon Melatonin aus. Es verteilt sich im Körper und sorgt dafür, dass wir entspannen und müde werden. Gelangt jedoch Licht mit hohem Blauanteil ins Auge, wird dem Organismus signalisiert, dass er wach und aufmerksam bleiben soll. Die Bildung sowie die Ausschüttung von Melatonin werden gehemmt – die Folge: wir können nicht einschlafen.

Ist demnach Licht mit hohem Blauanteil gar nicht gut für uns? Der entscheidende Punkt ist, dass uns die Natur vorgibt, wann welches Licht für uns am besten geeignet ist. Natürliches Licht hat vom Morgen bis zum Nachmittag einen hohen Blauanteil und das aktiviert unseren Organismus. Daher sind wir in diesem Zeitabschnitt sehr leistungsfähig.

Virtual Sky – ein Himmel im Büro

Genau das wollen die Forscher des Fraunhofer Instituts ganz gezielt nutzen. Sie haben sich daher den Himmel ins Büro geholt. Eine mit ca. 35.000 LEDs besetzte Lichtdecke imitiert den Tagesverlauf.

Derzeit entwickeln die Forscher des Fraunhofer Instituts eine Arbeitsplatz-Beleuchtung, die automatisch die jeweils bestmögliche Einstellung für den Anwender wählt. Das intelligente System kennt den Benutzer und passt das Licht seinen Vorlieben und seinem Alter an. Zudem erkennt das System die Art der Tätigkeit sowie die Tageszeit und berücksichtigt diese Parameter ebenfalls.

Aber selbst, wenn wir stets die richtige Kunstlichtbeleuchtung auswählen, kann bisher kein Kunstlicht die Sonne ersetzen. Also: so oft wie möglich raus ins Freie, denn die Natur liefert noch immer das beste Licht für unsere Gesundheit  

5 - Wie die virtuelle Realität uns verändert

Im Museum Senckenberg in Frankfurt gibt es eine neue Attraktion. Mit einer einfachen Brille, die ein Smartphone beherbergt, wird ein stereoskopisches Bild erzeugt. Für einen Euro extra kann man miterleben, wie ein Saurier zum Leben erwacht. Anders als bei Filmen oder herkömmliche Computerspielen hat man den Eindruck, mitten drin zu sein in der Urzeitwelt.

Mit VR (virtuelle Realität) gegen Ängste

Virtuelle Realität, kurz VR, diese Technik boomt gerade. Doch was kann man damit anfangen? Und birgt sie Risiken? An der Hochschule Heilbronn will man mit virtueller Realität (VR) bald schon Angststörungen behandeln. Noch sind die Therapien nicht einsatzbereit. Doch Professor Gerrit Meixner und seine Kollegin, die Psychotherapeutin Dr. Julia Diemer, haben für unsere Reporterin Nina Schmidt eine kleine Präsentation vorbereitet. Auf dem Boden liegt ein einfaches Holzbrett. Darauf soll sie mit einer VR-Brille balancieren. Sobald sie die Brille aufsetzt, findet sie sich in einem virtuellen Schwimmbad wieder. Während sie in Wirklichkeit auf dem schmalen Holzbrett maximal 10 Zentimeter über dem Boden balanciert, erlebt sie in der Virtualität wie sie in einer großen Schwimmhalle auf einem Sprungturm in 10 Meter Höhe steht und von dort in die Tiefe schaut.

Je emotionaler die Situation, desto realer das Empfinden

Nina Schmidt wagt sich todesmutig zentimeterweise auf der Holzplanke vor. Für sie fühlt sich die Situation ganz real an: feuchte Hände und beschleunigter Herzschlag inklusive. Hier runterspringen - das würde sie auf gar keinen Fall. Obwohl sie in der Realität nur 10 cm vom Boden trennen.

