Schlemmerland der kurzen Wege - WTSH

Im Interview
daS meer in mir
Prof. Dr. Anton Eisenhauer
Was haben Menschen und Ozeane miteinander gemeinsam? Der
Meereswissenschaftler und Leiter des Forschungsbereichs für marine
Biogeochemie am IFM-GEOMAR Prof. Anton Eisenhauer stieß
auf diese Frage, als er beim Kieler Exzellenzcluster im Forschungsalltag
mit Medizinern in den Dialog trat. Die Antwort könnte hunderttausenden
Patienten helfen.
Wasser ist seine Leidenschaft:
Prof. Dr. Anton Eisenhauer
Foto: Oeser
WIrTScHAFTSlAND: Herr Prof.
Eisenhauer, Sie erforschen als
geochemiker die Stoffflüsse der
Weltmeere. Beim Kieler Exzellenzcluster
„ozean der Zukunft“
beschäftigen Sie sich mit der geschichte
des Meerwassers. Warum?
ProF. Dr. ANToN EISENHAuEr:
Wenn wir wissen wollen, warum das
Meer so ist, wie es heute ist, dann
müssen wir in die Vergangenheit sehen.
Wenn wir das tun wollen, müssen
wir bestimmte Schlüsselbedingungen
des Meeres rekonstruieren, zum
Beispiel seine Temperatur. Woher
wissen wir, wie die Temperatur des
Meeres vor 1.000, einer Million oder
einer Milliarde Jahre war? Wie hoch
war der Säuregrad? So wie heute? Wie
hoch stand der Meeresspiegel? Niedriger
oder höher? Eine Aufgabe ist es,
die Geschichte des Meerwassers zu
rekonstruieren. Dazu müssen wir die
geologischen Archive studieren, so
wie man in die Bibliothek geht, ein
Buch aufschlägt und nachliest, was
in der Vergangenheit passiert war.
Ähnlich hält das Meer Archive vor.
Wo werden Sie fündig?
Ein Archiv ist zum Beispiel ein Korallenriff.
Korallen wachsen immer
am Licht, so wird die Höhe des
Meeresspiegels immer durch Korallen
abgebildet. Finden wir heute
versteinerte Korallen an Land,
wissen wir, dass hier einmal Wasser
darüber gestanden hat. Oder wir
bohren in die Riffe und nehmen
den Kalk – Riffe bestehen aus Kalk –
und suchen nach ganz bestimmten
Spurenmetall- und Isotopenzusammensetzungen,
etwa denen
des Kalziums, ein Element das
wir aus dem Kalk kennen. Da gibt
es leichte und schwere Kalzium-
Isotope. Das Verhältnis der leichten
zu den schweren Isotopen gibt uns
Informationen, zum Beispiel über
die Temperatur des Meerwassers.
Diese Methoden greifen wir nicht
aus der Luft, sondern müssen wir
zunächst entwickeln.
Sie haben neue ansätze zur diagnose
von knochenschwund beim menschen
entwickelt. Wie kommt ein
meeresforscher dazu?
Beim Exzellenzcluster arbeiten Mediziner,
Physiker und Geologen in einem
einzigen großen Projekt „Ozean der
Zukunft“ zusammen. Das ist einmalig
und oft werden auch ganz neue Wege
beschritten. Das Leben im Ozean hat
seine eigene Physiologie, seinen eigenen
Stoffkreislauf, den man ähnlich
beschreiben kann wie den Stoffkreislauf
des Menschen. Wenn man weiß,
dass Kalzium ein ganz entscheidendes
Element für die Geschichte des
Ozeanwassers ist, und man weiß,
dass auch Kalzium im menschlichen
Körper eine ganz wichtige Rolle
spielt, ist es naheliegend, beides zu
verknüpfen, um damit neue Wege zur
Beschreibung des menschlichen Spurenmetallhaushaltes
aufzuzeigen.
Was folgerten Sie daraus?
Von den Medizinern haben wir gelernt,
dass es viele kalziumbezogene
Krankheiten gibt: zum Beispiel Osteoporose.
