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- Therapy (1)
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- Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (7)
- Institut für Mathematik und Informatik (6)
Publisher
- IOP Publishing (7)
- S. Karger AG (1)
“Za Hranetsiu” – “Beyond the Border”: Constructions of Identities in Ukrainian-Canadian Literature
(2010)
Grounded in the literary and cultural studies, the dissertation “Za Hranetsiu” – “Beyond the Border”: Constructions of Identities in Ukrainian-Canadian Literature answers the question how identities of different Ukrainian immigrants and their offspring have been constructed, continuously developed and transformed in contemporary Canadian literature. The study simultaneously presents a discussion of postmodern identities, a concise historical survey of Ukrainian immigration to Canada in the nineteenth and twentieth centuries, and an overall picture of the exceptionally substantial body of Ukrainian-Canadian literature. Detailed literary analyses focus on seven Ukrainian-Canadian works: Sons of the Soil (1939-45/1959) by Illia Kiriak, Yellow Boots (1954) by Vera Lysenko, A Letter to My Son (1981) by George Ryga, The Green Library (1996) by Janice Kulyk Keefer, The Doomed Bridegroom: A Memoir (1998) by Myrna Kostash, Kalyna’s Song (2003) by Lisa Grekul, and The Ladies’ Lending Library (2007) by Janice Kulyk Keefer.
Fragestellung: Mit Hilfe dieser Studie soll der natürliche Verhaltensänderungsprozess zum Beenden des Rauchens bei Frauen post partum längsschnittlich untersucht werden. Ein gesonderter Vergleich erfolgt für Erstschwangere (Primigravidae) und Frauen mit mehr als einer Schwangerschaft (Multigravidae). Grundlage der Analyse stellen die Stadien der Bereitschaft zur Beendigung des Rauchens (keine Absicht, Absichtsbildung, Vorbereitung der Abstinenz, Beendigung des Rauchverhaltens, Aufrechterhaltung der Abstinenz) gemäß dem Transtheoretischen Modell der intentionalen Verhaltensänderung dar. Methodik: Auf Entbindungsstationen von 6 Krankenhäusern in Mecklenburg-Vorpommern wurden alle Frauen daraufhin gescreent, ob sie vor oder während der Schwangerschaft geraucht hatten. Von den Frauen, die das bejahten, nahmen 871 (77%) an der Studie teil. 642 Frauen wurden 4-6 Wochen post partum (T0) mittels eines Fragebogens einem Stadium der Änderungsmotivation zugeordnet. Die Nachbefragungen fanden sechs (T1), zwölf (T2) und achtzehn Monate (T3) später statt. Neben der deskriptiven Analyse wurde als statistisches Verfahren zur Bestimmung eines geeigneten theoretischen Modells für die Stadienbewegungen die Latent Transition Analysis eingesetzt. Ergebnisse: Primigravidae rauchten vier bis sechs Wochen nach der Geburt weniger Zigaretten (p<0.01) und waren weniger schwer nikotinabhängig (p<0.05) als Multigravidae. Es bestanden keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Änderungsmotivation zwischen Erstschwangeren und Frauen mit mehr als einer Schwangerschaft (p>0.05). Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Untersuchungszeitpunkten blieben 59,1% (T0/T1), 72,3% (T1/T2) und 67,9% (T2/T3) der befragten Frauen im gleichen Stadium der Änderungsmotivation. Sechs Monate nach der Entbindung (T1) fanden die meisten Rückfälle in frühere Stadien statt (31,5% der Stadienbewegungen). Bis ein Jahr post partum traten zwischen den Stadien, neben Vorwärtsbewegungen über ein Stadium, Rückwärtsbewegungen auf, auch über mehrere Stadien hinweg. Schlussfolgerungen: Die Erfahrung einer ersten Schwangerschaft führt bei Frauen post partum nicht zwangsläufig zu einer höheren Abstinenzrate im Vergleich zu Multigravidae. Über den 18-Monatszeitraum betrachtet, finden, ohne eine Intervention post partum, kaum Änderungen der Absicht zu Abstinenz statt.
Im 19. Jahrhundert etablierte sich die Geburtshilfe und wurde Teil der universitären Ausbildung. Durch das Wirken Professor Berndts an der Universität Greifswald und das unter seiner Leitung stehende geburtshülfliches Institut, wurde die Geburtshilfe Teil der studentischen Lehre. So entstand die Dissertation Schoemanns über den ersten dokumentierten Kaiserschnitt bei der Patientin Kraetzer in Greifswald im Jahre 1841. Neben der geschichtlichen Entwicklung und einer Zusammenfassung des damaligen Wissensstandes ist darin die Indikation, Durchführung der Operation sowie die Nachbehandlung enthalten. Der Kaiserschnitt war in der Mitte des 19. Jahrhunderts eine seltene Operation. Es bestanden bereits Statistiken zur Mortalität. Diese waren jedoch unzuverlässig, weil weder die Dauer des Geburtsstillstandes noch bestehende Vorerkrankungen berücksichtigt wurden. Die Auswertung war meist interessenbedingt den jeweiligen Lehrmeinungen angepasst. Dazu kamen oft nur gelungene Operationen zur Veröffentlichung. Als unbedingte Indikation galt die absolute Beckenenge, wenn andere operative alternative Methoden nicht mehr angewandt werden konnten. Die praktische Durchführung war durch Berichte bekannt und blieb seit dem 18. Jahrhundert praktisch unverändert. Die Uterusnaht wurde zwar erprobt, war aber nicht üblich. Da der Kaiserschnitt eine sehr seltene Operation war, gab es bei den einzelnen Operateuren kaum praktische Erfahrungen. Bedingt durch die hohe Mortalität war ein Erfolg sehr ungewiss; dabei dennoch juristische Konsequenzen möglich. Ebenso unsicher war auch die Schnittentbindung an der Toten oder Sterbenden, da sichere Todeszeichen nicht abgewartet werden konnten. Schon seit dem 18. Jahrhundert gab es heftige Diskussionen um die ethische Vertretbarkeit des Kaiserschnitt. Die immer wieder gestellten Fragen nach dem Sinn der Operation; ob das Leben des Kindes dem Leben der Mutter vorzuziehen wäre und ob ein einfaches Zuwarten besser als ein so gefahrvoller Eingriff wäre, ließen sich in der vorantiseptischen Zeit nicht beantworten. Bei der Patientin Kraetzer war die unbedingte Indikation zum Kaiserschnitt gegeben. Der Grund war die absolute Beckenenge, bedingt durch Pseudoachondroplasie. Keine andere alternative Operationsmethode wäre möglich gewesen. Ohne die Operation wären zweifelsfrei Mutter und Kind verstorben. Durch die Hebamme wurde Professor Berndt unverzüglich nach Wehenbeginn informiert, sodass der Kaiserschnitt rechtzeitig vorgenommen werden konnte. Dieser war ein erfahrener Operateur. Die Mutter hatte, bis auf das Minderwachstum, keinerlei Vorerkrankungen. Postoperativ erfolgte die Nachbehandlung in der Klinik des Professor Berndt nach dem Wissensstand der Zeit. Dieser Kaiserschnitt war notwendig und berechtigt. Schoemann beendete seine Dissertation mit den Worten: „Am 10. Mai konnte die Mutter als völlig geheilt entlassen werden. Das Kind ist gesund und kräftig.“.
Das Anliegen der vorliegenden Dissertation bestand darin, die Wirkung von intergruppalem Kontakt und den Einfluss der Gruppenbindung auf Vorurteile, intergruppales Vertrauen sowie die Bereitschaft zur Kooperation mit Angehörigen einer anderen Nation zu untersuchen. Vorurteile, Vertrauen und Kooperationsbereitschaft wurden dabei als Formen eines Ingroup-Bias betrachtet. Darüber hinaus hat sich die Frage gestellt, ob Kontakt zu vermehrten Freundschaften mit Mitgliedern der Fremdgruppe führt und inwieweit die gruppenübergreifenden Freundschaften zu Veränderungen in der Stärke der einzelnen Formen des Ingroup-Bias führen. Schließlich wurde ein Modell entwickelt, welches ausgehend von gruppenübergreifendem Kontakt, unter Berücksichtigung der Variablen intergruppale Freundschaften, Vorurteile und Vertrauen, die Bereitschaft zu kooperativem Verhalten mit Mitgliedern der Fremdgruppe vorhersagen soll. Die Untersuchung wurde am Beispiel des deutsch-polnischen Schulkontextes durchgeführt. Es fanden Schülerbefragungen an reinen Schulen statt, an denen kein Kontakt zwischen Deutschen und Polen vorliegt, sowie an gemischten Schulen, an den Deutsche und Polen zusammen zur Schule gehen und an einem gemeinsamen Unterricht teilnehmen. Schulischer Kontakt hat per se keinen Einfluss auf die untersuchten Formen des Ingroup-Bias ausgeübt. Es ergab sich jedoch ein Interaktionseffekt mit der Gruppenbindung. Für Schüler mit einer geringen Ausprägung der Bindung an die Eigengruppe kommt es bei schulischem Kontakt zu einer signifikanten Reduktion der Vorurteile. Im Gegensatz dazu führt der Besuch gemischter Schulen für Schüler mit hoher Bindung an die Eigengruppe tendenziell zu vermehrten Vorurteilen gegenüber der Fremdgruppe. Weiterführende Auswertungen haben darüber hinaus einen Einfluss der Nationalität belegt. Entsprechend den Erwartungen erhöht schulischer Kontakt jedoch die Anzahl intergruppaler Freundschaften, wobei diese selbst zu einer Reduktion aller drei Formen des Ingroup-Bias führen. Abschließend konnte das entwickelte Model zur Vorhersage eines Ingroup-Bias in der Kooperationsbereitschaft bestätigt werden.
Zum Einfluss von Stoffwechselveränderungen auf die Autoregulation der retinalen Mikrostrombahn
(2010)
Zielstellung: Stoffwechselveränderungen beeinflussen möglicherweise die Parameter der retinalen Gefäße, die mit dem Gefäßanalysegerät (RVA, Imedos Deutschland) gemessen werden. Die Ergebnisse könnten zu einem standardisierten Untersuchungsablauf führen, der die Aussagekraft der retinalen Gefäßanalyse erhöht. Methoden: 40 gesunde Erwachsene im Alter zwischen 18 – 30 Jahren wurden hinsichtlich ihrer endothelialen Funktion der Netzhautgefäße vor und nach einer Mahlzeit gemessen (präprandial; 0,5h und 1,5h postprandial). Blutdruck (diastolisch, systolisch, MAD) und Blutzucker wurden als mögliche Einflußfaktoren definiert. Mit dem Retinal Vessel Analyzer wurde jeweils die dynamische und statische Gefäßanalyse durchgeführt. Die Parameter der der statischen Analyse waren dabei die Durchmesser der Venen und Arterien, sowie der arterio-venöse Quotient (AV- Quotient). Die dynamische Analyse ermittelte die durch Lichtreize hervorgerufene Gefäßreaktionen wie Erweiterung, Verengung und die daraus resultierende Amplitude in Prozent des Grunddurchmessers. Ergebnisse: Während die Blutzuckerwerte 0,5h postprandial anstiegen, verringerten sich die diastolischen Blutdruckwerte. Die statische Gefäßanalyse zeigte einen verringerten venösen Gefäßdurchmesser. Veränderte Stoffwechsellagen verursachten bei der dynamischen Analyse eine postprandiale Zunahme der venösen (p=0,023) und arteriellen (p=0,022) Verengung, sowie der arteriellen Amplitude (p=0,05). Insgesamt waren die Veränderungen der Gefäßparameter eher auf die Blutdruckänderungen als auf die der Blutzuckerwerte nach einer Mahlzeit zurückzuführen. Schlussfolgerung: Veränderungen der Stoffwechsellage beeinflussen die Autoregulation der retinalen Mikrostrombahn. Das Ziel sollte dementsprechend ein standardisierter Messablauf sein, der zu verlässlicheren und vergleichbaren Ergebnissen der retinalen Gefäßanalyse im klinischen Gebrauch führt.
Das Ziel der Studie war es, die Auswirkungen kaufunktioneller Reize in Form von Dysgnathien auf die Morphologie der Kieferhöhle zu untersuchen. Hierfür wurden die Fernröntgenseitenaufnahmen von 96 Patienten beiderlei Geschlechts im Alter zwischen neun und 19 Jahren, die entweder eine Angle-Klasse-I- oder Angle-Klasse-II- Okklusion aufwiesen, mit anatomischen und kieferorthopädischen Methoden retrospektiv untersucht. Das Material wurde dabei eingeteilt nach (1) der Angle-Klasse, (2) der basal sagittalen Kieferrelation (skelettale Klassen), sowie (3) dem Prognathiegrad des Mittelgesichtes. Es wurden weiterhin Korrelationsanalysen sowie Clusteranalysen mit der Ward-Methode durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten (1) keine Unterschiede der Kieferhöhlenfläche zwischen Patienten mit Angle-Klasse I und Angle-Klasse II. Das Verhältnis von Kieferhöhlen- und der von uns definierten Gesichtsschädelfläche (= Sinus Ratio) war jedoch bei den Angle-Klasse-II-Fällen kleiner. Es zeigte sich kein Geschlechtsdimorphismus der Kieferhöhlenfläche abgesehen von einer größeren Sinus Ratio bei den weiblichen Patienten innerhalb der Angle-Klasse-II-Gruppe. (2) Bei den Patienten mit basal sagittal distaler Relation (skelettale Klasse II) fanden wir eine größere Kieferhöhlenfläche als bei denen mit neutraler Lage (skelettale Klasse I). Das Verhältnis zur Gesichtsschädelgröße (Sinus Ratio) war hier jedoch unverändert. (3) Ein prognatheres Mittelgesicht ist verbunden mit einer größeren Kieferhöhlenfläche in der Sagittalebene. Korrelationen der Kieferhöhlenmaße mit verschiedenen Dysgnathieparametern sind nachweisbar. Diese stehen jedoch meist im Zusammenhang mit einer Veränderung von Größe und Position der Maxilla und des Gesichtsschädels in toto. Von daher deuten unsere Untersuchungsergebnisse nicht auf eine funktionelle Größenanpassung des Sinus maxillaris - unabhängig vom Mittelgesicht - hin.
Ausgehend von der Hypothese, dass die präoperative Vorbereitung der Unterarme der Hautantiseptik an den Oberarmen durch die vergleichbare Beschaffenheit der Haut deutlich ähnlicher ist als der Desinfektion der Hände, werden diese beiden Areale mit einem modifizierten Verfahren nach standardisierten Prüfmethoden miteinander verglichen. Es soll untersucht werden, ob es möglich ist, unter Reduktion der Applikationszeit an den Unterarmen entsprechend der Richtlinien der Antiseptik die gleiche Wirkstärke wie zur Vorbereitung vor Injektionen am Oberarm zu erreichen. Diese Wirkstärke wird als zur präoperativen Vorbereitung an den Unterarmen ausreichend postuliert. Zur Prüfung wird ein sowohl für die chirurgische Händedesinfektion als auch für die Hautantiseptik zertifiziertes Präparat auf Ethanolbasis ausgewählt. Das Prüfpräparat wird auf seine Koloniezahlreduktion am Unterarm nach 2,5 min, 30 min und. 3 h, bzw. am Oberarm nach 15 s, 2,5 min und 30 min Einwirkzeit in Anlehnung an die DIN 12791 und die Richtlinien zur Prüfmethodik des VAH für die Hautantiseptik geprüft, um durch den Vergleich der Wirkstärke auf beiden Arealen ein schlüssiges Konzept für die chirurgische Händedesinfektion ableiten zu können. Im Folgeversuch beschränken wir uns im Rahmen einer Pilotstudie auf den Vergleich der Wirkung am Unterarm nach 2,5 min mit der am Oberarm nach 15 s an 12 Probanden. Im Ergebnis ist eine der zertifizierten Wirkung am Oberarm entsprechende Wirkung am Unterarm durch 2 x 5 s andauerndes Benetzen erreichbar. In der ergänzenden Pilotstudie wird am Unterarm nach nur 5 s Applikationszeit im Nachwert nach 2,5 min eine entsprechende Keimzahlreduktion erreicht. Diese bedarf allerdings durch Erhöhung der Stichprobenzahl der Verifizierung. Die Behaarung zeigt keinen Einfluss auf die Desinfizierbarkeit am Unterarm. Als Resultat der Untersuchungen kann eine Änderung der Durchführung der chirurgischen Händedesinfektion empfohlen werden. Die von der DGHM vorgeschriebenen 1,5 min für die Desinfektion der Hände sind an den Unterarmen nicht notwendig. Hier scheint durch 5 s andauerndes Benetzen bereits eine ausreichende Desinfektionswirkung erreichbar. Damit ist eine deutliche Vereinfachung und sichere Standardisierung im Ablauf der chirurgischen Händedesinfektion möglich.
Ziel: Diese prospektive Studie soll ermitteln, ob die Sonoelastografie die sonografische Größenbestimmung von Mammatumoren im Vergleich zum B-Bild verbessern kann. Eine präzise Größenbestimmung ist für die effektive Therapieplanung des Mammakarzinoms wichtig. Material und Methoden: Die Größe der 100 chirurgisch entfernten Brustläsionen (92 Patientinnen; 77 maligne, 23 benigne) wurde mit der präoperativen Ausmessung verglichen. Die Läsionen wurden mit beiden Ultraschallmethoden in gleicher Ebene abgebildet. Der größte Durchmesser der Messungen wurde in jeweils gleicher Ebene mit der maximalen histopathologischen Größe verglichen. Zur Betrachtung der Interobserver- Variabilität wurden die entsprechenden Ebenen der Untersuchungen von 2 Befundern miteinander verglichen. Ergebnisse: Beide Ultraschallmethoden unterschätzten sonografisch die Befundgröße. Bei malig- nen Läsionen lag die korrekte Größenbestimmung der Sonoelastografie bei 70,1%, die des B-Bildes bei 57,1 % (für bis zu ± 5 mm). Die Sonoelastografie erreicht eine Verbesserung um 13,0% (nicht signifi- kant). Bei insgesamt 22 Befunden erfolgte die Durchführung der Größenbestimmung durch einen zweiten Untersucher. Die Interobserver-Variabilität der Sonoelastografie war um 27,3% geringer (Sonoelastografie 36,4 %, B-Bild 9,1 % der Befunde gleich groß gemessen). Schlussfolgerung: Es zeigte sich in unserer Studie bei der präoperativen Größenbestimmung kein signifikanter Vorteil für die Sonoelastografie, eine Tendenz ist zu erkennen. Die geringe Interobserver-Variabitlität spricht für die Sonoelastografie als präoperatives Ultraschallverfahren, da sie tendenziell weniger untersucherabhängig ist als das konventionelle B-Bild. Weitere prospektive Untersuchungen an größeren Fallzahlen sind jedoch notwendig, um die Ergebnisse zu überprüfen.
Zielsetzung: Analyse der Tötungsdelikte einer bestimmten Region Mecklenburg-Vorpommerns mit dem Ziel, sich mit den pauschalen Auffassungen auseinanderzusetzen, die Zahl dieser Vorfälle habe nach der politischen Wende im Jahre 1989 zugenommen, und es sei „eine Brutalisierung“ eingetreten. Methodik: Der vorliegenden Arbeit wurden vollendete, vorsätzliche Tötungsdelikte aus dem Einzugsgebiet des Instituts für Rechtsmedizin der Universität Greifswald für den Zeitraum 1970 bis 2007 zu Grunde gelegt. Dazu wurden 11852 Sektionsprotokolle durchgesehen und die Tötungsdelikte herausgesucht. Es handelt sich um eine retrospektive Analyse. Ergebnisse. Es wurden 470 Fälle, in denen die Opfer vorsätzlich getötet worden waren, registriert. In den Jahren von 1970 bis 1999 war, das Einzugsgebiet des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald betreffend, eine Zunahme der vorsätzlichen Tötungsdelikte zu beobachten, wobei in den ersten zehn Jahren nach der politischen Wende die meisten Tötungsdelikte der untersuchten vier Jahrzehnte verübt wurden. Die stumpfe Gewalt war die häufigste zum Tode führende Gewalteinwirkung. Die Opfer vorsätzlicher Tötungsdelikte waren zumeist Männer, ihr Anteil war nach der politischen Wende signifikant erhöht. Während vor der politischen Wende etwa 1/3 der Opfer unter Alkohol standen, betraf dies nach der politischen Wende etwa die Hälfte der Opfer. Die Täter waren überwiegend männliche Einzeltäter. Die Häufigkeit stumpfer Gewalt, begangen von zwei und mehr Tätern, nahm über die Jahrzehnte zu. Kindstötungen wurden zu 74,3% vor der politischen Wende begangen. Nach der politischen Wende wurden mehr Säuglinge getötet, kein Opfer verstarb aufgrund von Vernachlässigung. 64,3% der Tötungsdelikte mit Suizid/ Suizidversuch des Täters ereigneten sich vor der politischen Wende. Schlussfolgerung: Die Untersuchung ergab, dass es in den 90-er Jahren zu einer signifikanten Zunahme der vorsätzlichen Tötungsdelikte im Einzugsgebiet der Rechtsmedizin Greifswald gekommen ist. Ebenso war ein „Brutalisierung“ in der Nachwende zu verzeichnen.
Hochpathogene aviäre Influenza-Viren (HPAIV) entstehen aus niedrig pathogenen aviären Influenza-Viren (LPAIV) durch die Erlangung einer polybasischen Spaltstelle im Hämagglutinin (HA). Diese gilt als Hauptvirulenzdeterminante. Durch die polybasische Spaltstelle kann das HA-Vorläuferprotein ubiquitär durch Subtilisin- ähnliche Proteasen gespalten werden, was zu einer systemischen Infektion führt. Bis jetzt sind in der Natur nur HPAIV der Serotypen H5 und H7 bekannt. Es ist noch unklar, ob die Umgebung der HA-Spaltstelle in der Evolution zum HPAIV angepasst werden muss, oder ob HA vom Serotyp H5 die polybasische HA-Spaltstelle besonders schnell erwerben können und ob die artifizielle Einführung einer polybasischen HA-Spaltstelle in verschiedene LPAIV HA-Serotypen zu einem hochpathogenen Phänotyp führt. Diese drei Fragestellungen wurden in separaten Projekten in der vorliegenden Arbeit untersucht. Vergleiche der HA-Spaltstellenumgebungen zeigten, dass die meisten HPAIV H5- Isolate entweder Serin oder Threonin an Position 323 (H3-Nummerierung) des HA tragen. LPAIV H5-Isolate besitzen dagegen an der korrespondierenden Stelle Valin. Darüber hinaus weisen die meisten LPAIV H5 an Position P2 der HA-Spaltstelle ein Threonin auf. Daher wurde der Einfluss dieser beiden Positionen auf die Virulenz untersucht. Hierzu wurden monobasische und polybasische HA-Spaltstellenmutanten des HPAIV A/Swan/Germany/R65/02 H5N1 (H5/R65) mit Hilfe der reversen Genetik hergestellt. In den in vitro Untersuchungen zeigten alle monobasischen HA-Spaltstellenmutanten den erwarteten Phänotyp eines LPAIV. Beim Wachstumsverhalten führte allerdings Serin zu einer effizienteren frühen Replikation. Außerdem scheint das HA-Spaltmotiv E-R!G, welches bisher in keinem LPAIV H5 gefunden wurde, einen Nachteil gegenüber dem HA-Spaltstellenmotiv E-T-R!G zu haben, welches bei LPAIV H5- Isolaten fast ausschließlich zu finden ist. Dieser Nachteil kann allerdings durch den Austausch von Valin 323 zu Serin aufgehoben werden. Im Gegensatz dazu führte der Austausch von Serin 323 zu Valin im HPAIV H5/R65 zu keinen Unterschieden in vitro. In vivo zeigten mit H5/R65-V infizierte Hühner aber ein verlängertes Überleben. Daher ist anzunehmen, dass Serin an Position 323 zur Virulenz im Huhn beiträgt. Die Evolution vom LPAIV Vorläufer zum HPAIV scheint nicht nur den Erwerb der polybasischen HA-Spaltstelle zu benötigen sondern auch die Veränderung von Regionen außerhalb der Spaltstelle. Um zu untersuchen, ob auch andere LPAIV außer H5 und H7 in der Lage sind, polybasische HA-Spaltstellen zu erwerben, wurden Selektionsversuche durchgeführt. Die HA verschiedener Serotypen (H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9) wurden, um möglichst naturnahe Bedingungen zu schaffen, degeneriert mutagenisiert und dann ohne Zugabe einer externen Protease auf Trypsin-unabhängiges Wachstum hin selektiert. Es wurden nur von der monobasischen HA-Spaltstellenmutante des H5/R65 mit degeneriert mutagenisiertem HA, polybasische HA-Mutanten selektiert. Diese Viren zeigten eine ungewöhnliche AS-Komposition an der Spaltstelle, die weder der Wildtyp-Spaltstelle von H5/R65 noch einer natürlich bei HPAIV H5 vorkommenden Spaltstelle ähnelt. Zwei der isolierten Selektanten zeigten in weiteren in vitro Charakterisierungen den Phänotyp eines HPAIV. Da die Selektanten die restlichen sieben Gene und, außer der Spaltstelle, auch das HA mit H5/R65 gemeinsam haben, ist davon auszugehen, dass sie auch in vivo den Phänotyp eines HPAIV zeigen würden. Außerdem scheint es bei H5-Stämmen eine Prädisposition zum leichteren Erwerb einer polybasischen HA-Spaltstelle zu geben, wohingegen andere LPAIV-HA unter naturnahen Bedingungen polybasische HA-Spaltstellen deutlich schwerer erwerben können. Bei A/Chicken/Emirates/R66/02 H9N2 (H9/R66) führte die artifizielle Einführung der polybasischen HA-Spaltstellen eines HPAIV H5 oder H7 allein zwar zu Trypsin- unabhängigem Wachstum in vitro, bei Infektion von Hühnern blieb der Phänotyp aber unverändert niedrigpathogen. Die HA-Reassortante H9/R66+HAH5/R65 führte zur vorübergehenden nicht-letalen Erkrankung mit influenzatypischen Symptomen. Dagegen wies die Reassortante H5/R65+HAH9/R66mutR65 mit einem intravenösen Pathogenitäs-Index von 1,23 den Phänotyp eines HPAIV auf. Dies zeigt, dass ein HPAIV vom Serotyp H9 möglich ist, wenn das HA eine polybasische Spaltstelle erwirbt und einige oder alle anderen Gene von einem HPAIV H5 abstammen.
Zusammenfassung Zwischen 1998 und 2006 wurden in der Orthopädischen Klinik des Universitätsklinikums Greifswald 149 Patienten durch Spondylodese operativ behandelt, von denen 40 Patienten – mittels PLIF-Technik operiert – in die Studie aufgenommen wurden. Eine Gruppierung erfolgte nach MSS (L4/L5; L5/S1) und BSS (L3-L5; L4-S1) bzw. Fusionen ohne und mit S1-Einschluss. Das mittlere Follow up lag bei 5.7 Jahren, das Durchschnittsalter bei 56,4 Jahren. Subjektiv kam es bei MSS und BSS zu einer signifikanten Abnahme der Rückenschmerzen, Gleiches galt vor dem Hintergrund einer lumbosakralen Fusion. Beinschmerzen und Gesamtbeeinträchtigung konnten mit Ausnahme der Gruppen, die diese Beschwerden von vornherein als sehr niedrig einstuften, ebenfalls signifikant reduziert werden. Postoperativ erhobene ODI ließen eine signifikante Verbesserung der Funktionalität bei MSS und BSS auch unter Berücksichtigung lumbosakraler Fusionen erkennen, ohne dass eine bestimmte Gruppe bevorzugt war. Mit gesamtdurchschnittlich 75% bestand in allen Gruppen eine signifikante Tendenz zur Weiterempfehlung des Eingriffs. Ergebnisse der durchgeführten Funktionstests waren in 92,5% der Fälle negativ und in allen Gruppen vergleichbar. Klinisch gemessene Bewegungsausmaße der Wirbelsäule in Ventralflexion, Dorsalextension und Lateralflexion waren ebenso wie Abmessungen des Finger-Boden-Abstandes sowohl zwischen MSS und BSS als auch zwischen Fusionen mit und ohne S1-Einschluss vergleichbar, jedoch stets signifikant niedriger verglichen mit der Kontrolle. Im Rahmen der quantitativen Messung des Bewegungsumfanges konnten weder radiologisch noch bewegungsanalytisch Vorteile der MSS gegenüber BSS objektiviert werden, auch konnten keine relevanten Unterschiede in den Subgruppen festgestellt werden. Eine lumbosakrale Fusion zeigte keine signifikante Mehreinschränkung des Bewegungsumfanges als Fusionen ohne S1-Einschluss. Bewegungsanalytisch konnten weder MSS bzw. BSS noch Fusionen ohne bzw. mit S1-Einschluss eine völlige Normalisierung des Bewegungsprofils im Vergleich zur Kontrolle erreichen, da die Vergleichsgruppe in allen Fällen signifikant höhere Werte erreichte. Nach PEARSON’scher Korrelationsanalyse lag keine Korrelation zwischen den klinisch und radiologisch ermittelten Bewegungsumfängen für Ventralflexion und Dorsalextension vor. Demgegenüber korrelierten klinisch und bewegungsanalytisch untersuchte Lateralflexion signifikant. Zusammenfassend zeigt unsere Studie keine relevanten Vorteile einer MSS gegenüber einer BSS hinsichtlich mittelfristiger klinischer, radiologischer und bewegungsanalytischer Parameter. Ebenso führt der Einschluss des Os sacrum in die Fusion, nach unseren Erkenntnissen, nicht zwangsläufig zu schlechteren Ergebnissen. Die gute Korrelation klinischer und bewegungsanalytischer Daten, bei Einsatz der instrumentellen Bewegungsanalyse, rechtfertigt eine weitere Anwendung im klinischen Alltag, um weitere objektive Daten bei der Beurteilung von Fusionsoperationen zu erheben.
Die Transkription von Genen der Phospholipidbiosynthese in S. cerevisiae wird durch ein ICRE (inositol/choline responsive element) genanntes UAS-Element aktiviert, welches durch die Phospholipid-Vorstufen Inositol und Cholin (IC) gesteuert wird. ICRE-Motive werden durch ein Heterodimer der bHLH-Proteine Ino2 und Ino4 erkannt, wobei Ino2 über zwei Transkriptionsaktivierungsdomänen (TAD) die Expression vermittelt, während Ino4 dem Kernimport des Komplexes dient. Negativer Regulator ist Opi1, der mit Ino2 interagiert. SUA7 (TFIIB) wird durch die Interaktion mit Ino2 an den Promotor rekrutiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen durchgeführt, um ein Heterodimer aus heterolog exprimiertem Ino2 und Ino4 über chromatographische Methoden zu reinigen. Es wurde eine affinitätschromatographische Strategie entwickelt, die es gestattet, epitopmarkiertes Ino2 und Ino4 von einem Großteil der Fremdproteine abzutrennen. Mit größeren Zellmengen könnte es künftig gelingen, ein Ino2/Ino4-Heterodimer zu reinigen und es nach Kristallisierung zusammen mit einem ICRE-Motiv einer Röntgenstrukturanalyse zugänglich zu machen. Unter Verwendung genomischer Sequenzdaten von S. cerevisiae wurden in dieser Arbeit weitere Gene identifiziert, die ICRE-Motive in ihrer Promotorregion tragen, aber keine offensichtliche Rolle bei der Phospholipidbiosynthese spielen. Untersuchungen zeigten, dass die ICRE-tragenden Gene FAR8, RSF1, YEL073C und URA8 relativ stark, die Gene ARG4, ERG20, GPD2 und VHT1 nur moderat durch IC beeinflusst werden. Für das in S. cerevisiae stark IC-abhängige INO1 Gen (50-fache Derepression bei IC-Mangel) wurde gezeigt, dass drei distinkte ICRE-Motive für diese Regulation verantwortlich sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden mit Transkriptomanalysen anderer Gruppen verglichen und die Aussagekraft von in silico-Recherchen bewertet. Candida albicans ist eine opportunistisch pathogene Hefe. Auch C. albicans ist in der Lage, Inositol, Cholin und Fettsäuren de novo zu synthetisieren. Ein Funktionshomolog zu INO1, das CaINO1, vermag eine entsprechende Nullmutation in S. cerevisiae zu komplementieren. Ebenso wurden in C. albicans die Gene CaCHO1, CaFAS1 und CaFAS2 für die Synthese von Cholin bzw. Fettsäuren identifiziert. Ferner besitzt C. albicans das dem Opi1-Protein strukturell und funktionell ähnelnde CaOpi1, welches ebenfalls in der Lage ist, eine IC-abhängige Genregulation in S. cerevisiae zu vermitteln. Die in silico Identifikation potentieller C. albicans Orthologer zu INO2 sowie zu INO4 gab Anlass zu der Annahme, dass die Regulation der Phospholipidbiosynthese in S. cerevisiae und C. albicans konserviert vorliegt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein unkonventionelles Intron im mutmaßlichen CaINO4 Gen identifiziert und durch RT-PCR eine intronfreie cDNA des CaINO4 Gens erhalten. Mit den Produkten der mu tmaßlichen Gene CaINO2 und CaINO4 wurden Protein/DNA- und Protein/Protein-Interaktionen untersucht und mit der Situation in S. cerevisiae verglichen. CaIno2 und CaIno4 sind in der Lage zu heterodimerisieren und an ICRE-Motive aus S. cerevisiae zu binden, jedoch konnte keine Bindung an den CaINO1 Promotor gezeigt werden. Weiterhin ist das Heterodimer der C. albicans-Proteine in der Lage, einer S. cerevisiae ino2 ino4 Doppelmutante ein Wachstum auf IC-freiem Medium zu ermöglichen. Keines der Gene kann jedoch allein die jeweils entsprechende ino2 oder ino4 Einfachmutation komplementieren. Weder CaIno2 noch CaIno4 interagieren mit CaOpi1, hingegen interagiert CaIno2 mit Opi1, ebenso CaOpi1 mit Ino2. Ferner interagiert CaIno2 wie auch CaIno4 mit CaSua7, nicht jedoch mit Sua7. Es konnte keine Interaktion zwischen Ino2 bzw. Ino4 mit CaIno4 bzw. CaIno2 festgestellt werden, ebensowenig eine Homodimerisierung der Proteine. Ähnlich wie Ino2 enthält auch CaIno2 zwei Transkriptionsaktivi erungsdomänen an entsprechenden Positionen und vergleichbarer Aktivierungsleistung. Es gelang im Rahmen dieser Arbeit nicht, homozygote Mutationen der Gene CaINO2 und CaINO4 durch Gendisruption in die diploide Hefe C. albicans einzuführen, es konnten lediglich heteroallele Mutanten hergestellt werden. Dieser Befund ist ein Hinweis auf eine Rolle von CaIno2 und CaIno4 bei der Aktivierung essentieller Gene in C. albicans. Daher wurde mit Genaktivierungstests nach der CaIno2/CaIno4-Konsensusbindesequenz gesucht und diese dann verwendet, um potentielle Zielgene in silico zu identifizieren. Als Konsensussequenz wurde das Motiv BWTCASRTG erhalten. Dieses Motiv wurde weder vor CaINO1, CaFAS1 oder CaCHO1 gefunden, jedoch zeigte sich eine deutliche Häufung des UAS-Elements vor mitochondrialen Genen, vor Genen der Ergosterolbiosynthese und besonders vor einer Vielzahl von Genen ribosomaler Proteine. Es kann aus diesen Daten gefolgert werden, dass CaIno2 und CaIno4 für die Aktivierung anderer, vermutlich essentieller Zielgene erforderlich sind als ihre Orthologen aus S. cerevisiae, während CaINO1 durch bisher unbekannte Faktoren reguliert wird.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, durch den Vergleich von zwei unterschiedlichen Systemen in der Kariesentfernung, die möglichen Vor- und Nachteile zwischen diesen Systemen zu ermitteln. Verglichen wurden die konventionellen Hartmetallrosenbohrer mit neuentwickelten kunststoffbeschichteten SmartPrep™ Bohrern. Als Vergleichsparameter sollten die verbliebene Restkaries nach der Exkavation (Schliff- und Zahnebene), die benötigte Zeit des kompletten Exkavationsvorgangs sowie eine Abschätzung der wirtschaftlichen Nutzung dienen. Für die Untersuchung wurden 30 extrahierte, permanente menschliche Zähne mit Dentinkaries und möglichst gleichen Defekten verwendet. Diese wurden in zwei Gruppen mit jeweils 15 Zähnen aufgeteilt. Zur Optimierung und Schaffung möglichst gleicher Bedingungen, wurde unbedingt darauf geachtet, dass auch die Kariesentfernung mit den konventionellen Rosenbohrern nach der Gebrauchsanweisung der SmartPrep™ Instrumente erfolgte. Im Gegensatz zur klassischen Vorgehensweise begann die Kariesexkavation im Zentrum der Kavitäten. Ein zügiges überkappen und verschließen bei Pulpenexposition wäre hier nicht möglich gewesen. Nach der Kariesentfernung wurde bei beiden Systemen die Behandlung bei ausreichender Sondierungshärte beendet. Im Anschluss daran wurden die Zähne eingebettet und Dünnschliffpräparate von 400 mm Dicke angefertigt. Diese Präparate wurden dann mit einem Kariesdedektor angefärbt und 60 Sekunden später mit Wasser abgespült. Mit Hilfe des Auflichtmikroskops wurden die Präparate mit einer Videokamera als Standbilder in das PC-Programm AnalySIS übertragen. Danach wurden die angefärbten Flächen und die Längen der behandelten Kavitätenränder beider Versuchsgruppen vermessen und miteinander ins Verhältnis gesetzt. Daraus konnte die Tiefe der verbliebenen Restkaries ermittelt werden. Bewertet wurden die maximale und die durchschnittliche Länge, Fläche und Tiefe der Restdentinkaries auf Schliff- und auf Zahnebene. Alle ermittelten Ergebnisse zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Systemen. Aus wirtschaftlicher Sicht ist die Verwendung von Hartmetallrosenbohrern primär günstiger. Das schonendere Verfahren in Bezug auf eine mögliche Überexkavation lag aber im SmartPrep™ System.