In Zukunft könnten zum Beispiel Angstpatienten mit Höhenangst virtuell hohe Berge oder Hochhäuser erklimmen. Menschen, die eine starke Angst vor etwas haben, reagieren normalerweise mit Vermeidung. Die sogenannte Expositionstherapie setzt genau da an: der Patient traut sich hier in Situationen, der er in der Realität aus dem Wege geht. Durch das virtuelle Erleben kann der Patient lernen, dass gar nichts passiert, wenn er zum Beispiel auf einem hohen Berg steht. Dadurch kann die Angstreaktion auch im wahren Leben abnehmen.

15 Prozent der Deutschen leiden unter Angststörungen

Künftig können sich Patienten der Höhensituation sehr kostengünstig und effektiv aussetzen, zumindest im Vergleich zu herkömmlichen Expositionstherapien, bei denen sich Therapeut und Patient auf echte Hochhäuser oder in reale Höhen begeben müssten. Immerhin leiden über 15 Prozent der Deutschen an Angststörungen und Phobien. Mit der Einführung kostengünstiger, virtueller Therapien, könnte Millionen Menschen geholfen werden.

Schöne neue Welt?

Auch wenn es sehr sinnvolle Anwendungen für die neue Technik gibt, an der Hochschule Mainz mahnt man zur Vorsicht. Der Philosoph Dr. Michael Madary, vom Institut für Theoretische Philosophie hat sich im Rahmen eines europäischen Forschungsprojektes mit den ethischen Fragen beschäftigt, die durch die virtuelle Realität entstehen. Der Philosoph demonstriert die Möglichkeiten der VR mit einem Video.

Spanische Computerwissenschaftler und Psychologen haben in einem Experiment hellhäutigen Frauen einen dunkelhäutigen virtuellen Körper (einen so genannten Avatar) verpasst. Mit verblüffendem Ergebnis. Denn die hellhäutigen Frauen, die mit VR-Brille sich selbst als dunkelhäutige Thai-Chi Schülerinnen erlebten, das heißt beim Blick auf ihre virtuellen Arme und Beine oder beim Blick in den virtuellen Spiegel ihre veränderte Hautfarbe sahen, veränderten nach kürzester Zeit ihre innere Einstellung. Es zeigte sich, dass die Frauen nach dem Versuch mit dem dunkelhäutigen Avatar waren weniger rassistisch eingestellt waren. Denn wir nehmen die virtuelle Realität als reale Erfahrung wahr und das kann auch problematisch werden.

Virtuelle Erfahrungen wirken wie reale Erfahrungen

Konsolenspiele bieten schon heute zum Teil extremes Erleben von Horror und Gewalt. Was, wenn die in Zukunft in einer virtuellen Umgebung stattfinden? Bislang ging man davon aus, dass es genügend spielerische Distanz gibt, dass man weiß, "es ist nur ein Spiel." Doch wenn das Gehirn zwischen real und virtuell nicht mehr unterscheiden kann, reicht dann die spielerische Distanz noch aus?

Dr. Michael Madary sieht die Gefahr, dass in der virtuellen Realität das Einfühlungsvermögen auch gezielt verringert werden kann. Soldaten zum Beispiel kann Empathie gegenüber ihren Feinden abtrainiert werden, bis sie diese gar nicht mehr als reale Menschen wahrnehmen. Neben militärischen Anwendungen kann die virtuelle Realität aber auch für politische oder religiöse Indoktrination verwendet werden. Menschen könnten in der virtuellen Realität manipuliert werden und dort ganz bestimmte Einstellungen entwickeln. Die Technik ist noch zu neu, um die Auswirkungen auf unser Empfinden und Denken eindeutig abschätzen zu können. Klar sei aber, dass Erfahrungen in der virtuellen Realität einen Menschen auch im realen Leben verändern.

4 - Der Zahnersatz aus dem Computer

Markus Wiebe ist angespannt, denn er weiß, was auf ihn zukommt. Eine neue Krone ist fällig. Bisher war das ein zeitaufwändiger Behandlungsmarathon. 2 bis 3 Termine, jeweils mit einer Anästhesie, also einer Spritze, waren nötig. Abdrücke des Gebisses wurden mit einer Abformmasse genommen, die bei sehr vielen Patienten einen starken Würgereiz hervorruft. Für viele Patienten eine Qual.

