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Kinder fragen....Wissenschaftler:innen antworten

Kinder haben unseren Mainzer Forscher:innen Fragen rund um das Thema "Mensch und Gesundheit" gestellt. Vielen Dank für Eure Einsendungen!
Hier findet Ihr die ausgewählten Fragen mit den Antworten.

Warum gibt es Allergien? Und wie bekommt man eine Allergie?

Warum gibt es Allergien? Und wie bekommt man eine Allergie?

... wollte die 3b der Theodor-Heuss-Schule in Ingelheim wissen.

Bei einer Allergie kommt es zu einem Fehler des menschlichen Immunsystems. Das Immunsystem schützt uns vor Infektionen durch Bakterien und Viren, wirkt aber auch gegen Parasiten wie Würmer. Im Fall einer Allergie richtet sich das Immunsystem fälschlicherweise zum Beispiel gegen Blütenpollen, Hausstaub oder gegen manche Nahrungsmittel. Was eine Allergie genau auslöst, ist noch nicht ganz verstanden. Luftverschmutzung trägt sicherlich zur Entstehung von Allergien bei. Man kann eine Allergie aber auch vererbt bekommen.

Dr. Kurt Lucas
Gruppenleiter "Entzündliche Prozesse" in der Abteilung Multiphasenchemie am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz

Warum gibt es Allergien? Und wie bekommt man eine Allergie?

Warum gibt es Allergien? Und wie bekommt man eine Allergie?

Eine zweite Antwort auf die Frage der 3b der Theodor-Heuss-Schule in Ingelheim gab es von...
Prof. Dr. med. Joachim Saloga von der Hautklinik und Poliklinik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz


Unser Immunsystem hat die Aufgabe uns gegen Schädigungen von außen (gefährliche Bakterien, Viren, Pilze) und innen (entartete Krebszellen) zu beschützen. Dabei kann es leider fehlgeleitet werden und überschießend reagieren, bei einer Allergie gegen ansonsten eigentlich harmlose äußere Stoffe. Für die Entstehung dieser unkontrollierten Immunreaktion bedarf es oft einer entsprechenden Veranlagung (Gene), der wiederholten Einwirkung der eigentlichen Allergene (Sensibilisierung) und weiteren allergiefördernden Einflüssen aus der Umwelt (z.B. Schadstoffe) oder aus unserem eigenen Körper. Zu einem Schutz gegen diese Überreaktion trägt eine möglichst vielgestaltige und ausgewogene Besiedlung unseres Körpers, vor allem des Darms, mit geeigneten („guten“) Bakterien bei, das Immunsystem wird so in der richtigen Weise „erzogen“.

Wie und wodurch haben sich die verschiedenen Coronavarianten entwickelt und was bedeutet das für uns?

Wie und wodurch haben sich die verschiedenen Coronavarianten entwickelt und was bedeutet das für uns?

...wollte Chirara (13 Jahre) aus Mainz wissen.

Beim Kopieren ihrer Erbsubstanz kommt es bei den Coronaviren immer wieder zu Fehlern, die dazu führen, dass die Bestandteile des Virus verändert werden. Allerdings sind die meisten Änderungen folgenlos oder sogar schädlich für das Virus und daher entstehen neue Varianten eher selten. Wenn jedoch solch eine Änderung dazu führt, dass die Viren besser in Zellen eindringen können oder vom Immunsystem nicht mehr so gut erkannt werden, ist das vorteilhaft für das Virus. Die neue Variante kann sich nun besser unter den Menschen verbreiten.

PD Dr. rer. physiol. et med. habil. Niels Lemmermann
Institut für Virologie, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Kann das Herz explodieren, wenn man zu schnell atmet und überanstrengt ist?

Kann das Herz explodieren, wenn man zu schnell atmet und überanstrengt ist?

....wollte die 3b der Grundschule "Im Feldgarten" in Mainz-Ebersheim wissen.

