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Methane (CH4) is a potent greenhouse gas with rising atmospheric concentrations.
Microorganisms are essential players in the global methane cycle. In fact, the largest part of methane emissions derives from microbial production by methanogenic Archaea (methanogens). Microorganisms do not only produce methane: methanotrophs can also oxidize the methane produced by methanogens. In addition, soil methanotrophs are the only biological methane sink, oxidizing up to 30-40 Tg of this potent greenhouse gas per year worldwide.
However, intensified management of grasslands and forests may reduce the methane sink capacity of soils.
In general, the interaction of methanogens and methanotrophs determines whether a soil is a source or a sink for methane. It is, therefore, crucial to understand the microbial part of the methane cycle and which factors influence the abundance and activity of methane-cycling microbes. However, capturing the soil microbiome's abundances, activity, and identity is
challenging. There are numerous target molecules and myriad methods, each with certain
limitations. Linking microbial markers to methane fluxes is therefore challenging. This thesis aimed to understand how methane-cycling microbes in the soil are related to soil methane fluxes and how soil characteristics and human activity influence them.
The first publication investigated the biotic and abiotic drivers of the atmospheric methane sink of soils. It assessed the influence of grassland land-use intensity (150 sites) and forest management type (149 sites) on potential atmospheric methane oxidation rates (PMORs) and the abundance and diversity of CH4-oxidizing bacteria (MOB) with qPCR in topsoils of three temperate regions in Germany. PMORs measured in microcosms under defined conditions were approximately twice as high in forest than in grassland soils. High land-use intensity of grasslands negatively affected PMORs (−40%) in almost all regions. Among the different aspects of land-use intensity, fertilization had the most adverse effect reducing PMORs by 20%.
In contrast, forest management did not affect PMORs in forest soils. Upland soil cluster (USC)α was the dominant group of MOBs in the forests. In contrast, USCγ was absent in more than half of the forest soils but present in almost all grassland soils. USCα abundance had a direct positive effect on PMOR in forests, while in grasslands, USCα and USCγ abundance affected PMOR positively with a more pronounced contribution of USCγ than USCα.
In the second publication, we used quantitative metatranscriptomics to link methane-cycling microbiomes to net surface methane fluxes throughout a year in two grassland soils. Methane fluxes were highly dynamic: both soils were net methane sources in autumn and winter and net methane sinks in spring and summer. Correspondingly, methanogen mRNA abundances per
gram soil correlated well with methane fluxes. Methanotroph to methanogen mRNA ratios were higher in spring and summer when the soils acted as net methane sinks. Furthermore, methane uptake was associated with an increased proportion of USCα and γ pmoA and pmoA2 transcripts. High methanotroph to methanogen ratios would indicate methane sink properties.
Our study links the seasonal transcriptional dynamics of methane-cycling soil microbiomes for the first time to gas fluxes in situ. It suggests mRNA transcript abundances as promising indicators of dynamic ecosystem-level processes.
We conclude that reduction in grassland land-use intensity and afforestation can potentially increase the methane sink function of soils and that different parameters determine the microbial methane sink in forest and grassland soils. Furthermore, this thesis suggests mRNA transcript abundances as promising indicators of dynamic ecosystem-level processes. Methanogen transcript abundance may be used as a proxy for changes in net surface methane emissions from grassland soils.
Die Diversionskolitis ist eine Entzündung der ausgeschalteten Kolonabschnitte nach Stomaanlage, tritt bei nahezu 100 % der Stomapatienten/-innen auf und wird in bis zu 30 % der Fälle symptomatisch. In Deutschland leben aktuell circa 150.000
Stomaträger/-innen, was die Diversionskolitis zu einem relevanten gesundheitlichen
Problem macht. Zwar ist die Diversionskolitis histopathologisch eingehend untersucht worden, zur Immunpathogenese dieses Krankheitsbildes gibt es hingegen bisher kaum Daten. Ziel der Arbeit war die Etablierung eines murinen Mausmodells, welches sowohl in der Pathogenese und Ausprägung dem humanen Krankheitsbild gleicht, als auch weitergehende immunologische Untersuchungen des Darms und der lymphatischen Organe zulässt.
