Krankheit und Zeit

Vorwort: Krankheit und Zeit – eine Naturphilosophie der Medizin
Prof. Dr. med. Jürgen Hescheler

1Naturwissenschaftliche Grundlagen der Medizin – Bemerkungen zu den Begriffen Entropie und Ordnung in Physik, Biologie und Medizin
1.1Zum Entropiebegriff im Geltungsbereich der Physik
1.2Stellenwert der Entropie in lebenden Systemen
1.3Entropie und Selbstorganisation
1.4Bedeutung des Entropiebegriffes für die Medizin

2Systeme des Lebens existieren am Rande des Chaos
2.1Attraktoren im Zentrum von Gesundheit und Krankheit
2.2Attraktoren und innere Uhren im Organismus
2.3Von mathematischen Modellen zu einem vertieften Verständnis der Dynamik von Krankheiten
2.4Komplexe Regelsysteme im Organismus

3Der Informationsbegriff als Zentralmetapher in Physik, Biologie und Medizin
3.1Einführung und allgemeine Anmerkungen
3.2Naturphilosophische Bemerkungen zur Struktur des Informationsbegriffes
3.3Zur Bedeutung des Komplementaritätsprinzips in Biologie und Medizin
3.4Information und der Maxwellsche Dämon in der Medizin
3.5Vom Molekül zu den informatorischen Netzwerken der Zelle
3.6Intrazelluläre Kommunikationswege
3.7Informationstransfer über membranständige Rezeptorproteine
3.8Intrazelluläre Signalkaskaden

4Integritätserhaltende Systeme: Das Entstehen von Krankheiten unter dem Aspekt der Information
4.1Einführung: Ordnung als grundlegendes Prinzip des Lebens
4.2Neoplasie und Gene
4.3Klonales Evolutionsmodell
4.4Modell der Tumorstammzelle
4.5Kontroll- und Regulationsmechanismen durch Onkogene und Tumorsuppressorgene
4.6Entstehung und Wachstum eines Tumors erfolgen in sequentiellen Schritten
4.7Chaotische Musterbildungen in der Evolution eines Tumors
4.8Krebs ist primär eine Systemerkrankung
4.9Ausgewählte bösartige Tumore und ihre molekularen Grundlagen
4.10Zur Rolle von Umweltfaktoren in der Entstehung von Neoplasien
4.11Bemerkungen zum molekularen Ablauf der chemischen Karzinogenese
4.12Invasion und Metastasierung
4.13Tumoren und Chaotische Dynamik, Turbulenzen und Nichtgleichgewichtszustände
4.14Fraktale Oberflächengeometrie von benignen und malignen Neoplasien

5Entzündungssystem als informatorisches autoregulatorisches Netzwerk
5.1Allgemeine Darstellung
5.2Autoregulative Netzwerke von Zellen und Mediatoren
5.3Infektion als erregerbedingte Entzündung

6Immunsystem selbst organisatorisches Modell
6.1Einleitende Bemerkungen über Aufbau und Funktion
6.2Rezeptoren als Software für das molekulare Erkennen in der Immunologie
6.3Grenzenloses Erkennungsvermögen der Antikörper
6.4Bemerkungen zur Familie der Antikörper
6.5Immunsystem als zelluläres und molekulares Gedächtnis
6.6T-Zellen und Signaltransduktion
6.7T-Zellrezeptoren und das Komplexe im Einfachen
6.8Das Komplementsystem als Multikaskadensystem innerhalb des Immunsystems
6.9Systemtheoretische Aspekte des Komplementsystems
6.10Immunsystem außer Kontrolle
6.11Zusammenfassende Betrachtung des Immunsystems

7Kollektive katalytische Netzwerke in ausgewählten Krankheitsbildern
7.1Akute Appendizitis (akute „Blinddarmentzündung“)
7.2Akute Peritonitis
8(K)eine Bedeutung der Quantenphysik für die Medizin der Zukunft?

9Krankheit im Kontext des Lebendigen
9.1Leben als unverstandene Andersartigkeit
9.2Grenzen des Reduktionismus in Biologie und Medizin
9.3Die gleichermaßen reduktionistische und holistische Natur der Medizin
9.4Zu Emergenz und Teleonomie in Biologie und Medizin
9.5Krankheit und Emergenz

10Welt als Information: Versuch einer objektiven Semantik der Krankheit
10.1Der Schichtenaufbau der Welt
10.2Über Fehler zur Entwicklung
10.3Krankheiten zwischen Linearität und Nichtlinearität
10.4Vom Informationsbegriff zu einer Semantik von Krankheit im evolutiven Kontext
10.5Zur Semantik von Krankheit im evolutiven Kontext
10.6Krankheit und Medizin im Zentrum der Kulturgeschichte der Menschheit

