Impfungen, Transplantationen und Spenden

Erkläre, was ein Impfstoff ist, was er enthält und wie er den Körper darauf vorbereitet, sich gegen eine Krankheit zu verteidigen, ohne dass man an ihr erkrankt.

Erkläre den Unterschied zwischen dem Vorbeugen einer Krankheit und ihrer Heilung und nenne als Beispiele einen Impfstoff und ein Medikament.

Erkläre, welche leichten Nebenwirkungen in den Tagen nach einer Impfung auftreten können und warum sie meist ein Zeichen dafür sind, dass das Immunsystem reagiert.

Ein Forschungsteam entwickelt zwei experimentelle Impfstoffe gegen ein neues Atemwegsvirus: Impfstoff A enthält das vollständige abgeschwächte Virus, während Impfstoff B nur Bruchstücke des äußeren Proteins enthält, mit dem sich das Virus an menschliche Zellen heftet (Oberflächenantigen).

1. a) Begründe, warum der Körper einer Person, die Impfstoff B erhalten hat, das echte Virus neutralisieren kann, wenn er später mit ihm in Kontakt kommt, obwohl der Impfstoff nur ein Bruchstück enthielt.
2. b) In den Studien zeigt sich, dass Impfstoff A bei immungeschwächten Patienten leichte Krankheitssymptome auslösen kann, während Impfstoff B völlig unbedenklich ist, aber eine Auffrischungsimpfung erfordert. Begründe anhand dieser Daten, welchen der beiden Impfstoffe du in einem Krankenhaus vorrangig älteren Menschen oder Menschen mit geschwächtem Immunsystem empfehlen würdest.

Die Tetanusimpfung erfordert in bestimmten Abständen Auffrischungsdosen, während andere mit wenigen Dosen lebenslang schützen. Erkläre ausgehend von der Funktionsweise des Immungedächtnisses, warum manche Schutzwirkungen mit der Zeit nachlassen.

Die Grippeimpfung wird jeden Herbst verabreicht, während die Masernimpfung in der Kindheit erfolgt und jahrzehntelang schützt. Erkläre mit Bezug auf die Eigenschaften der jeweiligen Viren und das Immungedächtnis, warum manche Impfungen wiederholt werden müssen und andere nicht.

Gib an, was der Impfkalender ist, warum bestimmte Impfungen in bestimmten Altersstufen verabreicht werden, und nenne zwei Impfungen, die im Impfkalender für Kinder und Jugendliche in Deutschland enthalten sind.

Gib an, ob die folgenden Aussagen richtig oder falsch sind, und begründe deine Antwort: a) Eine Impfung schützt indirekt auch Menschen, die sich nicht impfen lassen können; b) Blutspenden schwächt den Spender monatelang; c) In Deutschland ist die Organspende uneigennützig und wird nicht bezahlt.

Die beiden Schemata stellen denselben Ausbruch in zwei Bevölkerungen mit unterschiedlicher Impfquote dar (grün: geimpfte Personen; grau: nicht geimpfte; rot: infizierte Personen; die orangefarbenen Kreuze in Schema A zeigen verhinderte Ansteckungen an). Erkläre, warum die Infektion in Schema A nicht voranschreitet, während sie sich in B in einer Kette ausbreitet, worin dieser „Herdenschutz“ besteht und welches Risiko sinkende Impfquoten bedeuten.

Erkläre, warum man schon in den ersten Lebensmonaten mit dem Impfen von Babys beginnt, welche schweren Krankheiten dadurch verhindert werden und welches Risiko es hätte, den Impfkalender zu verschieben.

Eine Person behauptet: „Ich lasse mich nicht impfen, weil ich nie krank werde.“ Analysiere dieses Argument unter Berücksichtigung des Herdenschutzes und begründe, was geschähe, wenn viele Menschen genauso dächten.

In einem Internetforum liest du diese Aussage: „Wir sollten uns nicht mit dem neuen Impfstoff gegen den Erreger X impfen lassen. In der klinischen Studie mit 10.000 Freiwilligen hatten 0,3 % Fieber und Muskelschmerzen. Ein sicherer Impfstoff müsste vor der Zulassung ein Risiko von null haben.“

1. a) Die natürliche Infektion mit dem Erreger X verursacht bei 8 von 100 infizierten Personen (8 %) schwere Folgeschäden. Vergleiche beide Angaben und erkläre, was die Nutzen-Risiko-Abwägung bei der Zulassung von Arzneimitteln bedeutet.
2. b) Widerlege die Aussage, indem du biologisch begründest, warum ein „Nullrisiko“ bei keiner medizinischen Behandlung garantiert werden kann und welche Sicherheit die Phasen der klinischen Studien bieten, bevor ein Impfstoff für die allgemeine Bevölkerung zugelassen wird.