Männlichen C57BL/6-Mäusen wurde eine distale Kolostomie angelegt und nach 14,
30 oder 60 Tagen wurden das Kolon, die MLN, das Blut und die Milz weitergehend
untersucht. Histologisch fielen eine Kryptenatrophie, die Abnahme der Becherzellen
und ein lymphozelluläres Infiltrat auf. Das wichtigste Kennzeichen der humanen
Diversionskolitis, die lymphofollikuläre Hyperplasie, konnte nach 60 Tagen beobachtet werden. In der immunologischen Analyse fiel nach 60 Tagen zum einen sowohl lokal aus auch systemisch eine erhöhte Aktivität der TH2-Antwort in der Kolostomiegruppe
auf, zum anderen konnten vermehrt Gr-1int Makrophagen im MLN nachgewiesen
werden.
In dieser Arbeit konnte ein murines Modell zur Diversionskolitis erfolgreich etabliert
werden, welches zum einen bezüglich seiner Pathogenese und Ausprägung dem humanen Krankheitsbild gleicht, zum anderen weitreichende immunologische Analysen zur Immunpathogenese der Erkrankung zulässt. Erste Daten zeigen, dass durch die Stuhldeviation eine TH2-Antwort im Darm begünstigt wird. Weiterführende
Untersuchungen, vor allem an den Immunzellen der Darmmukosa, sind notwendig, um
weitere Aussagen zur Immunpathogenese der Diversionskolitis zu tätigen. Darüber hinaus ermöglicht das in dieser Arbeit etablierte Modell aber auch weitergehende
Untersuchungen zum Zusammenspiel zwischen den Darm-Mikrobiota und dem
Immunsystem des Darms, um das komplexe Konstrukt der Immunhomöostase im Darm und deren Einfluss auf die Gesundheit des Gesamtorganismus besser zu
verstehen.
Ödeme, die durch Orthostase verursacht werden, sind im medizinischen und beruflichen Kontext ein häufiges Krankheitsbild. Die Volumenzunahme in den Unterschenkeln und die damit verbunden Beschwerden treten insbesondere in Berufen auf, die mit langem Stehen und wenig Bewegung verbunden sind. Bisher ungeklärt ist, ob es einen Zusammenhang zwischen der Zunahme des Unterschenkelvolumens und der Entstehung von Missempfindungen bei Stehbelastungen gibt. Ebenfalls fraglich ist, ob die während einer Orthostase entstehenden Missempfindungen durch die Durchführung bestimmter Bewegungen beeinflusst werden können.
Ziel dieser nicht-randomisierten, kontrollierten Studie war es, die Veränderungen und den zeitlichen Zusammenhang von einer V olumenzunahme und dem Auftreten von Beschwerden in den Unterschenkeln während einer Stehbelastung zu untersuchen. Dabei wurde durch die Probanden eine zeitlich begrenzte Stehbelastung von 15 min absolviert. Im Rahmen dessen wurde das Unterschenkelvolumen mit einem optischen dreidimensionalen Volumenmesssystem gemessen. Die aufgetretenen Missempfindungen und der Bewegungsdrang wurden anhand einer numerischen Rating- Skala (NRS) von null bis zehn Punkten abgefragt. Es wurde eine Korrelationsanalyse zwischen dem Unterschenkelvolumen und den Daten zu den Missempfindungen und dem Bewegungsdrang der einzelnen Probanden durchgeführt. Darüber hinaus wurden lineare Modelle mit gemischten Effekten berechnet, um das Vorhandensein einer kausalen Beziehung zwischen dem Unterschenkelvolumen und den Missempfindungen oder dem Bewegungsdrang im Stehen zu untersuchen. Die Stehversuche wurden ein zweites Mal durchgeführt, während die Probanden MKS trugen.