Nein, zum Glück kann unser Herz nicht explodieren! Unser Herz-Kreislaufsystem ist eine extrem clevere Konstruktion.
Wenn wir uns anstrengen und zum Beispiel ganz schnell rennen, brauchen die Muskeln unseres Körpers mehr Sauerstoff. Deshalb müssen wir schneller atmen und mehr Sauerstoff in die Lunge bringen. Das sauerstoffreiche Blut wird dann durch das Herz in den Körper gepumpt. Um mehr Blut in die Muskeln zu bringen, schlägt das Herz schneller. Es ist deshalb ganz normal, dass wir bei körperlicher Belastung häufiger atmen und einen höheren Puls haben. Damit wir uns nicht überanstrengen, gibt es eine natürliche Bremse. Wir müssen stehen bleiben und „durchschnaufen“. Durch Training kann man diese Vorgänge optimieren, so dass wir beim nächsten Dauerlauf mehr „Puste“ haben und länger durchhalten.

Univ.-Prof. Dr. med. Christine Espinola-Klein
Zentrum für Kardiologie, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Haben Leute, die weltweit gesehen einen höheren Rang haben, mehr Recht auf Impfstoff?

Haben Leute, die weltweit gesehen einen höheren Rang haben, mehr Recht auf Impfstoff?

... wollte Maya (11 Jahre) aus Mainz-Ebersheim wissen.

Die Antwort auf diese Frage ist gleichzeitig einfach und schwierig. Ganz einfach ist die Antwort, wenn man daran denkt, dass alle Menschen die gleichen Rechte haben. Der Schutz der menschlichen Gesundheit ist eines dieser Rechte. Daher ist die einfache Antwort auf die Frage: Nein! Nun haben wir zwar die gleichen Menschenrechte, aber es gibt auch Unterschiede bei der Impfstoffverteilung. In Deutschland haben wir uns zum Beispiel entschieden, zunächst den Menschen Impfstoff anzubieten, die besonders gefährdet sind, weil sie sehr alt sind oder Vorerkrankungen haben. Wir haben sie besonders geschützt. Gleichzeit wurde auch entschieden, dass alle Menschen, die im Gesundheitssystem - also etwa im Krankenhaus oder bei der Organisation der Impfungen - unverzichtbar sind, eine Impfung bekommen sollen. Man könnte nun sagen, dass Leute, die eine entscheidende Rolle haben, oft auch einen "höheren Rang" haben. Das schließt etwa Menschen im Gesundheitswesen wie Ärztinnen und Ärzte, in unserer Regierung, bei den Herstellern von Medikamenten, Experten und andere ein. Der frühe Zugang zum Impfstoff ist dann aber nicht auf einen gesellschaftlichen Rang, sondern auf ihre Funktion für die Gemeinschaft bezogen. Richtig ist aber freilich auch, dass es viele Länder gibt, in denen die Verteilung von Impfstoffen nicht so gerecht zugeht und eher das Ansehen von Personen als Ihre Rolle für die Beherrschung der Pandemie Grund für die Vergabe von Impfstoff ist. Damit das in Deutschland nicht passiert, haben sich sehr viele Menschen mit Verantwortung, auch die Bundeskanzlerin, erst impfen lassen, als ihre Altersgruppe an der Reihe war. Ihren Rang wollten sie bewußt nicht ausnutzen. Richtig ist aber auch, dass wir es weltweit nicht schaffen, für eine gerechte Verteilung von Impfstoff etwa in weniger gut entwickelten Ländern zu sorgen. Hier nutzen wir in Europa sicherlich einen zufälligen Vorteil aus. Die Pandemie können wir aber nur durch weltweite Impfung besiegen. Wir alle müssen offenbar noch lernen, wie wir eine gerechte Welt gestalten können.

Univ.-Prof. Dr. Norbert W. Paul, M. A.
Direktor des Instituts Theorie und Ethik der Medizin, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Warum wirken bzw. helfen manche Impfstoffe länger als andere?

Warum wirken bzw. helfen manche Impfstoffe länger als andere?

... wollte die Papageienklasse 3d der Wiedbachschule in Bad Schwalbach wissen.