3D-Computerbild statt Gipsmodell

Eine neue Methode kann das Markus Wiebe ersparen. In der Praxis von Dr. Nicole Kühnel-Krenzer werden Kronen und Füllungen seit 5 Jahren mit modernster Computer-Technik hergestellt. Statt mit Abdrücken und Gipsmodellen wird hier virtuell gearbeitet. Mit einer speziellen Kamera. Dazu wird zunächst der Zahn mit einem Puder beschichtet, damit sich die Zahnoberfläche später im Computer darstellen lässt. Danach scannt die Zahnärztin mit einer intra-oralen Kamera, einer Mundkamera, Zahn für Zahn ab, um ein virtuelles 3D-Bild zu erstellen. Abgebildet werden nicht nur der betroffene Zahn, sondern auch die umliegenden Zähne, der Gegenkiefer und auch der seitliche Biss. So entsteht ein genaues Abbild des Teilkiefers auf dem Computerbildschirm. Die Ärztin zeichnet dort die sogenannte Basis-Linie um den Zahnrest. Aus all diesen Daten errechnet das Programm Cerec passgenau die benötigte Krone. Die Maße für die Krone gehen dann an die Fräse im Nachbarraum. In nur fünf Minuten entsteht aus einem unscheinbaren Keramik-Block Markus Wiebes neue Krone. Die Kosten für die High-Tech-Krone sind etwa genauso hoch wie für die herkömmliche Behandlung. Etwa 400€ muss der Kassenpatient dazu bezahlen. In nur einer Sitzung hat Markus Wiebe eine neue Krone bekommen, die bis zu 15 Jahren hält.

3 - Die elektronische Nase

Wenn der 3-jährige Emilian und seine Schwester Celina spielen, ist auch ihr Hund Bailey nicht weit. Eigentlich nichts Besonderes in einem Kinder-Hunde -Haushalt. Aber hier liegt der Fall anders, denn Bailey hat eine lebenswichtige Aufgabe. Seine Nase ist das Frühwarnsystem für den 3-jährigen Emilian. Denn der hat Diabetes. Deshalb hat die Familie Bailey angeschafft.

Geniales Riechorgan Hundenase

Bei Veränderungen in Emilians Stoffwechsel reagiert der Hund sofort. Anstupsen, Laut geben, die Mutter benachrichtigen – das hat Bailey in seiner Ausbildung zum Diabetes-Warnhund gelernt. Denn bei Unterzuckerung kann Emilian im Extremfall ins Koma fallen. Aber mit seinem ausgezeichneten Riechvermögen entdeckt Bailey die Gefahr, bevor sie akut wird.

Solche Fähigkeiten versucht man am Deutschen Zentrum für Lungenforschung am Uniklinikum in Marburg zu kopieren – mit technischen Geräten. Hier arbeitet Dr. Rembert Koczulla mit einer Forschungsgruppe daran, Krankheiten elektronisch zu "er-riechen".

Identifizierung von Krankheiten über den Atem

Die Vision der Wissenschaftler: über die Messung der Ausatembestandteile eines Patienten wollen sie Erkrankungen identifizieren. Schwerpunkt der Forschung in Marburg: Die Erkennung von Lungenkrankheiten wie Asthma oder Lungenkrebs.
Grundlage dafür ist, dass sich bei jedem Menschen viele Bestandteile zu seinem ganz individuellen Atemcocktail mischen, abhängig von seinem Stoffwechsel, dem Lebensstil und der Ernährung. Wenn sich durch eine Krankheit der Stoffwechsel verändert, ändert sich auch die Zusammensetzung des Atems – und da setzen die Wissenschaftler an.