Als Resultat konnte gezeigt werden, dass das Unterschenkelvolumen während der Stehphase ohne MKS durchschnittlich um 63 ml und mit MKS um 27 ml zu nahm (p < 0,001). Die Missempfindungen stiegen während der Orthostase ohne MKS im Mittel um 3,46 Punkte auf der NRS und mit MKS um 2,6 Punkte (p < 0,001). Der Bewegungsdrang der Teilnehmer erhöhte sich während der Stehphase ohne MKS um 3,47 Punkte auf der NRS und mit MKS um 3,73 Punkte (p < 0,001). Ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Zunahme des Unterschenkelvolumens und dem Auftreten von Missempfindungen bzw. von Bewegungsdrang wurde bei der Mehrzahl der Probanden ohne MKS (p < 0,05) und mit MKS (p < 0,1) festgestellt. In den linear gemischten Modellen zeigte sich ein kausaler Zusammenhang zwischen der Volumenzunahme der Unterschenkel und dem Auftreten der Symptome (p < 0,001). Schlussendlich lässt sich feststellen, dass längeres Stehen mit Bewegungsmangel bei venengesunden Probanden zu einer Zunahme des Unterschenkelvolumens und zu einem Gefühl von Unbehagen führt. Durch einstudierte Bewegungen und das Tragen von MKS können unter kontrollierten Bedingungen die Missempfindungen in den Beinen und teilweise auch das Unterschenkelvolumen reduziert werden. Lineare Modelle mit gemischten Effekten weisen auf kausale Zusammenhänge zwischen diesen Variablen hin. Aufgrund der Schwierigkeit, subjektive Äußerungen über Beschwerden mit objektiven Messergebnissen wie der Volumenzunahme zu korrelieren, sind jedoch weitere Studien erforderlich, die auch Stoffwechselprozesse auf molekularbiologischer Ebene miteinbeziehen.
Die demografischen Entwicklungen werden in den nächsten Dekaden zu einem erheblichen Anstieg älterer Bevölkerungsgruppen führen, die seltener die Empfehlungen für körperliche Aktivität der WHO erreichen. Ein hohes Ausmaß an körperlicher Inaktivität ist ein zentraler Risikofaktor für zahlreiche nicht-übertragbare Erkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen (HKE), die weltweit zu den häufigsten Todesursachen zählen und zudem weitreichende ökonomische Belastungen verursachen. Schlussfolgernd resultiert zukünftig ein hoher Bedarf an wirksamen Präventionsstrategien. Erfolgreiche Konzepte zur Prävention von HKE erfordern ein weitreichendes Verständnis über die Auswirkungen von körperlicher Aktivität und Inaktivität, deren Zusammenspiel sowie über relevante Einflussfaktoren.
Die vorliegende Ausarbeitung stellt die zentralen Ergebnisse von zwei Veröffentlichungen heraus. Für beide Analysen wurden Daten aus der MOVING-Studie (2016 – 2018) genutzt, die in wissenschaftlicher Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) Greifswald durchgeführt wurde.
Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Untersuchung der Prävalenzen und der Determinanten von körperlicher Aktivität und körperlicher Inaktivität sowie die Analyse der Wirksamkeit einer niedrigschwelligen Intervention bei Menschen älterer Bevölkerungsgruppen. Es wurde eine Studie zur körperlichen Aktivität und Inaktivität in der Allgemeinbevölkerung durchgeführt und die Ergebnisse in zwei Publikation dargestellt.
Die erste Publikation (Prävalenz-Paper) quantifiziert das Ausmaß an körperlicher Aktivität und Inaktivität und bestimmt zudem relevante Prädiktoren. Die zweite Publikation (Effekt-Paper) analysiert weiterführend die Wirksamkeit einer niedrigschwelligen Intervention.
Zusammenfassend sind die wichtigsten Ergebnisse aus den beiden Veröffentlichungen, dass das Ausmaß an körperlicher Aktivität in der Stichprobe im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung überdurchschnittlich hoch war. Über zwei Drittel der Studienteilnehmenden (72,8 % der Männer und 79,7 % der Frauen) erfüllten bereits zu Baseline die Empfehlungen für körperliche Aktivität für Menschen ab 65 Jahren der WHO. Insbesondere individuelle Faktoren wie Alter, Bildung und BMI haben einen signifikanten Einfluss auf körperliche Aktivität.