Vergleich des Therapieerfolges zwischen Operation und Radioiodtherapie bei immunogener Hyperthyreose
(2010)
Hinsichtlich des Therapieerfolges ergeben sich bei Operation und Radioiodtherapie auch nach fünf Jahren keine signifikanten Unterschiede. Bei der Immunthyreopathie sollte aufgrund pathophysiologischer Gegebenheiten relativ radikal reseziert werden, d.h. es ist ein Schilddrüsenrest kleiner 5,0 ml anzustreben, um ein Hyperthyreoserezidiv sicher verhindern zu können. Bei einem Schilddrüsenrestvolumen kleiner/ gleich 5 ml wird signifikant eine hypothyreote Stoffwechsellage erreicht. Hinsichtlich der kumulativen Hypothyreoserate bestehen keine signifikanten Unterschiede zwischen Operation und Radioiodtherapie. Die Hypothyreose nach Operation oder Radioiodtherapie ist im Fall der immunogenen Hyperthyreose weder ein Mißerfolg noch eine Komplikation, sondern aus pathophysiologischen Gründen ein Audruck der sicheren Beseitigung einer hyperthyreoten Stoffwechsellage. Durch die Substitutionstherapie mittels L-Thyroxin ist eine posttherapeutische Hypothyreose gut auszugleichen. Bei den operierten Patienten traten signifikant mehr Komplikationen auf als bei den radioiodtherapierten Patienten. Die Operation und Radioiodtherapie beseitigen zuverlässig und langfristig die hyperthyreote Stoffwechsellage. Es gilt für den einzelnen Patienten das jeweilige Therapieverfahren in Abhängigkeit der Indikationen, Kontraindikationen und Nebenwirkungen auszuwählen. Ein dauerhaftes Staging und ggf. Therapieanpassung nach erfolgter Behandlung sind zwingend erforderlich, um eine evtl. hypothyreote Schilddrüsenfunktion oder mögliche hyperthyreote Rezidive/ Persistenzen rechtzeitig erkennen zu können.
Patienten mit akuter respiratorischer Insuffizienz stellen einen hohen Prozentsatz des Krankengutes auf einer interdisziplinären Intensivstation dar. Bei absehbarer Langzeitbeatmung gilt die frühzeitige Tracheotomie als Routineverfahren in der Intensivtherapie. Die perkutane Dilatationstracheotomie ist ein minimal-invasives Verfahren mit entscheidenden Vorteilen gegenüber der konventionellen Tracheotomie. Zur Durchführung der PDT stehen verschiedene etablierte Methoden zur Verfügung. Ziel dieser Arbeit war es, die Methoden nach Fantoni, Griggs und Ciaglia hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit, Patientensicherheit und Komplikationsrate zu vergleichen. Die drei Methoden stellen unter Beachtung der Indikationen und Kontraindikationen sichere und komplikationsarme Verfahren zur perkutanen Dilatationstracheotomie dar. Die Indikation zur TLT sollte jedoch bei Patienten mit kritischer Beatmungssituation besonders streng gestellt werden.
Ziel: In der aktuellen S3-Leitlinie zur Diagnostik und Therapie des Mammakarzinoms sind nur Palpation und Mammographie explizit als Nachsorgeuntersuchungen gefordert. Die Sonographie findet nur als Zusatzuntersuchung Erwähnung. Bei unklaren Befunden kann ergänzend eine MRT durchgeführt werden. Die Sensitivität von Palpation, Mammographie und Sonographie nach brusterhaltender Therapie (BET) und Radiatio und der Palpation und Sonographie nach Mastektomie als Einzelmethoden und deren Kombinationen wurden analysiert, um zu prüfen, welchen Stellenwert sie haben. Als weiterer Aspekt erfolgte eine Untersuchung des Aussagewertes von Ultraschallkriterien für die Dignitätsvorhersage in der Beurteilung sonographischer Befunde in der Rezidivdiagnostik des Mammakarzinoms. Material und Methoden: In einem Zeitraum von 12 Jahren ist bei Rezidivverdacht nach BET und Radiatio in 27 Fällen eine histologische Sicherung erfolgt (n = 16 benigne: 59,35, n = 11 maligne: 40,7%). Nach Mastektomie wurden 57 Fälle mit histologischer Sicherung ermittel (n = 15 benigne: 26,3%, n = 42 maligne: 73,7%). Präoperativ erfolgte eine palpatorische, sonographische und nach BET eine mammographische Dignitätsbeurteilun (BI-RADS-äquivalent). Mithilfe der Vierfeldertafel wurden Sensitivität, Spezifität, pVHSW, nVHSW und Effizienz ermittelt. Für alle sonographischen Herdbefunde wurde die Häufigkeit von sonographischen Kriterien (Randkontur, Echodensitität, Echostruktur, retrotumorröses Schallverhalten, Komprimierbarkeit, L/T-Quotient, Tumorachse) bei histologisch malignen und benignen Befunden ermittelt und eine Risikoschätzung durch Berrechnung der odds-ratio (OR) vorgenommen. Ergebnisse: Die Sensitivität und Spezifität nach BET und Radiatio betrugen für die Palpation 72,7% und 25%, für die Mammographie 36,4% und 87,5% und für die Sonographie 90,9% und 68,8%. Bei der Kombination von Palpation und Mammographie ergab sich eine Sensitivität von 81,8% und Spezifität von 6,2%. Bei Kombination aller 3 Methoden errechnete sich eine Sensitivität von 100%, was eine Steigerung der Sensitivität durch die Sonographie gegenüber der Kombination Palpation und Mammographie um 18,2% bedeutet. Die Sensitivität und Spezifität nach Mastektomie betrugen für die Palpation 85,7% und 6,7%, für die Sonographie 90,5% und 46,7%. Bei der Kombination von Palpation und Sonographie errechnete sich eine Sensitivität von 100%, was eine Steigerung der Sensitivität durch die Sonographie um 14,3% gegenüber der Palpation als Einzelmethode bedeutet. 5 palpatorisch okkulte Rezidive wurden ausschließlich durch die Sonographie diagnostiziert. Für alle Herdbefunde erzielte die Sonographie eine Sensitivität von 91,1% und Spezifität von 52,9%. Außer für die „waagerechte Tumorachse“ mit einer OR von 0,29 und die „teils echoarme, teils echoreiche Echodensität“ mit einer einer OR von 0,26 fanden sich keine statistisch signifikanten Häufigkeitsverteilungen von sonomorphologischen Merkmalen. Somit konnten keine führenden Malignitäts-und Benignitätskriterien ermittelt werden. Dies erklärt sich vorwiegend durch das gehäufte Auftreten von malignen Kriterien bei benignen Befunden und führte somit zur niedrigen Spezifität der Sonographie. Schlußfolgerung: Die Ergebnisse unserer retrospektiven Untersuchung zeigen in Übereinstimmung mit mehreren anderen Publikationen eine Überlegenheit der Sonographie gegenüber der Palpation und Mammographie in der Rezidivdiagnostik des Mammakarzinoms. Prospektive Multicenterstudien zur Evaluation der Sonographie in der Nachsorge sind notwendig, um mit einem hohen Evidenzgrad eine Empfehlung zur Änderung der derzeitig gültigen S3-Leitlinien abgeben zu können.
Verbesserung der Prozessqualität in der prähospitalen Notfallmedizin der Hansestadt Greifswald
(2010)
In dieser Arbeit erfolgte eine Untersuchung der Qualität des in der Hansestadt Greifswald verwendeten Notarzteinsatzprotokolls und der Qualitätssicherung im Rettungsdienst Greifswald durch Analyse der Übereinstimmungen der Einsatzprotokolle mit den Daten, die in die EDV-Software Uni Pro eingegeben wurden. 869 Notarzteinsatzprotokolle der Boden- und Luftrettung aus den Monaten März 2002, Oktober 2002 und Oktober 2003 wurden nach 37 Feldern ausgewertet. Die Gesamtauswertung ergab, dass nur 45,3% der Felder übereinstimmend dokumentiert und bis zu 38,69% der Felder nicht ausgefüllt wurden. Durch eine Fortbildung konnte der Anteil übereinstimmend ausgefüllter Felder von initial 41,42% auf 48,41% erhöht sowie der Anteil nicht ausgefüllter Felder von 38,69% auf 27,35% gesenkt werden. Ein diagnosespezifischer Vergleich bei Fällen mit ACS/MI bzw. TIA/Apoplex zeigte Defizite in der Dokumentation relevanter Parameter. Bei ACS/MI wurden in über 98% systolischer Blutdruck und in 96,26% Puls, aber nur in 86,92% SpO2, in 82,24% EKG und in 73% diastolischer Blutdruck übereinstimmend dokumentiert. Bei TIA/Apoplex wurden systolischer Blutdruck in 95,5%, Puls in 87,88%, SpO2 in 71,21%, EKG in 77,27% und diastolischer Blutdruck in 70% der Fälle übereinstimmend dokumentiert. Häufig erfolgte keine Dokumentation der Psyche (25,76%) oder der Bewusstseinslage (18,18%). Blutzucker und Pupillenfunktion wurden in 19,7% bzw. 18,18% nicht übereinstimmend dokumentiert.
In der vorliegenden Arbeit wurden 14 humane, nicht-kleinzellige Tumoren enthaltende Lungenresektate in einem ex-vivo isolierten humanen Lungenperfusionsmodell (IHLP) unter annähernd physiologischen Bedingungen ventiliert und perfundiert. Unter diesen Bedingungen wurden die Laserablation der Tumoren und kontinuierliche invasive Temperaturmessungen in definierten Abständen von der Laserfaser durchgeführt. Während der Ablation wurden für festgelegte Zeiträume jeweils Perfusion oder Ventilation unterbunden, um so den Einfluss dieser Faktoren auf die Temperaturentwicklung im Tumor zu untersuchen. Nach Unterbrechung sowohl der Perfusion, als auch der Ventilation wurde in den 25 verwertbaren Messungen ein signifikanter Anstieg der gemessenen Temperaturen beobachtet. Außerdem kam es nach Wiedereinsetzen der Perfusion zu einem deutlichen Temperaturabfall. Dadurch konnte bestätigt werden, dass das bereits in der Leber beschriebene „Perfusion-mediated Cooling“ auch in der Lunge wirkt. Zusätzlich konnte hier gezeigt werden, dass auch die Ventilation die Temperaturentwicklung beeinflusst – durch das „Ventilation-mediated Cooling“. Beide Faktoren haben Auswirkungen auf das Ablationsergebnis und sollten somit bei der Planung und Durchführung von Laserablationen einbezogen werden.
Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs of NE Germany
(2010)
Erlenwälder auf Moorstandorten werden oft als Zeichen von Moordegradation und Torfoxidation gewertet, aber erlenholzreiche Moorablagerungen (teilweise mehrere Meter tief) sind unter anderem in Nordostdeutschland weit verbreitet. Die Genese von Erlen-Holztorfen wurde bisher überwiegend durch das Konzept der „Verdrängungstorfbildung“ erklärt. Hierbei wird ein von gehölzfreier Vegetation akkumulierter Torf nach einer Grundwasserabsenkung durch nachträglich einwachsende Baumwurzeln verändert. Dieses Prinzip ist aber auf tiefgründige Erlen-Holztorfe nicht übertragbar, da Alnus glutinosa auf naturnahen Moorstandorten meist nur wenige Dezimeter tief wurzelt. Anliegen der vorliegenden Dissertation mit dem Titel „Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs in NE Germany“ war die Identifizierung torfbildender Erlenwälder. Die torfbildende Vegetation, die Wasserstände während der Torfbildung und die Vegetationsdynamik dieser bewaldeten Niedermoore wurden durch Analysen von Makrofossilien, Pollen und sonstigen Mikrofossilien (u.a. Pilz-, Pflanzen-, und tierische Reste) rekonstruiert. Hierbei wurden in enger Kooperation mit dem Promotionsvorhaben von Frau Anja Prager (Non-pollen palynomorphs [NPPs] from modern alder carrs [NE Germany] - Tools for reconstructing past vegetation and site conditions) ca. 150 bisher unbekannte Mikrofossilien beschrieben und teilweise identifiziert. Die Datenauswertung wurde anhand von Fossilien-Diagrammen und statistischen Methoden (DCA, Clusteranalysis; Broken Stick Analysis) durchgeführt. Zur Altersbestimmung erfolgten 14C-AMS-Datierungen und der Kohlenstoffgehalt wurde über die Bestimmung der Trockenrohdichte ermittelt, wobei ein durchschnittlicher Kohlenstoffanteil von 56% angenommen wurde. Die untersuchten Erlen-Holztorfe wurden überwiegend direkt in Erlenwäldern abgelagert („Echter Bruchwaldtorf“); sind aber auch teilweise als Verdrängungstorfe aus vorherigen Seggentorfen entstanden oder in von Weiden dominierten Gehölzen gebildet worden. Die jährlichen Medianwasserstände der torfbildenden Erlenwälder lagen einerseits über Flur („sehr nass“-„very wet“) und zum anderen 0 bis 10 cm unter Flur („nass“ - „wet“). Die Vegetationszusammensetzung der sehr nassen Erlenwälder ähnelte teilweise dem Wasserfeder-Erlen-Wald und in einem Fall dem Zweizahn-Erlen-Bruchgehölz. Die nassen Erlenwälder konnten nicht auf der Ebene von Vegetationsformen rekonstruiert werden; charakteristisch war das häufige Auftreten von Urtica und eine Carex-dominierte Krautschicht. Über einen Vergleich der Mikrofossilien der Erlenholz-Tofe mit Mikrofossilien von Oberflächenproben aus rezenten Erlenwäldern konnten die Medianwasserstände nasser, torf-akkumulierender Erlenwälder auf 0-10 cm unter Flur festgelegt werden. Alle untersuchten Profile zeigten eine zyklische Bewaldung mit Zwischenphasen von Offenvegetation (meist Seggenriede). Als Bindeglieder zwischen Erlenwald und Seggenried traten teilweise Weidengebüsche auf, welche sich mitunter auch langfristiger etablieren konnten. Die zyklische Vegetationsentwicklung von Seggenrieden, Weidengebüschen und Erlenwäldern basierte fast ausschließlich auf einem schwankenden Wasserangebot im Moor. Dieses war fast immer die Folge von zyklischen Ent- und Wiederbewaldungen der umliegenden, grundwasserfernen Standorte durch den Menschen. Die „Echten Bruchwaldtorfe“ sind unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen entstanden (Verlandungs-, Versumpfungs-, Überrieselungs- und Überflutungsmoor). Die Kohlenstoff-Akkumulationsraten („LORCA“-long-term apparent rate of carbon accumulation) liegen zwischen 31-44 g C m-2 yr-1 in sehr nassen und 50-81 g C m-2 yr-1 in nassen Erlenwäldern. Die höheren Akkumulationsraten in nassen Erlenwäldern können durch die deutlich steigende Produktivität von Erlen-Wäldern schon bei leicht sinkenden mittleren Wasserständen erklärt werden. Eine Verringerung der durchschnittlichen Wasserstände von über Flur zu leicht unter Flur führt annähernd zu einer Verdopplung der Primärproduktion von oberirdischem Holz und Wurzelholz. Dadurch gelangt auch ein größerer Anteil von Wurzelholz in den dauerhaft wassergesättigten Bereich. Da mit sinkenden Wasserständen auch die oxidative Zersetzung zunimmt, ist für die teilweise sehr hohen Torfakkumulationsraten in Erlenwäldern die Zersetzungsresistenz von Holz (Lignin) von zentraler Bedeutung. Die Akkumulationsraten nasser Erlenwälder übersteigen die borealer Waldmoore deutlich und erreichen die Größenordnung der Kohlenstoffakkumulation in den tropischen Waldmooren Süddostasiens. Die vorliegende Dissertation belegt die weitverbreitete und oft umfangreiche Torf- bzw. Kohlenstoffakkumulation in Holozänen Erlen-Wäldern Nordostdeutschlands.
Das Hauptziel dieser Arbeit war die Ermittlung eines neuartigen Verfahrens zur Vorhersage des Langzeitklebverhaltens von Transdermalen Pflastern (TTS) auf Humanhaut. In einer In-vivo-Studie wurden zwölf verschiedene Polyacrylat-Haftkleber im Hinblick auf Klebkraft und Größe des dunklen Randes untersucht. In einer zweiten In-vivo-Studie wurde der Einfluss der Elastizität der Deckfolie sowie der Pflastergröße überprüft. Für die Entwicklung einer neuartigen In-vitro-Methode zur Charakterisierung von Haftklebern wurde der Probe-Tack-Test verwendet. Zur Auswertung wurden zwei neuartige Kurvenkennwerte definiert. Es ergab sich ein Zusammenhang zwischen den In-vitro-Ergebnissen und dem realen Langzeitklebverhalten der Pflaster. In einem zweiten Teil der Arbeit wurde die Wiederanheftbarkeit von TTS untersucht. Dafür sind rasterelektronische und lichtmikroskopische Aufnahmen von Pflastern eines viskosen, unvernetzten und eines hochkohäsiven, vernetzten Klebertyps nach wiederholtem Abstrippen vom Unterarm eines Probanden verglichen worden. Die Pflaster beider Klebertypen weisen eine generell schlechte Wiederanheftbarkeit auf. Die Vermutung, dass die Wiederanheftung eines TTS von der Viskosität der Klebermatrix abhängt, konnte nicht bestätigt werden.
Ziel dieser Studie war, die Prävalenz von Borrelia burgdorferi sensu lato (s. l.) in Ixodes ricinus (I. ricinus) Zecken in Wäldern nahe Greifswald zu ermitteln und die europäischen Borrelia burgdorferi sensu lato species B. burgdorferi sensu stricto, B. afzelii, B. garinii (OspA Typen 3 bis 7), B. valaisiana und B. lusitaniae zu differenzieren. Die Zecken wurden zwischen April und Oktober 2003 in 2 Sammelgebieten (Nymphen und Adulte) und zwischen April und August 2004 in einem Sammelgebiet (nur Adulte) gefangen. Insgesamt wurden 689 Adulte (355 Weibchen, 334 Männchen) und 825 Nymphen der Spezies I. ricinus gesammelt. Adulte wurden bei DNA – Extraktion und PCR einzeln aufgearbeitet, bei den Nymphen waren je 5 Individuen zu einem Pool zusammengefasst. Es kamen verschiedene PCR Protokolle zur Anwendung, es wurde eine heminested PCR mit anschließender Restriktionsenzymanalyse, die eine Differenzierung der Genospezies erlaubte, gewählt. Im Jahr 2003 betrug die Infektionsrate adulter I. ricinus Zecken 14,9 %. Borrelien – DNA wurde in 16,8 % der Weibchen und in 12,9 % der Männchen nachgewiesen. 5,7 % der Nymphen waren positiv (Berechnung nach de Boer et al. 1993). Die mittleren Infektionsraten der zwei Sammelgebiete unterschieden sich signifikant voneinander (7,1 % bzw. 19,2 %, p= 0,005). Im Jahr 2004 unterschieden sich die Infektionsraten weiblicher und männlicher Zecken signifikant voneinander (p= 0,024): Die mittlere Infektionsrate betrug 19,9 %, wobei 25,4 % der Weibchen und 14,1 % der Männchen infiziert waren. Im Jahr 2003 war B. garinii OspA Typ 6 die häufigste Genospezies (63,9 %), gefolgt von B. afzelii (16,7 %) und B. valaisiana (11,1 %). B. garinii OspA Typ 4 und 5 und B. burgdorferi sensu stricto traten selten auf (1,4 %, 1,4 % und 5,5 %). Im Gegensatz dazu dominierte B. burgdorferi sensu stricto im Jahr 2004 (38,6 %) aufgrund der hohen Prävalenz von 65,2 % im August. 34,1 % aller Zecken waren mit B. garinii OspA Typ 6 infiziert. B. afzelii wurde in 11,4 %, B. valaisiana in 9,1 % nachgewiesen. Doppelinfektionen traten in 2,8 % (2003) und 2,3 % (2004) der Zecken auf. In Ostvorpommern wurden alle o. g. humanpathogenen Spezies und OspA – Typen außer B. lusitaniae und B. garinii OspA Typ 3 und 7 nachgewiesen. Die ermittelten Infektionsraten stimmen mit den Ergebnissen ähnlicher epidemiologischer Studien in benachbarten Regionen in Polen überein (Stanczak et al. 2000; Bukowska 2002). Am häufigsten trat B. garinii OspA Typ 6 auf, außer im August 2004, wo B. burgdorferi sensu stricto die dominante Spezies war (65,2 %). Diese hohe Infektionsrate mit B. burgdorferi sensu stricto geht einher mit den Ergebnissen einer Untersuchung durch Bukowska in Westpommern 2000 – 2001. Mischinfektionen waren selten. Nur zwei von 70 positiv getesteten Zecken im Jahr 2003 (2,8 %) waren mit zwei verschiedenen OspA – Typen der B. garinii Gruppe doppelinfiziert. Im Jahr 2004 zeigte nur eine der 43 positiv getesteten Zecken (2,3 %) eine Doppelinfektion, ebenfalls mit zwei verschiedenen B. garinii OspA – Typen. Untersuchungen zum Vorkommern von Borrelia burgdorferi sensu lato in Zecken durch Borrelien – DNA – Nachweis mittels PCR und Differenzierung der einzelnen Stämme wurden bislang vor allem im Süden Deutschlands durchgeführt. Epidemiologische Studien zur Häufigkeit und Verteilung der verschiedenen Borrelienspezies in den verschiedenen Regionen Europas ist für die prospektive Entwicklung von Vakzinen und mikrobiologischen Testsystemen von entscheidender Bedeutung.
Hämatopoetische Stammzellen und zahlreiche reife periphere Blutzellen exprimieren Effluxtransporter vom ABC-Typ, darunter auch die Vertreter MRP4 und MRP5. Weiterhin sind Nukleosidtransporter wie hENT1 in vielen Blutzellen nachgewiesen worden. Über die Regulation dieser an der Vermittlung von Zytostatikaresistenzen beteiligten Transporter im Verlauf der hämatopoetischen Differenzierung ist bisher nur wenig bekannt. Um diesen Prozess genauer zu studieren, wurden zunächst CD34-postive Blutzellvorläufer aus Nabelschnurblut und reife Monozyten und Granulozyten aus peripherem Blut isoliert und hinsichtlich ihrer Transporterexpression charakterisiert. Anschließend wurden die leukämischen Modellzelllinien HL-60, U-937 und M-07e in vitro zur myelomonozytären beziehungsweise megakaryozytären Differenzierung angeregt und die Expression, Lokalisation und Funktion von MRP4, MRP5 und hENT1 während dieses Vorgangs per Real-Time PCR, Western Blot, Immunfluoreszenzmikroskopie und Zytotoxizitäts-Assay untersucht. Der Erfolg der Differenzierung wurde durchflusszytometrisch mittels spezifischer Oberflächenmarker überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass MRP4, MRP5 und hENT1 in CD34-positiven hämatopoetischen Vorläuferzellen aus Nabelschnurblut sowie in reifen Monozyten und Granulozyten exprimiert sind. In den Progenitorzellen konnte eine signifikant höhere MRP4-Expression als in den reifen Blutzellen gefunden werden. Dementsprechend ging auch die modellhafte myelomonozytäre Differenzierung der Zelllinien HL-60 und U-937 mit einer signifikanten Reduktion der MRP4-Expression einher. Im Zuge der megakaryozytären Ausreifung der Zelllinie M-07e hingegen konnte ein signifikanter Anstieg der MRP4-Expression beobachtet werden. Die hENT1-Expression war nach Induktion von Differenzierung signifikant vermindert. Weiterhin konnte nach Induktion von Differenzierung eine signifikante Veränderung der Sensitivität gegenüber 6-Mercaptopurin und Cytarabin beobachtet werden. MRP5 blieb unter Differenzierungsbedingungen im Wesentlichen unverändert. Die Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass insbesondere MRP4 im Zuge der hämatopoetischen Differenzierung spezifisch reguliert wird. Der beobachtete Anstieg während der Megakaryopoese unterstützt die Vorstellung einer Beteiligung von MRP4 bei der Thrombozytenfunktion. Weiterhin scheint sich die Expression von MRP4 und hENT1 im Zuge der myelomonozytären Differenzierung zu verringern, was sich auch in Resistenzveränderungen gegenüber 6-Mercaptopurin und Cytarabin niederschlägt. Diese Effekte sollten bei der Entwicklung von neuen Therapieschemata zur Behandlung einer AML berücksichtigt werden, falls eine Applikation von Differenzierungsagenzien in Kombination mit konventionellen Zytostatika vorgesehen ist.
GEGENSTAND: Bisphosphonate spielen derzeit eine herausragende Rolle bei der Behandlung von Erkrankungen mit erhöhter Knochenresorption wie Osteoporose, tumorassoziierte Osteolyse und Multiples Myelom. Bisphosphonate hemmen die Knochenresorption über komplexe Mechanismen, vor allem durch ihre zytotoxische Wirkung auf Osteoklasten. Ein Zusammenhang zwischen Bisphosphonat-Therapie und dem Auftreten von Kieferosteonekrosen ist weithin anerkannt (Bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw = BRONJ). Diese Nebenwirkung ist zu einem ernstzunehmenden klinischen Problem geworden. PATIENTEN & METHODEN: In der vorliegenden retrospektiven Arbeit wurden die Daten von 51 Patienten mit ossären Metastasen (n=40) oder Multiplem Myelom (n=11) unter intravenöser Amino-Bisphosphonat-Therapie hinsichtlich möglicher Risikofaktoren für die Entwicklung einer BRONJ untersucht. Es wurden das klinische Bild, die Bedeutung präventiver Maßnahmen, das kieferchirurgische Therapiemanagement und die Therapieergebnisse analysiert und mit der derzeit verfügbaren Literatur verglichen. ERGEBNISSE: Der Beobachtungszeitraum für das Gesamtkollektiv war im Median 26,1 Monate. Das Durchschnittsalter der Gruppe betrug 65,8 Jahre. 17 Patienten zeigten eine klinisch manifeste Kiefernekrose, wobei Unterkiefernekrosen signifikant häufiger gesehen wurden (p=0,008). Das BRONJ-Risiko stieg mit der Dauer der Bisphonatbehandlung (p=0,010). Am häufigsten traten Nekrosen nach Zahnextraktionen auf. Die Ergebnisse der kieferchirurgischen Therapie waren bei Patienten ohne Osteonekrose signifikant besser (p<0,001) im Vergleich zu Patienten mit manifester Osteonekrose. Patienten mit präventiven Maßnahmen vor Bisphosphonat-Therapiebeginn hatten im Vergleich zu Patienten ohne präventive Maßnahmen ein signifikant niedrigeres Risiko für die Entwicklung einer BRONJ (p=0,002). SCHLUSSFOLGERUNG: Die Daten der vorliegenden Arbeit unterstreichen die Bedeutung präventiver Maßnahmen zur Vermeidung von Osteonekrosen bei Bisphosphonat-Therapie. Da die Pathogenese der BRONJ nicht geklärt und damit eine kausale Therapie derzeit nicht verfügbar ist, muss die Standardisierung und Durchführung präventiver Maßnahmen als conditio sine qua non gefordert werden. Die Aussagen der vorliegenden Studie weisen durch ihre retrospektive Natur und die kleine Fallzall der einzelnen Gruppen Grenzen auf. So konnten für Alter, Geschlecht und Allgemeinzustand, die Art der Grund- und Zweiterkrankungen, die tumorspezifischen Ko-Therapien, Bisphosphonat-Typ, Dosis und Applikationsform keine statistisch signifikanten Unterschiede nachgewiesen werden. Weitere Forschungsarbeiten durch große, prospektiv randomisierte Studien sind erforderlich.
Als Nasenzyklus wird die wechselseitige, reziproke Änderung des Schwellungszustandes der Nasenschleimhaut in beiden Nasenseiten bezeichnet. Gesteuert wird der Nasenzyklus durch den Hypothalamus über Modulation des Sympathikotonus. Bei Patienten, die unter dem obstruktiven Schlafapnoesyndrom leiden, ist der Sympathikotonus erhöht. Daher sind Veränderungen im Nasenzyklus zu erwarten. Der Nasenzyklus wird untersucht bei einer Gruppe von gesunden Probanden, Patienten mit Rhonchopathie und Patienten mit obstruktivem Schlafapnoesyndrom.
Untersuchung zur Assoziation von Antikörpern gegen PF4/Heparin-Komplexe mit Parodontalerkrankungen
(2010)
Ziel dieser Fall-Kontroll-Studie war es, zu evaluieren, ob eine Assoziation zwischen dem Vorliegen einer Parodontitis und dem Vorhandensein von PF4/Heparin-Komplex Antikörpern besteht. PF4 ist ein Chemokin, welches vermehrt durch Thrombozyten bei deren Aktivierung ausgeschüttet wird. PF4 kann Komplexe mit negativ geladenen Molekülen bilden. Die Prototypreaktion ist die Formation von PF4/Heparin-Komplexen. Mit Heparin behandelte Patienten können gegen diese Komplexe Antikörper bilden, die zur komplexen Aktivierung der Blutgerinnung mit erhöhtem Risiko zu thrombembolischen Ergeignissen führen können. Diese Antikörper konnten aber auch in nicht mit Heparin behandelten Patienten nachgewiesen werden. Daraus entwickelte sich die Hypothese, dass parodontale Infektionen/Entzündungen möglicherweise über die Aktivierung der Thrombozyten und vermehrte Freisetzung von PF4 die Formation von PF4-Komplexen und Antikörperbildung induzieren könnten. Das Serum von 937 Blutspendern mit einem Alter von 40 - 60 Jahren wurde auf PF4/Heparin-Komplex Antikörper der Klassen IgG, IgA und IgM (ELISA) untersucht. Zu den 99 positiv getesteten Blutspendern (40 Fallprobanden, mittleres Alter 47,9 Jahre) wurden 40 Kontrollprobanden (mittleres Alter 48,1 Jahre) nach Alter (±2 Jahre), Geschlecht, Rauch- und Bildungsstatus gematcht. Die klinischen Parameter waren Zahnzahl, Sondierungstiefe, Attachmentverlust und Bluten nach Sondieren. 50% der Probanden waren männlich, 35% Nichtraucher, 25% ehemalige Raucher und 40% Raucher. 80% (15%) der Probanden haben ein mittleres (hohes) Bildungsniveau. Die Probanden der Fallgruppe hatten einen schlechteren parodontalen Gesundheitszustand als die Kontrollgruppe. Das Risiko eines positiven PF4/Heparin-Komplex-Antikörper-Status’ war 2 bis 7-fach erhöht bei schweren mittleren Sondierungstiefen wie auch bei moderatem und schwerem mittleren Attachmentverlust. Die vorliegende Untersuchung zeigte, dass parodontal erkrankte Probanden ein höheres Risiko für das Auftreten von anti-PF4/Heparin Antikörpern aufwiesen als parodontal gesündere Probanden. Parodontitis könnte mit dem Auftreten von natürlichen anti-PF4/Heparin-Komplex Antikörpern assoziiert sein. Um einen möglichen kausalen Zusammenhang zu evaluieren, sind weitere Studien mit größerem Stichprobenumfang und longitudinalem Design erforderlich.
Die vorliegende Arbeit untersucht Unterschiede hinsichtlich der Überlebensprognose von Patienten mit Pulmonal arterieller Hypertonie (PAH). Dazu wurden retrospektiv Daten aus einem Kollektiv von 180 Patienten mit bestehender PAH in Zusammenhang mit angeborenen Herzfehlern (CHD), systemischen Bindegewebserkrankungen (CTD), Portaler Hypertension (PPHT) und anderen Erkrankungen, wie einer HIV-Infektion, M. Osler, Osteomyelofibrose, Thrombozythämie, Sphärozytose oder Apetitzüglermissbrauch ausgewertet. Es handelt sich um eine multizentrische Studien mit Patientendaten aus Zentren für Pulmonale Hypertonie (PHT) in Greifswald, Berlin, Dresden, Leipzig und Regensburg. Einschlusskriterium der Studie war eine durch den Rechtsherzkatheter verifizierte PAH mit einem mittleren pulmonal-arteriellen Druck von > 25 mmHg. Die bei Erstvorstellung des Patienten im Zentrum für PHT durchgeführte Rechtsherzkatheteruntersuchung und ggf. vorhandene Daten von weiteren Untersuchungen wie Spiroergometrie und Lungenfunktion, Echokardiographie und 6-Minutengehtest (6-MWT) wurden ausgewertet. Ebenfalls wurden die Anamnese des Patienten und dessen therapeutische Behandlung bis zum 28.02.2008 erfasst. Unter Betreuung eines fachkundigen Mentors und in Zusammenarbeit mit einer Statistikerin wurden die Daten ausgewertet und im Hinblick auf das Überleben der einzelnen Gruppen untersucht. In der univariaten Analyse der Patientendaten fanden wir prognostische Parameter, die sich in den einzelnen Gruppen unterschieden, Bei den CHD-Patienten zeigten sich der pulmonal-kapilläre Wedge-Druck, die Atemeffizienz, der end-exspiratorische CO2-Partialdruck in Ruhe sowie der VE/VCO2-slope als relevant für das Überleben. Prognostisch aussagekräftig waren in der Gruppe der CTD-Patienten die arterio-venöse Sauerstoffdifferenz, der Cardiac-Index bzw. das Herzzeitvolumen, der pulmonal-vaskuläre Widerstand, der diastolische und mittlere pulmonal-arterielle Druck, die pulmonal-arterielle Sauerstoffsättigung, die gemischt-venöse Sauerstoffkapazität, der systolische Blutdruck bei Belastung, der end-exspiratorische CO2-Partialdruck in Ruhe und bei Belastung und die maximale Sauerstoffaufnahme. Im PPHT-Kollektiv waren im Hinblick auf das Überleben von Bedeutung: der mittlere arterielle Druck, die Vitalkapazität der Lunge, das totale Lungenvolumen, das forcierte exspiratorische Ein-Sekundenvolumen, der maximal exspiratorische Fluss, der systolische Blutdruck in Ruhe, der diastolische Blutdruck unter Belastung, die Sauerstoffaufnahme an der anaeroben Schwelle und die maximal mögliche Ventilation. In der heterogene Gruppe der PHT-Patienten mit HIV, Appetitzüglermissbrauch und Erkrankungen des blutbildenden Systems und Gefäßsystems fanden wir folgende, den Verlauf bestimmende Werte: das Alter, den mittleren arteriellen Druck, die totale Lungenkapazität, das Residualvolumen. Neben den prognostisch relevanten Parametern aus den einzelnen Untersuchungen (Rechtsherzkatheter, Spiroergometrie, Lungenfunktion) war es uns ebenso wichtig, herauszufinden, ob die Einführung oraler vasodilatierender Medikamente Einfluss auf das Überleben unseres Patientenkollektivs hatte. Im Hinblick auf das gesamte Patientenkollektiv konnten wir zeigen, dass nach der Einführung der neuen oralen Vasodilatantien 2002 das kumulative Überleben zunahm. Im Vergleich mit Patienten, bei denen vor dem oralen Einsatz von Endothelin-Rezetor-Antagonisten (ERA) und Phosphodiesterase(PDE)-Hemmern mit der Therapie begonnen worden war, zeigten sich folgende Werte im 1-, 2- und 3-Jahres-Überleben: 82,9 vs. 94,6%, 73,0 vs. 90,9% und 68,1 vs. 82,5%.
Because of some disadvantages of chemical disinfection in dental practice (especially denture cleaning), we investigated the effects of physical methods on Candida albicans biofilms. For this purpose, the antifungal efficacy of three different low-temperature plasma devices (an atmospheric pressure plasma jet and two different dielectric barrier discharges (DBDs)) on Candida albicans biofilms grown on titanium discs in vitro was investigated. As positive treatment controls, we used 0.1% chlorhexidine digluconate (CHX) and 0.6% sodium hypochlorite (NaOCl). The corresponding gas streams without plasma ignition served as negative treatment controls. The efficacy of the plasma treatment was determined evaluating the number of colony-forming units (CFU) recovered from titanium discs. The plasma treatment reduced the CFU significantly compared to chemical disinfectants. While 10 min CHX or NaOCl exposure led to a CFU log10 reduction factor of 1.5, the log10 reduction factor of DBD plasma was up to 5. In conclusion, the use of low-temperature plasma is a promising physical alternative to chemical antiseptics for dental practice.