Masern gehören zu den ansteckendsten Viren überhaupt: Um den Gemeinschaftsschutz (Herdenimmunität) aufrechtzuerhalten und die Übertragung zu stoppen, müssen mindestens 95 % der Bevölkerung geimpft sein. In einer Gemeinde mit 20.000 Einwohnern ist die Impfquote in den letzten zwei Jahren auf 86 % gesunken. In dieser Gemeinde leben Clara, ein 4 Monate altes Baby, das noch zu jung für eine Impfung ist, und Sergio, ein Kind in Krebsbehandlung, das wegen seines geschwächten Immunsystems nicht geimpft werden kann.

1. a) Sage voraus, was in dieser Gemeinde geschieht, wenn eine mit Masern infizierte Person ein Fest mit vielen Gästen besucht, und vergleiche dabei die aktuelle Situation (86 %) mit der früheren (95 %).
2. b) Begründe anhand des Falls von Clara und Sergio biologisch, warum die Entscheidung einer Person, sich nicht impfen zu lassen, nicht nur eine individuelle Entscheidung über die eigene Gesundheit ist, sondern die besonders schutzbedürftigen Mitglieder der Gemeinschaft direkt gefährdet.

Während einer weltweiten Epidemie eines über die Luft übertragenen Virus hat Land A (mit hohem Einkommen) 85 % seiner Bevölkerung impfen können, während Land B (mit niedrigem Einkommen) nur für 4 % seiner Einwohner Impfstoffe erhalten konnte. Die Behörden von Land A beschließen, ihre Beiträge zu den internationalen Fonds für Impfstoffspenden auszusetzen, und argumentieren: „Unsere Bevölkerung ist bereits geschützt; Geld für andere Länder auszugeben, trägt nichts zu unserer eigenen gesundheitlichen Sicherheit bei.“

1. a) Widerlege die Haltung der Behörden von Land A mithilfe deiner Kenntnisse über die Vermehrung von Viren, Mutationen und das Entstehen neuer Varianten.
2. b) Begründe aus biologischer und epidemiologischer Sicht die Gültigkeit des wissenschaftlichen Grundsatzes: „In einer weltweiten Pandemie ist niemand vollständig geschützt, bis alle geschützt sind.“

Erkläre, was es bedeutet, Blutspender zu sein, welche grundlegenden Voraussetzungen Spender erfüllen müssen und warum regelmäßige Spenden auch ohne Notfälle notwendig sind.

Nenne drei Spenden, die eine Person machen kann, um anderen Patienten zu helfen, und gib an, welcher Art von Kranken jede davon hilft.

Erkläre, was Blutgruppen sind, warum es unerlässlich ist, sie vor einer Transfusion zu kennen, und welche Blutgruppe rote Blutkörperchen an jeden Menschen spenden kann.

In Spanien darf man ab 18 Jahren Blut spenden, wenn man die Voraussetzungen erfüllt. Jede Spende (etwa $450\ \text{mL}$) wird in drei Bestandteile aufgetrennt (rote Blutkörperchen, Plasma und Blutplättchen) und kann bis zu drei Patienten helfen, aber diese Bestandteile sind nur begrenzt haltbar: Blutplättchen halten nur etwa $5$ Tage und rote Blutkörperchen etwa sechs Wochen. Wenn ein Krankenhaus täglich $25$ Einheiten Blutbestandteile benötigt, berechne, wie viele Spenden mindestens pro Woche nötig sind, und begründe anhand der Haltbarkeit der Bestandteile, warum es nicht genügt, nur nach großen Katastrophen Blut zu spenden.

Herausforderung zum Thema. Werde Gesundheitsberater deiner Gemeinde, indem du eine Aufklärungskampagne für die Bevölkerung entwickelst.

1. Informiere dich auf der offiziellen Website der ONT (ont.es) über die Organspenderate deiner Autonomen Gemeinschaft (spanische Region, „Comunidad Autónoma“) im Jahr 2023 und vergleiche sie mit dem Durchschnitt Spaniens im selben Jahr ($48,9$ Spender pro Million Einwohner). Befrage außerdem $4$ Familienmitglieder, welche Krankheiten (infektiöse oder nicht infektiöse) sie in diesem Jahr hatten und wie ihr Impfstatus ist.

2. Ordne die Daten der Befragung in einer Tabelle. Beschreibe in einem kurzen Text, wie die Abwehrkräfte des Körpers (Barrieren oder Antikörper) auf eine der erfassten Infektionen reagiert haben, und begründe den Mechanismus des immunologischen Gedächtnisses, das Impfungen bewirken.