Unabhängig von der Prävalenz körperlicher Aktivität war auch das Ausmaß an in körperlicher Inaktivität verbrachter Zeit hoch und betrug im Mittel 68 % der Wachzeit der Probanden.
Beide Untersuchungen kamen zu dem Ergebnis, dass die Akzeptanz gegenüber dem Akzelerometer mit einer durchschnittlichen Tragezeit von etwa 14 Stunden kontinuierlich hoch war und das methodische Vorgehen damit als ein geeignetes Instrument zur Untersuchung des Forschungsfeldes angesehen werden kann.
Die Analyse der Intervention zeigt, dass der Effekt durch die Teilnahme von körperlich bereits sehr aktiven Probanden minimiert wurde, was einen Deckeneffekt vermuten lässt. Obgleich die Ergebnisse aus dem Effekt-Paper keine signifikanten Ergebnisse bezüglich des primären Outcomes liefern, geben die deskriptiven Auswertungen jedoch einen Hinweis darauf, dass die niedrigschwellige Intervention einen leichten positiven Einfluss auf das Ausmaß an körperlicher Aktivität hatte.
Die Anzahl an Richtlinien und Empfehlungen für körperliche Aktivität nahmen in der Vergangenheit kontinuierlich zu. In der Literatur herrscht weitestgehend Konsens über ein konkretes Ausmaß der zu empfehlenden körperlichen Aktivität für ältere Menschen ab 65 Jahren. Empfehlungen für körperliche Inaktivität sind bislang jedoch kaum vorhanden und enthalten keine konkreten Aussagen über Ausmaß an körperlicher Inaktivität. Bisherige Ausführungen geben eher grundsätzliche Empfehlungen für körperliche Inaktivität.
Aktuelle Veröffentlichungen der WHO beinhalten generell auch Empfehlungen zu sitzendem Verhalten. Dennoch mangelt es bislang an konkreten Empfehlungen, die über eine allgemeine Reduzierung von körperlicher Inaktivität hinausgehen und Obergrenzen definieren. Daher bedarf es insbesondere für körperliche Inaktivität weiterer Forschungsvorhaben, die vor allem die Dosis-Wirkungs-Beziehung fokussieren und im Rahmen von Empfehlungen Sitzzeiten quantifizieren.
Tafazzin is an acyltransferase with key functions in remodeling of the mitochondrial phospholipid cardiolipin (CL) by exchanging single fatty acids species in CL. Tafazzin-mediated CL remodeling determines the actual CL compositions and has been implicated in mitochondrial morphology and function. Thus, any deficiency of tafazzin leads to altered fatty acid composition of CL which is directly associated with impaired mitochondrial respiration and ATP production. Mutations in the tafazzin encoding gene TAZ, are the cause of the severe X-linked genetic disease, BARTH syndrome (BTHS).
Previous work provided first hints on a linkage of CL composition and subsequent limitations in the cellular ATP levels which may contribute to the restriction of growth. However, in C6 cells ATP levels remained unaltered due to compensatory activation of glycolysis. Moreover, it has been demonstrated that the substantial changes in CL composition are similarly resulting from knocking down either cardiolipin synthase (CRLS) or TAZ. This has also been shown in C6 glioma cells. Most notably only the knock down of TAZ, but not that of CRLS, compromised proliferation of C6 glioma cells. Therefore, a CL- independent role of TAZ in regulating cell proliferation is postulated.
In this study, any linkage of the lack of tafazzin to cellular proliferation should be investigated in more detail to allow first insight into underlying mechanisms.