We present a Green's function based treatment of the effects of electron-phonon coupling on transport through a molecular quantum dot in the quantum limit. Thereby we combine an incomplete variational Lang-Firsov approach with a perturbative calculation of the electron-phonon self energy in the framework of generalised Matsubara Green functions and a Landauer-type transport description. Calculating the ground-state energy, the dot single-particle spectral function and the linear conductance at finite carrier density, we study the low-temperature transport properties of the vibrating quantum dot sandwiched between metallic leads in the whole electron-phonon coupling strength regime. We discuss corrections to the concept of an anti-adiabatic dot polaron and show how a deformable quantum dot can act as a molecular switch.
Tobramycin und Imipenem sind zwei im klinischen Alltag häufig eingesetzte Medikamente, insbesondere in der Therapie einer Sepsis. Antibiotika können neben der antimikrobiellen Wirkung, anti-/proinflammatorische Effekte haben. Die klinische Relevanz dieser Studie besteht darin, einen Beitrag zum weiteren Verständnis der Wirkungen einer antibiotischen Therapie zu leisten. Potentielle Nebenwirkungen bei der Auswahl einer Antibiose mit dem Wissen, dass die intestinale Mikrozirkulation die wichtigste Rolle bei der Entwicklung eines septischen Organversagens spielt, sollten gezielt untersucht werden. Dazu wurden intravitalmikroskopische Untersuchungen der Darmwand am terminalen Ileum der gesunden Ratte durchgeführt. Die Vitalparameter wurden erfasst, der intestinale mikrovaskuläre Blutfluss gemessen. Zu Beginn und zum Abschluß des Experimentes wurden die Zytokinspiegel bestimmt. Imipenem in Kombination mit Cilastatin verminderte die funktionelle Kapillardichte und den intestinalen mikrovaskulären Blutfluss in der gesunden Ratte, die Leukozyten–Endothel-Interaktion war vermindert. Tobramycin hatte keine Auswirkungen auf die funktionelle Kapillardichte. In den postkapillären Venolen waren vermehrt aktivierte Leukozyten nachweisbar. Weder Imipenem noch Tobramycin hatten Auswirkungen auf die Makrohämodynamik. Die Zytokinspiegel blieben, mit Ausnahme von erniedrigten IL-10-Spiegeln nach Tobramycingabe, unbeeinflusst. Es ist bekannt, dass Imipenem und Tobramycin neben ihren antibiotischen Wirkungen auch immunmodulatorische Fähigkeiten haben. Die reduzierte Kapillardichte in der gesunden Ratte nach Zienamgabe könnte durch die Auswirkungen des obligat mit Imipenem kombinierten Zusatzstoffs Cilastatin erklärt werden. Der erhöhte Anteil an fest adhärenten Leukozyten nach Tobramycingabe stützt die bekannten, teils kontrovers diskutierten, Einflüsse von Aminoglykosiden direkt auf Leukozyten. Inwiefern diese Effekte durch die Antibiose auf die kommensale Besiedlung verursacht werden, lässt sich durch die vorliegende Arbeit nicht klären. Weitere tierexperimentelle Arbeiten sollten die kombinierten Stoffe Imipenem und Cilastatin getrennt untersuchen.
Pyrrolobenzodiazepines (PBDs) are a group of antitumor antibiotics that exert their biological activity by alkylation of guanine bases within the minor groove of double-stranded DNA through nucleophilic attack of the guanine amino group on the PBD imine functionality. In trying to increase both the binding strength and sequence selectivity for further enhancing their biological activity, PBDs were linked to additional DNA binding moieties. Preliminary DNA melting experiments partly also performed in our lab with a series of closely related PBD-naphthalimide and benzimidazole conjugates revealed extraordinary DNA-binding capability of hybrids PBD-NIM and PBD-BIMZ. These studies also indicated the favorable contribution of the piperazine structure on drug binding to the DNA duplex. Previously, in vitro cytotoxicity studies also showed promising antitumor activity of both compounds with PBD-BIMZ having the largest cytotoxic potential among various examined conjugates. In the present work, the kinetics, thermodynamics and structural details of the drug-DNA interactions have been determined employing a variety of spectroscopic, calorimetric and computational methods. Thus, a high thermal duplex stabilization upon DNA binding could be ascertained for both drugs and attributed to their covalent attachment to the DNA guanine bases. The 1:1 binding stoichiometry as well as the exclusive minor groove binding for the benzimidazole and the mixed minor grove - intercalative type of binding for the naphthalimide hybrid could be verified by several spectroscopic methods including NMR spectroscopy. Furthermore, by using a combination of solution NMR and some of the most recent molecular modeling techniques, the first high-resolution structures of DNA-drug complexes with PBD hybrid drugs could be obtained giving detailed insight into the specific drug-DNA interactions. Thus, details on van der Waals and hydrogen bond contacts within the complex and the tight fit of the benzimidazole hybrid into the DNA minor groove could be revealed. By using recent data analysis techniques like clustering algorithms, the high flexibility of the piperazine moiety within the PBD-BIMZ-DNA complex could be nicely captured and visualized. Additionally, a thermodynamic analysis for the non-covalent drug binding by UV and fluorescence spectroscopy as well as by direct calorimetric methods revealed a 1:1 binding mode driven by enthalpy changes and counteracted by unfavorable entropic contributions to result in moderately strong association constants. Analysis of the solvent-accessible surface area confirmed the importance of hydrophobic effects on drug binding and the combination of these data with ITC measurements allowed for an extensive thermodynamic characterization of the drug binding process. With respect to the influence of the individual drug moieties on DNA binding, the importance of the piperazine ring for drug-DNA interactions and the basis for its capability to enhance drug binding were addressed. Furthermore, it could be shown that the naphthalimide and benzimidazole moieties also impart additional sequence selectivity to the alkylating PBD structural unit and these distinct differences in the sequence selectivity could be linked to the three-dimensional structures of the DNA-drug complexes. Clearly, the combination of detailed structural and thermodynamic data of complex formation allows for a better understanding of the binding mechanism and structure-activity relationship when it comes to drug-DNA interactions. Therefore, the information gathered can assist in the design of more efficient derivatives of this type of alkylating DNA binding drugs in particular and of DNA recognition by ligands composed of several motifs in general.
Es wurden die Untersuchungsbefunde aus Sonografie, Nuklearmedizin, Röntgen, Ureterdynamik und Urethrozystoskopie bei 24 Kindern, die im Zeitraum zwischen 1995 und 2002 auf Grund eines angeborenen Megaureters mit vorliegender oder drohender Nierenfunktionseinschränkung zweizeitig operativ behandelt wurden, ausgewertet. Die Patienten waren zum Zeitpunkt der Erstoperation durchschnittlich 3 Monate alt. In der Erstoperation erfolgte die Anlage einer temporären distalen, kutanen Ureterostomie. Nach einem Intervall von ca. 20 Monaten, in dem regelmäßige Kontrollen von Nierenfunktion und Harnabfluss erfolgten sowie Nierenbecken-/Ureterweite und Transporteigenschaften des Harnleiters beurteilt wurden, erfolgte die Zweitoperation als Ureterzystoneostomie nach POLITANO-LEADBETTER. Die Beurteilung der Harnleitertransporteigenschaften erfolgte durch Ureterdynamik, ein modifiziertes urodynamisches Verfahren, bei dem durch Druck-Fluss-Messungen Aussagen über Peristaltik, Peristaltikrichtung und Tonisierung des Harnleiters bei Volumenbelastung möglich sind. Damit konnten Aussagen zur Harnleitermaturation getroffen werden und der geeignete Zeitpunkt für die Zweitoperation wurde bestimmt. Durch das zweizeitige operative Verfahren konnten Verbesserungen im Hinblick auf Harnabflussbehinderung, Nierenbecken-/Ureterweite und vor allem Transporteigenschaften des Harnleiters erzielt werden. Zweitzeitige Verfahren sind inzwischen besonderen Fragestellungen vorbehalten. Insgesamt wird bei kongenitalen Megaureter zunehmend ein konservatives Vergehen favorisiert.
In the present work, a time- and radial-dependent fluid model has been developed to describe the glow-to-arc transition of the positive column in the course of constriction. The self-consistent model comprises the particle balance equations for the relevant species, the balance equation of the mean electron energy and the heavy particle temperature in the plasma, the Poisson equation for the space-charge potential, and a current balance determining the axial electric field. The model adopts the nonlocal moment method, i.e., the system of the balance equations resulting from the moments of the radially dependent Boltzmann equation is solved. The electron transport and rate coefficients are adapted as functions of the mean energy of the electrons, the gas temperature and the ionization degree. The model is applied to a description of the constriction of the dc positive column in argon, for a wide range of pressures and applied currents. Pronounced nonlocal features of the mean electron energy balance are found and their influence on the constricted argon positive column is analyzed. Different assumptions concerning the electron velocity distribution function (EVDF) have been considered in the present model. The assumption of a Maxwellian distribution for the electrons was found to be inappropriate, while the assumption of a Druyvesteyn distribution for the electrons was found to be suitable for describing qualitatively the glow-to-arc transition. However, the standard model using the EVDF obtained from the solution of the steady-state, spatially homogeneous electron Boltzmann equation including electron-electron collisions allows to describe the constriction effect and provides best agreement with experimental data and other available modelling results. The fluid model has also been used to study a medium-pressure pulsed positive column in xenon at conditions of the contracted discharge. The simulation results provide a detailed insight in the physical mechanisms of xenon discharges in pulsed mode. The stepwise ionization of the excited atoms, the conversion of the atomic ions into molecular ions as well as the dissociative recombination of the molecular ions are found to be the most important processes for the pulsed positive column in xenon plasmas at conditions of the contracted discharge. The comparison of the model predictions with experimental results generally shows good agreement. In particular, the model predictions are suitable for qualitative reproduction of the significant increase of low-lying atomic levels densities as well as of the higher and of the relaxed lowest vibrational states of the Xe2* excimers in the afterglow phase of the pulse.
Die Bekämpfung der „most neglected diseases“ stellt die Menschheit vor eine große Herausforderung. Besonders betroffen sind Menschen in den Ländern der Dritten Welt. Zur Behandlung vieler dieser Erkrankungen gibt es bis jetzt noch keine ausreichend aktiven Arzneistoffe. Außerdem stellt die Resistenzentwicklung der Erreger gegen vorhandene Antiinfektiva ein äußerst großes Problem dar. Gegenstand dieser Arbeit war die Synthese von Substanzen, die als Inhibitoren der tRNA-Guanin-Transglycosylase (TGT) untersucht werden sollten und solche, die auf ihre antiplasmodiale Aktivität in vivo getestet werden sollten. Das Target des TGT-Projekts, die tRNA-Guanin-Transglycosylase von Shigella-Spezies, ist ein bakterielles Enzym, das verantwortlich für Pathogenitätsmechanismus virulenter Shigellen ist. Die TGT hat eine Schlüsselfunktion bei der Expression von Virulenzfaktoren der Shigellen und spielt somit eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Bakterienruhr (Shigellose). Sie katalysiert den Austausch der Purinbase Guanin durch die modifizierte Base preQ1 in der Anticodon-Wobble-Position bakterieller tRNA. Bei Untersuchungen von Shigellen mit mutiertem TGT-Gen konnte eine signifikante Abnahme der Pathogenität dieser Erreger festgestellt werden. Dieses Enzym kann deshalb prinzipiell als mögliches Target für neuartige biologisch aktive Substanzen betrachtet werden, denn die Hemmung der TGT führt zum Verlust der Pathogenität der Erreger, allerdings nicht zu deren Tod. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Abkömmlinge der Leitstruktur 5-Nitro-1,3-dihydro-2H-imidazo[4,5-b]pyridin-2-on, die aus einem virtuellen In-silico-Screeningexperiment hervorgegangen ist, synthetisiert um diese in einem Radioligandenassay auf TGT-Inhibition zu untersuchen. In vorangegangenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Austausch des Pyridinstickstoffatoms der Leitstruktur durch ein Kohlenstoffatom zu einer Verbindung mit vergleichbarer inhibitorischen Aktivität führt. Ausgehend von dieser veränderten Leitstruktur wurden Benzimidazol-2-one und -thione synthetisiert. Diese Verbindungen weisen unterschiedliche Gruppen in Position 5 auf und unterscheiden sich zudem durch die Substitution an Position 1. Die Synthese der Verbindungen mit Benzimidazol-Grundkörper erfolgte durch die initiale Einführung der Substituenten durch nukleophile Substitution an ortho-Nitro-Halogenbenzen-Derivaten. Für diesen Reaktionsschritt erwies sich die Synthese im Mikrowellenreaktor als besonders günstige Methode. Die Reduktion der entstandenen 2,4-Dinitroanilin-Derivate erfolgte selektiv unter Verwendung von Natriumsulfid als Reduktionsmittel, wobei die ortho-Nitrogruppe unverändert blieb. Die Anilinderivate mit Cyano- und Trifluormethylgruppe in para-Position wurden durch eine palladiumkatalysierte Hydrierung zu ortho-Phenylendiaminen reduziert, die anschließend ohne Isolierung dem Ringschluss unterzogen wurden. Die Ringschlussreaktionen erfolgten mit Triphosgen oder Kohlenstoffdisulfid zu Benzimidazol-2-onen beziehungsweise -thionen. Eine Auswahl an hergestellten Derivaten konnte hinsichtlich ihrer Aktivität als TGT-Inhibitoren untersucht werden. Einige Verbindungen wurden auf ihre Zytotoxizität an vier Krebszelllinien hin untersucht. Das zweite Teilgebiet der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit N-substituierten 7-Chlorchinolin-4-aminen, die auf ihre antiplasmodiale Aktivität hin untersucht werden konnten. Diese Verbindungen wurden in einer Zweistufensynthese mit abschließender säulenchromatographischer Reinigung synthetisiert. Verbindungen, die in vorangegangenen In-vitro-Untersuchungen eine Aktivität gegen chloroquinresistente Plasmodium-falciparum-Stämme zeigten, konnten in vivo an Mäusen getestet werden. Dabei zeigten einige Vertreter guten Aktivitäten gegen den eingesetzten Erreger.
Ziel des SHIP_1-assoziierten Projektes „CVI-Diagnostik“ ist es Informationen zur derzeitigen Häufigkeit und Ausprägung der Varikose und chronisch venöser Beinerkrankungen der vorpommerschen Bevölkerung zu geben. Untersucht wurden dabei in den Jahren 2002-2006 1792 freiwillig teilnehmende Bürger im Alter von 25-86 Jahren. Untersuchungsort der 842 teilnehmenden Männer (mittleres Alter 53,5 Jahre) und 950 Frauen (mittleres Alter 51,3) war die Haut-Poliklinik. Die Erhebung unterteilte sich in einen standardisierten Fragebogen, einer körperlichen Untersuchung und einer standardisierten Duplexsonographie von Probanden mit klinischen Symptomen einer CVI. Ausgehend von ihrer phlebologischen Anamnese gaben jede 3. Frau (32,0%) und jeder 4. Mann (24,1%) ein Krampfaderleiden an. Von Beinbeschwerden im Alltag betroffen sind anamnestisch beinahe ein Drittel, was 22,5% der männlichen und 37,7% der weiblichen Teilnehmer betrifft. CEAP-Klassifikationssystem: Keinerlei klinischen Anzeichen einer CVI zeigten 39,1 (n=701) der Probanden. Teleangiektasien und/oder retikuläre Varizen waren bei 25,9% (n=465) des Kollektivs sichtbar. Eine fortgeschrittene CVI der CEAP-Stadien C4-C6 hatten 6,8% (124) Teilnehmer. Von einem Krampfaderleiden (C2) sind 20,6% (n=370) Personen betroffen, 18,2% der Männer und 22,8% der Frauen. Bei 7,5% (n=134) der Teilnehmer lag zum Untersuchungszeitpunkt ein eindrückbares prätibiales Ödem (C3) vor, was 8,8% (n=84) der Frauen und 5,9% (n=50) der Männer zutrifft. Fortgeschrittene Zeichen der CVI (C4) wie die corona phlebectatica paraplantaris, die Siderosklerose oder das Ekzem konnte bei 5,6% (n=100) Probanden diagnostiziert werden. Die Prävalenz eines abgeheilten Ulcus cruris venosum (C5) lag insgesamt bei 0,9% (n=16); 1,1% (n=10) Frauen und 0,7% (n=6) Männer. An einem floriden Unterschenkelgeschwür litten zu dieser Zeit 0,3% (n=6) der freiwilligen Teilnehmer. Um die Sensitivität der Resultate gegenüber dem Drop Out von SHIP_0 zu SHIP_1 zu überprüfen, wurden die Ergebnisse mit Gewichten wiederholt berechnet, mit der Erkenntnis, dass die nichtgewichteten Daten den Schweregrad der venösen Erkrankungen leicht unterschätzen. Analysen möglicher Risikofaktoren des multifaktoriellen Krankheitsgeschehens der chronischen Veneninsuffizienz ergaben in dieser Erhebung folgende Ergebnisse. Mit zunehmendem Alter tritt die Varikose signifikant häufiger auf (p < 0.001), gleiches konnte beim weibliche Geschlecht für die Prävalenz der CVI festgestellt werden (p = 0.003). Der Verdacht, dass das weibliche Geschlecht häufiger von einer Varikose und CVI betroffen ist, als das männliche Geschlecht konnte in dieser Erhebung ebenfalls erhärtet werden (p = 0.016). Gleiches gilt für die Menschen die in Bezug auf Venenerkrankungen familiär disponiert sind (p = >10-12). Nach Auswertung der Ergebnisse steigt mit der Zunahme des Körpergewichtes die Anzahl der chronisch venös erkrankten Personen (p = 9.5*10-18). Für die in der internationalen Literatur diskutierten Einflussfaktoren „Rauchen“ und „Schwangerschaften“ konnten keine Abhängigkeiten zur Varikose -oder CVI-Prävalenz erwiesen werden. Therapie: Jeder 9. (10,7%) Teilnehmer gab an Erfahrungen mit medizinischen Kompressionstherapien zu haben. Dies betraf 6,2% der Männer und 14,6% der Frauen zu. Die Inanspruchnahme von spezifischen invasiv-venösen Eingriffen wie dem Venenstripping oder der Sklerosierung lag bei lediglich 8,0%. Dies trifft auf 4,7% der Männer und 10,8% der Frauen zu. Die erhobenen Daten der vorpommerschen Bevölkerung bestätigen die bisherig hohe Prävalenz chronischer Beinvenenerkrankungen, hohe Erkrankungsschwergrade (C4, C5) finden sich in der SHIP-Studie häufiger als in der Bonner Venenstudie, obwohl das Stadium gesunder Beine (C0) in Vorpommern (39,1%) häufiger vertreten ist (Bonn: 9,6%). Komplikationen (Phlebitis, Thrombose) venöser Erkrankungen traten tendenziell häufiger als in anderen innerdeutschen Studien (Bonn) auf. Erklärbar ist dies möglicherweise durch die deutliche geringere Inanspruchnahme venenspezifischer Therapien in Vorpommern gegenüber der Bonner Venenstudie.
Schon kurze Zeit nach ihrer Entdeckung in den 1950er Jahren wurde bekannt, dass Tetracycline (Tcs) neben ihrer antibiotischen Wirkung auch nicht-antibiotische Effekte zeigen. In dieser Arbeit werden die strukturellen Grundlagen sowohl antibiotischer als auch nicht-antibiotischer Wirkungsweisen der Tetracycline untersucht und miteinander verglichen. Die detaillierte Beschreibung der spezifischen Wechselwirkungen zwischen Tetracyclin und den verschiedenen Proteinen wird durch Röntgen-Strukturanalysen ermöglicht. Phospholipase A2 Spezifische Wechselwirkungen der Tetracycline mit verschiedenen Proteinen sind Ursache nicht-antibiotischer Eigenschaften. Tetracycline beeinflussen durch Inhibierung von Phospholipasen A2 (PLA2), neutralen Matrixmetalloproteinasen oder alpha-Amylasen neben Entzündungen auch eine Reihe von verschiedenen Körperfunktionen. Seit einiger Zeit sind anti-inflammatorische Eigenschaften der Tcs bekannt. Die PLA2 katalysiert die erste Reaktion, die zur Bildung der Eicosanoide führt. Eicosanoide sind hormonähnliche Signalmoleküle, die als Neurotransmitter wirken und an inflammatorischen Prozessen im Körper beteiligt sind. Bei entzündlichen Krankheiten wie Rheuma oder Arthritis wurde eine vermehrte Eicosanoidproduktion beobachtet. Experimentelle Studien zeigten, dass die sekretorische Phospholipase A2 durch das Tetracyclin-Derivat Minocyclin inhibiert wird. Bei Patienten mit rheumatoider Arthritis zeigte die Anwendung von Minocyclin in ersten klinischen Tests signifikante Wirkungen. Die struktuelle Grundlage der Inhibierung der PLA2 durch Minocyclin war bislang unbekannt. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die strukturelle Ursache einer nicht antibiotischen Wechselwirkung zwischen einer sekretorischen Phospholipase A2 und Minocyclin beschrieben. Dies ist die erste Röntgenkristallstruktur, die eine nicht-antibiotische Wechselwirkung eines Tetracyclins zeigt und somit deren strukturelle Grundlage erklärt. Die Phospholipase A2 wurde aus dem Gift der Indischen Kobra (Naja naja naja) gereinigt. Dabei konnten im Rahmen dieser Arbeit die ersten Kristalle des PLA2/Minocyclin-Komplexes gezüchtet werden. Die Qualität der Kristalle erlaubte die Sammlung von Röntgendiffraktionsdaten bei 100 K mit einer maximalen Auflösung von 1,65 Å. In der Struktur wird sichtbar, dass Minocyclin im hydrophoben Tunnel der PLA2 bindet, der zum aktiven Zentrum des Enzyms führt. Als Folge dieser Interaktion ist der Zugang für die Substratmoleküle zum aktiven Zentrum blockiert. Das Wissen über die spezifischen Interaktionen zwischen der PLA2 und Minocyclin kann verwendet werden, um eine Leitstruktur zur Entwicklung neuer anti-inflammatorischer Medikamente zu schaffen. Tetracyclin-Repressor Im zweiten Teil der Arbeit wird eine antibiotische Wirkungsweise der Tetracycline strukturell untersucht. Hier soll geklärt werden, welche Interaktionen zwischen dem Tet Repressor der Klasse D (TetR(D)) und dem Tetracyclin entscheidend sind, um den Induktionsmechanismus auszulösen und den β-Turn Typ II zu stabilisieren. Die hier vorgestellten Strukturanalysen des TetR(D)s liefern somit neue detaillierte Informationen zum Induktionsmechanismus. Das Tetracyclin-Derivat Anhydrotetracyclin (AnTc) zeigt die bisher höchste beobachtete Bindungskonstante an den TetR(D). Experimente ergaben dass AnTc in der Lage ist, den Induktionsmechanismus des TetRs auch in Abwesenheit von Magnesium-Ionen auszulösen. Es wurden Röntgendiffraktionsdaten von Komplexen des TetR(D)s mit Anhydrotetracyclin und Mg2+ oder K+ und eines Komplexes von TetR(D) mit AnTc in Abwesenheit von spezifisch bindenden Metallionen gesammelt und ausgewertet. Die Strukturananlyse ermöglicht die Aufklärung der Interaktionen zwischen dem TetR(D) und AnTc und zeigt die Eigenschaften der Metallkoordination. Außerdem wurden die Röntgenkristallstrukturen von TetR(D)-Mutanten untersucht, um weitere Informationen zu den ausschlaggebenden Interaktionen zwischen TetR(D), Tc und dem Metallion während der Induktion zu erhalten. Hierbei war speziell die TetR(D)T103A-Mutante von großem Interesse, da die Seitenkette von Thr103 entscheidend an der Stabilisation des β-Turns Typ II (His100-Thr103) beteiligt ist. Von der TetR(D)T103A-Mutante wurden jeweils mit einem Mg2+-Ion ein Anhydrotetracyclin- und ein Chlortetracyclin-Komplex analysiert. Der TetR(D)T103A-Komplex mit Anhydrotetracyclin zeigt die nicht-induzierte und der Komplex mit Chlortetracyclin weist überraschenderweise die induzierte Struktur des TetR(D)s auf. Die hier beschriebenen Strukturanalysen ermöglichen somit im Vergleich zur bekannten Struktur des TetR(D)s in Komplex mit Tetracyclin und dem physiologisch bevorzugten zweiwertigen Metallion Mg2+, die strukturelle Rolle des Metallions und weiterhin die Bedeutung der Seitenkette von Thr103 für den Induktionsmechanismus aufzuklären.
Chronischer psychischer Stress, der durch die wiederholte Kombination von akustischem und Immobilisationsstress erzeugt wurde, führt bei BALB/c-Mäusen zu einer Immunsuppression. Im Verlauf der chronischen Stressbehandlung zeigen BALB/c-Mäuse außerdem ein reduziertes Erkundungsverhalten sowie verminderten Kontakt zu den Artgenossen, was einem depressionsähnlichen Verhalten entspricht. Die Immunsuppression und die Verhaltensänderungen werden auf eine stressbedingte Darmbarrierestörung mit bakterieller Translokation und systemischer IDO1-Aktivierung zurückgeführt. Um zu prüfen, ob die beobachteten Veränderungen mausstammspezifische Stresseffekte darstellen, wurden C57BL/6- und BALB/c-Mäuse, die generelle Unterschiede in der Qualität ihrer Immunantwort aufweisen, in einer einzelnen Stresssitzung (akutes Stressmodell) oder in neun aufeinanderfolgenden Stresssitzungen (chronisches Stressmodell) verglichen. Nach akuter Stressexposition kam es, ebenso wie bei BALB/c-Mäusen, bei C57BL/6-Mäusen zu einer bakteriellen Translokation in die mesenterialen Lymphknoten, womit auch bei C57BL/6-Mäusen eine stressbedingte Schädigung der Darmbarriere aufzutreten scheint. Eine systemische IDO1-Aktivierung infolge bakterieller Translokation erfolgte im akuten Stressmodell unabhängig vom Mausstamm. Allerdings hielt der Tryptophanabbau entlang des Kynureninweges in C57BL/6-Mäusen kürzer an als in BALB/c-Mäusen. Im chronischen Stressmodell war nur bei BALB/c-Mäusen ein aktivierter Kynureninstoffwechsel messbar. Da keine Hinweise auf einen aktivierten Tryptophanabbau in chronisch gestressten C57BL/6-Mäusen gefunden wurden, kann vermutet werden, dass diese Mäuse keine Immunsuppression entwickeln. Desweiteren könnten damit die unterschiedlichen Verhaltensänderungen während chronischer Stressexposition erklärt werden. Die Entwicklung eines depressionsähnlichen Verhaltens im Verlauf des chronischen Stressmodells wurde nur bei BALB/c-Mäusen aber nicht bei C57BL/6-Mäusen beobachtet. Bei chronisch gestressten C57BL/6-Mäusen wurde jedoch eine deutlich vermehrte Kot- und Urinabgabe nachgewiesen, was auf eine durch den Sympathikus getriebene Pathologie der Stressantwort bei diesen Mäusen hindeuten könnte. Eine stressbedingte Aktivierung der HPA-Achse, gekennzeichnet durch ansteigende Plasmakortikosteronspiegel sowie durch eine periphere Leuko- und Lymphozytopenie, konnte bei beiden Mausstämmen sowohl im akuten als auch im chronischen Stressmodell nachgewiesen werden. Während der akuten Stressantwort eine aktivierende Funktion bezüglich des Organismus zukommt, die meist keine gefährlichen Auswirkungen hinterlässt, kann eine chronische Stressexposition hingegen das Individuum schädigen. Dass sich dabei die stressbedingten Konsequenzen zwischen verschiedenen Individuen unterscheiden, konnte durch die vergleichenden Untersuchungen von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen gezeigt werden.
In der heutigen Arzneimitteltherapie stellt die orale Verabreichung die bevorzugte Applikationsart dar, folglich ist die orale Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe für den Therapieerfolg von großer Bedeutung. Eine Vielzahl der neuen Arzneistoffe ist lipophil und schlecht wasserlöslich, somit weisen sie oft schlechte Voraussetzungen für die orale Therapie auf. Gleichermaßen können intestinaler Metabolismus und Efflux-Transporter die systemische Verfügbarkeit von Arzneistoffen vermindern. Nichtionische Tenside beeinflussen die orale Bioverfügbarkeit von Arzneistoffen auf unterschiedliche Weise. Lange Zeit herrschte die Annahme, dass Hilfsstoffe wie Tenside pharmakologisch inert sind, und sie wurden hauptsächlich in klassisch technologischem Sinn als Solubilisatoren eingesetzt. Diese Annahme ist widerlegt, jedoch sind derzeit nur wenige Studien publiziert, in denen die Stabilität von nichtionischen Tensiden im Gastrointestinaltrakt oder Interaktionen mit Enzymen untersucht wurde. Ein Ziel dieser Arbeit war es, pharmazeutisch genutzte nichtionische Tenside unterschiedlicher Struktur hinsichtlich ihrer Stabilität unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen. Ausgewählt wurden die ethoxylierten Verbindungen Polysorbat 80 und D-α-Tocopherol Polyethylenglykol (1000) Succinat (TPGS) sowie der Saccharosefettsäureester Surfhope® SE D 1216 (Saccharoselaurat). Kapitel 1 und 2 beschreiben die Entwicklung analytischer Methoden für diese sehr heterogen zusammengesetzten Verbindungen, die auf chromatographischer Trennung mittels HPLC (High Performance Liquid Chromatography) und Detektion mit einem Charged Aerosol-Detektor (CAD), massenselektiven Detektor (MSD) und UV-Detektor basieren. Die Inkubation von Polysorbat 80 und TPGS in HCl-Lösung (pH 1,0) bei 37°C, wodurch die physiologischen Bedingungen im Magen dargestellt werden sollten, ergab einen geringfügigen Abbau von 9,5% (± 3,0%) bzw. 3,4% (± 0,4%) innerhalb von 8 h. Saccharoselaurat unterlag einem Abbau von über 50% innerhalb von 8 h, während sich alle drei Verbindungen in Wasser stabil zeigten. In den letzten Jahren erlangten neue Technologien, die schlecht wasserlösliche Wirkstoffe oral verfügbar machen sollen, immer mehr an Bedeutung. Umfassende Entwicklungsarbeit kommt dabei selbst-emulgierenden Lipidsystemen zu. SEDDS (Self-emulsifying Drug Delivery Systems) enthalten mitunter große Mengen an nichtionischen Tensiden. Da der Erfolg dieser Formulierungen maßgeblich vom Ausmaß des Triglyceridabbaus sowie Entstehung und Art der Abbauprodukte abhängt, wurde ein Einfluss durch diese amphiphilen Verbindungen getestet. In Kapitel 3 wird die inhibitorische Wirkung von nichtionischen Tensiden auf den Triglyceridabbau durch die Pankreaslipase untersucht. Als weitere Tenside wurden die Macrogolglycerolfettsäureester Cremophor® EL und Cremophor® RH 40 hinzugezogen. Alle Verbindugen hemmen den Triglyceridabbau konzentrationsabhängig bereits unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration. Weiterhin wurde die Stabilität der Tenside selbst gegenüber Pankreasenzymen getestet, da ein Abbau ebenfalls die Solubilisierungskapazität der gastrointestinalen Flüssigkeit vermindern kann. Die Fettsäureester von Polysorbat 80 sind zu 14,0% (± 1,0%) hydrolysiert worden. Im Fall von Cremophor EL wurden 14,4% (± 3,3%) hydrolysiert, während sie bei Cremophor RH 40 zu einem geringeren Anteil von 6,1% (± 2,8%) abgebaut wurden. TPGS und Saccharoselaurat zeigten sich stabil gegenüber Pankreasenzymen. Gegenstand neuester Forschung ist ferner die Möglichkeit der Beeinflussung intestinaler arzneistoffmetabolisierender Enzyme durch nichtionische Tenside. In Kapitel 4 werden Wechselwirkungen mit dem Arzneistoffmetabolismus durch die Cytochrom P450 Isoenzyme CYP 3A4 und CYP 2C9, die beim intestinalen Metabolismus die bedeutendste Rolle spielen, untersucht. Bei allen Tensiden konnte eine konzentrationsabhängige Inhibition hinsichtlich des Metabolismus eines Modellsubstrats bereits unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration festgestellt werden. Aus diesen Ergebnissen lässt sich folgern, dass das Kriterium der pharmakologischen Indifferenz von Hilfsstoffen in vielen Fällen nicht gegeben ist. Des Weiteren verdeutlichen sie die Notwendigkeit, im Rahmen der Entwicklung von komplex zusammengesetzten Formulierungen zunächst eine Untersuchung und quantitative Bewertung des Stabilitätsverhaltens durchzuführen. Insbesondere bei selbst-emulgierenden Lipidsystemen muss berücksichtigt werden, dass sowohl der Abbau der Tenside als auch die inhibitorische Aktivität dieser gegenüber der triglyceridabbauenden Pankreaslipase maßgeblichen Einfluss auf die Arzneistoffsolubilisierung haben. Die Fähigkeit, intestinale CYP450 Enzymen zu inhibieren, eröffnet die Möglichkeit, diese nichtionenschen Tenside zur gezielten Metabolismushemmung einzusetzen. Dadurch kann die Bioverfügbarkeit von „Problemarzneistoffen“, sofern sie Substrate dieser Enzyme darstellen, erhöht werden.
Die Neugeborenenuntergewichtigkeit ist ein Produkt verschiedenster intrauteriner Einflussgrößen und ist mit ausgeprägten individuellen als auch gesellschaftlichen Früh- und Spätfolgen verbunden. Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine aktuellen Daten zum niedrigen Geburtsgewicht bzw. dessen maternalen Risikofaktoren für die Region Ostvorpommern vor. Aus diesem Grund standen körperliche und soziale Einflussgrößen sowie Ernährungs- und Rauchgewohnheiten von Frauen während der Schwangerschaft und deren Auswirkung auf die Prävalenz des niedrigen Geburtsgewichts in der Studienregion im Untersuchungsfokus. Der Survey of neonates in Pomerania (SNiP) war in dem Zeitraum von April 2004 bis März 2006 mit einer Erfassungsrate von 95,6 % populationsbasiert. Von den insgesamt 2395 gebärenden Frauen mit Wohnsitz in der Studienregion, nahmen letztendlich 78,8 % an der Studie teil. 6,8 % aller Neugeborenen (5,5 % der Einlinge; 51,0 % der Zwillinge) waren unabhängig von der Schwangerschaftsdauer leichter als 2500 g. Von diesen waren 1,6 % der reifen Einlinge sowie 30,4 % der 23 reifen Zwillingskinder bzw. 1,5 % aller reif geborenen Kinder mit einem Geburtsgewicht von weniger als 2500 g hypotroph. Bemessen an den Perzentilengrenzwerten kleiner/gleich 3. bzw. 10. Perzentile waren 2,2 % bzw. 8,3 % aller neugeborenen Kinder zu leicht für ihr Gestationsalter (small for gestional age, SGA). In den Untersuchungen stellten sich das mütterliche Untergewicht, eine den Empfehlungen entsprechende Gewichtszunahme, ein Lebensalter < 20 Jahre, Schulbildung < 10 Jahre, monatliches Nettoäquivalenzeinkommen < 750 €, Unterschichtzugehörigkeit, Nikotinabusus während der gesamten Schwangerschaft, Vegetarismus sowie eine fehlende Folsäure- und Multivitamineinnahme als Risikofaktoren für ein niedriges Geburtsgewicht in der Studienregion heraus. In den multivariaten Analysen, welche die o.g. mütterlichen Faktoren (außer maternale Erkrankungen und Ernährung) enthielten, waren insbesondere eine fehlende Einnahme von Multivitaminen, sowie das Rauchen während der gesamten Schwangerschaft mit einer deutlichen Risikoerhöhung für die Neugeborenenuntergewichtigkeit verbunden. Dabei erhöhte eine fehlende Einnahme von Multivitaminen das Risiko für ein Geburtsgewicht kleiner/gleich der 10. um den Faktor 1,75. Das Rauchen während der gesamten Schwangerschaft war 1,66-mal häufiger mit einem Geburtsgewicht kleiner/gleich der 10. Perzentile assoziiert. Eine niedrigere Schulbildung hatte im multivariaten Modell keinen signifikanten Einfluss auf die Neugeborenenuntergewichtigkeit. Im Hinblick auf die räumliche Verteilung der Neugeborenenuntergewichtigkeit in der Studienregion zeigten sich keine eindeutigen Unterschiede. Dennoch wies Wolgast den größten Anteil an Kindern mit einem Neugeborenengewicht kleiner/gleich der 10. Perzentile auf. Im Anklamer Umland war die Quote an zu leichten reifen Einlingen (Geburtsgewicht < 2500 g) mit 3,0 % am größten. Dagegen waren in Anklam die Neugeborenen kleiner/gleich der 3. Perzentile mit 3,4 % am zahlreichsten vertreten. Zudem konnte SNiP eine signifikante unterschiedliche lokale Verteilung von soziodemografischen Risikomerkmalen und - verhaltensweisen (Lebensalter < 20 Jahre, Schulbildung < 10 Jahre, Nettoäquivalenzeinkommen < 750 €, Unterschichtzugehörigkeit, Nikotinabusus, fehlende Folsäure- und Multivitamineinnahme) von Wöchnerinnen in der Region Ostvorpommern zeigen. Demgemäß stellten sich hierfür insbesondere Anklam, das Anklamer Umland sowie Wolgast als risikoreiche Regionen innerhalb Ostvorpommerns heraus. Keine bedeutsamen innerregionalen Unterschiede ergaben sich hinsichtlich des mütterlichen Körpergewichtes, der optimalen Gewichtszunahme, des täglichen Zigarettenkonsums, maternalen Erkrankungen sowie der Ernährungsform und -änderung. SNiP konnte anhand dieser Ergebnisse weitgehend zeigen, dass auch in Ostvorpommern die in der Literatur anerkannten maternalen Risikofaktoren für die Neugeborenenunterwichtigkeit von Bedeutung sind und deutliche Unterschiede hinsichtlich ihrer räumlichen Verteilung in Ostvorpommern existierten. Durch die zeitnahe Analyse und Bewertung der mütterlichen Merkmale anhand der Daten des Neugeborenensurvey war es erstmalig möglich, maternale Risikogruppen und „risikobehaftete“ Verhaltensweisen sowie „lokale soziale Brennpunkte“ herauszufinden. Darauf fußend kann eine Erarbeitung geeigneter bzw. Optimierung bereits verwirklichter Präventionsmaßnahmen in der Region möglich werden. Jedoch sind in Zukunft weitere Untersuchungen regionaler und zeitlicher Trends für Ostvorpommern erforderlich, um auch weiterhin eine Optimierung der Schwangerschaftsvorsorge und Präventionsarbeit zu ermöglichen.