Ca. 80 Prozent der Frauen
über 70 leiden an Osteoporose. Das
damit verbundene Problem, das es
immer gibt, ist natürlich der Nachweis
der Veränderung des Kalzium-
Spiegels im Blut und des Nachweises
einer „Demineralisation“ d. h.
eines Knochenschwundes. Diesen
Spiegel muss man kennen, nur dann
kann man genaue Aussagen über die
Kalzium-Bilanz treffen. Es gibt heute
nur Methoden, die invasiv sind. Das
heißt, man muss entweder Medikamente
verabreichen oder bestrahlen.
Das bedeutet auch immer eine
Belastung für den Körper.
dann kam ihnen die idee ...
Genau, dann ist die Idee gewachsen:
Wir machen das wie beim Meer!
Wir schauen einfach, was über die
Nahrung an Kalzium reingeht – also
die Menge und deren isotopische
Zusammensetzung – und dann vergleichen
wir dies mit dem, was an
Kalzium wieder rausgeht. Und das
meiste Kalzium wird eben über den
Urin ausgeschieden. Das heißt wir
vergleichen das isotopische Eingangsverhältnis,
also das Verhältnis
der schweren und leichten Isotope in
der Nahrung, mit dem des Ausgangsverhältnisses.
Genau das haben wir
in einer Pilot-Studie getan, die klar
diese neue Möglichkeiten aufgezeigt
hat. Anhand eines Modells kann man
die gemessenen Kalzium-Isotopen-
Verhältnisse direkt anwenden und
daraus Rückschlüsse ziehen, ob ein
menschlicher Körper demineralisiert,
also netto Kalzium aus dem Skelett
verliert oder mineralisiert, d. h. ein
Skelett wächst.
ihre forschung ist ja auch für die
raumfahrt interessant.
In der Tat. Warum auch immer, in
der Schwerelosigkeit löst sich das
menschliche Skelett auf, oder in anderen
Worten Kalzium geht aus dem
Skelett verloren. Mit anderen Worten
Astronauten leiden im Weltraum an
einer Art Weltraum-Osteoporose. Das
heißt: die Astronauten erkranken.
Das geht sogar so weit, dass die Toiletten
im All von dem ausgeschiedenen
Kalzium verstopfen. Die Lösung wäre,
dass sie das Kalzium, das sie netto
verlieren, gezielt wieder aufnehmen.
Das Problem ist aber, dass bei der
Nahrungsaufnahme, beim Übergang
vom Darm zum Blut nicht immer alles
Kalzium aufgenommen wird. Die
Idee ist es, eine kleine Kalzium-Isotopen-Messstation
zu entwickeln, die in
eine Raumstation passt und regelmäßig
Urin testet. Wenn man weiß, wie
viel Kalzium verloren geht, kann man
gezielter über die Nahrung entgegensteuern.
Das wäre ein Konzept.
ist die Weltraumforschung schon
aufmerksam geworden?
In Amerika haben Kollegen schon
angefangen, in die richtige Richtung
zu forschen, sind aber noch nicht so
weit wie wir. Nichtdestotrotz gab es
eine Förderung von der NASA und es
wurde bereits eine klinische Studie
erstellt. Die NASA hat das Problem
erkannt, allerdings wird dieses Projekt
jetzt eingestellt, da die NASA die
bemannte Raumfahrt in nächster Zeit
nicht weiter fördern wird.
Schade. Wie geht es jetzt bei ihnen
weiter?
Klinische Studien sind geplant,
bis jetzt sind wir aber bei der Förderung
nicht weitergekommen.
Wir sind Geologen und wollen mit
Medizinern arbeiten, aber bis jetzt
sind unsere Forschungsanträge
gescheitert, zum Teil aus formalen
Gründen, weil nicht geklärt werden
konnte, aus welchen Töpfen eine
solche transdisziplinäre Zusammenarbeit
zwischen Geologen und
Medizinern bezahlt werden soll.
Und natürlich ist es so, dass das
ein großes Projekt sein muß, wenn
man es zum Erfolg treiben will. Wir
sind ein marines Institut und können
keine medizinische Forschung
betreiben, weshalb das Projekt ausgelagert
werden müsste. Die Methode
und die Technik würden wir
gern an die Mediziner weiterreichen
und diese natürlich auch instrumentell-analytischunterstützen,
aber wir sind in erster Linie
Meeresforscher. Der große Schritt
zu einer anwendungsorientierten
Entwicklung und Forschung müsste
aber jetzt getan werden. (jr)
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