The results of the current study demonstrate that the tafazzin knockout in C6 glioma cells show changes in global gene expression by applying transcriptome analysis using the- microarray Clarion S rat Affymetrix array. Out of 22,076 total number of genes detected, 1,099 genes were differentially expressed in C6 knockout cells which were either ≥2 and ≥4 fold up or down regulated genes. Furthermore, expression of selected target genes was validated using RT-qPCR. We have hypothesised that the changes in TAZ dependent gene expression is via PPAR transcription factor. According to eukaryotic promoter database (EPD) for selected target genes, exhibited at least one putative binding site for PPARG and PPARA transcription factors. However, pioglitazone and LG100268, synthetic ligands of PPARG and RXR, could not show any effect on changes in gene expression in C6 TAZ cells. Another class of cellular lipids, oxylipins were found to occur in significantly higher amounts in C6 TAZ cells compared to C6 cells which makes them candidates for mediating cellular effects and regulating gene expression via PPARs. A computational tool CiiiDER was used to for the prediction of transcription factor binding site. The transcription factors enriched in TAZ- regulated genes were found to be HOXA5 and PAX2, binding sites of which could be detected in 100 % of TAZ- regulated genes (>2-fold). By applying IPA to the differentially expressed genes we could identify lipid metabolism, and cholesterol superpathway in particular as the most affected pathway in C6 TAZ cells. This pathway consists of 20 genes, of which all (20/20) appeared to be differentially regulated in C6 TAZ cells. Of all the 20 genes, 4 of the differentially expressed genes were selected for further validation by RT-qPCR. By IPA it was possible to identify the upstream regulators that might be responsible for the differential expression of genes in C6 deficient cells. Some of the genes ACACA, HMGCR, FASN, ACSL1, 3 and, 5 identified was decreased by predicted activation and inhibition of the regulators. Further we have analysed the levels of cellular cholesterol content in C6 and C6 TAZ (w/o Δ5 and FL) cells. In C6 cells cholesterol is present more in its free form. C6 TAZ cells have increased amount of cholesterol compared to C6 cells. However, Δ5 and FL expressed C6 TAZ cells showed less amount of cholesterol.
Previous work established that knockout of tafazzin in C6 cells showed decreased cell proliferation in the absence of any changes in ATP content. To understand this phenomenon cellular senescence associated β-galactosidase in C6 and C6 TAZ cells was performed. C6 TAZ cells showed increased percentage of β-gal positive cells compared to C6 cells. Moreover, senescent associated secretory phenotype (SASP) represented by e.g. CXCL1, IL6, and IL1α was determined using RT-qPCR. Gene expression of these SASP factors was significantly upregulated in C6 TAZ cells.
Several human tafazzin isoforms exists due to alternate splicing. However, whether these isoforms differ in function and in CL remodelling activity or specificity, in particular, is unknown. The purpose of this work was to determine if specific isoforms, such as human isoform lacking exon 5 (Δ5), rat full length tafazzin (FL) and enzymatically dead full length tafazzin (H69L), can restore the wild type phenotype in terms of CL composition, cellular proliferation, and gene expression profile. Therefore, in the second part, it was demonstrated that expression of Δ5 to some extent and rat full length tafazzin can completely restore CL composition, in C6 TAZ cells which is naturally linked to the restoration of mitochondrial respiration. As expected, a comparable restoration of CL composition could not be seen after re-expressing an enzymatically dead full-length rat TAZ, (H69L; TAZ Mut). Furthermore, re-expression of the TAZ Mut largely failed to reverse the alterations in gene expression, in contrast re-expression of the TAZ FL and the Δ5 isoforms reversed gene expression to a larger extent. Moreover, only rat full length TAZ was able to reverse proliferation rate. Surprisingly, the expression of Δ5 in C6 TAZ cells did not promote proliferation of the wild type. Different effects of Δ5 and FL on CL composition and cell proliferation points to the specific and in part non-enzymatic functions of tafazzin isoforms, but this certainly requires further analysis.