This dissertation evaluates the effects of site conditions and livestock grazing on the vegetation of Azerbaijan’s winter pastures. We improved methods to estimate grazing intensity in vast rangelands and enhanced an approach to detect discontinuities in vegetation changes along environmental gradients. All analyses use field data from the semi-arid rangelands of Gobustan and Jeiranchel, at the foothills of the Greater Caucasus mountains. The data set comprises 313 vegetation relevés, each sized 100 m², based on a pre-stratification using topographical parameters. Additionally, we included data from farm transects and exclosure experiments. For each plot, selected site and soil variables were determined. VEGETATION AND SITE CONDITIONS: By means of cluster analysis, we derived 16 vegetation types with a total of 272 vascular plant species. Our vegetation classification, which is closely linked to site conditions, is an important groundwork for adapted rangeland management and monitoring. The study areas are dominated by semi-deserts with a high coverage of dwarf shrubs, and the mean number of vascular plant species was found to be about 28 per 100 m². According to ordination analysis (NMDS), species composition changes primarily along the altitudinal gradient, gradually proceeding from the Salsola nodulosa semi-deserts of the lowest parts (below 300 m a.s.l.) to the Salsola ericoides and Artemisia lerchiana semi-deserts of the upper regions (300–650 m a.s.l.). Soil salinity and carbonate concentration decrease as altitude increases. A second gradient reflects grazing intensity. One plant community that is typically found on intensively grazed sites in the vicinity of farmyards stands apart from the rest, which are subject to lower grazing and trampling pressures. A third factor that differentiates plant communities is the sand concentration of the soils. Additionally, communities that occur on steep slopes differ from communities that occur on level terrain. EXCLOSURE EXPERIMENTS: Exclosure experiments revealed that short-time abandonment of grazing leads to an increase in the number of annual species, in vegetation coverage, and in the heights of forbs and grasses. Clipping experiments indicated that the herbaceous species show hardly any compensatory growth in response to grazing. ESTIMATING GRAZING INTENSITY: A recurrent theoretical problem in rangeland research is the spatial modelling of grazing intensity around grazing hotspots like farms or watering places, the so called piospheres. In a widely used approach, grazing intensity is assumed to decrease in direct proportion to the distance from a hotspot. The resulting response patterns, which relate characteristics of the vegetation or site conditions to grazing intensity, are often nonlinear, and have been interpreted as indicating threshold changes or diff erent state-and-transitions along grazing gradients. However, we show that these ‘thresholds’ are usually geometrical artefacts. Taking into account the concentric structure of grazing hotspots, we suggest a new approach that approximates grazing intensity as the ratio of the total number of livestock kept at the farm to the distance between a given plot and the hotspot centre. Our approach is a simple yet significant improvement over current approaches because it enables us to merge or compare data from different sampling sites and because the approximation is in direct proportion to other grazing indicators like dung density or soil salinity. SPECIES TURNOVER PATTERNS: Combining our new grazing pressure model with species presence/absence data, we modelled vascular plant species responses, patterns of species richness and species turnover along grazing gradients on farm transects in Gobustan. The derived typical species response pattern along the finite grazing gradient is a sigmoid decrease. Species richness declines monotonically with increasing grazing intensity and thus conforms to generally acknowledged assumptions on the relationship between species richness and grazing pressure in semi-arid rangelands. Species turnover along the gradient was calculated using the slopes of species response curves. At first sight, the resulting pattern gives evidence for a discontinuous change. However, it ranges within the 95 % confidence interval of a null model based on assumptions of the individualistic continuum concept. Thus, species composition seems to change continuously along grazing gradients in Gobustan. This new null model approach can probably be adapted and applied to all ecological gradients and is useful for the validation of individualcontinuum or community concepts.
Der akute Myokardinfarkt ist die häufigste Todesursache in den Industrieländern. Um die Spätfolge Herzinsuffizienz so gering wie möglich zu halten, ist eine schnelle Wiederherstellung des koronaren Blutflusses entscheidend. Dieser gewünschten Reperfusion wird jedoch eine zusätzliche Schädigung des Myokardgewebes zugeschrieben. Durch kurze Intervalle von Ischämie und Reperfusion nach Wiederöffnung des Koronargefäßes konnte die Infarktgröße drastisch gesenkt werden, so dass dieses als ischämische Postkonditionierung bezeichnete Verfahren, hohes Potential zur Reduktion der Myokardschädigung nach einem Infarkt bietet. Für den klinischen Einsatz erweist sich dieses Verfahrens jedoch als technisch aufwendig, so dass der Wunsch nach pharmakologischen Ansätzen zu Beginn der Reperfusion steigt. Die vorliegende Arbeit befasste sich daher mit der Untersuchung möglicher kardioprotektiver Substanzen und der Charakterisierung wichtiger Elemente der zugrunde liegenden Signalkaskade. Hierfür wurde in dem Modell der ex vivo perfundierten Rattenherzen die kardioprotektive Wirkung des endogenen Mediators Bradykinin während der Reperfusion und die mögliche Beteiligung des EGF-Rezeptors untersucht. In einem kardiomyozytenbasierten Zellmodell, bei dem HL-1-Zellen mit den Kalziumionophor Calcimycin gestresst wurden, sollte die Beteiligung wichtiger Signalelemente bestätigt werden. Zur Charakterisierung der Rolle der Adenosinrezeptoren während der Reperfusion wurde ein in vivo Maus Modell etabliert, welches die Untersuchung der Infarktgröße im Tier erlaubt. Hierfür wurden selektive Adenosinrezeptoragonisten und -antagonisten sowie CD73-/- Mäuse, die kein endogenes Adenosin durch die 5’-Ektonukleotidase (CD73) bilden können, verwendet. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Bradykinin während der Reperfusion zu einer signifikanten Reduktion der Infarktgröße führt und dass dieser Schutzmechanismus von einer Transaktivierung des EGF-Rezeptors und der survival Kinase Akt abhängig ist. Des Weiteren konnte sowohl bei den Infarktgrößen als auch im zellbasierten Modell eine Beteiligung der MMP-8 bei der Transaktivierung des EGF-Rezeptors nachgewiesen werden. Anhand des in vivo Maus Modells konnte gezeigt werden, dass der durch die ischämische Postkonditionierung vermittelte Myokardschutz durch den selektiven A2bAR Antagonisten MRS1754 aufgehoben werden konnte und dass eine Aktivierung des A2bAR durch den selektiven A2bAR Agonisten BAY60-6583 während der Reperfusion zu einer Senkung der Infarktgröße führt. Des Weiteren konnte mit Hilfe der CD73-/- Mäuse und unter Verwendung von selektiven Adenosinrezeptoragonisten und -antagonisten gezeigt werden, dass bei fehlendem extrazellulärem Adenosin kein Schutz durch eine ischämische Postkonditionierung, dem selektiven A2bAR Agonisten BAY60-6583 oder dem A2aAR Agonisten CGS21680 erzielt werden kann, sondern dass nur die gleichzeitige Aktivierung von A2aAR und A2bAR zum Schutz des Herzens vor Reperfusionsschäden führt. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen mögliche Ansätze für pharmakologische Interventionen zur Behandlung des akuten Myokardinfarkts auf. Die Verwendung von Agonisten zur Aktivierung von G-Protein gekoppelten Rezeptoren rückt damit immer mehr in den Vordergrund für mögliche klinische Ansatzpunkte.
Kein Land vermittelt uns derzeit noch einen so umfassenden, geschlossenen Überblick über die Entwicklung der Baukunst der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser wie das heutige Mecklenburg-Vorpommern. Dies gilt für die Anfänge bis in die Zeit kurz vor dem Zweiten Weltkrieg. Der 1990 überlieferte Bestands-Zusammenhang ist nach bereits knapp zwei Jahrzehnten seit der Vereinigung der Bundesrepublik Deutschland mit der DDR so stark gefährdet, dass die regionale Identität Mecklenburg-Vorpommerns für zukünftige Generationen schwierig nachvollziehbar sein wird. Die Sensibilisierung der Öffentlichkeit zur Erhaltung des kulturellen Erbes im Zusammenhang, die Bekanntheit der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser sowie die Kenntnis ihres entwicklungshistorischen Kontextes bilden die Grundlage für ihren Erhalt – zur Wahrung der regionalen Identität des Bundeslandes. Der Verfasser der vorliegenden Schrift möchte einen Beitrag leisten, erstmalig den entwicklungshistorischen Zusammenhang der genannten Objekte, insbesondere im vormaligen Großherzogtum Mecklenburg-Schwerin, darzustellen. Der Untersuchungsschwerpunkt betrifft den Zeitraum etwa 1780-1920. Die Region Ludwigslust und das Amt Neuhaus werden als ‚Entwicklungs-Zentrum‘ für die zeitgemäß-moderne Architektur der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser Mecklenburgs und Pommerns herausgestellt. Dazu werden die in der Region und dem Amt liegenden Standorte denkmaltopographisch analysiert, ihre Objekte stilkritisch bewertet und mit der zeitgemäß-vorherrschenden Architektur-Stilistik verglichen. Nach dem Forschungsergebnis ist der wichtigste Bestandteil der Gutshaus- und Domänenpächterhaus-Architektur Mecklenburgs und Pommerns auf 6 Entwicklungslinien/Bautrends – zwischen etwa 1700 und Ausbruch des Zweiten Weltkrieges – zurückzuführen. Es werden insbesondere die ‚Innovationsbauten‘, wie beispielsweise das Gutshaus Gresse, vorgestellt und die ‚Innovations-Folgebauten‘ in die jeweiligen Bautrends eingeordnet. Zur Untermauerung des Forschungsergebnisses stützt sich der Verfasser auf 2 Anlagebände, nicht nur mit historischen Abbildungen und maßstabsgerechten Zeichnungen der untersuchten Objekte, sondern vielmehr ihrer Vorbilder, welche in nationalen und internationalen Kultureinflüssen stehen. Die Dokumentation beinhaltet gemäß anthropologischem Modell VASARIs die in Abfolge der architektonischen Stile geordneten Biographien der architektonischen Urheber, deren Objektkonzeption in der Region und dem Amt sowie anderen Landesteilen erfolgt war. Der 1. Dokumentationsteil beinhaltet diejenigen Urheber, welche unabhängig von Bautrends ihre Tätigkeiten entfalteten, hingegen der 2. Teil die Lebensläufe derjenigen Urheber, welche den in der Region und dem Amt begründeten 6 Bautrends in Mecklenburg und Pommern errichteten Objekte zuzuordnen sind. Die Erkenntnisse über die Urheber – in mehr als 70 Baumeister- und Architektenbiographien samt Werkverzeichnissen fixiert – lassen Rückschlüsse auf den entwicklungshistorischen Bestands-Zusammenhang der Schlösser, Guts- und Domänenpächterhäuser in Mecklenburg und Pommern zu. Die Biographien beleuchten nicht nur das familiär-intellektuelle Umfeld der Urheber, sondern vielmehr auch ihre ‚akademische Herkunft‘ im Zusammenhang von Lehrern, Bildungsreisen, Kommilitonen und stilistisch-bautechnischem Einfluss. Schließlich unter diesen multipel-kulturellen Einflüssen erfolgte die Entwurfstätigkeit zur Vollendung dieser Objekte. Es ist zu konstatieren, dass die Biographien eine Vielzahl von Urheberschaften/Zuschreibungen von Gutshausentwürfen offenlegen: Das Repertoire staatsbediensteter Urheber beinhaltete u. a. auch Gutshäuser für private Auftraggeber. So sind zahlreiche Gutshäuser, oft bereits Abbrüchen anheimgefallen, im Nachhinein jedoch als ‚kleine Werke großer Meister‘ zu interpretieren. Erst gemäß Positionierung der Objekte im überregionalen Kontext der Bautrends können sich die Konkretisierungen denkmalpflegerischer Empfehlungen ergeben. So würde, wie das Beispiel des in der Formensprache RAMÉEs im ‚American Colonial Style’ konzipierten Gutshauses Benz dokumentiert, weiteren Fehlinterpretationen und erneuten Abbrüchen wirksam vorgebeugt werden. Es liegt auf der Hand, dass weitere Abbrüche unterbunden und dem Erhalt des kulturellen Erbes Gutsanlagen erhöhte Priorität bei der Erarbeitung landespolitischer Zielstellungen gewidmet werden sollte. Spätestens zum Zeitpunkt dieser Publikation müsste die Kulturpolitik Mecklenburg-Vorpommerns im Kontext privater Initiativen mit dem Ziel der regionalen Identitätswahrung verantwortungsvoll konkretisiert werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von endogenem TNF-related apoptosis inducing ligand (Trail) auf die murine polymikrobielle Sepsis untersucht, weil Vorversuche ergeben hatten, dass die Applikation von exogenem Trail bei Sepsis zu einem Überlebensvorteil führt. Für die Untersuchungen wurden transgene Trail defiziente Tiere mit C57BL/6 Wildtyp Tieren verglichen. Die Colon ascendens stent peritonitis (CASP) diente als Modell für die polymikrobielle peritoneale Sepsis. Anders als nach den Ergebnissen der Vorversuche zu erwarten, konnte in der Überlebenskinetik kein Nachteil durch die endogene Trail-Defizienz festgestellt werden. Die bakterielle Clearance war durch den genetisch bedingten Mangel an Trail nicht eingeschränkt. Im Blut war die Elimination der Bakteriämie sogar effizienter. Durchflusszytometrisch wurden unterschiedliche Zellpopulationen identifiziert und verglichen, um die Auswirkungen der Trail-Defizienz auf Einzelzellebene zu beleuchten. GITR eignete sich im CASP-Modell nicht als Marker für regulatorische T-Zellen. Seine Expression stieg durch die Aktivierung der T-Zellen unabhängig von der Zugehörigkeit zu den Effektor T-Zellen oder den regulatorischen T-Zellen. Deshalb wurden die regulatorischen T-Zellen in dieser Arbeit durch den Transkriptionsfaktor Foxp3 und den Aktivierungsmarker CTLA-4 charakterisiert. Der Anteil der regulatorischen T-Zellen war in der transgenen Trail-/- Versuchsgruppe im Vergleich zu der Kontrollgruppe erhöht. Diese Beobachtung konnte durch die immunhistochemische Färbung von regulatorischen T-Zellen bestätigt werden. Die Expression des Trail-Rezeptors DR5 stieg bei CASP in der transgenen Trail-defizienten Versuchsgruppe an, wohingegen in der Wildtyp Gruppe keine Veränderungen beobachtet wurden. Allerdings besitzen die Trail-defizienten Tiere nach aktuellem Wissen keinen Liganden für diesen Todesrezeptor. Dennoch zeigten sie bei CASP einen höheren Anteil apoptotischer Zellen als Wildtyp-Tiere. Dies wurde sowohl mit Zellzyklusanalysen und TUNEL-Färbungen gezeigt. Da der Zelltod nicht durch Trail hervorgerufen sein konnte, wurde nach weiteren Apoptose-induzierenden Substanzen in diesem Sepsismodell gesucht. Weder die durchflusszytometrische Bestimmung von TNF-Rezeptoren noch die Bestimmung von Glukokortikoiden im Serum mittels ELISA zeigten bei CASP Anstiege in der Trail-/- Versuchsgruppe oder in Wildtyp-Tieren. Schließlich wurde die Reaktivität der Immunzellen bei CASP ex vivo untersucht. Dazu wurden die Zellen in vitro stimuliert und die Zytokinspiegel im Überstand bestimmt. In einigen Experimenten wurde Apoptose in vitro durch Applikation eines universellen Caspaseinhibitors unterbunden. Die überraschenden Ergebnisse zeigten eine Zunahme der proinflammatorischen Zytokine, vor allem TNF-α und INF γ und des antiinflammatorischen Zytokins Il-10. Insgesamt stützen die Ergebnisse die Arbeitshypothese, dass Trail-Defizienz bei Sepsis negative Auswirkungen hat, nicht. Die überraschende Beobachtung, dass der sepsisinduzierte Zelltod in Abwesenheit des „Todessignals“ Trail zunimmt, eröffnet interessante Perspektiven für die zukünftige Forschung.
Makrophagen spielen eine essentielle Rolle bei Entzündungsprozessen sowie bei der Aktivierung von Abwehrmechanismen gegenüber bakteriellen Infektionen. Als Antwort auf inflammatorische Cytokine und bakterielle Produkte setzen Makrophagen Stickstoffmonoxid (NO) und reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) frei, die sowohl redox-sensitive Signaltransduktionswege vermitteln als auch Zellschäden induzieren. Ein wichtiger Bestandteil des zellulären Abwehrsystems stellen unter anderem die ubiquitär exprimierten Peroxiredoxine (Prxs) dar. Sie bilden eine Familie von sechs Thiol-abhängigen Peroxidasen, die Wasserstoffperoxid, organische Peroxide sowie reaktive Stickstoffverbindungen reduzieren können. Neben ihrer antioxidativen Funktion sind sie in die Regulation der Zellproliferation, Signaltransduktion sowie Apoptose involviert. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Peroxiredoxine in Knochenmarkmakrophagen (bone marrow-derived macrophages; BMM) von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen konstitutiv exprimiert werden und die Stimulation mit Lipopolysaccharid (LPS) und Interferon γ (IFNγ) zu einer Änderung der Genexpression von Prxs führt. Während in C57BL/6 BMM die Induktion der Genexpression von Prx 1, 2, 4 und 6 durch LPS und IFNγ von der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) abhängig war, konnte in BALB/c BMM nur eine iNOS-abhängige Induktion der Prx 1- und Prx 6-Genexpression nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Tyrosinkinase JAK2, Tyrosinkinasen der Src-Familie, die Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K), Proteinkinase C-Isoenzyme sowie p44/42 MAPK, p38 MAPK und c-Jun-N-terminalen Kinase (JNK) an der LPS- und IFNγ-induzierten Genexpression von Prx 1, 5 und 6 beteiligt sind. Außerdem konnte erstmals gezeigt werden, dass die Genexpression von Prx 6 durch Nrf2- (nuclear factor-erythroid 2p45 (NF-E2)-related factor 2-) Aktivatoren induzierbar ist und der Genknockout von Nrf2 die LPS- und IFNγ-vermittelte Induktion von Prx 6 in Makrophagen herabsetzt. Des Weiteren war die cytosolische Phospholipase A(2) (cPLA(2)) in die Regulation der LPS- und IFNγ-induzierten Transkription von Prx 5 und Prx 6 involviert. Die Hemmung der stromabwärts der cPLA(2)-gelegenen Cyclooxygenase-Enzyme (COX) führte zu einer signifikanten Abnahme der Prostaglandin (PG) E2-Sekretion sowie der Genexpression von Prx 6. Im Gegensatz dazu resultierte exogen zugeführtes PGD(2)-, PGE(1)-, PGE(2)-, PGF(2α), PGA(1), PGA(2) oder 15-deoxy-Δ12,14-PGJ(2) in einer konzentrations- und zeitabhängigen Zunahme des Prx 6-Transkriptes. Es konnte festgestellt werden, dass an der Regulation der PGD2- und PGE2-induzierten Prx 6-Genexpression die Adenylylzyklase und durch sie generiertes cAMP beteiligt sind, aber die durch cAMP-aktivierbare Proteinkinase A sowie Epac (exchange protein directly activated by cAMP) keine essentielle Bedeutung für die Prx 6-Genregulation besitzen. Die Untersuchungen der Regulation der PGE2- oder PGD2-induzierten Prx 6-Transkription zeigten weiterhin die Beteiligung der JAK2, PI3K, p38 MAPK und einiger Isoenzyme der PKC sowie die Bedeutung von Nrf2 für die Induktion der Genexpression von Prx 6 durch konventionelle und Cyclopentenon-Prostaglandine. In dieser Arbeit wurde zudem der Nachweis erbracht, dass durch die Infektion mit dem Pathogen Burkholderia pseudomallei, das als Modellorganismus Gram-negativer, intrazellulärer Erreger dient, die Genexpression von Prx 1, 5 und 6 in IFNγ-aktivierten Makrophagen von C57BL/6- und BALB/c-Mäusen induziert wird, wobei die mRNA-Induktion von Prx 1 und Prx 6 stärker in C57BL/6 als in BALB/cBMM erhöht wird. In IFNγ-aktivierten und B. pseudomallei-infizierten Makrophagen zeigte sich sowohl eine NO-abhängige Induktion der Prx 1- und Prx 6-Transkription und eine Abhängigkeit der Prx 5- und Prx 6-Genexpression von der NADPH-Oxidase-gebildeten ROS als auch eine Beteiligung von COX-1 und COX-2 an der durch B. pseudomallei-erhöhten mRNA-Expression von Prx 6. IFN&gamma-aktivierte Makrophagen, die mit Stämmen der virulenten Burkholderia-Spezies pseudomallei infiziert wurden, verfügten in den meisten Fällen über eine verstärkte Geninduktion von Prx 6, sowie iNOS- und COX-2-Proteinexpression gegenüber Makrophagen, die mit Stämmen der avirulenten Burkholderia-Spezies thailandensis infiziert wurden. Darüber hinaus zeichneten sich B. thailandensis- im Vergleich zu B. pseudomallei-infizierte BMM überwiegend durch eine geringere Genexpression und Sekretion verschiedener proinflammatorischer Cytokine wie IL-1beta, IL-6 und TNFalpha aus.
Zusammenfassung „Rechtsmedizin in der Weimarer Republik“ In dem hier thematisch eingegrenzten Zeitraum der Arbeit, der Weimarer Republik von 1918-1933, vermochte sich die Gerichtliche Medizin gegen äußere Angriffe (von Vertretern anderer Disziplinen) und innere Widerstände (Konflikte innerhalb der eigenen Ärzteschaft zur Definition des Faches) als eigenständiges Fach, insbesondere gegenüber der Pathologie, durchzusetzen. Bei der Betrachtung der Gerichtlichen Medizin innerhalb der deutschen Universitäten lässt sich sagen, dass an einigen der Universitäten schon früh gerichtsmedizinische Vorlesungen nachgewiesen werden können. Eine kontinuierliche Lehrtätigkeit dagegen fand kaum statt. Häufig wurde das Fach nur im Nebenamt und zumeist auch nur von Klinikern anderer Fachdisziplinen vertreten. Erst mit Aufkommen der Staatsarzneikunde war diese Aufgabe fast ausschließlich den bestallten Vertretern zugefallen und hatte so 1833 zum ersten deutschen Institut für Gerichtliche Medizin in Berlin, der „Unterrichtsanstalt für Staatsarzneikunde“, geführt. Nach dem Zerfall der Staatsarzneikunde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts war die Gerichtsmedizin ein um seine Anerkennung ringendes Fach in Deutschland. Die Notwendigkeit der Gerichtlichen Medizin wurde zwar von vielen Universitätsprofessoren anerkannt, jedoch sollte sie durch Ordinarien der verschiedenen Fachgebiete vertreten werden. Die unterschiedliche Auffassung der einzelnen Fachvertreter über die Definition und die Grenzen des Faches war ebenfalls nicht förderlich für die Entwicklung der Gerichtsmedizin. Trotz unterschiedlicher Ansichten und der teilweise noch nicht vollzogenen Abgrenzung zu Nachbardisziplinen hat sich die Gerichtsmedizin dann in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts als eigenständiges medizinisches Fach durchsetzen können. Nach dem 1. Weltkrieg kam in den 20-er Jahren eine Phase des Aufschwungs. Es folgten weitere Institutsgründungen, Extraordinariate wurden in persönliche Ordinariate umgewandelt, und bestehende Institute wurden sowohl personell als auch technisch besser ausgestattet und das Fach wurde 1924 Prüfungsfach im medizinischen Staatsexamen. Konfliktbeladen blieb über viele Jahre die Frage nach der Zugehörigkeit der Forensischen Psychiatrie, der forensischen Toxikologie und der wissenschaftlichen Kriminalistik zum Fach. Insbesondere letztere sollte nach Auffassung mancher Fachvertreter die „Verwissenschaftlichung“ der Sachverständigentätigkeit fördern, da es den wissenschaftlich vorgebildeten Sachverständigen in der Form noch nicht gab. Und nicht nur an den Universitäten kämpften die Gerichtsmediziner um Anerkennung. Parallel dazu forderten sowohl Kreisärzte als auch Gerichtsärzte, die kreisärztliche Tätigkeit vollständig von der gerichtsärztlichen Tätigkeit zu trennen. In den 20-er Jahren bildeten sich verschiedene Subdisziplinen weiter aus (forensische Psychiatrie, forensische Toxikologie), und mit der Weiterentwicklung der diagnostischen Methoden (z.B. Blutgruppenserologie, Blutalkoholbestimmung nach Widmark) und der Integration von Sozialer Medizin und Kriminalistik festigte sich trotz der damit einhergehenden Konflikte und Auseinandersetzungen der Status der Gerichtlichen Medizin als eigenständiges Fach.
Anhand von 44 Schädeln verschiedener postnataler Altersgruppen von Pan troglodytes wurde das postnatale Wachstum der Nasennebenhöhlen für männliche und weibliche Tiere untersucht. Aufgrund des Fehlens der genauen Altersangaben zum Todeszeitpunkt der Tiere wurden die Schädel anhand der Dentition in 3 Altersgruppen eingeteilt. Zur Darstellung der Morphologie der Nasennebenhöhlen wurden von allen Schädeln computertomographische Schichtaufnahmen angefertigt. Mit Hilfe der Software Winsurf® 4.0 wurden dann die Volumina der Nasennebenhöhlen berechnet und eine 3D-Rekonstruktion der Nasennebenhöhlen erstellt. Das Volumen der Nasennebenhöhlen von Pan troglodytes war in allen Altersgruppen bei den männlichen Tieren stets größer als bei den weiblichen Tieren. Die Kieferhöhle des Schimpansen ist durch den Recessus palatinus, Recessus alveolaris, Recessus frontalis und Recessus zygomaticus erweitert. Recessus palatinus und Recessus alveolaris sind schon in Altersgruppe 1 vorzufinden, die anderen Recessus dagegen sind erst ab Altersgruppe 2 zu beobachten. Die Wurzeln der Molaren reichen meist in das Lumen der Kieferhöhle. Der Sinus sphenoidalis beginnt ab Altersgruppe 1 und 2 anterior im Processus pterygoideus. Die Anzahl der Siebbeinzellen ist beim Schimpansen variabel. Neben zwei bis drei größeren Siebbeinzellen waren häufig weitere kleine Hohlräume vorhanden. Die hinteren Siebbeinzellen überragen das Dach des Sinus sphenoidalis und stehen in engem Kontakt zum Canalis opticus. Für den Sinus frontalis lässt sich feststellen, dass er sich erst ab Altersgruppe 2 zwischen den beiden Orbitae entwickelt. Ab Altersgruppe 3 erreicht der Sinus frontalis den Torus supraorbitalis. Das Wachstum der Nasennebenhöhlen wurde aufgrund des Fehlens des genauen Alters mit Hilfe einer einfachen linearen Regressionsanalyse für männliche und weibliche Tiere getrennt untersucht. Als Bezugsgröße diente die Schädelbasislänge und die größte Schädellänge. Mit Ausnahme des Sinus sphenoidalis vergrößern sich die Nasennebenhöhlen männlicher und weiblicher Schimpansen nach einem ähnlichen Wachstumsmuster. Die Nasennebenhöhlen des Schimpansen wiesen zu fast allen erhobenen Schädelmaßen signifikante Korrelationen aus. Bei der Betrachtung der Asymmetrie der Nasennebenhöhlen konnten wir feststellen, dass der Sinus frontalis die größte Asymmetrie aufweist, gefolgt von Sinus sphenoidalis und Cellulae ethmoidales. Dagegen verhalten sich die Kieferhöhlen symmetrisch.Das postnatale Wachstum der Kieferhöhlen von Pan troglodytes, Pongo pygmaeus und Macaca fuscata lässt sich durch speziesspezifische Regressionsgeraden beschreiben. Der Vergleich des postnatalen Wachstum des Kieferhöhlenvolumens von Pan troglodytes, Pongo pygmaeus und Macaca fuscata zeigt jedoch, dass sich die Kieferhöhlen dieser drei Primatenspezies vermutlich nach einem ähnlichen Wachstumsmuster entwickeln.
Schwere Sepsis und septischer Schock bleiben die führende Todesursache auf deutschen Intensivstationen. Mehrere Autoren haben gezeigt, dass die protokollgesteuerte Therapie der Sepsis einen signifikanten Überlebensvorteil bringt. Problematisch bleibt die Implementierung des Standards in die tägliche Routine. Das Ziel dieser Arbeit ist es nachzuweisen, dass die kontinuierliche Weiterbildung der Mitarbeiter auf mehreren Ebenen die Compliance mit dem 6-Stundensepsisbundle signifikant verbessert was folglich zur Senkung der Letalität führt. Als Intervention wurde ein kontinuierliches systematisches Weiterbildungsprogramm für Ärzte und Schwestern mit dem Schwerpunkt frühzeitige Erkennung und leitliniengemäße Behandlung der Sepsis nach den Empfehlungen der Surviving Sepsis Campaign eingeführt. Weiter wurden zum Thema Sepsis Plakate ausgehängt, Kitteltaschenkarten mit Diagnosekriterien und Therapieleitlinien verteilt und Intranetseiten neu eingerichtet. Patienten der Intensivstationen der Klinik für Anästhesie und Intensivmedizin wurden im Zeitraum von Januar 2006 bis Juni 2009 täglich auf SIRS Kriterien gescreent und bei Erfüllung der Sepsiskriterien in die Studie eingeschlossen. Mittels der SSC-Software wurde die Erfüllung der Kriterien des 6h-Bundles vor und nach der Intervention untersucht und die Krankenhausletalität berechnet. Insgesamt wurden 277 Patienten eingeschlossen. Davon 132 in die präinterventionelle und 145 in die postinterventionelle Kohorte. Folgende Änderungen der einzelnen Parameter wurden festgestellt. Häufigkeit der Blutkulturentnahme vor Antibiotikagabe 18,9% vs. 46,9%, Antibiotische Compliance 70,5% vs. 86,2%, Scv02>70% 19,1% vs. 45,9% sind im signifikanten Ausmaß gestiegen. Die Krankenhausletalität ist von 58,3% auf 40% statistisch signifikant gesunken. Anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit kann zusammenfassend postuliert werden, dass kontinuierliche Weiterbildung der Mitarbeiter die Compliance mit Sepsisprotokollen verbessert und mit einer Senkung der Krankenhausletalität assoziiert ist.
Macrophages are cells of immune system and distributed throughout the body. They provide the first line of defense against microbial pathogen infections. Using bone marrow macrophages (BMMs) which derived from mice of strain BALB/c and strain C57BL/6, this study aimed to identify the changes in proteome of the macrophages due to IFN gamma stimulation and S. aureus infection. Two quantitative proteomic techniques, two-dimensional difference gel electrophoresis (2D-DIGE) and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) were applied in this study. The analysis results indicated that many proteins which play important roles in immunological functions of macrophages were changed due to IFN gamma stimulation and S. aureus infection. This study also identified the differences in proteome of macrophages derived from mice of strain BALB/c in comparing to macrophages of strain C57BL/6.
Das aus antarktischem Meereis stammende und auch bei geringen Temperaturen schnell wachsende γ Proteobakterium Pseudoalteromonas haloplanktis TAC125 (PhTAC125) ist ein Modellorganismus für kälteangepasste Bakterien und Enzyme. Zusätzlich ist es ein alternativer Expressionswirt für die lösliche Überproduktion von heterologen Proteinen, die in etablierten Expressionswirten zur Bildung von inclusion bodies neigen. Bisher sind bei PhTAC125 im Rahmen der Erforschung von Kälteanpassungsmechanismen bzw. der Optimierung des kälteangepassten Expressionssystems nur Teilaspekte der Physiologie, des Stoffwechsels und der Bioprozessoptimierung untersucht worden. Bis zum Beginn dieser Dissertation gab es kaum Experimente, die sich mit der dynamischen und nahezu ganzheitlichen Betrachtung der Veränderung zellulärer Zustände und des Stoffwechsels von PhTAC125 beschäftigt haben. Darüber hinaus sind trotz der Fortschritte bei der Etablierung von PhTAC125 als alternativer Expressionswirt die bisher erzielten Biomassekonzentrationen gering. Aus diesem Grund wurden in dieser Dissertation zur Untersuchung des Stoffwechsels die exponentielle Wachstumsphase sowie vergleichende Untersuchungen verschiedener Wachstumsphasen und zellulärer Kompartimente auf Basis der Proteomanalytik durchgeführt. Zusätzlich konnte mit Hilfe der Fed-Batch-Kultivierungstechnik die Biomassekonzentration im Vergleich zu den herkömmlichen Methoden deutlich gesteigert werden. Zur Untersuchung der Physiologie und des Stoffwechsels von PhTAC125 während des exponentiellen Wachstums wurde das Proteom analysiert. Neben den typischen stark exprimierten Kategorien der exponentiellen Wachstumsphase wie Protein- u. Nukleotidbiosynthese, Aminosäure- u. Kohlenstoffmetabolismus, stellten sich vor allem die Proteine des TonB abhängigen Transportsystems (TBDT), sowie der Kategorien Entgiftung und Coenzyme für PhTAC125 als wichtig heraus. Das TBDT ist wegen seiner hohen Abundanz im Proteom und seiner potentiellen Beteiligung am Transport von Proteinabbauprodukten für PhTAC125 ähnlich bedeutend wie die anderen Kategorien mit einer hohen Anzahl stark exprimierter Proteine. Auch die Proteine zum Schutz vor ROS (reactive oxygen species) und die der Biosynthesewege der Coenzyme sind besondere und bedeutende Merkmale von PhTAC125. Der ROS Schutz ist bei kälteangepassten Bakterien während des Wachstums bei geringen Temperaturen (≤ 20°C) mit erhöhter Sauerstofflöslichkeit und der damit verbundenen verstärkten ROS-Bildung essentiell. Die Verfügbarkeit der meisten Biosynthesewege der Coenzyme im Proteom von PhTAC125 ist ein besonderes Charakteristikum gegenüber vielen anderen Wasser- und Bodenmikroorganismen und kennzeichnet einen potentiellen Wachstumsvorteil. Zur vergleichenden Untersuchung der unterschiedlichen zellulären Kompartimente von PhTAC125 wurden 2D-Gelbilder des Cyto- und Periplasmas erstellt und gegenübergestellt. Das periplasmatische Kompartiment war wesentlich durch Signalpeptid-haltige Proteine des TBDT, Porine und periplasmatische Peptidasen und Chaperone charakterisiert. Die Untersuchung der Proteomsignaturen unter Nährstofflimitationsbedingungen basierte auf dem Vergleich der späten exponentiellen und stationären Wachstumsphase mit der exponentiellen Wachstumsphase. Beide Wachstumsphasen waren durch Kategorien mit hoher Anzahl an gering exprimierten Proteinen dominiert. Dabei handelte es sich vor allem um die Kategorien der Nukleotid-, Protein- und RNS-Biosynthese. Diese potentiell reprimierten Kategorien der späten exponentiellen und stationären Wachstumsphase waren in Verbindung mit der Limitation der meisten Aminosäuren ein deutlicher Hinweis auf die stringent response. In diesem Zusammenhang schienen die stärker exprimierten Proteine (TBDT, Porine, Peptidasen/Protease und PilQ) positiv durch die stringent response eguliert zu sein, um das Überleben unter Nährstofflimitationbedingungen zu garantieren. Bei der Bioprozessoptimierung zur Steigerung der Biomassekonzentration von PhTAC125 wurden zwei verschiedene FB-Strategien durchgeführt. Bei der ersten Strategie wurde eine komplexe Aminosäurequelle (Casamino Acids) als Substrat eingesetzt und über konstante oder exponentielle Substratzufütterungsprofile eine optische Dichte (OD) von 30 erreicht. Im Vergleich zu den bisherigen in der Literatur beschriebenen Bioprozessen von PhTAC125 wurde die finale Biomassekonzentration 3 fach erhöht. Bei der zweiten FB-Strategie wurde ein „definierteres“ Substrat bestehend aus Glycerol und Glutamat für die Fütterungslösung eingesetzt. Mit einer anfänglichen exponentiellen gefolgt von einer konstanten Fütterungsrate konnte die Biomassekonzentration (OD = 86) gegenüber den veröffentlichen Ergebnissen 8 fach gesteigert werden. Zusammenfassend konnten erste proteombasierte Aussagen zur Physiologie und zum Stoffwechsel von PhTAC125 getroffen und erste Bioprozessstrategien zur gezielten Biomassesteigerung entwickelt werden.