Das Abwehrsystem (Immunsystem) reagiert unterschiedlich stark auf Impfstoffe, je nachdem wie sie zusammengesetzt sind. Lebendimpfstoffe enthalten abgeschwächte Viren, die alle Teile des Abwehrsystems aktivieren und häufig lebenslang schützen. Totimpfstoffe, die nur einen Teil der Bakterien oder Viren enthalten, haben unterschiedliche Wirkung. Sind das Eiweiße (Proteine), dann ist der Schutz länger, häufig viele Jahre oder Jahrzehnte. Enthalten sie Zucker (Polysaccharide), sind das nur wenige Jahre. Solche Impfungen müssen regelmäßig wiederholt werden.

Dr. med. Regina Pietsch
Funktionsoberärztin im Impfzentrum der Hygiene-Abteilung der Universitätsmedizin Mainz

Was geschieht im Körper, wenn man gegen Corona geimpft wurde?

Was geschieht im Körper, wenn man gegen Corona geimpft wurde?

... wollte die 3b der Grundschule "Im Feldgarten" in Mainz-Ebersheim wissen.

Der Impfstoff, den Kinder und Jugendliche ab 12 Jahren erhalten dürfen, enthält die Aufbauanleitung (mRNA) von einem Bestandteil des Corona-Virus, des Spike-Proteins. Dieses befindet sich eigentlich an der Oberfläche des Erregers und sorgt unter anderem dafür, dass er an menschliche Zellen andocken kann, diese dann infiziert und sich darin vermehrt. Da mRNA sehr schnell kaputt gehen kann, ist sie im Impfstoff in eine Schutzhülle verpackt (Nanopartikel). Die Schutzhülle transportiert die Bauanleitung zu und in einige Körperzellen. Diese bauen dann das Spike-Protein und geben es in ihre Umgebung ab. Unser Körper, genauer gesagt das Immunsystem, erkennt sofort, dass das Spike Protein ein Fremdstoff ist, der nicht zu uns gehört und baut ein immunologisches Gedächtnis mit verschiedenen Abwehrzellen und Antikörpern auf. Wann immer Corona-Viren mit Spike Proteinen in den Körper gelangen, werden sie sofort erkannt und von den Immunzellen schnell und erfolgreich bekämpft – oft schon bevor wir krank werden.

Doreen Nothmann, Forschungszentrum für Immuntherapie (FZI)
und
Univ.-Prof. Dr. rer. physiol. Hansjörg Schild, Direktor des Instituts für Immunologie an der Universitätsdmedizin Mainz

Warum brauchen wir Luft und was ist die höchste Windgeschwindigkeit?

Warum brauchen wir Luft und was ist die höchste Windgeschwindigkeit?

... wollte die 2. Klasse (Eulenklasse) der Rabenkopfgrundschule in Wackernheim wissen.

Wir Menschen brauchen die Luft zum Atmen. Dadurch können unsere Lungen den lebensnotwendigen Sauerstoff in unseren Körper aufnehmen. Im Gegenzug atmen wir als „Abfall“ Kohlendioxid aus, das wiederum für die Pflanzen lebensnotwendig ist. Die Pflanzen wiederum geben als „Abfall“ Sauerstoff frei und schließen somit den Kreislauf.
Unsere Luft besteht aber nur zu einem Fünftel aus Sauerstoff. Fast der ganze Rest der Luft besteht aus Stickstoff. Die restlichen Bestandteile kommen nur in winzigen Mengen vor, können aber wie das Kohlendixoid oder Methan sehr wichtig für das Klima auf unserer Erde sein.

Das Gewicht der Luft spielt in der Meteorologie eine große Rolle und wird als „Luftdruck“ bezeichnet. Diese Größe wird mit einem sogenannten Barometer gemessen. Hier am Boden zeigt solch ein Barometer meistens Werte um 1000 Hectopascal (hPa) oder 1 Bar an.
Obwohl die Luft nicht sicht- oder greifbar ist und aus winzigen Teilchen besteht, kommt da eine ganz schön große Masse zusammen. Rechnet man aus, wieviel Luft auf ein normales Handtuch am Strand drückt, vom Boden bis zum Rand der Atmosphäre am Weltraum, dann kommt man auf das unglaubliche Gewicht von 10 Tonnen - also so viel wie 2 Elefanten!