Forschung in den Anfängen

Ihre Vision: ein Patient etwa mit Verdacht auf Lungenkrebs pustet in eine sogenannte elektronische "Nase", ein Gerät, das die Atemluft auswertet. Anhand der Menge und Zusammensetzung der einzelnen Atembestandteile erkennt die "Nase", ob eine Krankheit vorliegt. Vorteil der Methode : sehr schnell und ohne weitere Eingriffe ließe sich eine Erkrankung am Atemprofil erkennen. Bislang steht die Forschung allerdings noch am Anfang. Dr. Koczulla und seine Forschungsgruppe können zwar bereits "gesunde" und "kranke" Atembilder voneinander unterscheiden, aber nur wenn sie um die Krankheit wissen. Die Analyse der einzelnen Bestandteile eines Atembilder wird aber noch Jahre dauern, denn Atem setzt sich aus Tausenden Substanzen zusammen. Mit Baileys Hundenase können die elektronischen Nasen noch nicht konkurrieren. Denn der Diabetes-Warn-Hund riecht nicht nur Probleme, er reagiert auch darauf. Selbst wenn er schläft: seine Nase ist immer im Einsatz, um Mutter und Kind zu warnen, bevor der kleine Emilian unterzuckert.

2 - Künstliche Haut

Echte menschliche Haut, gezüchtet im Labor: Was wie Science Fiction klingt, ist Forschern der Universität Zürich nun tatsächlich gelungen – eine große Hoffnung für Verbrennungsopfer.

Hautverpflanzung bei Brandopfern

Bei einer Bombenexplosion wurde die achtjährige Nada aus dem Gazastreifen schwer verletzt, große Teile ihrer Haut sind verbrannt. Das kann lebensbedrohlich sein, daher ist eine Hautverpflanzung ihre große Hoffnung. Wie bei solchen Brandverletzungen üblich, wird auch bei Nada gesunde Haut von einer nicht verbrannten Stelle ihres Körpers entnommen und auf verbrannte Körperstellen verpflanzt. Die verpflanzte Haut hat aber den Nachteil, dass sie nicht so gut mitwächst, wie die normale Haut. Deshalb folgen oft viele Korrektur-Operationen, damit Nada zum Beispiel weiterhin die Hand bewegen kann.

Die neue Laborhaut

Doch es gibt Hoffnung für Kinder wie Nada. Forscher der Uni Zürich haben, mit Unterstützung des Forschungs- und Entwicklungszentrums Wyss Zürich, einen Hautersatz entwickelt, der im Labor nachgezüchtet werden kann. Zellbiologe Prof. Ernst Reichmann hat 15 Jahre geforscht, um die neue Methode zu etablieren: "Der Trick ist, dass wir dem Patienten ein briefmarkengroßes Stück Spalthaut entnehmen. Spalthaut besteht aus der gesamten Oberhaut und einem kleinen Teil Unterhaut. Aus diesem Spalthautstück isolieren wir die Zellen und machen daraus eine Vollhaut, die auch auf dem Patienten als Oberhaut und Unterhaut Wirkung entfaltet."

Nachdem das kleine Hautstück dem Patienten entnommen wurde, müssen die verschiedenen Zelltypen zunächst im Labor vermehrt werden. Das findet in und auf einer sogenannten extrazellulären Matrix statt, einem gelartigen Träger, der als Gerüst dient. Innerhalb von drei bis vier Wochen wächst eine gezüchtete Haut heran, die dem Patienten transplantiert werden kann und nach und nach einwächst.

Der Vorteil ist, dass bei der Hautentnahme, der sogenannten Biopsie, nur ein sehr kleines Stück intakter Haut benötigt wird, um ein Vielfaches an neuer Haut herstellen zu können. Mit einer einzigen Biopsie können die Forscher einen ganzen Arm eines Kindes decken. Mit dem Verfahren kann die Haut 170-fach vergrößert werden.