Die Behandlung des trockenen Auges erfolgt hauptsächlich symptomatisch mit Tränenersatzmitteln. Eine Vielzahl an Benetzungsmitteln mit unterschiedlichen Wirk- und Zusatzstoffen zum Ausgleich des Tränenmangels und zum Schutz der Schleimhaut wurde entwickelt. In einem standardisierten Zellkulturmodell wurde die protektive Wirkung verschiedener Präparate untersucht. Als Indikator zur Erfassung vitaler Zellen wurde Alamar blue genutzt. Nach Inkubation der Zellkulturen mit den Benetzungsmitteln wurden vier Austrocknungszeiten unter einem konstanten Luftstrom eingehalten. Anschließend wurde der Redoxindikator appliziert und nach vier Stunden Inkubation wurde die Absorption von Alamar blue mit dem ELISA-Reader bestimmt. Mit zunehmender Austrocknungszeit kam es bei allen Benetzungsmitteln zum Verlust vitaler Zellen in den geprüften Zellkulturen. Das Präparat mit einer Kombination der Wirkstoffe PVA und PVP zeigte einen signifikant besseren Schutzeffekt auf die Zellkulturen. Die mit Benzalkoniumchlorid konservierten Mittel führten zum höchsten Verlust vitaler Zellen. Hier konnten Präparate mit dem Konservierungsmittel Oxyd bessere Ergebnisse erzielen.
Zunächst sollte Aktivität der Phenylalanin-Ammonium-Lyase aus Petroselinum crispum (pcPAL) zur nicht-oxidativen Desaminierung des korrespondierenden Alkohols von Phenylalanin, Phenylalaninol generiert werden. Dazu wurden hochdurchsatzfähige Methoden zur Selektion, wie auch zur Durchmusterung von Mutantenbibliotheken etabliert. Es wurde fokussierte, gerichtete Evolution durchgeführt und zwei Mutantenbibliotheken mit Mutationen im Bereich der Bindungsstelle des Substrates erfolglos auf Aktivität durchsucht. Computersimulationen führten zur Annahme, dass Phenylalaninol wahrscheinlich nicht ausreichend im aktiven Zentrum gebunden werden konnte. Aus diesem Grund wurde eine zusätzliche Wasserstoffbrücke durch Verwendung von Tyrosinol als Substrat und der pcPAL-Phe-137-His Mutante eingeführt, welche nach Computersimulationen in der Lage war das Substrat ausreichend zu stabilisieren. Tatsächlich konnte durch die Einführung einer zweiten Wasserstoffbrücke durch rationales Proteindesign erstmals Aktivität gegenüber einem Aminoalkohol generiert werden. Durch Verwendung der Tyrosin-Ammonium-Lyase aus Rhodobacter sphaeroides (rsTAL), dessen Wildtyp bereits ein Histidin an der korrespondierenden Position 137 (His-89 der rsTAL) besitzt, konnte vergleichbare Aktivität gegenüber Tyrosinol erreicht werden. Durch die Analyse der Substratbindung im aktiven Zentrum wurde ein neues Konzept für den Reaktionsmechanismus der aromatischen Aminosäure-Ammonium-Lyasen, basierend auf der Aminosäureposition 484 (pcPAL) entwickelt. Sequenz- und Strukturvergleiche zeigten eine substratabhängige Konservierung der Position 484 (pcPAL). Enzyme mit einer Präferenz für Phenylalanin besaßen stets ein Glutamat, Tyrosin umsetzende Enzyme stets ein Asparagin an der entsprechenden Position. In silico Mutagenesen und Computersimulationen zeigten, dass ein Glutamat an der Position 484 (pcPAL) die Aminogruppe des Substrates bindet, wodurch die prosthetische, elektrophile MIO-Gruppe nur den aromatischen Ring in einer Friedel-Crafts ähnlichen Reaktion angreifen kann. Befand sich ein Asparagin an Position 484 (pcPAL) konnte die MIO Gruppe die Aminogruppe des Substrates erreichen und die nicht-oxidative Desaminierung über den E1cB Mechanismus mit einem MIO-Amino-Addukt durchführen. Somit wurde postuliert, dass die Ammonium-Lyasen und -Mutasen aromatischer Aminosäuren in Abhängigkeit der Aminosäure an Position 484 (pcPAL) entweder den Friedel-Crafts-Mechanismus (mit Glu-484) oder den E1cB Mechanismus (mit Asn-484) katalysieren können. Durch die Verwendung von m-Tyrosin als „Mechanismusindikator“ und Verwendung der Glu-484-Asn-Mutante der pcPAL konnten experimentelle Hinweise erbracht werden, die die Annahmen aus der Computersimulationen unterstützten. Als Grund für die unkonventionelle, bisher einzigartige „mechanistische Promiskuität“ wurde ein unterschiedliches Konzept der Substratstabilisierung in PAL und TAL vermutet. Tyrosin wird durch Wasserstoffbrücken der p-Hydroxylgruppe und der Carboxylgruppe im aktiven Zentrum gebunden, während Phenylalanin keine Möglichkeit bietet, den Phenylring eindeutig zu orientieren. Daher ist ein Glutamat an der Position 484 zur Substratbindung notwendig. Neben der pcPAL wurde die rsTAL zur Desaminierung von Tyrosinol getestet und zeigte ebenfalls pcPAL-ähnliche Aktivitäten. Versuche, durch fokussierte, gerichtete Evolution und rationales Proteindesign aller Aminosäuren der Carboxyl- und Aminobindetasche, eine aktivere Mutante zur Umsetzung von Tyrosinol zu identifizieren, scheiterten. Computersimulationen wiesen auf ein Wasserstoffbrückennetzwerk hin, dessen Störung sich stets durch verminderte oder zerstörte Aktivität äußerte. Somit musste festgestellt werden, dass in der Carboxyl- und Aminobindetasche keine Mutationen erlaubt sind, die Tyrosinol besser im aktiven Zentrum binden könnten. Daher wurden alternative Substrate untersucht. Tyrosinamid konnte ebenfalls langsam durch die pcPAL-Phe-137-His Mutante und die rsTAL desaminiert werden. Die biotechnologisch bedeutenderen Aminierungsreaktionen wurde gegenüber verschiedenen para-substituierten Zimtsäureanaloga untersucht und mit der korrespondierenden Desaminierungsreaktion verglichen. Die pcPAL setzte Phenylalanin in der natürlichen Desaminierungsreaktion 10-fach schneller um als Zimtsäure aminiert werden konnte. p Nitro-Zimtsäure stellte sich aufgrund der elektronischen Effekte des Substituenten als besonders geeignetes Substrat für die Aminierungsreaktion heraus, welches 9-fach schneller durch die pcPAL aminiert wurde als Zimtsäure. Durch fokussierte, gerichtete Evolution konnten drei Mutanten identifiziert werden, die aufgrund geringerer, sterischer Hinderungen bis zu 1,7-fach gesteigerte Aktivität gegenüber p-Nitro-Zimtsäure zeigten. Verglichen mit der natürlichen Desaminierungsreaktion der pcPAL gegenüber Phenlyalanin, konnte die Phe-137-Val Mutante p Nitro Zimtsäure sogar 1,5-fach schneller aminieren. Somit konnte die Aktivität der Aminierungsreaktion, ausgehend vom pcPAL-Wildtyp gegenüber Zimtsäure, um das 15-fache erhöht werden. Die pcPAL-Phe-137-Val Mutante wies geringere Substratinhibierung sowie höhere Aktivitäten gegenüber einigen Substraten auf. In präparativen Biokatalysen wurde die hohe Aktivität und Enantioselektivität (eep ≥ 97%) der Mutante, besonders in der asymmetrischen Aminierung von p-Nitro-Zimtsäure zu p-Nitro-L-Phenylalanin, erfolgreich auf einen größeren Maßstab übertragen.
The aim of this thesis was to validate a method called OSCARR for One-pot, Simple Cassette Randomization and Recombination for focused directed evolution, which had been developed by Dr. Hidalgo. It is based upon the megaprimer PCR method using outer primers differing in TM and including asymmetric cycles before the addition of the forward primer to generate more mutated megaprimer. As mutation-carrying primers, spiked oligonucleotides are employed. These spiked oligonucleotides are designed using an algorithm and have strictly defined composition of nucleotides at each position. An OSCARR library of the Pseudomonas fluorescens esterase I (PFE I) of approximately 8000 clones was generated and screened for altered chain-length selectivity. Two mutants with higher activity towards medium chain length p-nitrophenyl esters were identified, both carried the mutation F126I, which causes the substrate entrance tunnel to be widened, thus facilitating access of bulkier substrates to the active site. One mutant carried the additional mutation G120S which completes a catalytic tetrad which is observed mainly in proteases. F126I had a stronger influence on chain-length specificity, so the further amino acids which form the “bottleneck” to the active site were mutated to further widen the entrance, and mutants with improved activity were found. The bottleneck mutants which consist of single, double, triple and quadruple mutants which are mostly combinations of F126L, F144L, F159L and I225L were then assayed for altered enantioselectivity against chiral acids and secondary alcohols. For substrates 1-phenyl-1-propyl acetate (2), 1-phenyl-2-propyl acetate (3) and 1-phenyl ethyl acetate (4), mutants with increased enantioselectivity were found. I225L plays a crucial role, as it is vital for enantioselectivity against 3, but destroys selectivity against 2, both facts obvious from the comparison of the triple mutant without I225L (mutant T3) and the corresponding quadruple mutant including I225L (mutant Q). However, the single mutant I225L alone does not possess high selectivity against 3, so synergistic effects play an important role. The PFE I wild type already possesses a good enantioselectivity in the hydrolysis of 4, but all mutants which were analyzed in detail surpass the wild type. The program YASARA was then used to calculate docking solutions for both enantiomers of 2 and 3 into the wild type and the best mutant. The results revealed that the mutants’ widened bottleneck allows the phenyl moiety of the substrates to point towards the access tunnel, while only (R)-2 does so in the wild type. Residues 126 and 144 do not come very close to the substrate and are more likely to influence substrate diffusion. Another goal was to find a way to confer promiscuous amidase activity upon the PFE I. In the search for structural homologues, a close structural neighbour with amidase activity was found. The --lactamase from Aureobacterium sp. was named after its activity toward the Vince lactam 2-azabicyclo[2.2.1]hept-5-en-3-one. Biocatalysis experiments with the PFE I and its mutants revealed an excellent enantioselectivity against the ( )-lactam. Specific activities were determined for purified proteins, and the activity of some mutants was within the same order of magnitude as lactamase’s activity.
Die Coxarthrose führt beim Gehen zu Ausweichbewegungen und kompensatorischen Reaktionen benachbarter Segmente. Die Implantation einer Hüftendoprothese lässt eine Verbesserung der Hüftfunktion und ein symmetrischeres Gangbild erhoffen. Knochensparende Prothesenkonzepte, wie Kurzschaftendoprothesen, gewinnen insbesondere in Hinblick auf Wechseloperationen an Bedeutung. Ziel dieser Arbeit war es, erstmalig mittels instrumenteller Ganganalyse den Einfluss der Kurzschaftprothese Mayo und der Standardprothese Zweymüller auf den menschlichen Gang zu messen, zu beurteilen und damit die Funktionalität beider Prothesen miteinander zu vergleichen. Dazu wurden 24 Patienten, welche aufgeteilt in zwei Gruppen entsprechend des implantierten Hüftendoprothesenschaftes waren, in die Studie eingeschlossen. Neben dem Harris-Hip-Score zur Beurteilung der klinischen und subjektiven Parameter wurden die ganganalytisch erhobenen Parameter untersucht. Die Ergebnisse wurden jeweils im zeitlichen Verlauf, präoperativ und postoperativ nach 4 und 9 Monaten, sowie im Vergleich von operierter Seite zur Gegenseite und Unterschiede zwischen den Untersuchungsgruppen analysiert. Der Harris–Hip–Score zeigte in beiden Gruppen eine große Verbesserung der Funktionalität,jedoch ohne deutliche Vorteile einer Gruppe. Die ganganalytisch untersuchten postoperativen Verläufe und die Ergebnisse von operierter und nicht operierter Seite ließen bei den bestimmten Parametern des Gangzyklus, der Bodenreaktionskräfte und der Gelenkwinkel mit dem Bewegungsausmaß signifikante Verbesserungen und eine Entwicklung hin zum physiologischen Gang zu erkennen. Allerdings wurde auch nach 9 Monaten in beiden Gruppen noch keine vollständige Normalisierung des Ganges erreicht. Die deutlichsten Veränderungen sind im Bewegungsausmaß, insbesondere der Hüften und der Knie, zu erkennen, jedoch ohne signifikant bessere Funktionalität einer Prothese. Insgesamt konnten wir mit den verwendeten Methoden kaum Vorteile der Kurzschaftprothese gegenüber der Standardprothese in der postoperativen Phase feststellen. Allerdings ist der Einfluss auf den Gang auch nicht schlechter als bei der Standardprothese und die knochensparende Resektion stellt weiterhin einen wichtigen Aspekt dar.
Als eine der häufigsten Arthrosen des Menschen gewinnt die Gonarthrose mehr und mehr an Bedeutung in unserer Gesellschaft. Ursächlich hierfür ist die demographische Entwicklung mit einer steigenden Lebenserwartung. Häufig steht die Implantation einer Knietotalendoprothese am Ende des Behandlungspfades. In die vorliegende Studie wurden zunächst prospektiv alle 599 Primärimplantationen der Jahre 2003 bis 2005 in der Klinik für Orthopädie der Universität Greifswald eingeschlossen. Alle Patienten mit perioperativen oder postoperativenKomplikationen nach primärer Implantation einer Knietotalendoprothese wurden erfasst und anschließend statistisch ausgewertet. Desweiteren erfolgte die Erhebung von Knee-Society-Score, Hospital for Special Surgery-Score und Patella-Score nach Turba präoperativ und nach Abschluß der Anschlußheilbehandlung, durchschnittlich nach 6,2 Wochen postoperativ (5-8 Wochen). Insgesamt wurden 91 Komplikationen bei 82 Patienten mit einem Altersdurchschnitt von 67,1 Jahren erhoben. Die Gesamtkomplikationsrate lag bei 15,1%. Der Anteil an major-Komplikationen lag bei 8,1%, der Anteil an minor-Komplikationen 7,0%. Am häufigsten traten postoperative Hämatome, Bewegungseinschränkungen und Wundheilungsstörungen auf. Im differenzierten Vergleich von patellarem Vorgehen (mit / ohne PRF-Ersatz), Implantationsart (vollzementiert / Hybrid), der beiden häufigsten Prothesenmodelle (TC-Plus / Natural Knee II) und Oberflächenersatz mit entsprechender Achsdeviation gegen teilgekoppelte Prothesen zeigte sich sowohl in der Komplikationsrate, als auch im Schweregrad der Komplikationen kein signifikanter Unterschied. Bei der Scoreauswertung wurde der KSS von präoperativ 101,17 Punkten auf postoperativ 150,81 Punkte gesteigert. Der HSS stieg von präoperativ 51,9 Punkten auf 72,5 Punkte postoperativ und der Turba-Score verbesserte sich von präoperativ 10,3 Punkten auf 4,7 Punkte postoperativ. Bei den Gruppenvergleichen zeigte sich als einzige Signifikanz ein schlechterer präoperativer KSS (knee-score) und HSS der teilgekoppelten Prothesen, bedingt durch ein geringeres Bewegungsausmaß,gegenüber Oberflächenersatzprothesen mit entsprechender Achsdeviation. Unsere Score-Ergebnisse und Komplikationsraten stimmen mit der internationalen Literatur überein. Die Risikofaktoren Diabetes mellitus und Adipositas für Wundheilungsstörungen und Infektionen konnten bestätigt werden. Im Vergleich der einzelnen Gruppen bleibt die Frage, ob ein primärer Patellarückflächenersatz erfolgen sollte, bleibt weiterhin offen. Zwar zeigte sich keine erhöhte Komplikationsrate bei Prothesen mit PRF-Ersatz, was für einen Ersatz sprechen würde, aufgrund des gleich guten Outcomes ohne PRF-Ersatz zeigte sich in unseren Untersuchungen jedoch auch kein Vorteil des PRF-Ersatzes. Hinsichtlich der Frage, ob Hybridtechnik oder vollzementierte Implantationstechnik zu präferieren sind, zeigte sich in unseren Untersuchungen kein Vorteil einer der beiden Implantationstechniken. Bei Oberflächenersatzprothesen mit Achsdeviationen, welche grenzwertig an der Indikation zur teilgekoppelten Prothese sind, zeigten sich vergleichbare Ergebnisse zu teilgekoppelten Prothesen. Signifikant war das geringere präoperative Bewegungsausmaß der teilgekoppelten Prothesen, was bei vergleichbaren Achsdeviationen den Ausschlag für die Teilkopplung gegeben zu haben scheint. Aufgrund der in der Literatur beschriebenen höheren Komplikationsrate im längeren follow-up sollte jedoch der geringstmögliche Kopplungsgrad bei stabilen Gelenkverhältnissen gewählt werden. Auch bei der Beurteilung aller anderen Ergebnisse muß das kurzfristige follow-up der vorliegenden Studie bedacht werden. Eine mögliche Patella-Problematik tritt meist erst nach längerem follow-up als dem unserem auf. Ebenso ergibt sich die heutige Präferenz zur vollzementierten Technik aus längerfristigen Überlegungen wie Lockerungen und Revisionsstrategien, welche in unserem kurzen follow-up keine Rolle spielen.
Preisbündelung - Eine Analyse von Zahlungsbereitschaften und Variablen des Konsumentenverhaltens
(2010)
Das Konzept der Preisbündelung als Alltagsphänomen verdient eine verhaltenswissenschaftliche Untersuchung. Eine Verbindung preistheoretischer Ansätze, Theorien der Wahrnehmung von Preisen und Eigenschaften sowie Aspekte des Konsumentenverhaltens werden in der vorliegenden Arbeit simultan miteinander in Verbindung gesetzt. Die Arbeit ist in die Theorie des Behavioral Pricings einzuordnen. Die Hauptfragestellung ist zum Einen, wie unterschiedliche Preisbündel durch den Konsumenten wahrgenommen und hinsichtlich des Nutzens beurteilt werden, zum Anderen, welche Motive und Intentionen des Konsumenten hinsichtlich der Nutzenstiftung durch ein Preisbündel relevant sind. Das Ergebnis zeigt Framingwirkungen der Wahrnehmung ausgehend von der Angebotsdarstellung auf. Ebenso werden preistheoretische Annahmen hinsichtlich der Vorteilhaftigkeit eines Preisbündels aus der Sicht des Anbieters aufgegriffen und von Seiten des Konsumenten her untersucht. Die Wahrnehmung von Preisgünstigkeit, Bequemlichkeit, Problemlösung und Transaktionskostenreduktion stehen auf der einen Seite bei dem Angebot von Preisbündeln, auf der anderen treten allerdings eine geringere Wahlfreiheit, geringere Variantenvielfalt und eine geringere Durchschnittsqualität in den Vordergrund. Diese Wahrnehmung von Eigenschaften des Preisbündels im Vergleich zu denselben angebotenen Einzelleistungen wird mit Kaufverhaltensvariablen hinsichtlich der Präferenzbildung für den Kauf eines Preisbündels in Verbindung gesetzt. Diese Variablen umfassen das Preisbewusstsein, das Produktinvolvement, impulsives Kaufverhalten und das Variety Seeking. Ein theoretischer Ansatzpunkt bietet hierbei die Präferenz bzw. Nutzenbewertung von Preisbündeln durch Konsumenten. In diesem Rahmen wird das Konzept der maximalen Zahlungsbereitschaft aufgegriffen und hinsichtlich der Beurteilung des wahrgenommenen und antizipierten Konsumnutzens des Nachfragers anhand verschiedener Modelle erläutert. Ebenfalls wird das Thema der Präferenzoperationalisierung anhand des Sequenzenmodells aufgegriffen. Ein Simultanmodell, bestehend aus Elementen der Wahrnehmung, Motiven und der monetären Nutzenbewertung sowie des Präferenzausdrucks, wird aus bestehenden Theorien und Modellansätzen entwickelt und empirisch anhand eines Praxisbeispiels, welches in der Hotellerie eingebettet ist, überprüft und validiert. Zur Auswertung werden Verfahren von Kausalmodellen bzw. Strukturgleichungsanalysen eingesetzt.
To uncover the genetic structure of Populus euphratica forests along the Tarim River in Xinjiang, China, a PCR set of eight microsatellite markers was established. 18 primer pairs originally developed for P. tremuloides and P. trichocarpa were screened for amplification in P. euphratica. The eight most variable loci were selected for further genotyping experiments. Subsequently, two multiplex PCR assays, each containing four loci, were set up and optimized. Three populations containing altogether 436 trees were used to characterize the selected loci. The set was found to be moderately polymorphic (mean expected heterozygosity = 0.57). The resolution was sufficient to discriminate even siblings with high confidence (PID = 1.81x10-5). Cumulative exclusion probabilities were 0.89 (single parent), 0.98 (paternity), and 1.00 (parent pair) and proved the set’s suitability for parentage analysis. Practical and theoretical analysis of consequences of genotyping errors in this semi-clonal plant showed that the vast majority of errors (62.1%) lead to division of identical genotypes. Merging of different genotypes was found to be a very rare case (0.4%). This always leads to an overestimation of genotypes. A similarity threshold of one allele difference between two genotypes to be regarded as being identical lead to an underestimation of clonal richness and genotype number of one per cent compared to an overestimation of more than 20 per cent without such a threshold. Allowing a certain amount of variation is therefore expected to reflect the clonal structure better than an analysis that considers exact matches only. Using a combination of morphological and molecular analyses, a first study demonstrated that root suckers are clearly distinguished from seedlings in their root architecture. Root suckering starts when trees are 10–15 years old and bridges distances of up to 40 m at a time. Root suckers depend on their parent tree for at least five years and are expected to have a higher mortality than generatively grown trees. Molecular analysis of old growth stands revealed a highly variable proportion of clonal growth between different stands. In the study area, the proportion of clonality decreases with distance to the main river bed (R = 0.31 at the site closest to the main river, R = 0.97 at the site farthest away from the river). An analysis of the history of river movements at different sites indicates a dependency of clonal growth on the frequency of ground water replenishment by the yearly floods. Genetic differentiation among the stands in the study area is low (FST = 0.055), and isolation by distance was not detectable (P = 0.058). Also, the river does not function as a vector for directed gene flow in downstream direction (P > 0.11). The forests are therefore considered to be one large panmictic metapopulation with unrestricted gene flow. Clonal growth does not lead to higher final stand densities (P = 0.99) and is obviously not of crucial importance for stand survival. Furthermore, analysis of vitality measures and size differences indicate that root suckers are in disadvantage both in vitality and in survival rate compared to seedlings. In this light, a possible function of clonal growth as a luxury strategy to enhance a genetic individual’s reproduction success under good site conditions can be discussed. The genetic structure of the (meta)population bears direct implications for management and conversation of the Tugai forest in Xinjiang. Due to the low degree of differentiation and the unhindered gene flow even small, fragmented, or isolated populations have conservational value, thereby clearly answering the SLOSS question (a single large or several small protected areas) in the latter sense. More than that, non-clonal stands with the highest amount of genotypic diversity can be easily identified on satellite and aerial images. Selection of such stands for conservation is therefore possible without expensive and time-consuming molecular analyses.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der genetischen Grundlage der essentiellen Hypertonie. Viele Experimente konnten Genorte finden, die an der Blutdruckregulation beteiligt sind und bei Mutation zu Anstiegen des Blutdruckes führen. Bisher wurden jedoch keine Gene gefunden, die eine essentielle Hypertonie verursachen. Mittels der phänotypischen Selektion auf Bluthochdruck wurden Rückkreuzungshybriden aus normotensiven BB/OK Ratten und spontanhypertensiven SHR/Mol Ratten gezüchtet und im Anschluss mit Mikrosatellitenmarkern auf Veränderungen im Genom untersucht. Der Tierexperimentelle Teil dieser Arbeit und eine erste Untersuchung des Genoms mit 259 Mikrosatellitenmarkern wurde bereits 1997 durchgeführt [Klöting I. et al. 1997]. Die genaue Beschreibung des Rattengenoms und daraus resultierend die Vervielfachung der Mikrosatellitenmarker zur Analyse des Genoms machten eine Weiterführung der Arbeit sinnvoll. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Genom der Rückkreuzungshybriden mithilfe von weiteren 509 Mikrosatellitenmarkern auf Unterschiede im Vergleich zu normotensiven BB/OK Ratten untersucht. Wie bereits 1998 konnten auf Chromosom 14 Genorte ausgemacht werden, die nicht ausschließlich BB/OK zuzuordnen waren, sondern stattdessen Eigenschaften der spontanhypertensiven SHR-Mol Rattenlinie zeigten. Mithilfe der DNA-Sequenzierung konnten auf Chromosom 3 Mutationen entdeckt werden, die im kodierenden Bereich für das Gen Rnd3 liegen. Dieses Gen spielt eine Rolle bei der Hemmung der Ausbildung von Stressfasern. Diese Proteine verankern Zellen über Fokalkontakte an der Plasmamembran und sind unter anderem in den großen Gefäßen und dem Myokard zu finden. Hieraus lässt sich eine Relevanz für die Ausprägung von Hypertonie ableiten. Weitere Veränderungen im Genom der Rückkreuzungstiere konnten nicht gefunden werden. Hieraus kann man schlussfolgern, dass bei guter Abdeckung des Genoms der Ratten nur wenige bestimmende Gene eine Rolle bei der Ausprägung der Hypertonie spielen. Die Annahme, dass die essentielle Hypertonie über eine Vielzahl von Genen vererbt wird, erscheint anhand der gefundenen Ergebnisse unwahrscheinlich und bestätigt Ergebnisse der Entwicklung einer hypertonen Wistarratte von Okamato et al. 1966 [Udenfriend S. Et al. 1976]. Ob es sich bei den Veränderungen, die entdeckt wurden, um hauptursächliche Gene der essentiellen Hypertonie handelt, kann mit dieser Arbeit nicht geklärt werden. Klöting I. et al 1997: Klöting I, Kovacs P, Kuttler B, Phenotypic consequences after restoration of lymphopenia in the diabetes-prone BB/OK rat, Biochem Biophys Res Commun, 1997, Vol. 239 No. 1, 106-110 Udenfriend S. et al 1976: Udenfriend S., Bumpus F.M., Foster H.L., Freis E.D., Hansen C.T., Lovenberg W.M., Yamori Y., Spontaneously hypertensive (SHR) rats: Guidelines for breeding, care, and Use, ILAR
This work proposes and experimentally evaluates a new method and the first prototypic design of an apparatus for the objective assessment of peripheral dynamic stereovision. Peripheral dynamic stereovision is understood as the ability to perceive, recognize and observe moving objects in the visual periphery without sacrificing foveal fixation, i.e. shifting the line of sight (e.g. moving the eyes or the head) and loosing attention to the scene of interest. The presence of stereopsis on top further enhances the perceptive quality by adding the third dimension with judgment of depth and estimation of relative spatial positions as central clues for orientation, coordinative interaction and navigation in space. Based on findings that moving stereoscopic contours can induce distinctive optokinetic reactions, a panoramic stimulus pattern was rotated round subjects’ heads. Designed after the Frisby Stereotest, solely the binocular parallax resulting from the plate thickness carries stereoscopic information, excluding all other depth clues. A specially fitted goggle frame assured correct binocular alignment of the subjects adding objectivity. In first experiments, voluntary reactions (pushing a buzzer button) and involuntarily triggered ocular responses have been registered. The Performance Level (PL) and Confidence Ratio (CR) were introduced as benchmarks for voluntary reactions. Despite larger spreads, the PL averaged at 60 % while an elevated CR confirmed a low error rate of 16 % and thus high overall credibility. Poor performance of available recording hard- and software, in many cases, rendered the analysis of involuntary ocular reactions less exhaustive. It was however observable that objects that appear in the periphery of the visual field triggered the onset of nystagmoid search and tracking mechanisms. Finally, mean peripheral locations of subjects’ active reactions have been established at 30 degrees. The outcome of this pilot study in principle confirmed basic feasibility, conceptual validity and practical applicability of this novel method. Prospective fields of application with raised demands on peripheral dynamic stereopsis have been identified and critically assessed. The applicative possibilities and exclusive advantages of this test combining the assessment of stereopsis and dynamic visual field testing have not been matched by solutions published so far. Before however commercialization should be aimed at, design-related issues, including the implementation of electrophysiological ocular measurements, need to be addressed first to lead the post-prototype development to higher diagnostic expressiveness and reliability.
In den pankreatischen α-Zellen ist Pax6 als Aktivator der Glucagon-Genexpression bekannt, während dessen Einfluss auf die Insulinsynthese kontrovers diskutiert wird. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, wie der Transkriptionsfaktor Pax6 und dessen co-exprimierte Isoform Pax6(5a) in den Insulin-produzierenden β-Zellen agieren, um so auf ihre Funktion in diesen Zellen schließen zu können. Mittels Luciferase-Assays, Northern Blots und Radioimmunoassays wurde gezeigt, dass Pax6 sowohl die Insulinsynthese als und auch die sezernierte Insulinmenge reduzieren kann, wobei die TAAT-Motiv-bindende Homöodomäne als essenziell für diesen Pax6-Effekt identifiziert wurde. Mit Hilfe fluoreszierender Fusionsproteine und der indirekten Immunfluoreszenz konnte beobachtet werden, dass der intrazelluläre Transport von Pax6 Glucose-abhängig erfolgt und zwar gegensätzlich zu dem von PDX-1, einem Aktivator des Insulingens. So befand sich Pax6 bei Glucose-Mangel vor allem im Zellkern, bei hohen Glucose-Konzentrationen hingegen vorwiegend im Cytoplasma. BETA2, das synergistisch mit PDX-1 die Insulin-Genexpression induzieren kann, war Glucose-unabhängig stets im Zellkern lokalisiert. Die physiologische Relevanz der Translokation von Pax6 konnte in vivo durch die immunhistochemische Untersuchung von Pankreasschnitten normo- und hypoglycämischer C57BL/6 Mäuse bestätigt werden. GST-Capture-Assays zeigten die Interaktion von Pax6 und BETA2. Darüber hinaus demonstrierten CHIP-Assays in vivo eine gegensätzliche Glucose-abhängige Bindung von Pax6 und PDX-1 an der ein TAAT-Motiv enthaltenden A3-Box des Ratten Insulin-II-Promotors und unterstützen damit die Hypothese von Pax6 als Inhibitor der Insulin-Genexpression. Das Serin 122 wurde in Pax6 als wichtige regulatorische Aminosäure nachgewiesen, deren Mutation die Glucose-abhängige Translokation und die Wirkung von Pax6 auf den Ratten Insulin-II-Promotor stark beeinflusste. Wahrscheinlich wird diese Aminosäure anders modifiziert, möglicherweise glycosyliert. Eine Glycosylierung des Pax6-Wildtyps bei Glucose-Entzug wurde mittels Immunpräzipitation von EGFP-Pax6 und anschließender Western Blot-Analyse unter Verwendung eines O-GlcNAc-erkennenden RL2-Antikörpers detektiert. So ist zu vermuten, dass bei Glucose-Mangel die Glycosylierung den Transport in den Kern vermittelt und die für den inhibitorischen Effekt von Pax6 auf die Insulin-Genexpression verantwortliche TAAT-bindende Homöodomäne beeinflusst. Für Pax6 lässt sich schlussfolgern, dass es sich bei geringer Glucose-Konzentration im Kern befindet, um die Aktivierung der Insulin-Genexpression zu verhindern, indem es mit BETA2 interagiert und die PDX-1-Bindungsstelle blockiert. Da Pax6 zusätzlich unter diesen Bedingungen auch die Expression der für die β-Zelle spezifischen Gene aktiviert, um sie auf den zukünftigen Bedarf vorzubereiten, ist dessen essenzielle Rolle für die Aufrechterhaltung der β-Zellfunktion unumstritten. Ganz andere Effekte bewirkt hingegen die in den β-Zellen co-exprimierte Isoform Pax6(5a), die durch alternatives Spleißen des Exons 5a entsteht. Ihre Funktion in diesen Zellen war bisher unbekannt. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass sie im Gegensatz zu Pax6 nicht an der Insulingen-Regulation beteiligt ist und auch nicht mit BETA2 interagiert. Analog zu Pax6 wurde ein Glucose-abhängiger Transport innerhalb der Zelle beobachtet. In vitro Kinase-Assays identifizierten in Pax6(5a) Threonin 48 als CKII-Phosphorylierungsstelle. Da es sich hierbei um die erste Aminosäure des Exons 5a handelt, welche somit durch das alternative Spleißen in Pax6 nicht existiert, stellt diese Phosphorylierung eine spezifische Regulation dieser Isoform dar. Mittels fluoreszierender Fusionsproteine war zu beobachten, dass die Imitation dieser Phosphorylierung den Transport von Pax6(5a) in das Cytoplasma verhinderte. Das die CKII zahlreiche für Wachstum und Proliferation verantwortliche Faktoren reguliert, lässt auf die Bedeutung der Pax6(5a)-Isoform in pankreatischen β-Zellen als Regulator des Wachstums für den Erhalt der β-Zellmasse schließen.
Parsimonious Histograms
(2010)
The dissertation is concerned with the construction of data driven histograms. Histograms are the most elementary density estimators at all. However, they require the specification of the number and width of the bins. This thesis provides two new construction methods delivering adaptive histograms where the required parameters are determined automatically. Both methods follow the principle of parsimony, i.e. the histograms are solutions of predetermined optimization problems. In both cases, but under different aspects, the number of bins is minimized. The dissertation presents the algorithms that solve the optimization problems and illustrates them by a number of numerical experiments. Important properties of the estimators are shown. Finally, the new developed methods are compared with standard methods by an extensive simulation study. By means of synthetic samples of different size and distribution the histograms are evaluated by special performance criteria. As one main result, the proposed methods yield histograms with considerably fewer bins and with an excellent ability of peak detection.
The aim of this study was to invistigate the effect of the oral health component of a general health promoting program implemented in primary schools of Greifswald city and east Pomerania region. Methods: This program was part of an innovative multidisciplinary general health promoting program, a longitudinal collaborative project based on health competence concept. Seven hundred and forty students with an age range 9-12 years (mean 10.34, SD±0.56, 48% females) were recruited from the fifth grade students of different 18 primary schools. The schools were randomly allocated into two groups. Oral health education was provided to the teachers in the intervention schools and then they conveyed it to their students, while no additional measures were conducted in the control schools. School dental examinations as well as questionnaires for the students and their parents were conducted at baseline and after one and half year of the program. Results: A significant correlation between caries increment and intervention/control group was reported, with a 35% higher risk in the control group. High socio-economic status has a significant highly protective effect in the intervention program with a reduction in incidence risk ratio of 94% (p < 0.001). In the low socio-economic status no preventive effect could found. The association between overweight/obese students and caries increment was border line significance (IRR 1.37, p = 0.055). The intervention program left a protective effective on the students who reported; lower tooth-brushing frequency, do not take care of their teeth, and do not consider sound and healthy teeth. Conclusion: The implemented program was effective in improving dental health, especially among students with high socio-economic status, but failed to achieve an effect in the low socio-economic group. The program was successful in maintaining a good dental health status among students who lack for the essential oral health competence items at the beginning. Social inequalities are an important issue which was partly tackled with a competence-based health promoting program, therefore, additional 76 compulsory preventive measures, such as daily or weekly tooth-brushing at school, should be seriously considered as behavior-centered approach.