Es gibt auf unserer Erde immer Gebiete, bei denen mehr Luft über dem Boden ist als über anderen Gebieten. Ist mehr Luft da, dann sprechen wir von einem Hochdruckgebiet oder auch Hoch, und bei wenig Druck von einem Tiefdruckgebiet oder Tief. Nun mag die Natur aber keine Unterschiede, daher muss etwas Luft aus dem Hoch zu dem Tief kommen. Die Bewegung der Luft spüren wir dann als Wind auf unserer Haut oder können es am Wackeln der Bäume sehen.
Je größer der Unterschied zwischen Hoch und Tief ist, umso größer ist dann auch der Wind. Die größte Windgeschwindigkeit die je am Boden gemessen wurde, lag bei 400 km/h in einem Tropensturm. Bei uns in Deutschland findet man die höchsten Geschwindigkeiten auf Bergspitzen. Auf der Zugspitze, dem höchsten Berg Deutschlands, hat man einmal 335 km/h gemessen. Wenn man noch weiter nach oben in der Atmosphäre geht, wo auch keine Berge mehr den Wind bremsen, kann man sogar bis zu 500 km/h messen!

Doch Luft gibt es nicht nur auf der Erde, sondern auch auf anderen Planeten unseres Sonnensystems wie z.B. auf dem Jupiter, Saturn oder Neptun. Allerdings gibt es dort keinen Sauerstoff, daher würden wir Menschen dort ohne Raumanzug nicht überleben.
Den Rekord für die größte Windgeschwindigkeit im Sonnensystem hält übrigens der Neptun – dort kann der Wind einen Wert von 2100 km/h erreichen. So schnell sind auf der Erde nur die allerschnellsten Überschallflugzeuge!

Dr. Philipp Reutter
Institut für Physik der Atmosphäre an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Betreibt auch die institutseigene Wetterstation: https://www.ipa.uni-mainz.de/wetter/ 

Was macht verschmutzte Luft in meinem Körper, z.B. von Autoabgasen?

Was macht verschmutzte Luft in meinem Körper, z.B. von Autoabgasen?

... wollte die Klasse 3/4 der Selztalschule Nieder-Olm wissen.

Wenn wir verschmutzte Luft einatmen, können Feinstaubpartikel sich in den Lungen festsetzen und teilweise im Blut aufgenommen werden. In den Lungen und im Körper können sie Entzündungen verursachen. Verschmutzte Luft ist also gesundheitsschädlich und erhöht das Risiko für Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen. Sie verringert die Lebenserwartung der Gesamtbevölkerung stärker als Infektionskrankheiten und ähnlich stark wie das Rauchen. Der Großteil der verschmutzten Luft stammt von fossilen Brennstoffen. Das sind Erdöl, Kohle und Erdgas, die zur Strom- und Wärmeerzeugung und als Kraftstoff für Autos verwendet werden.

Prof. Jos Lelieveld
Experte für Luftverschmutzung und geschäftsführender Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie

Woraus bestehen FFP2-Masken – Wie ist der Unterschied zur OP-Maske?

Woraus bestehen FFP2-Masken – Wie ist der Unterschied zur OP-Maske?

... wollte die 3d (Papageienklasse) der Wiedbachschule in Bad Schwalbach wissen.

FFP- und OP-Masken bestehen vor allem aus sehr feinen Fasern aus Polypropylen (PP). Das ist ein Kunststoff, aus dem häufig Lebensmittelverpackungen hergestellt werden. Die Fasern liegen in vielen Lagen wild durcheinander und bilden so ein Vlies mit sehr vielen und sehr kleinen Lücken, so dass kleinste Tröpfchen und Partikel nur schlecht hindurch kommen können.
FFP2-Masken bestehen aus dickeren Lagen als OP-Masken und filtern so die Partikel besser. Außerdem sind FFP2-Masken so geformt, dass sie dichter am Gesicht anliegen und man weniger an dem Filtermaterial vorbeiatmet.