Zukunftsvisionen

Die im Labor gezüchtete Haut ist schon erfolgreich an Patienten verpflanzt worden. Doch es sind noch weitere Studien erforderlich, bevor die Methode zugelassen wird. Die Wissenschaftler in Zürich wollen ihre Methode aber noch weiter verbessern und in der gezüchteten Haut sowohl Hautpigmente als auch Blutgefäße entstehen lassen. So könnte die transplantierte Haut schneller mit Blut versorgt werden, denn die Adern müssen nicht erst aus dem Körper heraus in die neue Haut hineinwachsen. Dadurch wird das Gewebe schneller mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Und das beschleunigt die Heilung.

Ein weiteres ehrgeiziges Projekt für die Zukunft ist die sogenannte Skinfactory. Ein Roboter, der vollautomatisch eine funktionsfähige Haut herstellt. Damit soll in Zukunft Haut optimiert, standardisiert und günstig für Kliniken und für die Forschung produziert werden.

Für Patienten wie Nada ist die gezüchtete Haut eine große Hoffnung. Ihr würden mit der neuen Haut viele weitere Korrektur-Operationen und Narben erspart bleiben.  

1 - Kunstblut – Rettung für den Blutnotstand?

Es geht um Leben und Tod. Bei einem Unfall kommt es häufig zu großen Blutverlusten. Dann braucht der Patient sofort Blutkonserven. Oft reicht die Zeit dann nicht aus, um erst einmal die Blutgruppe zu bestimmen. In solch einem Fall wird dann normalerweise Blutgruppe 0, Rhesus negativ eingesetzt. Diese Blutgruppe vertragen fast alle Menschen. Aber sie ist selten. Nur etwa sechs Prozent der Menschen in Deutschland haben sie. Für die Blutspendedienste ist es eine große Herausforderung, immer ausreichend Blut dieser Notfallblutgruppe vorzuhalten. Es müssen dazu ausreichend viele Menschen Blut spenden - und das regelmäßig. Denn eine Blutkonserve ist maximal 42 Tage haltbar.

Ist Blutersatz die Lösung?

Einen Blutersatz zu haben, der für alle Menschen passt und unbegrenzt verfügbar ist, würde diese Probleme lösen. Seit dem 17. Jahrhundert beschäftigt sich die Heilkunde damit, einen Blutverlust auszugleichen. Doch damals war noch nicht allzu viel über die Funktionen und die Beschaffenheit des Blutes bekannt. Erste Transfusionsversuche gab es bei Frauen, die bei einer Geburt einen lebensbedrohlichen Blutverlust erlitten. Anfangs nahm man dazu das Blut von Lämmern. Sie galten als rein und unschuldig und daher als geeignet. Es folgten die ersten Transfusionsversuche von Mensch zu Mensch. Doch ohne das Wissen um die Blutgruppen war es Zufall, wenn die Patienten überlebten.

Mit der Entdeckung der Blutgruppen im Jahr 1901 begann die Erfolgsgeschichte der Bluttransfusion. Das Blutspendesystem wurde aufgebaut. Trotzdem suchten viele Wissenschaftler nach künstlichem Ersatzblut. Es sollte länger haltbar, robuster und blutgruppenneutral sein. Dabei konzentrierte man sich vor allem auf die Fähigkeit des Blutes, Sauerstoff zu transportieren. In den 1960er-Jahren glaubte man sich am Ziel: Wissenschaftler entdeckten, dass Perfluorkohlenstoffe Sauerstoff im Blut transportieren können. Aufsehen erregten Experimente mit Mäusen. Sie wurden in eine Flüssigkeit mit Perfluorkohlenstoff getaucht, konnten darin atmen und überlebten das Experiment. Als Blutersatz taugte der Stoff dennoch nicht - er hatte gefährliche Nebenwirkungen.

Die Hoffnungen ruhten nun darauf, den Sauerstoffträger im Blut, das Hämoglobin, herzustellen. Es wurde aus Tierblut isoliert und zu einem Konzentrat aufbereitet. Doch durchsetzen konnte sich das nicht, so der Transfusionsmediziner Prof. Dr. Torsten Tonn von der Technischen Universität in Dresden: "Wir wissen heute, dass freies Hämoglobin toxisch ist. Es führt zu Schädigungen von verschiedenen Organsystemen, unter anderem der Leber. Wir wissen, dass man freies Hämoglobin nicht therapeutisch einsetzen kann, sondern dass das Hämoglobin in einem Blutkörperchen geschützt vorliegen muss."