Eight hundred and fifty two students with an age range 9-13 years (mean 10.34, SD±0.56, 48% females) were recruited from the fifth grade students of different 19 primary schools in Greifswald and East Pomerania. In conjunction with the compulsory dental community examination, additional data were collected with two questionnaires for the children and their parents. Newly generated items were taken from the children’s questionnaire to form short scales for oral health-related knowledge, behaviour, attitudes. Parents’ questionnaire contains questions on socio-economic status (SES) and child’s health. The response rate was 93.2%; 78.8% for children; parents, respectively. Results: The distribution of DMFT values was highly polarized with most of the children (71%) exhibiting no carious defects, fillings or missing teeth in the permanent dentition with a mean of 0.6 ±1.2. There was a significant correlation between DMFT and social class levels (rs=-0.19, p=0.001) with mean DMFT values of 0.9 ± 1.3, 0.6 ±1.1 and 0.4 ± 0.9 for the low, medium and higher social strata, respectively. There was a clear correlation between the dental attitude and dental behaviour (rs=0.32, p=0.003). However, correlations between knowledge vs. attitude and knowledge vs. behaviour were loose. A statistically significant correlation between DMFT and dental behaviour was found (rs=-0.15, p=0.003). It should be noted that children with higher self-esteem were found to have significantly higher dental awareness scores (rs=0.19, p=0.001). General health was a significant predictor for caries incidence (rs=0.08, p=0.01). The frequency of drinking lemonade or ice tea and eating salty snacks (chips, nuts) showed clear correlations with the DMFT (rs=0.17 and 0.13, p<0.01). Prolonged daily TV watching was associated directly with DMFT values (rs=0.13, p=0.001). A significant correlation was found between caries and smoking, even after adjusting for age (rs=0.1, p=0.002). Smoking children had a significantly higher DMFT rate than children who were not smokers with a mean DMFT of 0.9 ±1.5 vs 0.6 ±1.2 (p=0.004). Interestingly, each of prolonged TV watching, more lemonade drinking and smoking were correlated directly with the low socioeconomic status (Spearman correlation coefficient of 0.13, 0.2 and 0.17, respectively, p<0.05). Regarding malocclusion, 64% the subjects had at least one type of anomaly. Crowding and maxillary overjet represented the major proportion 28% and 23%, respectively. Males exhibited significantly higher increased overbite scores than females p=0.04. Whereas the prevalence of crowding was more common in females than males (p=0.05). Amazingly, more malocclusion was registered in children with caries-free primary teeth when compared to children with carious primary teeth (p=0.05). No significant differences in the mean of dmft or DMFT value were found between normal and non normal occlusion (p>0.05). Undergoing to orthodontic treatment was associated with significantly higher dental awareness scores (p=0.003). No correlation between socio-economic status and malocclusion was registered. Conclusion: This thesis confirms the decline and polarisation of dental caries. Dental behaviour was mostly independent of dental knowledge, but depended on dental attitude. Higher scores in dental behaviour resulted in lower DMFT scores; possibly, oral health promotion should strengthen attitude and actual behaviour instead of knowledge. Higher scores in self-esteem and general health connected with lower caries incidence and higher score in dental awareness. Social inequalities was strongly linked with health inequalities with more prevalence of caries, smoking, prolonged TV watching, wrong diet habits and less sealants application among children of low SES. Hence, oral health-related interventions in children sample should be directed at the social structures with more incorporating of oral health promotion programs into other general health promotion programs. This thesis suggests that; the establishment of healthy behaviours such as a regular teeth brushing at school could be one of the most successful ways to involve all children especially children of low SES in dental care. Malocclusion traits were very common in this sample. This underlines the need for more orthodontic preventive programs among children, in order to reducing the risk factors of malocclusion. The association between prevalence of malocclusion and socio economic status could not be established. No generalised conclusion could be drawn about the relationship between caries and malocclusion.
In dieser Dissertation wird eine Problemstellung der Optimalen Steuerung aus dem Bereich der Linearen Elastizitätstheorie dargelegt und gelöst. Die Dissertation gliedert sich in die folgenden Schwerpunkte: Modellierung der Problemstellung, Formulierung der Optimalsteuerungsprobleme für den zeitunabhängigen (stationären) bzw. zeitabhängigen (instationären) Problem, die Herleitung der notwendigen Bedingungen für eine ermittelte optimale Lösung und die Berechnung von numerischen Lösungen des stationären bzw. instationären Problems sowie deren Überprüfung der Erfüllung der notwendigen Bedingungen. In der Modellierung werden Gleichungen zur Bestimmung der Deformation (Auslenkung) einer Zylinderschale unter rotations-symmetrischer Krafteinwirkung aus Grundgleichungen der Mechanik (Kräftegleichgewicht, Impulserhaltungssatz) hergeleitet. Bei dieser Herleitung werden die Hypothesen von Mindlin und Reissner verwendet und die spezielle Geometrie der Zylinderschale berücksichtigt. Die Dissertation erbringt den Nachweis der Existenz einer Lösung der modellierten Gleichungen im schwachen Sinne, d.h. für Lösungen in Sobolev-Räumen. Für die Formulierung der Optimalsteuerungsprobleme für den stationären und instationären Fall für Praxis relevante Problemstellungen setzen wir das Volumen des Zylinderrohres als konstant voraus (Volumenbedingung). Die Zielstellung der Optimalsteerungsprobleme besteht darin eine optimale Dicke zu bestimmen, welche die integrale Deformation (Auslenkung) der Zylinderschale (im instationären Fall zu einer ausgezeichneten Zeit) minimiert. Eine optimale Lösung (optimale Dicke) muss die notwendige Bedingung erster Ordnung (Variationsungleichung) für alle zulässigen Dicken, welche auch der Volumenbedingung genügen, erfüllen. Die Herleitung der konkreten Form dieser notwendigen Bedingungen für den stationären bzw. für die instationären Fälle wird in der Dissertation dargelegt. Durch die Verwendung der zugehörigen adjungierten Zustände können die notwendigen Bedingungen effizienter formuliert werden. Zur Berechnung einer Lösung der Gleichungen im stationären Fall bzw. in den instationären Fällen wurde die Finite Elemente Methode bzw. die Rothe-Methode im zeitabhängigen Fall verwendet, wobei die Lösungsräume exakt berücksichtigt werden. Das Optimierungsproblem wird diskretisiert und mit fmincon aus der Optimization-Toolbox von Matlab gelöst. Die damit berechneten diskreten optimalen Lösungen (optimale Dicke) für die einzelnen Problemstellungen werden auf die Erfüllung der notwendigen Bedingungen getestet. Die Dissertation wird durch viele Beispiel-Rechnungen abgerundet und deren Lösungen in grafischer Form präsentiert.
A central point of this thesis is the investigation of surface structure and surface forces, which are created by single layers of linear polyelectrolytes (PE). In detail, the properties of cationic poly(allylamine)hydrochloride (PAH) and poly-l-lysine (PLL) and anionic sodium poly(styrene sulfonate) (PSS) are determined, which have been physisorbed onto oppositely charged silica surfaces in presence of a predefined salt concentration IAds. For these investigations, a new averaging method for colloidal probe (CP) force profiles is developed, which leads to an ultimate force resolution of 1 pN after the data processing, (signal to noise ratio of > 1000). Furthermore, a new kind of tapping mode imaging is presented (so called colloidal probe tapping mode, CPTM), which uses a CP instead of a sharp tip and hence which allows to resolve lateral inhomogeneously distributed surface forces. The basics to understand such-like obtained tapping mode images are developed. For adsorption from salt-free solution (IAds = 0) the dominance of an electrostatic double layer repulsion is observed, which is commonly attributed to the adsorption of the PE chains into a rather flat and compact layer and which is in full agreement with theoretical predictions and enormous experimental data available in literature. However, even a small addition of salt to the deposition solution (i.e. IAds > 1 mM NaCl) introduces a new contribution to the surface force, which is attributed to PE chains that are non-flatly physisorbed. Using scaling considerations, it is shown for all investigated PE that this non-flat conformation can be described by brush-like chain adsorption (cf. Section 3.3.5); other conformations like mushroom or pancake are excluded (cf. Section 5.3). Interestingly, these non-flatly physisorbed chains combine properties of neutral and PE brushes: (i) The force is very well described by the theory of Alexander and de Gennes (AdG, cf. Section 5.4). By fitting the AdG force law to the data, it is possible to determine the (brush) thickness L of the PE layer and the average distance s between brush-like physisorbed chains. Although the chains are charged the electrostatic contribution to the surface forces is too small to be noticeable (cf. Section 5.4.2). (ii) The thickness L of this PE layer is much larger compared to the compact layer (observed for salt-free adsorption) and is also subject to a pronounced swelling and shrinking if the bulk salt concentration I is decreased or increased, respectively. Surprisingly, all measurements indicate that L follows a scaling law known for salted end-grafted PE brushes, i.e. L ~ N (I s^2)^(-1/3) (with N denoting the degree of polymerization). Furthermore, the osmotic brush phase is never observed in the experiments, but chain stretching up to 1 / 3 of the contour length is regularly achieved. CPTM imaging applied to PSS shows that the brush-like physisorbed chains are not homogenously distributed over the surface, but form brush domains which coexist with flatly physisorbed chains (cf. sections 5.5 and 5.6). This clearly shows that PSS generally physisorbs in two distinct phases, which differ in conformation (flat vs. brush) and the surface force caused (electrostatic vs. steric repulsion). The force profile of the two phase system is in good approximation simply the superposition of a steric and an electrostatic repulsion, whereby their respective contribution to the composed force profile is given by their area fraction. The quantitative analysis reveals that L and s of the brush phase are independent on IAds. This is remarkable, as a change in IAds is known to induce a continuous transition between a stretched (low IAds) and coiled chain conformation (high IAds) in the deposition solution (cf. [Fleer1993, Yashiro2002]). Hence, one can conclude that the conformation in solution does not necessarily correspond to the conformation after adsorption. It is also shown that the area fraction A of the brush domains strongly depends on N and IAds. For example, for constant N the scaling relation A ~ sqrt(IAds) is determined, which is very similar to the common observation that the surface coverage %Gamma of adsorbed PE layers increases also with %Gamma ~ sqrt(IAds) [Schmitt1996, Cosgrove1986, Ahrens2001, Yim2000, Gopinadhan2007, Cornelson2010]. This suggest that brush-like physisorbed PE chains are responsible for the increase in %Gamma. In fact, Section 5.6 shows that the mass of the brush phase is approx. 0.5 mg/m² which is comparable to the increase in %Gamma reported in literature for IAds = 1 M NaCl [Cosgrove1986, Schmitt1996, Ahrens2001]. As a change in IAds does not affect L and s, but solely the brush area fraction A, it is argued in Section 5.6 that an increase in IAds can be understood as a phase transition from the (disordered) flat phase towards the (ordered and extended) brush phase. Here, further theoretical considerations would be desirable.
Es wurde ein Versuchsaufbau für die Behandlung von Titanproben mittels der Plasma-Immersions-Ionen-Implantation konzipiert, konstruiert und aufgebaut. Im Unterschied zu üblichen PIII-Anlagen wurde hier eine kapazitiv gekoppelte RF-Entladung als Hintergrundentladung mit zwei koplanaren Elektroden direkt über den zu behandelnden Titanproben benutzt. Auf diese Weise war es möglich unter Verwendung von Kupfer für die Elektroden und den Probenhalter, die Titanproben mit Kupfer zu dotieren und parallel, durch die Wahl geeigneter Prozessgase, zu oxidieren. Zusätzlich waren neben Prozessgaskontrollern auch Flüssigkeitskontroller vorhanden, so dass mit diesem Versuchsaufbau Gase, verdampfte Flüssigkeiten und erodierte Metalle in verschiedensten Kombinationen gleichzeitig als Prozessgas für die PIII zur Verfügung gestellt werden konnte. Wie bei PIII-Prozessen erforderlich, waren die Hochspannungshöhe und -dauer einstellbar. Der Strom wurde so gemessen, dass er die Ionendosis wider gibt und für die Temperaturmessung der Substratoberfläche wurde ein in-situ Pyrometer verwendet. Die relevanten elektrischen Parameter wurden mittels eines Oszilloskops bestimmt. Es stellte sich heraus, dass ein Gesamtionenstrom von bis zu 48mA implantiert werden konnte. Dies entspricht bis zu 3.5 x 1015 Ionen cm-2 s-1 und dementsprechend einem Energiestrom von bis zu 5 J cm-2 s-1. Die daraus resultierenden Temperaturen der Substratoberfläche betrugen bis zu 600 °C. Diese Parameter bewegen sich durchaus im Parameterfeld herkömmlicher Anlagen. Der erste inhaltliche Arbeitsgegenstand dieser Arbeit bestand darin, die Oberfläche der Titanproben unter Verwendung von Sauerstoff als Prozessgas mit einem ausreichend dicken und idealerweise kristallinen Titandioxid zu modifizieren. Auf diese Weise wurde die undefinierte natürliche Oxidschicht durch ein definiertes Oxid ausgetauscht. Röntgen-Diffraktometrie Messungen der modifizierten Proben ergaben neben alpha-Titan auch Rutil als primäre Kristallstruktur in der Oberfläche. Durch Variation der Prozessparameter, speziell des Duty-Cycle und damit des Ionenstroms bzw. der Temperatur der Titanproben, konnte die Konzentration an Rutil direkt gesteuert werden. Der zweite inhaltliche Arbeitsgegenstand bestand in der Modifikation des Prozesses und des Versuchsaufbaus zur Dotierung des Titans mit einem antimikrobiell wirksamen Metall, wobei Kupfer aufgrund seiner biologischen Eigenschaften favorisiert wurde. Um die positiven physikochemischen Eigenschaften der Titandioxidoberfläche bestmöglich zu nutzen, wurde parallel zur Dotierung mit Kupfer eine definierte Titandioxid-Schicht erzeugt. Als Prozessgas wurden dafür sauerstoffhaltige Gase, speziell Sauerstoff und Wasserdampf verwendet. Es zeigte sich, dass mit Sauerstoff aufgrund des hohen atomaren O Anteils CuO und TiO2 erzeugt, während mit Wasserdampf, aufgrund der reduzierenden Wirkung des Wasserstoffs, bis zu 30% metallisches Kupfer in die TiO2 Matrix eingebracht werden konnte. Zusätzlich konnte ein Übergang von alpha-Titan für kleine Ionendosen zu Rutil für Dosen oberhalb von 4 x 1018 Ionen cm-2 und 450 °C festgestellt werden. Weiterhin zeigten die Diffraktogramme Ti3O als Übergangsmodifikation, jedoch keine Kupfer- oder Kupferoxidkristalle. Durch geeignete Prozessparameterwahl ist es daher selbst bei geringen Implantationsspannungen von 10 kV möglich, einen bis zu 200nm dicken Verbund aus kristallinem TiO2 (Rutil) angereichert mit metallischem Kupfer zu erzeugen. Ein zusätzlicher Arbeitsgegenstand bestand in exemplarischen Zelltests mit Staphylococcus aureus (MRSA) und MG-63 Zellen als Vertreter für problematische Krankenhauskeime bzw. als Modellorganismus für Knochenzellen. Parallel zu diesen Versuchen wurde das Kupfer-Release der mit Kupfer dotierten Titanoberfläche bestimmt. Mit höheren Ionendosen während der Ionenimplantation konnten die Proben dahingehend modifiziert werden, dass eine höhere Kupferkonzentration aus dem Verbund ausgelöst wurde. Dieser Verlauf spiegelte sich auch in den Zelltests wieder. Während die Vitalität der MG-63 Zellen mit steigender Dosis abnahm, stieg die antibakterielle Wirkung an. So konnten über 95% der Bakterien getötet werden, wobei die Zellvitalität mit 80% im Vergleich zur Zelle auf dem Deckgläschen immer noch sehr hoch war. Weiterhin wurde eine brauchbare numerische Simulation erstellt, die ein besseres Verständnis der physikalischen Prozesse auf und unter der Oberfläche der zu modifizierenden Proben ermöglichte. Zusätzlich kann, basierend auf dieser Simulation, eine Prozessabstimmung geschehen. In die Simulation gingen die mit der Software TRIM simulierten Tiefenprofile, Sputterraten der einzelnen Oberflächenelemente, Elementanteile der Oberfläche sowie der einfliegenden Ionen und deren Energie mit ein. Dabei zeigte sich, dass die experimentell erhaltenen Tiefenprofile mit diesem Modell bis zu einem gewissen Genauigkeitsgrad qualitativ und quantitativ erklärt werden können.
Bacillus licheniformis is one of the most important hosts used in the biotechnological industry for the production of technical enzymes, antibiotics and a number of biochemicals. Although this bacterium has been used for a long time as an expression host, only little information on expression systems of this host is available. An expression system could be controlled by a cell density signal, a specific chemical inducer or a thermal shift. A limiting substrate such as glucose or phosphate limitation is suggested to use as the signal for the induction of an expression system. When B. licheniformis cells are subjected to nutrient limitation conditions, numerous genes involved in the metabolism of alternative nutrient sources are induced in order to keep cell survival. Therefore, the main topic of this study was to identify and investigate the regulation of genes or operons which are strongly induced in B. licheniformis cells grown under nutrient limitation conditions in order to apply for the construction of potential new expression systems. The research includes studies on the regulation of genes which are responsible for the acetoin and 2,3-butanediol utilization in B. licheniformis cells grown under glucose limitation conditions. Furthermore, we also analyzed the regulation of phytase gene expression as well as investigated the function of a putative ribonuclease expressed in B. licheniformis under phosphate limitation conditions. From this study, it was shown that in B. licheniformis, the utilization of acetoin and 2,3-butanediol was mainly mediated by enzymes encoded by the acoABCL operon. The transcription of this operon was regulated by sigma L transcription factor and was induced by acetoin. The acuABC operon was suggested to play as an indirect regulatory role for the acetoin utilization in B. licheniformis. This operon was controlled by a typical sigma A dependent promoter, however, acetoin was not an inducer for its expression. Furthermore, the regulation of phytase gene expression was suggested to be controlled by PhoPR-two component systems. The results showed that phytate, which is the substrate of phytase enzyme, was not an inducer for the expression of phy gene. However, growth experiments revealed that phytate served as a good alternative phosphate source for the growth of B. licheniformis cells under these conditions. Finally, the inactivation of BLi03719 gene, coding for a putative ribonuclease, resulted in an increase of the total RNA concentration of B. licheniformis cells grown in phosphate limited medium. However, the mutation did not affect the expression of the heterologous reporter gene. Therefore, it could be speculated that the putative ribonuclease BLi03719 plays a role in ribosomal RNA degradation under these conditions.
Numerische Lösung von Optimalsteuerungsaufgaben unter Nebenbedingungen mit biologischen Anwendungen
(2010)
In dieser Dissertation wird ein Verfahren zur Lösung von Optimalsteuerungsaufgaben mit Steuer-Zustandsbeschränkungen vorgestellt. Dazu werden die notwendigen Bedingungen an eine optimale Lösung benutzt, die ein System aus algebraischen Gleichungen, Ungleichungen und Differentialgleichungen erzeugen. Dieses System wird mit einem Newton-ähnlichen Ansatz gelöst. Außerdem wird die Erweiterung auf Problemen mit reinen Zustandsbeschränkungen vorgeführt. Eine deutliche Verbesserung der Konvergenzergebnisse kann durch die Anwendung der Fisher-Burmeister-Funktion auf die Komplementaritätsbedingungen erzielt werden. Die Iterationsverfahren werden auf eine Reihe von restringierten Optimalsteuerungsaufgaben (Aufgaben mit reinen Steuerbeschränkungen, gemischten Steuer-Zustandbeschränkungen und reinen Zustandsbeschränkungen für einzelne Zeitpunkte und für das gesamte Optimierungsintervall) angewendet, um ihr Verhalten bei verschiedenen Startwerten sowie unterschiedlichen Schrittweitenansätzen zu untersuchen. Dazu werden zum einen zwei aus der Literatur bekannte Aufgaben (das Rayleigh-Problem und das Minimum-Ernergy-Problem) gelöst und zum anderen werden zwei Probleme mit biologischem Hintergrund untersucht. So wird eine Optimalsteuerungsaufgabe aus der Fischerei um geeignete Einnahmenbedingungen erweitert, die absichern sollen, dass die Fischer keine längeren Phasen ohne Kapitalzuwachs haben. Dazu wird zwischen einer globalen Bedingung und einer Bedingung für endlich viele Zeitpunkte unterschieden. Desweiteren wird ein Modell einer HIV-Erkrankung untersucht, bei dem die numerischen Verfahren, die die notwendigen Bedingungen an eine optimale Lösung benutzen, nur für geringe Behandlungszeiten (bis zu 50 Tage) das Problem lösen. Es zeigt sich, dass die Stabilität dieser Verfahren deutlich verbessert werden kann, wenn das Modell um eine Obergrenze für die T-Zellen erweitert wird. Den Abschluss der Dissertation bildet ein Kapitel zur Konvergenzuntersuchung, in dem sich zeigt, dass die verwendeten Iterationsverfahren teilweise von sehr schlechter Konvergenzordnung sind, da die Bedingung für eine lineare Konvergenz nicht erfüllt wird.
Im Bereich der Orthopädie und Traumatologie fordern die zunehmende Zahl an Non-Union- und Delayed-Union-Frakturen sowie auch aus volkswirtschaftlicher Sicht die zunehmend alternde Gesellschaft mit entsprechend medizinischen Komplikationen neue Ansätze im Bereich des Tissue Engineerings. Bisherige Fortschritte diesbezüglich lassen sich hauptsächlich im Bereich des viralen Gentransfers mit Knocheninduktion durch Bone morphogenic Proteins (BMPs) sowie durch die Verwendung von Matrixgerüsten mit entsprechenden Plasmiden erkennen. Rückschläge im Bereich des viralen Gentransfers sowie die große Aufwendigkeit in der Herstellung der Matrixgerüste fordern jedoch andere Methoden. Hierbei ist Calcium-Phosphat als non-viraler Vektor eine Möglichkeit. Sfeir et al. entwickelten Nanopartikel aus Calcium-Phosphat (NanoCaPs), die die gewünschte Plasmid-DNA schützend umschließen und in die Zelle transportieren. Da die Transfektion durch viele Faktoren beeinflusst wird, erfolgte die Optimierung dieser für HeLa-Zellen in vitro. Als Markerplasmid fand das gWIZ™ (Green Fluorescent Protein) Verwendung. Die untersuchten und variierten Parameter waren die Inkubationszeit der Transfektionslösung auf den Zellen, Mediumzusätze wie Serum und Antibiotikum sowie unterschiedliche Verhältnisse von Vektor zu DNA. Hierbei konnte eine optimale Inkubationszeit von 48 Stunden eruiert werden. Weiterhin ergab sich die Notwendigkeit von Serum als Mediumzusatz, wobei die Hinzugabe von Antibiotikum als fakultativ zu bewerten ist. Ein optimales Konzentrationsverhältnis konnte bei 1 : 5 bzw. 1 : 10 (DNA zu NanoCaPs) gefunden werden. Vergleichend fanden Untersuchungen mit einem etablierten Vektorsystem, dem kationischen Lipid Lipofectamine™ 2000, statt. Eine ähnliche Optimierung wie bei den NanoCaPs erfolgte, wobei sich hierbei gute Ergebnisse bei Konzentrationsverhältnissen von 1 : 4 sowie 1 : 5 (DNA zu Lipofectamine™ 2000) ergaben. Im quantitativen Vergleich dieser beiden non-viralen Vektorsysteme mittels FACS-Analyse konnten bei den NanoCaPs durchschnittlich 5,9 % transfizierte Zellen bei einem Verhältnis von 1 : 5 (DNA zu NanoCaPs) und bei einem Verhältnis von 1 : 10 (DNA zu NanoCaPs) 11,7 % detektiert werden. Bei Lipofectamine™ 2000 ergaben sich für das Konzentrationsverhältnis 1 : 4 (DNA zu Lipofectamine™ 2000) durchschnittlich 16 % transfizierte Zellen und bei 1 : 5 (DNA zu Lipofectamine™ 2000) 19,7 %. Mittels dieser Nachweismethode werden jedoch nur lebende Zellen gezählt, so dass der bekannten Zytotoxizität des Lipofectamine™ 2000 nur ungenügend Beachtung geschenkt wird. So wird der Anteil transfizierter Zellen zugunsten des Lipofectamine™ 2000 verschoben. Für Calcium-Phosphat hingegen konnte mikroskopisch keine Zytotoxizität beobacht werden und auch in der Literatur ist diese in nur sehr geringem Maße beschrieben. Mit dem Ziel, die NanoCaPs später im Bereich der Knochenbruchheilung zur Proteininduktion einzusetzen, erfolgten weitere Versuchsreihen mit NanoCaPs in vivo. Hierbei konnte bei subkutaner Applikation beim Kaninchen eine erfolgreiche Transfektion mit einzelnen Unterbrechungen für 7 Tage detektiert werden. In Hinblick auf die Hinzugabe von Fibrin als Lösungsstabilisator bzw. Carrier-Matrix zu den NanoCaPs konnte keine Veränderung im Transfektionsergebnis beobachtet werden. Auch in vivo wurden verschiedene Konzentrationsverhältnisse angewendet, wobei sich bei einem Verhältnis von 1:4 (DNA:NanoCaPs) an 5 Tagen positive Banden für GFP im Western Blot zeigten. Weiterhin erfolgte die In-vivo-Testung bei einem Critical-Size-Modell am Kaninchenfemur. Hierbei konnte insgesamt jedoch nur eine positive Bande erkannt werden. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die NanoCaPs erfolgreich in vitro wie auch in vivo transfizieren. Bei der Anwendung in vitro Bedarf es - wie bei anderen non-viralen Vektorsystemen auch - einer Feinabstimmung der einzelnen Parameter, um eine optimale Transfektionseffizienz zu erreichen. Wenn auch in vivo eine deutlich geringere Anzahl an transfizierten Zellen vorlag, so konnte in anderen Studien gezeigt werden, dass schon bei 0,1 % an transfizierten Zellen ein biologischer Effekt durchaus möglich ist. Dieser biologische Effekt könnte in zukünftigen Studien mittels Verwendung eines Bone Morphogenic Proteins anstelle des Green Fluorescent Protein als Genprodukt untersucht werden.
We discuss a numerical method to study electron transport in mesoscopic devices out of equilibrium. The method is based on the solution of operator equations of motion, using efficient Chebyshev time propagation techniques. Its peculiar feature is the propagation of operators backwards in time. In this way the resource consumption scales linearly with the number of states used to represent the system. This allows us to calculate the current for non-interacting electrons in large one-, two- and three-dimensional lead-device configurations with time-dependent voltages or potentials. We discuss the technical aspects of the method and present results for an electron pump device and a disordered system, where we find transient behaviour that exists for a very long time and may be accessible to experiments.
Neue Konzepte für das Protein-Engineering am Beispiel von Enzymen mit alpha/beta-Hydrolasefaltung
(2010)
Trotz einer sehr großen funktionellen Diversität, zeichnen sich die Enzyme innerhalb der α/β-Hydrolasefaltung-Superfamilie durch eine sehr hohe strukturelle Homologie aus, weshalb man annimmt, dass sich deren Vertreter über divergente Evolution aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Unter Zuhilfenahme von Methoden des Protein-Engineerings sollte im ersten Teil der Arbeit untersucht werden, ob es möglich ist, Enzyme innerhalb dieser Superfamilie ineinander umzuwandeln. Als Modelenzyme dienten eine Esterase aus Pseudomonas fluorescens (PFE) und eine Epoxidhydrolase aus Agrobacterium radiobacter (EchA). Nach der Etablierung geeigneter Analysemethoden für Esteraseaktivität und Epoxidhydrolaseaktivität wurden mittels verschiedener Sequenz- und Strukturalignments Aminosäuren identifiziert, die essentiell für den jeweiligen Reaktionsmechanismus sind. Diese wurden nachfolgend mittels positionsgerichteter Mutagenese in die jeweiligen Enzyme eingefügt und die entsprechenden Mutanten auf die jeweilige Aktivität hin untersucht. Leider zeigte weder die PFE Epoxidhydrolaseaktivität, noch die EchA Esteraseaktivität. Anschließend wurden über weitere Strukturvergleiche ganze Bereiche in Epoxidhydrolasen identifiziert, die möglicherweise von Wichtigkeit für die Funktionalität des Enzyms sind. Es wurden also ganze Bereiche der PFE durch solche der EchA ersetzt und auf diese Weise drei Chimär-Enzyme hergestellt. Diese Chimären wurden mittels Coexpression von Chaperonen hergestellt und anschließend aufgereinigt. Eines dieser Chimärenzyme zeigte eindeutig Epoxidhydrolaseaktivität. Es wird angenommen, dass der Eingangsbereich ins aktive Zentrum der PFE im Wildtyp-Enzym versperrt war und dieser durch den Austausch eines Loops geöffnet wurde. Weiterhin wurde ein Ansatz entwickelt, Esteraseaktivität in der EchA zu generieren. Dieser basiert auf einem strukturbasierten Sequenzalignment, das es erlaubt Aminosäuren zu identifizieren, die sich in Epoxidhydrolasen und Esterasen unterscheiden. Leider führte dieser Ansatz bisher noch nicht zum Erfolg, weshalb weitere Untersuchungen nötig sind. Im zweiten Teil der Arbeit ging es darum, Mutantenbibliotheken für die fokussierte, gerichtete Evolution möglichst klein, aber qualitativ hochwertig herzustellen. Zu diesem Zweck wurde ebenfalls ein strukturbasiertes multiples Sequenzalignment herangezogen, das es erlaubt die Aminosäureverteilung an verschiedenen Positionen des Enzyms in einer riesigen Anzahl strukturell verwandter Enzyme zu bestimmen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, welche Aminosäuren an definierten Positionen sehr häufig sind und welche eher selten. Von solchen Resten, die sehr selten sind, wird angenommen, dass sie negative Auswirkungen auf die strukturelle Integrität des Proteins haben und deshalb von der Natur nicht berücksichtigt wurden. Diese Annahme wurde zur Herstellung von Proteinbibliotheken ausgenutzt. In einer fokussierten, gerichteten Evolution wurden einmal 3 und einmal 4 Aminosäuren der PFE simultan und zufällig durch Aminosäuren ersetzt, die sehr häufig in 2800 verwandten Sequenzen an diesen Positionen vorkommen. Die auf diese Weise generierten Bibliotheken wurden einmal auf eine verbesserte Thermostabilität (für die 3 Positionen) und einmal auf eine verbesserte Enantioselektivität untersucht (4 Positionen). Hierbei wurde zusätzlich die Auswirkung der Mutationen auf die Substratspezifität untersucht. Als Vergleichsbibliotheken wurden ebenfalls einmal alle 20 proteinogenen Aminosäuren eingefügt und einmal nur solche, die sehr selten im Alignment auftauchen. Das Ergebnis war in beiden Fällen eine sehr viel bessere Bibliothek, wenn nur solche Reste vertreten waren, die auch in der Natur bevorzugt vorkommen. Dies galt sowohl in Bezug auf die Anzahl aktiver Klone in jeder Bibliothek, als auch auf die Chance eine verbesserte Variante zu finden (stabiler bzw. selektiver). Die besten Mutanten der Bibliotheken hatten im Vergleich zum Wildtyp einen 8°C höheren Schmelzpunkt bzw. einen bis 18fach höheren E-Wert (bei 50facher katalytischer Effizienz). Weiterhin konnten die Substratspezifität um den Faktor 4.300 verändert werden.
Die Arbeit untersucht die Geometrie selbstähnlicher Mengen endlichen Typs, indem die möglichen Nachbarschaften kleiner Teile klassifiziert und ihr Zusammenhang untersucht werden. Anwendungen sind die Dimension von selbstähnlichen Maßen und überlappenden Konstruktionen sowie die Bestimmung von Zusammenhangseigenschaften.
Molekulare Mechanismen der Adaptation sowie Impfstudien zur Bekämpfung von aviären Influenza-A-Viren
(2010)
Wildvögel stellen die natürlichen Wirte und das Hauptreservoir für Influenza-A-Viren dar. Einige Influenza-Stämme konnten sich zudem an verschiedene Säugetierarten wie Mensch, Schwein oder Pferd anpassen. Die molekularen Mechanismen der Adaptation von Influenza-A-Viren an einen neuen Wirt sind komplex. Sie werden u. a. auf eine modifizierte Interaktion viraler Proteine mit Wirtszellproteinen zurückgeführt, die in Verbindung mit dem Auftreten von Punktmutationen in viralen Proteinen, vor allem den Polymeraseproteinen, steht und zu einer optimierten Replikation von Influenza-A-Viren im neuen Wirt führen kann. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden molekulare Werkzeuge entwickelt, die der Identifizierung wirtsspezifischer Interaktionspartner der viralen Ribonukleoprotein-Komplexe (vRNP) dienen können. Dazu wurden mittels reverser Genetik rekombinante Influenza-A-Viren unterschiedlichen Wirtsspektrums mit einem Strep-tag als Markierung am C-Terminus der Polymerase-Untereinheit PB2 generiert. Zu den verwendeten Viren zählten das humane A/HongKong/1/68 (H3N2), die beiden speziesübergreifenden Viren A/swan/Germany/R65/06 (H5N1) (‚R65‘) sowie A/seal/Massachusetts/1/80 (H7N7) und das aviäre A/duck/Ukraine/1/63 (H3N8). Durch Immunfluoreszenz- und Western-Blot-Analysen wurde die stabile Expression des Strep-PB2-Fusionsproteins in infizierten Zellen bestätigt. Es wurde zudem gezeigt, dass die markierten Viren auf Säuger- und Vogelzellen vergleichbar mit den entsprechenden unmarkierten Viren replizieren. Anhand des Strep-getaggten PB2-Proteins des R65-Virus wurden erfolgreich virale RNP-Komple xe aus infizierten Säuger- und Vogel-Zellen mittels Affinitätschromatographie aufgereinigt und deren vier Protein-Bestandteile PB2, PB1, PA und NP durch MALDI-tof-Massenspektrometrie identifiziert. Die Palette getaggter Viren bildet die Grundlage für weiterführende Studien zur Untersuchung Virus-Wirt-spezifischer Wechselwirkungen, die für den Wirtswechsel und die Adaptation von Influenza-A-Viren entscheidend sein können. Die Entstehung des pandemischen Influenza-Virus A/HongKong/1/68 (H3N2) (‚Hk68‘) geht auf ein Reassortment zwischen dem zuvor zirkulierenden humanen H2N2-Virus und einem aviären H3-Stamm zurück. Hierbei wurden die Segmente des humanen Virus, die für das Rezeptor-bindende Protein Haemagglutinin (HA) und die Polymerase-Untereinheit PB1 kodieren, gegen die entsprechenden Segmente des aviären H3-Virus ausgetauscht. Bei einem Sequenzvergleich zwischen dem Hk68-PB1 und dem PB1 des dem unbekannten aviären Donor nahestehenden Isolates A/duck/Ukraine/1/63 (H3N8) (‚dUk‘) wurden lediglich sechs Unterschiede in der Aminosäuresequenz identifiziert, die möglicherweise Folge der Adaptation des Hk68-Virus an den humanen Wirt sind. Nach dem Einfügen der einzelnen Mutationen in das dUk-PB1 wurden homologe RNP-Komplexe (PB2, PB1 und PA sowie NP von Hk68) und heterologe RNP-Komplexe (PB2, PA, NP von Hk68 und PB1 bzw. PB1-Punktmutante von dUk) in transfizierten Säugerzellen rekonstituiert. Mit Hil fe eines Luciferase-Reportertests konnte gezeigt werden, dass der heterologe Hk68/dUk-PB1-Komplex im Vergleich zum homologen Hk68-Komplex eine um 50% erniedrigte Polymerase-Aktivität aufweist. Dieser negative Effekt konnte durch das Einfügen der Mutation PB1 I12V in das dUk-PB1, aber nicht durch eine der anderen fünf Punktmutationen, vollständig aufgehoben werden. Folglich könnte es sich bei dieser Mutation um eine adaptive Mutation handeln. Untersuchungen an in vitro rekonstituierten RNP-Komplexen anderer Viren konnten diese Theorie unterstützen. Wachstumskinetiken des homologen Hk68- und dUk-Virus sowie von ihnen abgeleiteter PB1-Reassortanten und PB1-Mutanten deuteten ebenfalls auf einen Einfluss von Aminosäureposition 12 im PB1-Protein auf die Virusreplikation hin. Mit Hilfe eines ELISAs durchgeführte Bindungsstudien zwischen den PA-Proteinen verschiedener Influenza-A-Viren und PB1-Peptiden mit Valin oder Isoleucin an Position 12 legten zudem eine Zu- bzw. Abnahme der Af finität zwischen PA und PB1 als Ursache für die veränderte Polymeraseaktivität nahe. Hochpathogene aviäre Influenza-A-Viren (HPAIV) vom Subtyp H5 oder H7 verursachen enorme wirtschaftliche Schäden und stellen eine potentielle Bedrohung für den Menschen dar. Die Entwicklung effektiver Impfstoffe ist deshalb in vielfacher Hinsicht sinnvoll. In der vorliegenden Arbeit wurde mittels reverser Genetik eine Elastase-abhängige Mutante des HPAIV A/swan/Germany/R65/06 (H5N1), genannt R65-E, als potentielle lebend-attenuierte Vakzine erzeugt. Dazu wurde die polybasische Spaltstelle im HA des hochpathogenen Virus gegen eine Spaltstelle für die in vivo kaum verfügbare Protease Elastase ersetzt. In vitro wurde mit Hilfe von Plaquetests, Wachstumskinetiken und Western-Blot-Analysen die strikte Abhängigkeit der R65-E-Replikation und der R65-E-HA-Spaltung von Elastase nachgewiesen. Im Gegensatz zum R65-Wildtyp war die R65-E-Mutante in vivo aufgrund der Abwesenheit von Elastase auf einen Replikationszyklus beschränkt und somit hochgradig attenuiert. Insgesamt erwies sich die R65-E-Mutante im Huhn jedoch als wenig immunogen. So kam es 7 Tage nach okulonasaler Infektion von Eintagsküken lediglich zu einer schwachen zellulären Immunantwort basierend auf CD8+ zytotoxischen T-Zellen in der Milz. Eine Antikörper-Antwort wurde nach o kulonasaler oder in ovo Infektion nur bei jeweils einem von zehn bzw. einem von sieben Tieren induziert. Das Vorhandensein H5-spezifischer Antikörper korrelierte hierbei mit einem Schutz der Tiere gegen eine Belastungsinfektion mit dem homologen HPAIV R65. Gleichermaßen ging die Abwesenheit H5-spezifischer Antikörper bei den übrigen Versuchstieren mit einem letalen Verlauf der homologen R65-Belastungsinfektion einher. Ein partieller Schutz gegen eine heterosubtypische Belastungsinfektion mit dem HPAIV R65-H9R66mutR65 sowie eine reduzierte Virusausscheidung bei einigen Tieren der Boostergruppe, die drei Wochen nach okulonasaler Infektion eine zweite Dosis R65-E erhalten hatten, deuteten auf eine R65-E-induzierte zellvermittelte Schutzwirkung hin. Es ist zu vermuten, dass die R65-E-Mutante in vivo überattenuiert war und aus diesem Grund keine protektive Immunabwehr induzieren konnte. R65-E eignet sich daher nicht als lebend-attenuierte Geflügelvakzine.