11Krankheit und Zeit
11.1Fraktale Zeitstrukturen der Krankheit
11.2Krankheit als Form möglichen Wissens
11.3Lebenszeit
11.4Medizin und Tod

12Krankheit: Von der Information zur Sprache
12.1Krankheit und semantische Information
12.2Krankheiten als Symbol und Sprache
12.3Das Taschentuch

13Welt- und Menschenbild der Medizin im 21. Jahrhundert
13.1Verlust an Gewissheit im naturwissenschaftlichen Weltbild
13.2Naturwissenschaft und moderne Medizin
13.3Wertewandel und Nihilismus der Moderne
13.4Neues im Entstehen begriffenes naturwissenschaftliches Weltbild und seine Auswirkungen auf die Medizin
13.5Moderne Medizin auf der Suche nach sich selbst
13.6Spiritualität und die Medizin des 21. Jahrhunderts?

„Wenn Ordnungen zerfallen, entsteht normalerweise Chaos. Komplexe evolvierende Systeme durchschreiten Phasenübergänge von chaotischen Zuständen, die sich anschließend zu neuen Ordnungsstrukturen stabilisieren können. Chaos und Ordnung stehen somit in biologischen Systemen in einem inneren Zusammenhang, wie auch Krankheit und Gesundheit in einem inneren Zusammenhang stehen. Die optimale Funktion von evolutiven Systemen ist essentiell mit einer bestimmten Fehlerrate in ihren Prozessstrukturen verknüpft. Aus dem Pool einer begrenzten Anzahl von Fehlermöglichkeiten bzw. Mutationen erschließt sich die Fähigkeit zu Änderungen der Systemzustände im Hinblick auf Optimierung und Gewinn an Informationen. Überschreitet die Fehlerhäufigkeit jedoch einen bestimmten Schwellenwert, so kann daraus die Gefahr einer Fehlerkatastrophe mit einem Zusammenbruch des Systems als Ganzem resultieren. Lebende Systeme evolvieren also über die Generierung von fehlerhaften Informationen, die als Startpunkt zur Optimierung, gleichfalls aber auch als Startpunkt zur Fehlfunktion des Systems als Ganzes fungieren können. Krankheiten sind somit aus komplexen evolvierenden Systemen des Lebens nicht hinweg zu denken: Sie sind vielmehr für deren dynamische Funktion von grundlegender Bedeutung. Krankheiten fungieren als Scharniere zu neuen und reicheren Informationen in der Ontogenese des Individuums und darüber hinaus im Kontext der evolutiven Informationsbildung überhaupt. Aus ihrem Schwingkreis heraus kann ein größer gewordener Informationspool des Individuums, ja einer gesamten Art resultieren.“ „Jeder Organismus ist ein fließendes dynamisches System. In diesen Systemen werden laufend neue Enzyme, Strukturproteine, Lipide und Zellen neu synthetisiert und wieder abgebaut. Die genetische Information wird zunächst in die richtige Proteinsequenz umgelesen (Translation). Werden solche Gene alteriert, die das Wachstum und das Teilungsverhalten von Zellen kontrollieren, so kann sich daraus ein bösartiger Tumor entwickeln. Ein unkontrolliertes Wachstums- und Teilungsverhalten dieser entarteten Zellen ist die Folge. Einerseits weisen bösartige Tumoren die wesentlichen Eigenschaften der Evolution auf, nämlich die Eigenschaften der Reproduktion, Vererbung und der genetischen Vielfalt. Die zeitliche Dynamik einer wachsenden Krebsgeschwulst ist durch den Wegfall von regulierenden und prozessstabilisierenden Rückkopplungsmechanismen und damit durch den Wegfall von Gedächtnisfunktionen gekennzeichnet. Krebszellen und gesunde Zellen unterscheiden sich durch ihre intrinsischen Zeitstrukturen. Unter dem Mikroskop sind bezüglich der Morphologie von Krebszellen Verluste an Differenzierungseigenschaften typisch: Sie verfügen über eine geringere Reichhaltigkeit an Informationen und damit auch an Form. Nach von Weizsäcker ist das Formlose das Wahrscheinliche. Die Proliferationsdynamik von Krebszellen entlang einer Zeitachse ist auf einen Zustand höherer Entropie und niedriger Ordnung hin ausgerichtet und läuft damit dem für lebende Systeme grundlegenden Schrödinger-Prinzip „Ordnung aus Ordnung“ entgegen. Krebszellen sind somit durch eine Umkehr des Zeitpfeils von der Reichhaltigkeit der Form zum Verlust an Form gekennzeichnet. Ihre malignen Eigenschaften gehen aus veränderten inneren Zeitstrukturen hervor.“