Dr. Frank Drewnick
Aerosolanalytiker und Gruppenleiter in der Abteilung Partikelchemie am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz

Wie kommt es, dass wir Schmerz spüren?

Wie kommt es, dass wir Schmerz spüren?

... wollte die Klasse 3b der Grundschule "Im Feldgarten" in Mainz-Ebersheim wissen.

Stellen wir uns vor, ein Junge namens Leon spielt auf einem Spielplatz und fällt hin. Leon hat Schmerzen und fängt an zu weinen. Aber woher kommt nun das Gefühl von Schmerz? 

Von dem Moment an, wo Leon hingefallen ist, bis zu dem Zeitpunkt, wo Leon den Schmerz spürt, ist in seinem Körper so einiges passiert: Überall in Leons Körper sind ganz viele Schmerznerven namens Nozizeptoren vorhanden. Ihr könnt sie Euch vorstellen wie kleine Arbeiter. Diese Nozizeptoren helfen uns, Verletzungen zu erkennen. Hätten wir sie nicht, hätten wir zwar keine Schmerzen aber unsere Lebenserwartung wäre deutlich reduziert, wie wir von Patienten wissen, die aufgrund einer Erkrankung keine Schmerzen verspüren können. Als Leon hingefallen ist, sind diese kleinen Arbeiter aktiv geworden. Sie haben schnell erkannt, dass Leon sich verletzt hat. Diese Information muss nun an sein Gehirn weitergeleitet werden, denn ohne unser Gehirn, spüren wir keine Schmerzen. Deswegen läuft es dann in unserem Körper ab, wie bei der Post. Die kleinen Arbeiter versenden die Information wie einen Brief. Als Postbote dient unser Rückenmark. Es leitet die Information zu unserem Gehirn. Damit Leon den Schmerz spüren und einordnen kann, muss sein Gehirn ab jetzt die Arbeit leisten.

Wenn wir gerade Schmerzen haben, fühlen wir uns traurig, gereizt und möchten einfach, dass er schnellst möglichst verschwindet.  Unser Gehirn kann uns aber auch sagen wo und wie stark wir uns verletzt haben, was wir tun sollen, damit der Schmerz nachlässt, und wie wir uns verhalten sollen, um in Zukunft nicht mehr hinzufallen und so Schmerz vermeiden. Das Gehirn ist also sehr stark für den Schmerz, den wir spüren, verantwortlich.

Wie kann Leon dieses Wissen nutzen, damit der Schmerz weniger wird? Es gibt einen Trick wie wir uns wieder gut fühlen können: Am besten lenkt Leon sein Gehirn ab. Er geht zum Beispiel schaukeln oder spielt mit seinen Freunden. Dadurch ist sein Gehirn damit beschäftigt, neue und schöne Informationen zu verarbeiten und erinnert Leon nicht immer nur an seine Verletzung.

Wenn wir Dich neugierig gemacht haben, empfehlen wir Dir das Video „Den Schmerz verstehen - und was zu tun ist in 10 Minuten“ (externer YouTube Link) von Prof. Dr. Boris Zernikow und Dr. Dipl.-Psych. Julia Wager von dem Deutschen Kinderschmerzzentrum, Vestische Kinder- und Jugendklinik Datteln.

Leah Schollmaier
Studierende der Psychologie an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und wissenschaftliche Hilfskraft in der Arbeitsgruppe Schmerz und Autonomes Nervensystem an der Neurologie der Universitätsmedizin Mainz und
Dr. phil. Violeta Dimova
Diplompsychologin und Wissenschaftlerin in der Arbeitsgruppe Schmerz und Autonomes Nervensystem an der Neurologie der Universitätsmedizin Mainz

 

Könnte man aus einem schwarzen Loch entkommen?

Könnte man aus einem schwarzen Loch entkommen?

... wollte die 2. Klasse (Eulenklasse) der Rabenkopfgrundschule Wackernheim wissen.