The present study was aimed at associating further genes to selected types of laminopathies applying a functional candidate gene approach. Additionally, genotype/phenotype correlations in defined laminopathies were investigated to extend the clinical spectrum and considering practical aspects of molecular genetic analysis in laminopathies. Primary and secondary laminopathies are rare genetic disorders caused by mutations in genes encoding proteins of the nuclear lamina or proteins interacting with the nuclear lamina. So far at least 14 distinct disease phenotypes of primary laminopathies have been found mostly caused by pleiotropic lamin A/C ( LMNA) mutations. Secondary laminopathies can be caused by mutations in other than lamin genes including emerin (STA), lamin associated protein-2 (LAP2) and ZMPSTE24 (ZMPSTE2).
Von Juli 1998 bis Mai 2007 wurden an der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald 136 Patienten nach Weil operiert, wobei wir 101 davon für eine Folgeuntersuchung nach einem durchschnittlichen Untersuchungszeitraum von 3,5 Jahren gewinnen konnten. Das mittlere Alter der Patienten betrug 54,2 Jahre. Der Frauenanteil lag bei ungefähr 90%. Anhand prä- und postoperativer Werte nach dem Metatarsophalangeal-Interphalangeal Score nach Kitaoka et al. (1994) mit maximal 100 Punkten wurde das Patientenkollektiv beurteilt. Dieser Untersuchungsbogen berücksichtigt objektive Faktoren wie Beweglichkeit und Gelenksstabilität sowie subjektive Faktoren wie Schmerzen als auch die Stellung des Vorfußes. Die Probanden wurden gegliedert angefangen mit Gruppe 1 (20 Fälle, 19,8% der Gesamtheit), die aufgrund ausschließlicher Weil-Osteotomien basierend auf einer primären Metatarsalgie operiert worden sind. Weiterhin gab es 48 Eingriffe (47,53%) mit gleichzeitiger Hallux-valgus-Operation (Osteotomien nach Austin und Akin, Scarf sowie Basisosteotomien), die als Gruppe 2 verzeichnet wurden. Zuletzt wurden alle Patienten mit Voroperationen am Vorfuß, insgesamt 33 Patienten, d.h. 32,67%, als Gruppe 3 klassifiziert. Insgesamt schlossen alle Studienteilnehmer im Mittel mit präoperativen 28,67 zu postoperativen 73,14 Punkten sehr gut ab. Eine Steigerung um 44,5 Punkte war mit vielen ähnlichen Studien vergleichbar (Seide et al. 2000; O'Kane et al. 2002; Gibbard et al. 2003; Garcia-Rey et al. 2004; Sabo et al. 2004; Hofstaetter 2006) und bekräftigt damit die Etablierung der Weil-Technik in der Vorfußchirurgie. Ein Ziel dieser Arbeit war es, mit dem Gruppenvergleich die Frage nach gezielter Indikation zu hinterfragen. Die Klasse 3, d.h. Patienten, die aufgrund einer sekundären Metatarsalgie operiert worden sind, schnitten unter den Gruppen mit postoperativ 80,82 Punkten am besten ab. Hingegen erzielten die Studienteilnehmer mit gleichzeitiger Hallux-valgus-Operation einen postoperativen, mittleren Scorewert von 68,88 ähnlich wie die Probanden in Gruppe 1 mit 70,7 Punkten. Gerade in den Unterpunkten der postoperativen Beschwielung und der Bewertung der Vorfußstellung fiel die zweite Gruppe signifikant schlechter aus. Dennoch verzeichnete das Patientenkollektiv 3 die meisten Komplikationen mit 27,3%, darunter nachfolgende Entfernungen von störendem Osteosynthesematerial, eine PIP-Arthrodese, eine Knochennekrose und Wundinfektionen. Im gesamten Patientenklientel erlitten hingegen nur 20,79% eine Komplikation. Als Fazit betrachten wir die Osteotomie nach Weil als ein sehr effektives Verfahren zur operativen Therapie der Metatarsalgie und bestärken dessen Etablierung. Trotzdem sich ein erhöhter Anteil von Komplikationen bei Patienten mit Voroperationen am Vorfuß auftat, empfehlen wir aufgrund der exzellenten Scoreergebnisse die Weil‘sche Methode auch dort anzuwenden. Aus unseren Untersuchungen stellten wir fest, dass diese Art der Operation eine gezielte Verfahrensweise selbst unter erschwerten Bedingungen bei vorhergehenden Eingriffen bietet. Mit einer realistischen Aufklärung über eine mögliche spätere Metallentfernung und dem verstärkten Entgegenwirken von Wundinfektionen verkörpert die Weil-Technik nicht nur eine Alternative, sondern eine Präferenz für die optimale Behandlung von Patienten mit sekundärer Metatarsalgie.
Die Millimeterwellentherapie (MWT) ist ein viel versprechendes komplementärmedizinisches Verfahren, evidenzbasierte Untersuchungen zu ihrer analgetischen Effektivität fehlen aber bisher. Das Ziel dieser Studie war zu untersuchen, ob eine MWT den Opioidverbrauch im Vergleich zu einer Scheinbehandlung im Rahmen einer postoperativen Schmerzbehandlung bei Patienten, die sich einer Knie-Totalendoprothesenimplantation unterzogen, reduzieren kann. Achtzig Patienten wurden randomisiert millimeterwellen- oder scheinbehandelt. Patienten und der die Studienbehandlung Ausführende waren gegenüber der Tatsache verblindet, welche Behandlung einer MWT entsprach. Die MWT bestand aus 6 Sitzungen von je 30min Dauer. Während jeder dieser Sitzungen wurde die Operationswunde am Knie mit elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen von 50-75 GHz und einer Intensität von 4,2 mW/cm2 behandelt. Die medikamentöse postoperative Schmerztherapie mit Piritramid via PCA-Pumpe wurde so gesteuert, dass eine Schmerzintensität von unter 40 auf der VAS-100 resultierte. Der primäre Endpunkt war der Piritramidverbrauch bis einschließlich 3. postoperativen Tag. Als sekundäre Endpunkte wurden betrachtet: der Gesamt-Ibuprofenverbrauch vom 4. postoperativen Tag bis zur Beendigung der Studienbehandlung, der Erfolg der Patientenverblindung, die Häufigkeit der Tramadolanforderung, die Zufriedenheit mit der Studienbehandlung, die Inzidenz von Nebenwirkungen, Blutdruck und Herzfrequenz. Der Piritramidverbrauch war in beiden Gruppen gleich, wobei alle Patienten eine adäquate Schmerzreduktion angaben. Die Werte bezüglich der sekundären Endpunkte waren ebenfalls vergleichbar. Die Mehrzahl der Patienten beider Gruppen war der Überzeugung, eine Millimeterwellenbehandlung bekommen zu haben und würde sich dieser in Zukunft erneut unterziehen. Eine MWT mit den von uns angewendeten Parametern und bei Wundexposition ist nicht in der Lage, den Opioidverbrauch im Vergleich zu einer Scheinbehandlung nach Knie-Totalendoprothesenimplantation zu reduzieren.
Genome-wide association studies (GWAS) are used to identify genetic markers linked with at least partially heritable diseases or phenotypes without prior knowledge of any disease-associated genetic loci. In summer 2008, all individuals of the population based cohort Study of Health in Pomerania (SHIP) were individually genotyped using the Affymetrix Genome-Wide Human SNP Array 6.0 microarray. The aim of this work was to establish an efficient workflow for GWAS using the more than 4000 individually genotyped samples of the SHIP cohort as well as pooled samples, focusing exclusively on analyzing genetic variations based on single nucleotide polymorphisms (SNPs). Firstly, an optimal array platform for the genotyping analysis had to be chosen that detected most of the available genetic variants at a high level of accuracy. Secondly, extensive quality controls had to be performed starting from DNA extraction and including tests of the generated array data by the analysis software to obtain the most reliable data for the subsequent association studies. For the identification of loci with smaller genetic influences, individual cohorts were meta-analyzed in large nationally and internationally organized consortia (e.g. CHARGE, BPGen, HaemGen, GIANT, CKD Gen). To participate in those meta-analyses, a comparable common set of genetic data had to be generated. This was done by imputation of the data generated by individual array-based genotyping on the basis of a reference panel using chromosomal linkage information. Due to the extensive phenotype information in the SHIP study, it was possible to perform many genome-wide discovery analyses and replication studies of possible susceptibility loci in a short time once the genetic data was available and processed. This resulted in the necessity to set up an efficient workflow for storing the huge amount of genetic data, converting it into different formats readable for specific analysis software, performing the association analyses and processing the results into a human-readable and clear format. This included replications, GWAS and meta-analyses of several cohorts. Many susceptibility loci were newly identified in different association studies with the SHIP data included and were subsequently published. In this work, genetic association studies with the SHIP data included were performed and published on blood pressure, uric acid concentrations, cardiac structure and function, lipid metabolism, hematological parameters, kidney functions, smoking quantity, circulating IGF-I and IGFBP-3 concentrations and thyroid volume including the risk of goiter development. Besides the SHIP cohort, there was a need to use other, especially patient cohorts for GWAS. Since no genotype information from these patient cohorts was available and the individual genotyping of many probands is still expensive and therefore often not affordable, we established the cost-effective allelotyping method that relied on pooling of DNA samples prior to the hybridization with microarrays. After estimating the pooling-specific error of a case-control allelotyping study, the allelotyping approach was used for identifying genetic susceptibility loci associated with aggressive periodontitis. If not referring to work of collaborators, all statistical analyses, data handling and in silico work concerning the SHIP data described in this context was performed by the author of this dissertation.
Die Arbeit befasst sich mit der Parameterbestimmung in gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen aus gegebenen Messdaten. Als Zielfunktion wird die quadratische Abweichungen betrachtet, ebenso wie die Betragssummen- und Tschebyschev-Norm der Differenz von der Lösung der gewöhnlichen Differentialgleichung und des Messwert-Vektors. Zur Anwendung kommen dabei sowohl iterative Optimierungsverfahren als auch direkte Methoden der optimalen Steuerung.
Peatlands cover only about 3% of the terrestrial surface but are significant players in the global carbon (C) cycle and the climate system, since they store roughly one quarter of the global soil carbon (C) and are among the largest natural sources of methane (CH4). Since the resulting feedbacks on the climate system are uncertain, research efforts aim at identifying key processes and quantifying the C exchange from ecosystem to regional and global scales. To identify peatland ecosystem dynamics requires analysis of yet different scales. The key scale for their C dynamics is the microform scale, which is the smallest entity of the system. To estimate ecosystem dynamics, up-scaling from the microform scale is needed. Up-scaling demands (1) a correct estimation of the spatial heterogeneity and (2) the correct aggregation. In this thesis, the traditional spatial weighting of microform fluxes by the microform distribution is evaluated by (1) analyzing the flux calculation procedure, (2) investigating the effect of the resolution of the landcover maps on the up-scaling and by (3) cross-evaluating the up-scaling result with the directly measured ecosystem flux. Eventually, it is evaluated how these dynamics are considered in a mechanistic ecosystem model (LPJ-WHyMe). CH4 fluxes were measured on the microform scale with the closed chamber technique and on the ecosystem scale with the eddy covariance (EC) technique. The quantification of microform fluxes relies on the correct flux calculation. Since only few gas samples are taken during the closure period, traditionally the linear regression is applied when calculating CH4 fluxes from chamber measurements. Still, the chamber itself affects the diffusion gradient between peat and chamber atmosphere resulting in a theoretically non-linear concentration increase in the chamber. Using data with six data points per measurement from different microform types it is tested whether the linear or exponential regression fits the data better. In the majority of cases, the linear regression fits best. However, the exponential concentration change might still not be detectable resulting in an underestimation of the ’real‘ flux and the test of different techniqes to estimate the slope of a non-linear function with small sample amounts is recommended. To define the spatial heterogeneity of the peatland surface, the application of remote sensing techniques offer the advantage of supplying area-wide information with less uncertainty when compared to vegetation mapping along transects. However, the required resolution to resolve the microform distribution is <1m which in this study was derived from near-aerial photography. Besides for up-scaling, the resulting high-resolution landcover map was used in combination with a footprint model to analyze (1) the effect of landcover on the directly measured ecosystem flux and (2) its spatial representativeness. It was shown that fluctuations of the measured ecosystem flux over periods of several days could be explained by changes of the landcover composition in the source area of the EC measurements. The estimated budget was slightly biased towards the higher emissions from lawns which could be corrected. Still, the seasonal ecosystem CH4 budget was higher than the estimate derived from the up-scaling of microform fluxes. This is most likely due to an underestimation of microform fluxes by the chamber technique. Generally, the budget estimate derived from EC measurements was more accurate, i.e., characterized by less uncertainty than the up-scaled estimate. The developed approach depends on (1) identification and accurate measurements of all relevant microform types and (2) on spatial information which should be smaller than the footprint size of the EC measurements and available on the scale relevant for the studied process, i.e., the microform scale. The demonstrated effect of microform dynamics on the ecosystem flux highlights the importance of dealing with spatial heterogeneity of ecosystems in mechanistic modelling. For example, in LPJ-WHyMe, the ecosystem flux is simulated with mean input variables as water table level. To investigate its model performance, flux data from the rather homogeneous peatland margin and the more heterogeneous peatland centre were compared with the model output. At the homogeneous peatland margin, the ecosystem flux was clearly dominated (with a contribution of 91%) by one microform flux. In this case, one water table level as input variable could be used to estimate the ecosystem flux. However, for a heterogeneous site such as the peatland centre in this study, only one mean water table would simulate a mean microform flux but not the ecosystem flux. Consequently, it is recommended to incorporate at least one high-emitting and one low-emitting microform type in the model to increase the model performance.
Mehrfachdelinquenz unter Alkoholeinfluß im Straßenverkehr sowie bei anderen kriminellen Delikten
(2010)
Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit Straftatbeständen im Wiederholungsfall unter Alkoholeinfluß in Vorpommern und dem südlichen Mecklenburg. Das entscheidende Einschlusskriterium für diese Untersuchung war mindestens eine wiederholte rechtswidrige Auffälligkeit unter Alkoholeinfluss. Im Zeitraum 1998 bis 2002 konnten aus ca. 30.000 Polizeiprotokollen insgesamt 4.617 Wiederholungsdelikte ermittelt werden. Davon entfielen 3.215 auf den Straßenverkehr, begangen durch 1.587 Einzeltäter. Das entspricht fast 70 % aller begangenen Wiederholungstaten unter Alkoholeinfluss. Auf andere kriminelle Delikte entfielen 945 Erfassungen, wobei ca. zwei Drittel allein Körperverletzungen waren. Mit ca. 98 % Beteiligung sind Männer die am häufigsten als Mehrfachdelinquenten auftretende Gruppe. <p> Die Altersstruktur der Täter erstreckt sich über einen Altersbereich von 13 bis 85 Jahren. Im Vergleich mit anderen Jahrgängen sind Täter im Alter von 18 - 25 Jahren auffallend häufig vertreten, die auch überproportional an schweren Verkehrsunfällen beteiligt sind. Die festgestellten Blutalkoholkonzentrationen in Kombination mit einer Straftat bleiben über die einzelnen Jahre des Erhebungszeitraumes hinweg konstant im Bereich der absoluten Fahruntauglichkeit bei einem Mittelwert von 1,85 mg/g. Die Blutalkoholkonzentrationen der Rückfalltäter steigen mit zunehmendem Alter. Mit dem Anstieg der Blutalkoholkonzentration steigt auch die Deliktschwere. Ca. 38% der Rückfalltaten im Straßenverkehrsbereich wurde mit einer Blutalkohlkonzentration über 2,0 mg/g von ca. 35% der Delinquenten begangen. Dabei ist der Anteil derjenigen alkoholisiert am Straßenverkehr teilnehmenden allein Unfälle verursachenden Täter gering (11,2 %). Wiederholungstäter werden überwiegend durch Zufall wiederholt aktenkundig. Das Hauptproblem im Untersuchungsgebiet ist der junge, wiederholt im Bereich der absoluten Fahruntauglichkeit alkoholisiert am Straßenverkehr teilnehmende Mann, der so für über 30% der Unfälle unter Alkoholeinfluß verantwortlich ist. Über die anderen kriminellen Delikte im Wiederholungsfall ist das Datenmaterial zu gering, um allgemeingültige Aussagen treffen zu können, doch auch hier gilt obige Feststellung, daß vornehmlich junge, hochalkoholisierte Menschen zu Wiederholungstätern werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Modellierung des Microarrayexperiments. Hierfür wird das gesamte Experiment in fünf Teilprozesse zerlegt, die Reverse Transkription, die Hybridisierung, das Waschen, die Fluoreszenz und die Detektion. Jeder Teilprozess wurde separat modelliert und analysiert. Anschließend wurde die Teilprozesse im Gesamtmodell vereint und dieses für verschiedene Parametersituationen simuliert. Diese Arbeit ermöglicht eine mathematische Handhabung des Microarrayexperiments und deckt seine Abhängigkeit von den einzelnen Schritten des Experiments auf. Dies kann benutzt werden, um Normalisierung und Analyse zu verbessern.
Deciphering the entire protein complement of a living cell together with the elucidation of dynamic processes on protein level are the main goals of proteomics as it is used today. To achieve this goal, namely the elucidation of dynamic processes of the entire bacterial cell, we have developed strategies and distinct workflows to cover the most proteins in different subcellular localizations in bacteria together with a stable isotopes labeling approach to follow temporal and spatial changes in different proteomic subfractions. In this work, it has been shown that the use of mass spectrometry based in vivo quantitation techniques and the application of subcellular and chromatographic fractionation has lead to a new level of qualitative and quantitative proteomics data. Emphasizing on the studies revealing the dynamics of the bacterial physiology on a time resolved base, both spatial and temporal processes can be monitored to obtain knowledge on physiological processes in a depth that has not been reached before in comparable global studies.
Der Internist Georg Ganter (1885 – 1940) ist bisher vor allem als Pionier der Peritonealdialyse bekannt. Zweifellos war er hier Vorreiter – der Erste, der die Eigenschaften des Peritoneums zur Entgiftung nicht nur erkannte, sondern auch am Patienten in Form von Peritoneal- beziehungsweise Pleuraspülungen zur symptomatischen Therapie erstmals einsetzte. Außer der ausführlichen geschichtlichen Einordnung der Peritonealdialyse und Ganters Bedeutung für diese wurden in der vorliegenden, erstmaligen Monographie über Georg Ganter auch seine anderen medizinischen Arbeitsbereiche umfassend untersucht – unter anderem seine zahlreichen Arbeiten zur Herz-Kreislauf-Forschung und der Erforschung des Gastrointestinaltraktes. Im biographischen Teil wurden Ganters Lebensstationen vollständig aufgearbeitet, besonderes Augenmerk galt hier seinem Werdegang zu Zeiten des Nationalsozialismus. Es wurde ausgeführt, warum Georg Ganter als Gegner des nationalsozialistischen Regimes 1937 seiner universitären Funktionen enthoben wurde.
Bei vielen onkologischen Krankheitsbildern stellt das Vorhandensein und Ausmaß eines Lungenbefalls den das Überleben limitierenden Faktor dar. Die chirurgische Resektion der Lungenmetastasen ist derzeit die einzige potentiell kurative Behandlung. Da bei vielen Patienten aufgrund von Komorbiditäten eine Resektion nicht möglich ist, wurden in den letzten Jahren alternative lokalablative Behandlungsmethoden wie die Laserablation entwickelt, die parenchymsparend, komplikationsarm und potentiell wiederholbar sind und zu einer Steigerung der Überlebenszeit und Verbesserung der Lebensqualität für inoperable Patienten führen können. Aussagen über Langzeiterfolge konnten aufgrund zu kleiner Patientenzahlen und zu geringer Nachbeobachtungszeiträume bisher nicht getroffen werden. Ziel dieser retrospektiven Untersuchung ist die Beurteilung des therapeutischen Potentials der Laserablation bei Patienten mit pulmonalen Metastasen unterschiedlicher Primärtumore anhand von Langzeitergebnissen. Die Studie basiert auf 64 Patienten mit insgesamt 108 behandelten Lungenmetastasen, die im Universitätsklinikum Greifswald in 129 Therapiesitzungen mittels Laserablation therapiert wurden. Für die Behandlungen wurden ein Nd-YAG-Laser (1064 nm) und spezielle Power-Laser-Applikationssysteme perkutan eingesetzt. Alle 64 Patienten tolerierten die Therapie unter Lokalanästhesie und Analgosedierung gut. Die Mortalitätsrate betrug 0 %. Das Auftreten eines Pneumothorax war die häufigste Komplikation während der Laserablation. Insgesamt trat er in 49/129 Ablationssitzungen auf (38 %). In 5 % der Fälle (7/129) handelte es sich um einen behandlungsbedürftigen Pneumothorax, der während der Intervention mittels Drainagenanlage therapiert wurde. Paremchymblutungen kamen in 13 % der Therapiesitzungen vor und waren in allen Fällen selbstlimitierend, in 7 % führten sie zu temporären Hämoptysen. Kleine reaktive Pleuraergüsse traten in 24/129 Fällen (19 %) auf. Diese waren nicht therapiebedürftig. Klinisch relevante Komplikationen, die zu einer verlängerter Hospitalisierung, unerwartetem gesteigerten Behandlungsaufwand oder zu einer stationären Wiederaufnahme führten traten in nur 3 Fällen (2 %) auf. In der Erstbehandlung konnten 78 % aller Metastasen komplett technisch erfolgreich behandelt werden. Das mediane Gesamtüberleben aller Patienten betrug 23,1 Monate (95 % Konfidenzintervall, 11,8 – 34,5 Monate) mit 1-, 3- und 5-Jahres-Überlebensraten von 69 %, 30 % und 18 %. In der Gruppe der komplett erfolgreich behandelten Patienten betrug die mediane Überlebenszeit 32,4 Monate (95 % KI, 17,5 – 47,3 Monate) mit 1-, 2- und 5-Jahres-Überlebensraten von 81 %, 44 % und 27 %. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen einen signifikanten Einfluss der Metastasenanzahl (Median 2) und der Metastasengröße (Median 2,1 cm) auf den technischen Behandlungserfolg. Die Erfolgsrate lag bei pulmonalen Metastasen < 3 cm bei 88 %, bei Metastasen zwischen 3 und 5 cm bei 77 % und bei Metastasen > 5 cm bei 17 %. Mit zunehmender Metastasengröße stieg die Rezidivrate und das rezidivfreie Intervall sank. Die Rezidivrate bei Metastasen < 3 cm betrug 24,6 %, bei Metastasen 3-5 cm 36,4 % und 50 % bei Metastasen > 5 cm. Mit zunehmender Größe der Metastasen sank das rezidivfreie Intervall (31,4 Mon., 14,1 Mon., 4,5 Mon.). Unterschiedliche Primärtumore zeigen unterschiedliche Tendenzen hinsichtlich der Verbesserung der Überlebenszeiten nach Laserablation. So scheinen pulmonale Metastasen mit einem Primärtumor der HNO-Region in unserer Studie am meisten von der Lasertherapie zu profitieren. Allerdings war der Einfluss des Primärtumors auf die Überlebenszeiten in unserer Studie bei geringen Patientenzahlen nicht signifikant und muss in folgenden Studien weiter evaluiert werden. Die Ergebnisse nach 5 Jahren Erfahrung in unserer Studie lassen den Schluss zu, dass die perkutane Laserablation ein effektives Verfahren zur technisch erfolgreichen Behandlung von Lungenmetastasen mit einer Anzahl nicht mehr als 2 und einer Tumorgröße von nicht mehr als 2,1 cm darstellt. Bei einer technisch erfolgreichen Gesamtbehandlung kann eine deutliche Erhöhung der Überlebenszeiten und Senkung der Rezidivraten bei gleichzeitig schonendem und auch beliebig oft zu wiederholendem Therapieerfahren für inoperable Patienten erzielt werden.
Zielstellung: Ziel war die Zusammenstellung von Kurz- und Langzeitergebnissen von Radioiodtherapien beim Morbus Basedow in Abhängigkeit von bestimmten Einflussparametern. Dabei sollten Einflussfaktoren auf das Remissionsergebnis und die Hypothyreoserate evaluiert werden. Weiterhin fokussierte sich diese Arbeit auf die Ausarbeitung von Parametern und Konzepten für eine mögliche Langzeiteuthyreose und eine Bewertung der Radioiodtherapie im Kontext zu den vorhandenen Komorbiditäten und subjektiven Beschwerden. Methoden: Bei dieser Arbeit handelt es sich um eine retrospektive Kohortenstudie der mit Radioiod in der Universitätsklinik Greifswald therapierten Immunhyperthyreosen vom Typ Morbus Basedow. Grundlage bildet die Radioiodtherapie-Datenbank der nuklearmedizinischen Universitätsklinik. Eingeschlossen wurden alle mit Morbus Basedow therapierten Patienten aus den Jahren 1991 – 2008 mit mindestens einer nuklearmedizinischen Nachkontrolle (n = 1348). Davon erhielten 146 Patienten eine Zweittherapie. 90 Patienten wurden, aufgrund unzureichender Kontrolldaten, ausgeschlossen. Die Datengewinnung erfolgte über Befundberichte der niedergelassenen Nuklearmediziner, mit Erfassung von Schilddrüsenhormonen und -antikörpern, Schilddrüsenvolumen, dem Technetium-Uptake (TcTU), Schilddrüsenmedikation, Begleiterkrankungen und subjektiven Beschwerden. Es lagen im Median 2 (2; 8) Nachkontrollen pro Patient und insgesamt 3238 Kontrolljahre vor. Fehlende Patientendaten wurden postalisch über einen Fragebogen, mit den Parametern Schilddrüsenfunktion, Medikation, vorherige Arztkonsultationen, aktuelle Beschwerdesymptomatik und Patientenzufriedenheit, erfasst. Hierbei wurden 147 Rückantworten erzielt, bei 325 versendeten Fragebögen (45%). Die Auswertungen erfolgten mittels deskriptiver Statistik, Häufigkeitsdarstellungen, Ereignisanalysen (Kaplan-Meier) und Diskriminanzanalysen. Zur Ermittlung von Gruppenunterschieden wurden der U-Test bzw. H-Test durchgeführt. Ergebnisse: Die Gesamtremissionsrate des Patientenkollektivs beträgt drei Monate nach Radioiodtherapie 78,2% und ein Jahr nach der Behandlung 84,4%. Ein Jahr nach Therapie überwiegen Hypothyreosen gegenüber den Euthyreosen mit 55,6% zu 28,9%. Über den Betrachtungszeitraum von 18 Jahren zeigen sich deutliche Unterschiede in den Remissionsraten. Zusammengefasst beträgt die Remissionsrate in den Jahren 1991-1999 79,3%, während sie von 2000-2008 bei 87,4% liegt. Die mediane Dosis stieg seit dem Jahr 1991 von 120 Gy auf 238 Gy im Jahr 2008, während das mediane prätherapeutische Volumen von 64 ml im Jahr 1991 auf 28 ml im Jahr 2008 sank. Versager einer Ersttherapie erzielten in 94,8% der Fälle einen Erfolg nach der zweiten Behandlung. Allgemeine und kardiale Beschwerden verbesserten sich nach der Therapie, je nach Schweregrad, in 60 bis 90% der Fälle. Bei endokrinen Orbitopathien besserte sich in 46% der Fälle der Zustand, 5,7% der Orbitopathien zeigten sich progredient. Nach drei Jahren wiesen noch 30% der Patienten eine Euthyreose auf. Fünf Jahre nach Therapie verringerte sich dieser Wert auf 19%. Die Wahrscheinlichkeit, nach über zehn Jahren noch eine euthyreote Schilddrüsenfunktion aufzuweisen, liegt bei 9,5%. Fragebogenpatienten, welche nach der Dreimonatskontrolle keinen Nuklearmediziner mehr aufsuchten, wurden in 84% der Fälle durch den Hausarzt weiterbetreut. Im Vergleich zu nuklearmedizinisch nachuntersuchten Patienten wiesen sie eine schnellere Remission auf. Im Langzeitverlauf und bei der Hypothyreoserate bestanden keine Unterschiede zum restlichen Patientenkollektiv. Knapp 70% der Befragten beschrieben in den Fragebögen eine Beseitigung ihrer Schilddrüsenprobleme nach der Therapie. Als Prädiktoren für ein Therapieversagen stellen sich ein hohes Volumen (>60 ml) und hohe Werte beim prätherapeutischen TcTU heraus. Eine hohe Dosis (200-300 Gy), erhöhte prätherapeutische TPO-Werte, ein Absetzen der thyreostatischen Medikation zwei Tage vor RIT und eine euthyreote Stoffwechsellage vor Therapie zeigen einen günstigen Einfluss auf das Remissionsresultat. Beste Konstellationen für eine mögliche Langzeiteuthyreose von mehr als zehn Jahren bieten ein prätherapeutisches Volumen von 40 – 60 ml, ein Alter > 60 Jahre, niedrige prätherapeutische TPO-Antikörper, bei einer verabreichten Dosis im Bereich von 175 bis 250 Gy. Schlussfolgerungen: In einem Dosisbereich von 200 bis 300 Gy und bei Beachtung der Haupteinflussparameter Volumen, thyreostatische Medikation, Stoffwechsellage, TcTU und TPO-AK lassen sich durch die Radioiodtherapie hohe Remissionsraten von über 85% erzielen. Diese Erfolgsraten sind im Langzeitverlauf fast immer mit einer späteren Hypothyreose vergesellschaftet. Die Langzeitergebnisse zeigen einen deutlichen Wandel der Therapiekonzepte hin zur ablativen Therapie. Chancen für eine Langzeiteuthyreose liegen weniger in den therapeutischen Möglichkeiten als in den individuellen Patientenvoraussetzungen (Volumen, Alter, TPO-AK). In einem niedrigen Dosisbereich von 175 bis 250 Gy und bei dem Vorliegen eines Volumens von 40 – 60 ml, einem Alter > 60 Jahre und geringen prätherapeutischen TPO-AK bestehen die größten Aussichten für eine Langzeiteuthyreose. Bei der Beseitigung von allgemeinen und kardialen subjektiven Beschwerden erzielt die Radioiodtherapie gute Resultate, bei einer hohen Patientenzufriedenheit.
Kurze Inhaltszusammenfassung in einer weiteren Sprache (Englisch): Muong Lay is one of the important social and economic areas in Northwestern Vietnam. Landslides occur frequently in the area and seriously affect local livelihoods and living conditions. Therefore, the problem of landslide hazard and mitigation for a sustainable development of this area is significant. The spatial analysis of landslide hazard assessment in the mountainous regions in Muong Lay is important to address this development challenge. This study focuses on the application of GIS and RS to landslide hazard assessment, especially for support of GIS modeling to landslide hazard susceptibility for Muong Lay area. By using Remote sensing with LandSat TM image and aerial photos of scale 1:50,000 and using statistical models with GIS-software’s ENVI3.4, ILWIS3.0, PCI9.0 and ARC/GIS9.1, the study tries to evaluate and estimate the landslide in relation with naturally different elements of natural conditions such as geology, geomorphology, geology-engineering, tectonics, hydrology, rainfall, etc… Especial, the study firstly aims to produce the causal factor maps by verifying digital data. These factors then will be applied in a methodology based on statistical methods such as: “bivariate statistical analysis” and “multivariate statistical analysis” approach to calculate the susceptibility level of each class of each factor to landslide. The integration of Geographic Information System (GIS) and Remote Rensing (RS)for landslide hazard zonation and assessment is a valid approach. In these researches various methods for image integration and information extraction have been analysed and evaluated in detail.
Die bedeutende Rolle eines insulinomimetischen Stoffwechsel- und Signalmilieus in glykogenotischen hepatozellulären Präneoplasien konnte in zwei etablierten Rattenmodellen der Zirrhose-unabhängigen Hepatokarzinogenese unlängst belegt werden. Trotz des Einwirkens unterschiedlicher Karzinogene verläuft dieser Prozess sowohl im Modell der niedrigdosierten intrahepatischen Pankreasinseltransplantation in diabetischen Ratten als auch im chemischen Modell mit nicht-diabetischen Ratten nach N-Nitrosomorpholin (NNM)-Exposition nach der typischen glykogenotisch-basophilen Entwicklungssequenz mit ausgeprägten Ähnlichkeiten bezüglich Morphologie und molekularbiologischen Veränderungen. Welche Bedeutung insulinomimetische Mechanismen während der weiteren Karzinogenese in diesen Modellen noch haben und welche zusätzlichen pathogenetischen Faktoren hinzukommen, ist bisher weitgehend unbekannt und soll durch eine globale Genexpressionsanalyse näher beleuchtet werden. Dazu wurden verschiedene morphologische Karzinogenesestadien von Ratten aus dem Inseltransplantations- und NNM-Modell mit Hilfe der komparativen cDNA-Mikroarray-Technik auf intraindividuelle Expressionsveränderungen mehrerer tausend Gene untersucht. Neben glykogenotischen Präneoplasien, weiter fortgeschrittenen gemischtzelligen Präneoplasien und hepatozellulären Karzinomen (HCC) aus dem Transplantationsmodell Streptozotocin (Stz)-diabetischer Ratten sowie glykogenotischen Präneoplasien und HCC aus dem NNM-Modell befand sich auch eine Gruppe autoimmun-diabetischer Ratten mit glykogenotischen Präneoplasien nach Inseltransplantation unter den Versuchstieren. Mit Hilfe dieser Versuchsgruppe sollten potentiell relevante Unterschiede der Expressionsveränderungen zwischen den glykogenotischen Präneoplasien der verwandten Transplantationsmodelle aufgedeckt werden, welche auf die einmalige Stz-Applikation im klassischen Transplantationsmodell zurückzuführen sein könnten. Die Expressionveränderungen betreffen in beiden Modellen mehrere hundert Gene aus zahlreichen zellulären Prozessen, wobei insgesamt (2512 versus 1717) und bei Gegenüberstellung der korrespondierenden Stadien im klassischen Inseltransplantationsmodell stets mehr Gene alteriert sind als im NNM-Modell. Am geringsten ist die Zahl alterierter Gene in den glykogenotischen Präneoplasien der autoimmun-diabetischen Ratten. Die in allen Versuchsgruppen prozentual am stärksten von den Expressionsveränderungen betroffenen Gene stammen von intrazellulären Signalmediatoren, Transkriptionsregulatoren und Membranrezeptoren. Aus dem Bereich des Grundstoffmetabolismus sind Lipid- und Kohlenhydratstoffwechsel am stärksten betroffen. Insgesamt gibt es bezüglich der alterierten Zellprozesse keine wesentlichen Unterschiede zwischen den einzelnen Versuchsgruppen. Die Expressionsveränderungen nehmen bis zur Vervierfachung im Karzinomstadium im Verlauf der Karzinogenese in beiden Modellen zu (kumulativer Effekt). Unter den alterierten Genen finden sich neben solchen des Glukose-Turnovers und der Insulin-Signaltransduktion zahlreiche weitere Karzinogenese-assoziierte Gene, darunter lipogene Mediatoren, mehrere Wachstumsfaktoren (ErbB-, FGF- und Annexin-Familie), Mediatoren der Angiogenese, Apoptoseregulation und der intrazellulären Signaltransduktion, onkogene Transkriptionsfaktoren, DNA-Reparaturgene sowie einige bekannte Protoonko- und Tumorsuppressorgene. Die Expressionsveränderungen sprechen auch für eine Rolle von insulinomimetischen Mechanismen in der späten experimentellen Hepatokarzinogenese, wobei diese eher durch andere Karzinogenese-assoziierte Phänomene als durch direkte Insulinrezeptor-Signalübertragung aufrechterhalten werden könnten. So ließen sich einige Expressionsveränderungen des Glukosestoffwechsels zum Beispiel mit Hilfe des Warburgeffekts oder als Hypoxie-induziert erklären. Darüber hinaus liefern vorliegende Ergebnisse Anhaltspunkte für weitere pathogenetisch relevante Mechanismen während der Karzinogeneseprogression in den untersuchten Modellen. Dazu gehören unter anderem der wachstumsfördernde Einfluss von überexprimierten Wachstumsfaktoren der ErbB-Familie und lipogenen Mediatoren aber auch die Dysregulation des intrazellulären Signalkaskadennetzwerks und des programmierten Zelltods. Die Alteration derselben zellulären Prozesse im Transplantations- und NNM-Modell bestätigt eine große Übereinstimmung im Verlauf der Karzinogenese in beiden Modellen auf Transkriptionsebene. Insgesamt sind die Alterationen im Stz-Modell stärker ausgeprägt. Sowohl die Anzeichen für mögliche vorübergehende Stz-induzierte Genexpressionsveränderungen in den klarzelligen Präneoplasien als auch Ursache und tatsächliche kausalpathogenetische Bedeutung der hier nachgewiesenen Expressionsveränderungen müssen durch weitere Untersuchungen validiert und gezielter analysiert werden.