Thrombozyten haben neben ihrer Funktion in der Hämostase eine wichtige Rolle in der Immunabwehr. Sie interagieren hierbei mit Komponenten des angeborenen und des adaptiven Immunsystems und sind in der Lage, direkte anti-mikrobielle Einflüsse zu vermitteln. Die Interaktion von Thrombozyten mit Gram-positiven Bakterien unterscheidet sich von jener mit Gram-negativen Erregern. Bei beiden Gruppen von Bakterien scheint die Aktivierung von Thrombozyten und Freisetzung anti-mikrobieller Peptiden aus den Granula ein wichtiger Bestandteil der direkten Pathogenabwehr durch Thrombozyten zu sein. Hierbei führt die Interaktion mit S. aureus direkt zu einer starken pathogen-induzierten Thrombozytenaktivierung, während bei Gram-negativen Organismen wie E. coli eine Verstärkung durch die Opsonierung mit PF4 und anti-PF4/H IgG notwendig scheint. Vermutlich ist die Bindung von PF4 und anti-PF4/H IgG an Gram-positive Bakterien von größerer Bedeutung für die Opsonierung für andere Immunzellen als für den direkten bakteriziden Effekt der Thrombozyten.
Der Gram-positive S. pneumoniae führt durch Funktionsstörung und Exposition von Phosphatidylserin zu einer Schädigung der Thrombozyten. Dieser schädigende Effekt auf Thrombozyten durch S. pneumoniae wird unter anderem durch Pneumolysin, ein porenbildendes Toxin der Pneumokokken, vermittelt. Dieses induziert bereits in geringen Konzentrationen die Porenbildung in der Thrombozytenmembran und führt zur Induktion von Apoptose.
In der Arbeit konnten die initialen Fragestellungen folgendermaßen beantwortet werden:
1.Thrombozyten können einen direkten schädigenden Effekt auf Gram-positive Bakterien vermitteln.
2.PF4 und anti-PF4/Polyanion IgG spielen in der direkten Thrombozyten-vermittelten Pathogenabwehr bei Gram-positiven Erregern, trotz der Bindung an Gram-positive Bakterien, eine untergeordnete Rolle. Sie verstärken weder die Thrombozyten-aktivierung noch den anti-bakteriellen Effekt.
3.Die Auswirkung der Co-Inkubation mit Bakterien auf die Thrombozyten ist heterogen und abhängig vom untersuchten Bakterienstamm. Es kommt zur Aktivierung der Thrombozyten durch S. aureus und zur Schädigung der Thrombozyten durch S. pneumoniae.
Wikingergold - Eine Auseinandersetzung mit kulturellem Erbe und Identitäten im Kunstunterricht
(2023)
In welcher Beziehung stehen Schmuckobjekte zur eigenen Persönlichkeit? Mit welchen Erinnerungen, Erzählungen und Projektionen sind sie verbunden?
Ausgehend vom Hiddenseer Goldschmuck, ein heute im Stralsund Museum bewahrtes Schatzkonvolut aus der Wikingerzeit, führen diese und weitere Fragen Schüler*innen an Vorstellungen von kulturellem Erbe, Identität und regionaler Zugehörigkeit heran.
Wikingergold – eine Auseinandersetzung mit kulturellem Erbe und Identitäten im Kunstunterricht richtet sich an Schüler*innen der 7. bis 10. Klasse und ist fachübergreifend nutzbar. Drei Arbeitspakete – „Der Hiddenseer Goldschmuck“, „Goldschätze aus der Wikingerzeit – Kulturerbe des Ostseeraums“ und „‚Wikinger‘ darstellen und ausstellen“ – können komplementär, aber auch einzeln bearbeitet werden. Jedes enthält einen Einführungstext, Vorschläge zur Unterrichtskonzeption und Arbeitsblätter. Neben Text- und Bildmaterial kann ein eigens für das Projekt entwickelter Kurzfilm betrachtet oder eine digitale Ausstellung besucht werden.
Ziel der Unterrichtsmaterialien ist es, Verbindungen von Geschichte und Geschichtsmythen mit dem Alltag der Schüler*innen aufzuzeigen und zu reflektieren. „Wikingerschmuck“ wird so zum Instrument der Reflexion des eigenen Selbstbildes und er kann Anstoß für identitätsbildende Prozesse sein.
