Was braucht ein Herz zum Leben?

So oder ganz ähnlich könnte heute im Erasmus MC, dem Universitätsklinikum von Rotterdam, ein Gespräch beginnen:

„Muss ein Herz eigentlich atmen?“
„Nein.“
„Aber ohne Sauerstoff stirbt es doch.“
„Seine Zellen brauchen Sauerstoff.“
„Dann braucht ein Herz also eine Lunge?“
„Nicht unbedingt.“
„Was braucht es denn dann?“

Am Samstag, dem 3. Oktober, richtet sich das Wissenschaftsfestival im Erasmus MC genau an Kinder und Jugendliche, die solche Fragen stellen. Zu den ausdrücklich angekündigten Themen gehört die Frage, wie man ein Spenderorgan außerhalb des Körpers am Leben beziehungsweise funktionsfähig halten kann.

Das klingt zunächst beinahe unmöglich. Doch für Forschende steckt darin nicht eine einzige riesige Aufgabe, sondern eine ganze Reihe kleinerer: Was fehlt einem Organ außerhalb des Körpers? Welche dieser Bedingungen lassen sich technisch ersetzen? Und woran erkennt man, ob das Gewebe weiterhin funktioniert?

Das Herz braucht mehr als einen Herzschlag

Ein Herz pumpt Blut durch den Körper. Dabei wird leicht vergessen, dass auch der Herzmuskel selbst versorgt werden muss. Seine Zellen benötigen ständig Sauerstoff und Nährstoffe. Gleichzeitig müssen Kohlendioxid und andere Stoffwechselprodukte abtransportiert werden.

Im Körper übernimmt das der Blutkreislauf über die Herzkranzgefäße. Außerhalb des Körpers fehlt dieses Versorgungssystem zunächst. Genau hier setzt die Technik an: Wenn Blut oder eine andere geeignete Flüssigkeit weiter durch die Gefäße des Organs strömt, Sauerstoff und Nährstoffe mitbringt und die richtigen Bedingungen eingehalten werden, kann das Gewebe weiterarbeiten.

Beim sogenannten Heart-in-a-box-Verfahren wird ein stillstehendes Spenderherz außerhalb des Körpers an ein Perfusionssystem angeschlossen. Es wird mit Blut und Sauerstoff versorgt, beginnt wieder zu schlagen und kann sich erholen, bevor es transplantiert wird.

Kein Zauber. Kein künstlicher Mensch. Sondern eine ziemlich genaue Antwort auf die Frage: Was fehlt dem Organ – und können wir es ihm geben?

Nicht jedes Organ braucht dasselbe

Dabei geht es in Rotterdam nicht nur um Herzen. Im Erasmus MC können auch Lebern, Nieren und Lungen außerhalb des Körpers an spezielle Perfusionssysteme angeschlossen werden.

Das Grundprinzip ist ähnlich: Eine Flüssigkeit strömt durch das Organ und versorgt das Gewebe. Die genauen Bedingungen unterscheiden sich jedoch. Bei kalter Perfusion wird eine mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit verwendet. Bei warmer Perfusion kann ein Gemisch aus Blut, Medikamenten und Nährstoffen durch das Organ fließen.

Das macht aus der großen Frage sofort viele kleinere: Wie warm muss das Organ sein? Wie viel Sauerstoff braucht es? Welcher Druck ist richtig? Woran erkennt man, ob die Zellen noch gut arbeiten? Kann man ein Organ außerhalb des Körpers nicht nur erhalten, sondern vielleicht sogar behandeln?

Das Wort Perfusion klingt kompliziert. Die Grundidee ist erstaunlich einfach: Etwas muss weiter durch das Organ fließen.

Aus „unmöglich“ werden Forschungsfragen

Genau hier steckt vielleicht die interessanteste Idee des Wissenschaftsfestivals. Ein Organ außerhalb des Körpers funktionsfähig zu halten klingt zunächst nach einer Aufgabe, bei der man schnell sagen könnte: „Das geht doch nicht.“ Forschung kann diese Reaktion umdrehen. Statt die Grenze einfach hinzunehmen, fragt man: Woraus besteht sie eigentlich?

Ein Teil der Schwierigkeit ist die Sauerstoffversorgung. Dann muss man überlegen, wie sie ersetzt werden kann. Ein anderer Teil ist die Temperatur. Also untersucht man, welche Temperatur günstig ist. Dann kommen Durchblutung, Druck, Nährstoffe und die Messung der Organfunktion hinzu.

Aus einem scheinbar unmöglichen Problem werden dadurch mehrere kleinere Probleme, die man einzeln untersuchen kann. Das bedeutet natürlich nicht, dass irgendwann alles möglich wäre. Manche Grenzen sind tatsächlich Grenzen der Natur. Andere bedeuten aber zunächst nur: Wir wissen noch nicht, wie es geht.

Wissenschaft beginnt manchmal mit einer Kinderfrage

Gerade deshalb passt das Thema so gut zu einem Festival für junge Besucher. „Muss ein Herz atmen?“ klingt zunächst nach einer sehr einfachen Frage. Dahinter stecken aber sofort Zellatmung, Blutkreislauf und Sauerstofftransport. „Braucht ein Herz eine Lunge?“ führt zur nächsten Frage: Muss unbedingt die Lunge den Sauerstoff bereitstellen – oder lässt sich diese Aufgabe technisch anders lösen?

Kinderfragen haben einen Vorteil: Sie kümmern sich oft wenig darum, ob etwas angeblich selbstverständlich ist. Vielleicht entsteht Forschung genau deshalb manchmal aus Fragen, die Erwachsene längst nicht mehr stellen.

Mehr als Spenderorgane

Beim Wissenschaftsfestival bleibt es nicht bei Transplantationsmedizin. Besucher können sich unter anderem mit Kunstherzen und 3D-Modellen des Gehirns beschäftigen, erfahren, was Sensoren über Haut und Schweiß messen können, oder untersuchen, welche Folgen Hitze und Luftverschmutzung für den Körper haben. Auch eine Stadt, die große Regenmengen besser aufnehmen kann, gehört zu den Themen.

Die Forschungsgebiete sind verschieden, die Denkweise ist ähnlich: Was genau passiert? Wovon hängt es ab? Was können wir messen? Und was davon können wir verändern?

Wissenschaft bedeutet deshalb nicht immer, schon die richtige Antwort zu kennen. Oft beginnt sie damit, eine zu große Frage so lange auseinanderzunehmen, bis kleinere Fragen entstehen, auf die man Antworten suchen kann.

Und wenn die erste Antwort „geht nicht“ lautet?

Das Wissenschaftsfestival findet am Samstag, dem 3. Oktober, von 11 bis 16 Uhr in der Passage des Erasmus MC in Rotterdam statt. Es richtet sich besonders an Kinder und Jugendliche zwischen 8 und 14 Jahren und ihre Begleitpersonen; der Eintritt ist frei.

Vielleicht geht jemand dort hinein mit der Frage: „Kann ein Herz außerhalb des Körpers weiterarbeiten?“ Und kommt später mit fünf neuen Fragen wieder heraus. Das wäre wahrscheinlich ein ziemlich gutes Ergebnis. Denn Forschung beginnt nicht immer mit einer großen Entdeckung. Manchmal beginnt sie einfach dort, wo jemand auf „Das geht nicht“ antwortet:

„Warum eigentlich nicht?“