3. Erstelle einen digitalen Flyer mit dem Titel „Gesundheit und Solidarität“, in dem du Alltagstipps zur Vorbeugung nicht infektiöser Erkrankungen vorschlägst, den Nutzen des Impfens für die Gemeinschaft erklärst und zwei Argumente für die Spende von Organen und Geweben angesichts des Bedarfs an Transplantationen anführst.

Bewertet wird:

• die genaue Unterscheidung der Krankheiten sowie die richtige Erklärung der Immunantwort und der Impfungen.

• die angemessene Sammlung, Gegenüberstellung und Auswertung der Daten der ONT und der Befragung.

• die fachliche Stimmigkeit, die Kreativität und die Klarheit des Endergebnisses.

Erkläre, was eine Transplantation ist, und nenne zwei Organe oder Gewebe, die häufig transplantiert werden, und gib an, welches Gesundheitsproblem jede löst.

Bei einer Organtransplantation kann es zu einer Abstoßung kommen. Erkläre, warum das Immunsystem des Empfängers das transplantierte Organ angreift, was die Blutgruppen und die Verträglichkeit sind und welche Medikamente eingesetzt werden, um die Abstoßung zu verhindern.

Erkläre, worin die Knochenmarkspende besteht, welche Patienten sie heilen kann und warum es so schwierig ist, einen passenden Spender zu finden.

In einem Krankenhaus wird nach einem Unfall der Hirntod eines jungen Patienten festgestellt (unumkehrbarer Ausfall der gesamten Gehirnaktivität, wobei Sauerstoffversorgung und Herzschlag durch künstliche Unterstützung aufrechterhalten werden). Der Patient hat kein Dokument über seinen Willen zur Organspende hinterlassen. In Spanien gilt die „Widerspruchslösung“, nach der jeder Mensch Spender ist, wenn er zu Lebzeiten nicht das Gegenteil geäußert hat. Dennoch trifft sich das Team der Transplantationskoordination immer mit der Familie, um ihre Zustimmung einzuholen, bevor es weitergeht.

1. a) Die Familie ist erschüttert und zögert, weil sie auf dem Monitor einen Puls sieht und glaubt, er „könnte noch aufwachen“. Begründe, welche medizinischen und biologischen Argumente der Koordinator anführen muss, um den Unterschied zwischen einem umkehrbaren Koma und dem Hirntod zu erklären.
2. b) Begründe, warum das spanische Modell deiner Meinung nach immer die Einigung mit der Familie sucht, statt das Gesetz automatisch und zwingend anzuwenden, und welche Folgen es für das Vertrauen der Öffentlichkeit in das Gesundheitssystem hätte, ohne ihre Zustimmung zu handeln.

Irene leidet an schwerer Niereninsuffizienz, ihre Nieren filtern kaum noch Abfallstoffe aus dem Blut. Ihr völlig gesunder Bruder Jan bietet sich als Lebendspender für eine Niere an. Das Krankenhaus führt jedoch wochenlang umfangreiche Untersuchungen zur Blut- und Gewebeverträglichkeit (Leukozytenantigene) durch, bevor es den Eingriff genehmigt.

1. a) Sage voraus und erkläre, was auf Zellebene in Irenes Körper geschehen würde, wenn ihr die Niere ihres Bruders transplantiert würde, ohne zuvor die Verträglichkeit der Antigene zu prüfen.
2. b) Wenn die Operation erfolgreich verläuft: Wie ist es möglich, dass Jan mit nur einer Niere ein normales, gesundes Leben führen kann? Begründe, wie sein Körper reagiert, um die Reinigung des Blutes und die Homöostase aufrechtzuerhalten.

Tumorzellen stammen aus körpereigenem Gewebe, das mutiert ist und sich der Kontrolle der Zellteilung entzieht. Viele von ihnen bilden in ihrer Zellmembran ein „Tarnprotein“ aus, das sich an T-Lymphozyten bindet, sie ausschaltet und so verhindert, dass sie die Tumorzellen zerstören. Seit Kurzem gibt es Immuntherapeutika, die aus monoklonalen Antikörpern bestehen und dieses Tarnprotein blockieren.

1. a) Erkläre, warum eine herkömmliche vorbeugende Impfung (wie gegen Masern oder Tetanus) die meisten Krebserkrankungen nicht verhindern kann, und nenne den grundlegenden Unterschied zwischen dem Ursprung der Antigene eines eindringenden Mikroorganismus und denen einer Tumorzelle.
2. b) Sage voraus, welche Wirkung das beschriebene Immuntherapeutikum auf den Tumor hat, sobald es dem Patienten verabreicht wurde, und begründe, warum diese Behandlung gesundes Gewebe meist deutlich weniger schädigt als klassische Methoden wie die Chemotherapie.