Aus einem schwarzen Loch kann man nicht entkommen. Wenn man einmal den Rand des schwarzen Lochs, den sogenannten Ereignishorizont durchquert hat, gibt es keinen Weg zurück. Das liegt daran, dass die Schwerkraft den Raum so stark krümmt, dass alle Wege einen nur näher an das Zentrum des Schwarzen Lochs bringen. Es ist so als wäre man in einer großen Kugel gefangen - egal wie schnell man rennt, man bleibt immer in der Kugel. 

Prof. Dr. Pedro Schwaller
Professor für theoretische Hochenergiephysik beim Exzellenzcluster Prisma+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Er sucht unter anderem nach Erklärungen für das Materie-Antimaterie-Verhältnis im Universum und die rätselhafte Dunkle Materie.

Wie bekommt ein Virus seinen Namen?

Wie bekommt ein Virus seinen Namen?

... wollte die Papageigenklasse 3d der Wiebachschule Bad Schwalbach wissen.

Viren bekommen zumeist ihre Namen von der Krankheit, die sie verursachen:

  • SARS-CoV-2: Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus type 2
  • HIV: Humanes Immundefizienz Virus
  • Rhinovirus: Schnupfenvirus
  • Tollwut-Virus

Andere Viren erhalten ihren Namen vom Ort, wo sie zuerst entdeckt wurden (bzw. wo die Krankheit zum ersten Mal auftrat):

  • Ebola-Virus, benannt nach dem Fluss Ebola in der Demokratischen Republik Kongo
  • Lassa-Virus, benannt nach einer Stadt im Nordosten Nigerias
  • Hanta-Virus, benannt nach dem Fluss Hantan in Korea

In seltenen Fällen werden Viren auch nach ihren Entdeckern benannt:

  • Epstein-Barr Virus, benannt nach Michael Anthony Epstein und Yvonne M. Barr

Univ.-Prof. Dr. med. Bodo Plachter
Institut für Virologie an der Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

Wie viele Zellen und Blut hat ein Kind?

Wie viele Zellen und Blut hat ein Kind?

... wollte die 2. Klasse (Eulenklasse) der Rabenkopfgrundschule Wackernheim wissen.

Das Blutvolumen eines Menschen kann man in etwa anhand seines Alters und Körpergewichts abschätzen. Je Kilogramm Körpergewicht hat ein Neugeborenes oder ein Säugling 85-100 ml Blut, ein Kind 80 ml, ein Jugendlicher 72 ml und ein Erwachsener 50-65 ml.
Blutzellen (Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten) machen ca. 90% aller Körperzellen aus. Genau wie die Blutmenge sind auch die im Blut vorhandenen Zellen je nach Alter verschieden (siehe Tabelle). Man schätzt, dass ein Erwachsener aus 30-100 Billionen Zellen besteht. Kinder je nach Alter und Gewicht entsprechend weniger.

Norm-Blutwerte (0-16 Jahre)

Erythrozytenzahl (rote Blutkörperchen) in Millionen pro Mikroliter Blut

Neugeborene 1. Lebenswoche

4,4 – 6,1 Mio./µl

Baby 4. Monat

3,2 - 4,3 Mio./µl

Kleinkind 1. Jahr

4,2 - 5,5 Mio./µl

Kind 7 bis 12 Jahre

4,5 – 5,5 Mio./µl

Leukozytenzahl (weiße Blutkörperchen) pro Mikroliter Blut

Säuglinge

9.000 – 15.000/µl

Kinder

8.000 – 12.000/µl

Erwachsene

4.000 – 9.000/µl

Thrombozytenzahl (Blutplättchen) beim Kind pro Mikroliter Blut

Säuglinge

100.000-250.000/µl

Kinder

200.000-350.000/µl

Quelle: modifiziert nach https://www.grossesblutbild.de/blutbild-bei-kindern.html (Stand 11.08.2021)

PD Dr. med. Claudine Graf, PhD
Leiterin der Juniorgruppe 'Gerinnungsfaktoren in entzündlichen Prozessen' und Ärztin im Universitären Centrums für Tumorerkrankungen Mainz (UCT Mainz)

 

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