Neue Forschungsansätze

Torsten Tonn arbeitet deshalb daran, komplette rote Blutkörperchen zu züchten. Dazu werden die Bedingungen des menschlichen Körpers im Labor nachempfunden. Menschliche blutbildende Stammzellen werden in eine Kulturlösung gebracht, dann werden Wachstumsfaktoren hinzugegeben. Daraus entwickeln sich über mehrere Stufen funktionstüchtige rote Blutkörperchen. Doch es gibt ein Problem: Eine normale Blutkonserve enthält etwa zwei Billionen rote Blutkörperchen. Die Herstellung einer vergleichbaren künstlichen Blutkonserve würde schätzungsweise mehrere 100.000 Euro kosten. In Deutschland werden aber jedes Jahr rund fünf Millionen Blutkonserven benötigt. Die Kosten beliefen sich demnach auf das Mehrfache des jährlichen Bundeshaushalts.

Um die Züchtung von roten Blutkörperchen zu vereinfachen und damit auch die Kosten zu senken, wollen Torsten Tonn und sein Team nun die nur begrenzt verfügbaren Stammzellen im Labor vermehren. Sie schleusen dazu fremde Gene in das Erbgut der Stammzellen ein, die sie anschließend zur Teilung anregen. Tonns Ziel: Eine große Anzahl blutbildender Stammzellen zu züchten, um daraus eine noch größere Anzahl roter Blutkörperchen zu produzieren.

Aber es gibt noch eine andere, ganz neue Methode, Blutstammzellen herzustellen. Und zwar aus Hautzellen. Japanischen Forschern gelang dabei etwas, das vorher als unmöglich galt: Sie schleusten spezielle Gene in ganz normale Hautzellen ein. Die Gene programmierten die Hautzellen so um, dass sie sich zu Stammzellen zurückentwickelten. Aus diesen Stammzellen lassen sich dann wiederum rote Blutkörperchen züchten. Eine Sensation, für die die Wissenschaftler 2012 den Medizin-Nobelpreis bekamen.

Blut aus dem Labor nur für wenige Patienten?

Trotz solcher Erfolge: Die Forschung bleibt kompliziert und teuer. Torsten Tonn sieht zudem im Moment auch keine Notwendigkeit, Blut für alle Menschen im Labor zu züchten. Er ist überzeugt davon, dass klassische Transfusionen mit Spenderblut für fast alle Menschen gut geeignet und sicher sind. Seine Forschung soll jenen Menschen helfen, für die es kein geeignetes Spenderblut gibt: "Es gibt Patientengruppen, die ganz seltene Blutgruppen-Konstellationen haben und deren Blut dann das transfundierte Blut der normalen Blutspender als fremd abstoßen würde. Für diese Patienten versuchen wir, Blut zu züchten, um ihnen dann Blut mit diesen ganz seltenen Blutgruppenkonstellationen zur Verfügung zu stellen.“

Der Traum von einem künstlichen, haltbaren, unempfindlichen Blutersatz wird also wohl noch lange ein Traum bleiben. Denn auch im Labor hergestellte Erythrozyten-Konzentrate sind nicht unbegrenzt haltbar. Doch Forscher in aller Welt bemühen sich, die Kosten zu senken und wollen im großen Maßstab Blut der Universalblutgruppe 0, Rhesus negativ herstellen. Außerdem wird intensiv daran geforscht, bestimmte Eigenschaften der roten Blutkörperchen zu verändern und Blutgruppenmerkmale "wegzuzüchten". Das hätte den großen Vorteil, dass es keine tödliche Abstoßungsreaktion des Körpers gegen das Ersatzblut mehr gäbe.