Erhöhte Plasma-Prorenin- und Plasma-Aldosteron-Konzentrationen werden mit der Entwicklung kardialer Endorganschäden in Verbindung gebracht. Beim transgenen Cyp1a1ren-2 Tiermodell sind durch Variation des auf enteralem Wege verabreichten Prorenin-Transgen-Induktors Indol-3-Carbinol (I3C) die Prorenin-Sekretion und in der Folge die Aldosteron-Sekretion sowie die Höhe des Blutdrucks titrierbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob die Hypertonie bei Cyp1a1ren-2 transgenen Ratten (TGR) mit einer kardialen Fibrose bzw. Inflammation einhergeht. TGR und transgen-freie Fischer-F344-Ratten (F344) erhielten für zwei bzw. zwölf Wochen I3C (0,167 bzw. 0,125 %). Die Plasma-Prorenin-, -Renin-, und -Aldosteron-Konzentrationen wurden bestimmt. Im linken Ventrikel wurde mittels real-time RT-PCR der mRNA-Gehalt kardialer Marker für Hypertrophie und Fibrose (Transforming growth factor-ß1 [TGF-ß1], Endothelin-1 [ET1], Kollagen Typ 3 [Col3]), oxidativen Stress (funktionelle Untereinheit der Nicotinamid-Adenindinucleotidphosphat-Oxidase [gp91phox]), und Inflammation (Interzelluläres Adhäsionsmolekül-1 [ICAM1]) bestimmt. Außerdem wurde das Ventrikelgewebe histologisch untersucht. I3C-Gabe führte bei TGR zu einer moderaten kardialen Hypertrophie ohne histologische Anzeichen einer Fibrose oder Inflammation. Zweiwöchige I3C-Gabe führte bei TGR zu einem Anstieg der Plasma-Prorenin- (70-fach), und -Aldosteron- Konzentration (4,6-fach) sowie des kardialen mRNA-Gehaltes von Col3 und gp91phox. Bei zwölfwöchiger I3C-Gabe war die Plasma-Prorenin-Konzentration bei TGR sogar ca. 260-fach und die Plasma-Aldosteron-Konzentration ca. 4-fach gegenüber dem Ausgangswert erhöht. Beide Parameter blieben bis zum Ende der zwölfwöchigen Behandlung erhöht. Die Plasma- Renin-Konzentration war hingegen nach vier Wochen I3C auf ca. 25% des Ausgangwertes erniedrigt und blieb bis Versuchsende auf diesem Niveau. Der kardiale mRNA-Gehalt von TGF-ß1, ET1, gp91phox und ICAM1 war nach zwölfwöchiger I3C-Gabe bei TGR erhöht, während zwölfwöchige I3C-Gabe bei F344 zu einer Abnahme des kardialen mRNA-Gehaltes von ET1 und gp91phox führte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass ein Hyperaldosteronsimus und eine bis zu 260- fach erhöhte Plasma-Prorenin-Konzentration bei TGR in einem Modell der chronischen, nicht-malignen arteriellen Hypertonie keine fibrotischen und inflammatorischen Veränderungen am linken Ventrikel erzeugen.
Bei Patienten mit DCM und Myokarditis sind Störungen der zellulären und humoralen Immunität bekannt. Im Serum dieser Patienten werden unterschiedliche zirkulierende kardiale Autoantikörper gefunden, die eine kardiodepressive Wirkung haben. Diese Autoantikörper können durch die Immunadsorption (IA) aus dem Plasma extrahiert werden. Es wurden die Einflüsse des durch die IA gewonnenen Eluates mit den darin enthaltenen Autoantikörpern von 10 DCM Patienten auf die Kontraktilität, die Herzfrequenz und den Koronarfluss an isolierten Rattenherzen zu untersuchen. Die Ergebnisse unserer Studie zeigen eine dosisabhängige Reduktion der systolischen und diastolischen Funktion im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Koronarperfusion nahm sowohl in der Kontrollgruppe als auch, noch ausgeprägter, in der DCM-Gruppe ab. Die Herzfrequenz blieb in beiden Gruppen stabil. Hämodynamische Phänomene einer Herzinsuffizienz können somit durch Perfusion mit myokardialen Autoantikörpern imitiert werden. Jedoch können die bisher bekannten kardialen Antikörper die beobachteten in-vitro Effekte nicht komplett erklären.
The objectives of the present work are to relate the spatial distribution of benthic macrofauna in the Baltic Sea to patterns in environmental variables describing near-bottom hydrographical conditions and sediment characteristics, analyzing the data for two various spatial extents. The first case study is devoted to an exploratory statistical description of the prevailing ecological structure within the limited area attached to the region of the Mecklenburg Bight. Key environmental descriptors of spatial distribution of macrofaunal communities were disclosed within the area of investigation: water depth, regarded as a proxy for other environmental factors, and total organic content. Distinct benthic assemblages that are discriminated by particular species (Hydrobia ulvae–Scoloplos armiger, Lagis koreni–Mysella bidentata and Capitella capitata–Halicryptus spinulosus) were defined. Each assemblage is related to different spatial subarea and is characterized by a certain variability of environmental factors. This study represented the basis for the predictive modelling of species distribution in the selected investigation area, which constituted the next part of the investigation. Species-specific models predicting the probability of occurrence relative to environmental and sedimentological characteristics were developed for 29 representative macrofaunal species using a logistic regression modelling approach. Subsequently, the technique for a predictive modelling of species distributions in response to abiotic parameters based on single-factor logistic regression models, utilizing Akaike’s information criterion (AIC) and Akaike weights for multimodel inference, was used. Thus, probabilities of occurrence for selected exemplary species (Arctica islandica, Hediste diversicolor, Pygospio elegans, Tubificoides benedii and Scoloplos armiger) were modelled and mapped. Finally, the investigation proceeded on a large spatial scale. The discriminating ability of such factors as salinity, bathymetry, and sediment characteristics (considered only generally due to the lack of more detailed data) to explain the occurrence of typical macrozoobenthic species on the Baltic Sea-wide extend was tested. Full coverage macrofauna distribution maps, though being increasingly demanded, are generally lacking, with information being merely restricted to point observations. In contrast to spatial interpolation, periled by presence of short distance changes in community structure and dependence of the result on density of the samples, predictive habitat suitability modelling allows to objectively produce distribution maps at a level of detail limited only by the availability and resolution of the environmental data. Various literature sources and available databases were analyzed in respect to the information on macrozoobenthos distribution in the Baltic Sea, resulting in the compilation of an extensive list of taxa and an inventory dataset on species distribution for the whole Baltic Sea. The study demonstrates the need to analyze species’ relationships in gradient systems such as the Baltic Sea and provides a basis for a tool to predict natural and anthropogenic forced changes in species distribution.
This thesis presents the results of experimental investigations of the vertical and lateral properties of polyelectrolyte multilayer films (PEMs) adsorbed on a solid support. PEMs are a new class of organic thin films based on self-assembly layer-by-layer (LbL) processes of oppositely charged polyelectrolytes (charged polymers). The LbL assembly technique allows precise control of film thickness within a few nanometers and makes PEM systems especially interesting for technical applications. Thin films are prepared by alternating exposure of a hydrophilic substrate to solutions of oppositely charged polyelectrolytes. In this work, synthetic polycation poly (allylamine hydrochloride) (PAH) and polyanion poly (styrene sulfonate) (PSS) have been used. Range and amplitude of the electrostatic force during PEM build-up, has been shielded by use of high salt concentration in the deposition solution. As a foundation of any theory, role of non-elecrostatic (secondary) forces is explored. Four complementary methods have been combined to investigate the properties and composition of PEMs. X-ray reflectivity is sensitive to electron density gradients, and therefore provides information about film thickness, average electron density and interfacial roughness between materials of different electron densities (like PEM and air). Neutrons are the unique probe that is sensitive to the internal order of the multilayers (scattering length density variation) due to selective deuteration of the layers (PSS replaced by PSS_d). Therefore neutron reflectivity at V6 beamline, at the research reactor BER II, Helmholtz Centre for Materials and Energy (former Hahn-Meitner-Institute), was used in this work. Ultraviolet-visible (UV-Vis) light induces the characteristic absorption peak of polyelectrolytes and metallic nanoparticles, therefore with UV-Vis absorption spectroscopy is possible to probe the aggregation of metallic nanoparticles embedded into PEM by measuring their absorption spectra (imaginary part of the refraction index). Atomic force microscopy (AFM) allows to observe lateral structures at nano-level and to obtain surface topology of the films. Application of only small forces (pN) is achieved by use of a intermittent contact (tapping) mode in air. Summarizing the main results, the unambiguous parametrization of the investigated system for neutron reflectivity measurements enables to obtain detailed information about internal interfaces. New approach for polyelectrolyte multilayer architectures consisting of thick protonated and deuterated blocks can be used in order to distinguish different zones of the thin film growth which can be described as precursor and core zones. Thus, almost no bound water is found in precursor layers at 0% relative humidity, which suggests that water is mobile and the precursor layer is not in the glassy state like in the central zone of the PEM. Swelling behaviour of the PEMs (reversibility of the swelling) can be understood in terms of equilibrium reactions. Explored influence of temperature and type of salt used during preparation contributes to a better understanding of the formation of PEMs. The dependence of the film thickness on preparation temperature, concentration and the type of salt can be described by the hydrophobic nature of the effect. Experimental observations demonstrate that it is possible to decrease both the range and the amplitude of the electrostatic force by using an ion concentration of at least 0.1 mol/L in the solution. The role of secondary interactions such as hydrophobic attraction of the chains that can overcome electrostatic repulsion and become the major contributing factor for the layer formation and resulting structures is emphasized.
Im Klinikalltag sind das Auftreten neuer Antibiotikaresistenzen und die steigende Anzahl an chronisch infizierten Wunden ein Problem. Um dem zu begegnen, stehen derzeit die Entwicklung neuer antimikrobieller Chemotherapeutika sowie die kalkulierte, auf Antibiogrammen begründete Antibiotikatherapie im Fokus. Auch die kombinierte Anwendung von systemisch wirksamen Antibiotika und lokal wirksamen Antiseptika auf chronisch infizierten Wunden ist bereits gängige Praxis im Klinikalltag. Untersuchungen, die Kombinationen aus Antibiotika und Antiseptika auf Wechselwirkungen bzw. Interaktionspotenziale prüfen, sind trotz ihrer häufigen Anwendung bisher aber kaum durchgeführt worden. In der vorliegenden Arbeit wurde deshalb das Interaktionsverhalten von AB/AS-Kombinationen untersucht. Getestet wurden die Antibiotika Ciprofloxacin, Gentamicin, Amikacin, Vancomycin, Mupirocin und Linezolid in Kombination mit den Antiseptika Octenidindihydrochlorid, Chlorhexidindigluconat und Polihexanid. Die Auswahl der Bakterien orientierte sich an den in chronisch infizierten Wunden häufig nachzuweisenden Erregern Staphylokokken, Enterokokken, Pseudomonaden und E. coli [17][15]. An Nährmedien kamen Isosensitest-, Müller-Hinton-, CSA- und Blut-Agar zum Einsatz. Dem Blut-Agar wurde in Hinblick auf die Problematik im Klinikalltag die größte Bedeutung bezüglich der Ergebnisinterpretation beigemessen. In Vorversuchen wurden die für die in den Hauptversuchen notwendigen MHK’s der Antiseptika mittels Mikroagardilutionsmethode bestimmt. In den Hauptversuchen wurde mit Hilfe des Agardiffusions-Dilutions-Kombitests ermittelt, wie sich die Hemmhofdurchmesser der AB/AS-Kombinationen im Vergleich zu denen der Kontrollversuche (reiner Agardiffusionstest mit Antibiotika) verändern. Anhand des Änderungsverhaltens im Hemmhofdurchmesser konnte entweder „additives/synergistisches“, „antagonistisches“ oder „indifferentes“ Interaktionsverhalten nachgewiesen werden. Aus insgesamt 372 getesteten Kombinationen (aus Antibiotika, Antiseptika, Erreger und Agar) konnten 65 als (über-)additiv und 20 als antagonistisch bewertet werden. Die hohe Anzahl sich indifferent verhaltender AB/AS- Kombinationen begründet sich in der Größe des geschätzten Standardfehlers. Additives/synergistisches Interaktionsverhalten zeigte sich am häufigsten bei der Testung gegen Staphylokokken, gefolgt von Pseudomonaden. 68 Antagonistisches Interaktionsverhalten trat weder bei Staphylokokken noch bei Enterokokken auf. Gegen Pseudomonaden zeigten die Kombinationen CIP 5/Octenidin, CIP 5/Chlorhexidin und AK 30/Chlorhexidin ein hohes Interaktionspotenzial. Die Kombination CIP 5/Octenidin wirkte maßgeblich antagonistisch, CIP 5/ Chlorhexidin und AK 30/Chlorhexidin dagegen rein additiv/synergistisch. Bei der Testung gegen Enterokokken und E. coli traten kaum Interaktionen auf. Auf Blut-Agar fielen insbesondere die AB/AS-Kombinationen CIP 5/ Chlorhexidin, LZD 30/Chlorhexidin, LZD 30/Octenidin, LZD 30/Polihexanid und VA 30/Chlorhexidin auf. Alle fünf Kombinationen zeigten bei Staphylokokken ein additives/synergistisches Interaktionsverhalten. Kann ihr Interaktionsverhalten in größeren Studien bestätigt werden, könnten diese Kombinationen als neue Therapieoptionen in der Behandlung chronisch infizierter Wunden an Bedeutung erlangen. Antagonismus wurde nur durch eine sehr geringe Anzahl an AB/AS-Kombinationen auf Blut-Agar hervorgerufen. Das stärkste Potenzial wies CIP 5 in Verbindung mit Octenidin bei Pseudomonaden auf. Der Einsatz dieser Kombination sollte daher im Klinikalltag möglichst vermieden werden. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Interaktionen nicht allein von der AB/AS-Kombination, sondern auch von der Art des Agars und Erregers abhängen. Dennoch sind sie richtungsweisend und sollten Anlass dazu geben, weitere Untersuchungen in der AB/AS-Kombinationstestung durchzuführen, um Fortschritte erzielen zu können.
Im heutigen Klinikalltag werden zur Behandlung chronischer Wunden Antiseptika und Antibiotika häufig kombiniert. Die vorliegende Arbeit hinterfragt diese Kombinationen, da sie oft ohne Wissen möglicher Wechselwirkungen verabreicht werden. Wir haben das Interaktionspotential der drei Antiseptika Octenidindihydrochlorid, Polihexanid und Chlorhexidindigluconat mit folgenden ß-Lactam-Antibiotika untersucht: Oxacillin, Ampicillin, Piperacillin + Tazobactam, Imipenem und Ceftazidim. In der Auswahl der Erreger haben wir uns auf die konzentriert, die statistisch besonders häufig in chronischen Wunden nachgewiesen werden: zwei S. aureus Stämme, ein MRSA-Stamm, zwei Enterococcus-, vier Pseudomonaden- und zwei E. coli-Stämme. In Vorversuchen haben wir mit der Mikroagardilutionsmethode die MHK’s der Erreger der verschiedenen Antiseptika auf den verschiedenen Agarsorten (Müller-Hinton-, Isosensitest-, CSA- und Blutagar) bestimmt. Orientierend an diesen Werten haben wir in den Hauptversuchen mittels Agardiffusions-Dilutions-Combitest das Interaktionspotential der oben genannten Antiinfektiva untersucht. Dazu haben wir Platten mit den Konzentrationen MHK, 1/8 MHK und 1/16 MHK gegossen. Bei der Auswertung wird deutlich, dass nicht alle Kombinationen bedenkenlos zusammengestellt werden sollten. In unseren Versuchen schneidet OCT am besten ab, hier vor allem die Kombination mit IMP 10. Auch PHMB weist gute Ergebnisse auf und nimmt eine Position zwischen OCT und CHX ein. CHX schneidet bei unseren Versuchen am schlechtesten ab und sollte sehr kritisch eingesetzt werden. Die Ergebnisse machen aber auch deutlich, dass es klare Unterschiede bezüglich der Erreger gibt.
Das hepatozelluläre Karzinom stellt weltweit einen der am häufigsten auftretenden malignen Tumoren mit limitierten therapeutischen Optionen dar. Ein besseres Verständnis der Tumorigenese durch tierexperimentell gewonnene Erkenntnisse kann zur Entwicklung zielgerichteter Medikamente beitragen. Ein langjährig etabliertes Modell zur Erzeugung hepatozellulärer Karzinome im Tierexperiment ist die tägliche orale Gabe von N-Nitrosomorpholin (NNM). Die chemische Hepatokarzinogenese durch NNM führt abhängig von Dosis und Dauer in der Rattenleber zur Entstehung von Präneoplasien, hepatozellulären Adenomen und Karzinomen. Zu diesem Prozess trägt der Transforming Growth Factor alpha (TGF-alpha) über die Aktivierung des transmembranären Epidermal Growth Factor Rezeptors (EGFR) im Sinne einer Proliferationsaktivierung der Hepatozyten bei. In der vorliegenden Arbeit wurde die Methode der chemischen Hepatokarzinogenese in Kombination mit der oralen Gabe des Tyrosinkinaseinhibitors Gefitinib, der selektiv die intrazelluläre Tyrosinkinase des EGFR blockiert und somit zu einer Unterbrechung der Signalkaskade in der Zelle führt, angewandt. Die Tiere erhielten NNM über einen Zeitraum von entweder drei oder sechs Monaten. Es sollte überprüft werden, ob sich durch die parallele Applikation von Gefitinib über zwei Wochen oder drei Monate die Entwicklung von Präneoplasien, Adenomen und Karzinomen beeinflussen lässt. Es entwickelten sich in allen über drei Monate mit NNM behandelten Tieren klarzellige und auch gemischtzellige präneoplastische Leberherde. Die Gruppe, die gleichzeitig über drei Monate Gefitinib erhielt, entwickelte statistisch signifikant weniger präneoplastische Leberherde. Die Tiere der über sechs Monate mit NNM behandelten Gruppen wiesen neben klarzelligen und gemischtzelligen Herden auch basophile Präneoplasien sowie hepatozelluläre Adenome und Karzinome auf. Die Anzahl der hepatozellulären Adenome und Karzinome war in den Gruppen, die neben NNM über sechs Monate auch über drei Monate Gefitinib erhielten, statistisch signifikant geringer. Die ebenfalls statistisch signifikante geringere Proliferation in dieser Gruppe zeigt, dass sich die Progression einmal initiierter Herde verlangsamen lässt. Mit diesen Ergebnissen korrelierte bei den Gruppen beider Zeiträume die Verminderung der immunhistochemischen Expression von EGFR und TGF-alpha der Präneoplasien. Gleichzeitig beleuchtet diese Arbeit, dass TGF-alpha und EGFR in der Entstehung früher präneoplastischer Herde sowie späterer Adenome und Karzinome eine wichtige Rolle spielen.
Influence of single amino acid polymorphisms on the in vitro convertibility of goat prion protein
(2010)
Prion diseases or transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) are fatal neurodegenerative disorders which include, among others, scrapie and bovine spongiform encephalopathy (BSE). The causative agent is composed mainly of a misfolded isoform of a cellular prion protein (PrPC), denoted prion protein scrapie (PrPSc). Genetically determined PrPC polymorphisms can modulate the convertibility of PrPC to PrPSc and thus lead to prolonged TSE incubation times or even complete resistance of the animal. In sheep, such polymorphisms are located at codons 136, 154 and 171. Several disease-associated amino acid polymorphisms also exist in caprine PrPC. However, due to their large number and the limited number of goats carrying them, it is difficult to assess their specific impact on TSE susceptibility in vivo. The susceptibility can be simulated in vitro by a cell-free conversion assay, in which the conversion efficiency of recombinant PrPC is determined. In this study, twelve caprine PrPC variants (M112T, M137I, L141F, I142M, H143R, N146S, N146D, R151H, R211Q, Q215R, Q222K and wild-type PrPC (denoted INRQ) were produced by using PCR mutagenesis amplification and expressed in E. coli M15 cells and purified on Ni-NTA agarose columns. The renatured PrPC variants had molecular masses of approx. 23 kDa and the expected conformation as determined by CD spectroscopy. These variants were then subjected to a cell-free conversion assay using different BSE and scrapie strains. Cross species (mouse and goat) cell-free conversion studies were performed and specific monoclonal antibodies were used to discriminate the exogenous PrPSc molecules used to seed the reaction and newly converted PrPres. The studies with the mouse-adapted strain Me7 revealed that polymorphisms M137I, H143R and L141F did not influence the conversion of PrPC in a significant manner. However, the reduced conversion rate of the variant I142M (harbouring a methionine at position 142 instead of isoleucine) correlated with longer scrapie incubation times in goats with this polymorphism. The polymorphisms M112T, R151H and Q211R showed also reduced conversion rates in comparison to INRQ, an effect that related well to reduced scrapie susceptibility of such goats in vivo. Polymorphisms N146S, N146D and Q222K were to date extremely rarely found in scrapie affected goats. It was intriguing to see that these amino acid substitutions also abolished the in vitro conversion efficiency completely as did the Q215R polymorphism, which had not yet been associated with scrapie resistance in vivo. Results of cell free conversion studies with mouse adapted BSE prions (BSE/Bl6 strain) correlated well with the results obtained with Me7, although the results with BSE/Bl6 showed more variation. Again it was possible to observe a reduction in the conversion with I142M, R151H and R211Q and no or almost no conversion with N146S, N146D and Q222K and with Q215R respectively. In subsequent experiments, caprine PrPC variants were directly biotinylated so that goat or sheep scrapie as well as cattle, sheep or goat BSE derived PrPSc could be used. In these assays I142M, H143R and R211Q clearly reduced the conversion of PrPC with ovine and caprine scrapie isolates, whereas R151H did not influence the conversion efficiency of biotin-tagged PrPC. Conversion with scrapie isolates showed a marked reduction or no conversion in the case of N146S and N146D which correlated again with the Me7 data and the in vivo observations. In the case of bovine BSE isolates, the cell-free conversion mimicked the species barrier observed in vivo. BSE material from cattle barely converted any caprine PrPC variant into PrPres, whereas BSE from sheep converted all variants including the resistance-associated N146S and N146D, suggesting that the resistance is also prion strain specific. A marked reduction in the conversion rate was also observed with I142M and, less pronounced, with H143R and R211Q corroborating the protective role of these polymorphisms against TSEs. When co-incubated, resistance-associated variants N146D, N146S and Q222K produced a dominant negative effect on the conversion of the susceptible wild-type PrPC genotype (INRQ). In a similar way, the incubation of I142M and H143R also reduced the amount of PrPres in a mixture with INRQ. In conclusion, the cell-free conversion assay results show that the caprine PrP polymorphisms M112T, I142M, R143H, N146S, N146D, R151H, R215Q and Q222K correlated clearly with the in vivo susceptibilities of the goats carrying these polymorphisms. Apart from practical implications, like the possibility of breeding TSE resistant goats, these data indicate that scrapie resistance is modulated by thermodynamic changes affecting PrPC-PrPSc interactions and the formation of conversion intermediates.
Neurodegenerative Erkrankungen sind durch einen progressiven Verlust von Neuronen oder Gliazellen im Gehirn oder Rückenmark gekennzeichnet. Der Ersatz dieser zu Grunde gegangen Zellen, zum Beispiel durch neurale Stammzellen (NSCs) stellt dabei einen möglichen kurativen Behandlungsansatz dar, bei dem alternativ zur stereotaktisch-chirurgischen Zelltransplantation die Injektion der NSCs in den Liquorraum als atraumatische Transplantationsmethode in Frage kommt. In vorangegangenen Studien hierzu wird allerdings über eine sehr geringe Migration der intrathekal injezierten Zellen ins Hirnparenchym berichet, zurückzuführen möglicherweise auf einen zu niedrigen Nährstoffgehalt des Liquors. Andererseits ist bekannt, dass Liquor ein wichtiges Milieu für das Überleben NSCs und deren Zellpfaddetermination im sich entwickelnden Gehirn darstellt. In unserer Studie haben wir deshalb den Einfluss von Liquor auf das Verhalten adulter humaner (ahNSCs) und fetaler muriner neuronaler Stammzellen (fmNSCs)in vitro untersucht. Die zentralen Ergebnisse unserer Studie sind: (i) sowohl während der Expansion als auch während der Differenzierung führt Liquor zu einer erhöhten Überlebensrate ahNSCs und fmNSCs im Vergleich zum standard Expansions-/DIfferenzierungsmedium (ii) Liquor fördert das Auswachsen von Zellfortsätzen im Vergleich zum Standardmedium und führt so zu einem schnelleren Verlust der Teilungsfähigkeit (iii) Liquor förder die Astrogliogenese in ahNSCs und fmNSCs und hemmt die Neurogenese in fmNSCs. Eine nierige Überlebensrate der intrathekal injezierten Zellen auf Grund eines zu niedrigen Nährstoffgehaltes scheint auf Grund unserer Ergebnisse somit unwahrscheinlich. Stattdessen könnte das schnelle Auswachsen der Zellförtsätze nach intrathekaler Injektion zu einer Adhäsion injezierter Stammzellen an der Ventrikelwand führen und somit eine ausreichende intraparenchymale Migration verhindern. Als zusätzlich negativen Effekt des Liquors zeigte sich in unserer Studie eine Förderung der Astrogliogenese und Hemmung der Differenzierung in benötigte Neurone. Vor der praktischen Umsetzung der intrathekalen Stammzellinjektion als alternative Transplantationsmethode sind deshalb weitere Studien zu den Inhaltsstoffen des Liquors und Möglichkeiten der Beeinflussung dieser notwendig.
Doppelkronensysteme mit definierter und reproduzierbarer Haftkraft, mit einem dem natürlichen Prämolaren ähnlichen Aussehen und Wegfall der bisher bestehenden Korrosionsproblematik stehen im Mittelpunkt dieser Arbeit. Hierfür wurden 9 Zirkonoxidprimärkronen aus Cercon® (Fa. DeguDent, Hanau) zusammen mit NEM-Sekundärkronen aus Vi-Comp® (Fa. Austenal, Köln) hergestellt. Mit Hilfe einer Folienprägetechnik wurde für alle Prüfkörper jeweils eine Mesostruktur aus einer 50µm Gold-Platin-Folie gefaltet, welche dann mittels Composit Attachment Cement (Nimetic Cem®, Seelfeld) auf V2A-Stahlstäbe befestigt wurden. Diese Prüfkörper wurden mit je 50, 100, 200N belastet und unter Luft, Wasser und Clandosane® (cell pharm, Hannover) mit je 125, 150 und 500mm/min durch die Universalprüfmaschine Zwick Z 050 abgezogen. Anschließend wurde die für die Trennung notwendige Abzugskraft Fz gemessen. Pro Probenkörper wird ein Vorlauf von 100 Zyklen mit 50N Belastung durchgeführt. Die Messung wurde für alle 9 Prüfkörper je 3 mal wiederholt. Der Prüfkörper Nr. 4 wurde aufgrund seiner zu hohen Medianwerte von vergleichsweise >50% der Abzugskraft als Ausreißer von der Analyse ausgeschlossen, so dass 648 Messwerte resultierten. Mit Hilfe des Hystereseprogrammes testXpert® der Universalprüfmaschine Z 050 (Fa. Zwick, Ulm) konnte die Abzugskraft Fz entsprechend des Kurvenpeaks unterhalb der Nulllinie bestimmt werden. Die vorab erwarteten Ergebnisse haben sich alle bestätigt: Milieu (Viskosität), Aufpresskraft Fp und Abzugsgeschwindigkeit v haben in genannter Reihenfolge in absteigender Wertigkeit Einfluss auf die Haftkraft Fz. Die Abzugskraft FZ steigt bei gleich bleibender Abzugsgeschwindigkeit v mit zunehmender Aufpresskraft Fp bei gleichem Milieu bei Zimmertemperatur (ca. 20°C). Ebenso steigt sie mit zunehmender Milieuviskosität, bei gleicher Aufpresskraft Fp, bei gleich bleibender Abzugsgeschwindigkeit v und bei Zimmertemperatur (ca. 20°C). Die Abzugskraft FZ sinkt mit steigender Abzugsgeschwindigkeit v bei gleich bleibender Aufpresskraft Fp, sowohl bei gleichem Milieu, als auch bei Zimmertemperatur (ca. 20°C). 1 In vitro-Abzugsversuche an Mesostrukturen mittels Folienprägetechnik auf Primärkoni aus Zirkonoxidkeramik (ZrO2) und Sekundärkoni aus Kobalt-Chrom-Molybdän (Co-Cr-Mo) Autor: Annette Siebert-Steeb Vergleichbare Abzugswerte sind bei der konventionellen Folienkonusversion NEM-NEM 5° und der hier verwendeten ZrO2-NEM 6° Version zu finden. Der Zahntechniker kann über Variieren des Entlastungsspaltes mit Hilfe der Dicke des Platzhalterlackes auf die Haftungseigenschaften der Folienkonuskronen Einfluss nehmen, d.h. je kleiner der Spalt, desto schneller ist das Kraftmaximum erreicht. Wodurch extraoral die Haftkraft definiert werden, ohne nach intraoraler Verklebung böse Überraschungen zu erleben. Ursächlich für die Haftkraft ist das Tribologische System (der hydraulische und adhäsive Effekt), vergleichbar mit den Galvanodoppelkronen. Es zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Aufpresskraft Fp auf die Abzugskraft FZ. Die Haftkraft des Konus durch den Winkel wirkt primär, dann sinkt bei steigender Abzugsgeschwindigkeit die Haftkraft entgegen den Galvanoteleskopen. Somit besteht ein umgekehrter linearer Zusammenhang zwischen Abzugskraft FZ und Abzugsgeschwindigkeit v.
WOKW-Ratten entwickeln ein komplettes und ein der humanen Erkrankung ähnliches Metabolisches Syndrom mit Adipositas, Hyperinsulinämie sowie Hyperleptinämie, Dyslipidämie und verminderter Glukosetoleranz. In der vorliegenden Arbeit wurden kongene Ratten durch Kreuzung zwischen kranken WOKW und krankheitsresistenten DA-Ratten generiert, die als DA.3aW (Chr. 3; D3Mgh5-D3Rat1), DA.3bW (Chr. 3; D3Mit10-D3Rat189), DA.5W (Chr. 5; D5Mgh6-D5Mit5), DA.10W (Chr. 10; D10Mgh2-D10Rat4) und DA.16W (Chr. 16; D16Rat88-D16Wox7) bezeichnet wurden. Diese kongenen Stämme wurden zunächst longitudinal hinsichtlich einzelner Faktoren des Metabolischen Syndroms untersucht. Die phänotypische Charakterisierung zeigte, dass die kongenen Ratten Facetten des Metabolischen Syndroms entwickeln und somit Gene in den kongenen WOKW-Bereichen auf den Chromosomen 3, 5, 10 und 16 der Ratte den Adipositas Index, die Körpermasse, die Seruminsulin- und Serumleptinwerte sowie die Serumlipide in Abhängigkeit des Chromosoms und des Geschlechts der Ratten beeinflussen. Zur Identifikation möglicher Kandidatengene wurde die mRNA-Expression einzelner Gene, die innerhalb der kongenen Bereiche liegen, mittels qRT-PCR in Fettgewebe, Leber, Hypothalamus und teilweise auch in der Niere untersucht. Basierend auf der Tatsache, dass DA.3aW phänotypisch besonders von DA abweicht, lag der Fokus der Genexpressionsanalysen auf Genen, die innerhalb des kongenen Bereiches auf dem distalen Chromosom 3 (D3Mgh5-D3Rat1) kartieren. Interessanterweise konnte eine signifikant geringere mRNA-Expression von Pck1 in Leber und Niere von DA.3aW sowie WOKW im Vergleich mit DA nachgewiesen werden. In der daran anknüpfenden Sequenzierung konnte ein SNP in der codierenden Sequenz von Pck1 (4384T/C) dokumentiert werden. WOKW sowie DA.3aW, Ratten die ein komplettes bzw. Facetten des MetS entwickeln, sind Träger des C-Allels. Somit könnte dieser SNP das Risiko an Facetten des MetS zu erkranken, in Ratten beeinflussen. Außerdem konnten Snta1, Pofut1, Dlgap4 und Pltp, die auch in der kongenen Region in DA.3aW liegen, als mögliche Kandidatengene identifiziert werden. Auch die auf dem Chromosom 10 liegenden Gene Acox1, Galr2 und Cygb könnten auf Grund der Expressionsergebnisse in der Entstehung von Hyperleptinämie und Hyperinsulinämie in DA.10W bzw. WOKW involviert sein. Des Weiteren wurde mittels Genexpressionsanalyse festgestellt, dass Gene innerhalb des kongenen Bereiches auf dem Chromosom 5 die Expression von Pparg und Adipoq im Fettgewebe beeinflussen, da die Expression dieser Adipokine in DA.5W-Ratten signifikant erhöht ist im Vergleich mit DA. Außerdem müssen Gene in den kongenen Regionen auf den Chromosomen 5 und 16 für eine veränderte Expression von Fasn, Glut4 und Lpl verantwortlich sein. Zum Schluss konnte ein Zusammenhang zwischen der Anzahl von TTT-Repeats in der 3'UTR von Repin1 und der Proteinmenge nachgewiesen werden. Weicht die Anzahl der TTT-Repeats vom WT-Allel ab, dann ist die Repin1-Konzentration im subkutanen sowie epididymalen Fettgewebe verschiedener Rattenstämme erhöht.
Burkholderia pseudomallei ist ein gram-negatives Stäbchenbakterium, das in tropischen und subtropischen Gebieten endemisch ist. Bedeutung erlangte das Bakterium als Modellorganismus für intrazelluläres Überleben. Als solches ist B. pseudomallei in der Lage in Wirtszellen einzudringen, sich aus dem Phagolysosom zu befreien, im Zytosol zu replizieren, Aktinschweife zu induzieren und sich von Zelle zu Zelle auszubreiten. B. pseudomallei ist der Verursacher der Melioidose, einer Erkrankung mit sehr unterschiedlichen klinischen Verläufen. Sowohl schwere, septische Formen mit hoher Mortalität aber auch milde chronische Manifestationen treten auf. Trotz zunehmender Beachtung in der Öffentlichkeit sind die molekularen Details seiner Virulenz weitestgehend unverstanden. Deswegen beschäftigt sich diese Forschungsarbeit mit der Identifizierung und Charakterisierung von neuen Virulenzfaktoren und -mechanismen bei B. pseudomallei. Dazu wurden mittels Tn5-Transposonmutagenese 2344 Mutanten hergestellt und auf ihre Fähigkeit Plaques in einem Agarose-überschichteten Zellmonolayer zu induzieren gescreent. Mutanten mit Defekten in Genen, die in den intrazellulären Lebenszyklus involviert sind, bilden weniger, kleinere oder keine Plaques im Vergleich zum Wildtyp. Insgesamt 44 Tn5-Transposonmutanten fielen im Screening durch eine veränderte Plaquebildung auf. Durch molekularbiologische Methoden wurden die Transposoninsertionsstellen ermittelt. Es lagen Defekte in Genen vor, die für Stoffwechselproteine, Strukturkomponenten oder hypothetische Proteinen kodieren. Weiterführend wurden die Mutanten auf ihre intrazelluläre Invasion und Replikation in Epithelzellen sowie auf ihre Aktinschweifbildung untersucht. Bei insgesamt vierzehn Mutanten konnte nach intranasaler Infektion eine starke Attenuierung in der Maus nachgewiesen werden, darunter beispielsweise eine Mutante mit einem Defekt in BPSL0918, einer Peptidyl-Proly-cis-trans-Isomerase und fünf Mutanten mit Defekten in Genen unbekannter Funktion. Um polare Effekte auszuschließen, wurde die Komplementation mit dem mini-Tn7-System für diese Tn5-Mutanten etabliert und exemplarisch an der BPSL0918-Mutante durchgeführt. Diese Forschungsarbeit zeigt, dass es möglich ist mit den hier genutzten Methoden Tn5-Transposonmutagenese und anschließendem Plaquescreening neue Virulenzgene zu identifizieren, die essentielle Funktionen im intrazellulären Überleben von B. pseudomallei übernehmen. Die weitere Charakterisierung dieser Gene kann Hinweise darauf geben, mit welchen Strategien das Pathogen sich im menschlichen Körper etabliert, ausbreitet und die Wirtsabwehr außer Kraft setzt.