Low risk prostate cancer does not always necessitate aggressive or invasive intervention and is best monitored through active surveillance, but in daily practice a majority of men seek a more proactive approach. Therefore, tertiary chemoprevention is an attractive option for men seeking a way to slow disease progression. Several natural anti-carcinogens have been identified in soy beans, especially isoflavones. Case series have been published, demonstrating a positive influence of isoflavones on PSA serum levels in prostate cancer.
Therefore, a systematic review of the effect of isoflavones versus placebo on PSA levels in localized prostate cancer was conducted, following the recommendations of the Cochrane Handbook of systematic Reviews. On the whole, the primary aim of this review is to summarize the evidence for the use of isoflavones in localized prostate cancer in terms of PSA response. In total, we identified four relevant RCTs involving 298 treated men. The result of this synopsis was that none of the studies showed a significant effect on serum PSA levels, suggesting that isoflavone intake has no effect on biochemical progression. The influence of isoflavones on overall survival in localized prostate cancer remains unclear.
Nevertheless, there are indications that isoflavones may be clinically beneficial, for example regarding lipid metabolism and cholesterol. Isoflavones represent a safe therapeutic option with few side effects, where further interdisciplinary research is needed.
Until today, more than 17% of the population in Mecklenburg Western-Pomerania suffer from chronic kidney disease (CKD) which was revealed by the SHIP study (Study of Health in Pomerania). 20% of CKD cases can be traced back to glomerulopathies. One common characteristic of glomerulopathies is the morphologic change of the glomerular filtration barrier which consists of endothelial cells, the glomerular basement membrane and podocytes. Under healthy conditions, the foot processes of the podocytes interdigitate with the foot processes of the neighboring podocytes with a filtration slit in between. Apart from the slit membrane protein nephrin, typical adherens junction proteins like occludin or JAM-A are also expressed at this cell-cell junction. This junction is therefore considered to be a specialized type of adherens junction, necessary to maintain the size-selectivity of the filtration barrier. During podocyte injury, podocyte foot processes lose their characteristic morphology and the typical meandering filtration slit becomes linearized, a process which is described as foot process effacement.
Since morphological change is directly linked to change or loss of function, ultrastructural analysis of the foot processes is necessary for diagnostics and research. By using 3D-structured illumination microscopy (3D-SIM), we quantified these morphological changes as well as studied a possible biomarker, the tight junction protein claudin 5 (CLDN5). Our study showed a spatially restricted up-regulation of CLDN5 in effaced filtration slit areas in biopsies of patients suffering from minimal change disease (MCD), focal and segmental glomerulosclerosis (FSGS) as well as in mice after NTS injection and in the uninephrectomy DOCA-salt mouse model. CLDN5/nephrin ratios of biopsies from patients with glomerulopathies and of tissue received from NTS-treated mice were significantly higher compared to controls. We found that in patients the CLDN5/nephrin ratios were negatively correlated with the filtration slit density. Since CLDN5 up-regulation was observed in several areas of high filtration slit density, we hypothesized that CDLN5 upregulation preceded visible foot process effacement. Taken together, we suggest that CLDN5 could be a helpful biomarker to identify an early change of the foot process morphology in addition to filtration slit density measurement. Additionally, correlation analysis of foot process effacement with patient data showed a significant negative correlation of the filtration slit density with proteinuria in MCD patients.
Stigmatisierung tritt bei psychischen, körperlichen sowie chronisch neurologischen Erkrankungen auf. Stigma kann vielfältige Auswirkungen auf Betroffene haben: Es vergrößert Gesundheitsunterschiede, verringert Lebensqualität und schafft Hürden, Gesundheitsleistungen zu nutzen. Internationale Studien zu diesem Thema zeig-ten, dass Stigma bei MS-Patient*innen u.a. die Lebensqualität, das psychische Wohlbefinden, das Offenlegen der Erkrankung und die Einhaltung von Therapien beeinflusst. Hinsichtlich der Stigmatisierung bei chronisch neurologischen Erkran-kungen, wie Multipler Sklerose (MS), gibt es in Deutschland bisher keine Studien. Ziel dieser Arbeit war eine erstmalige Datenerhebung zu Stigmatisierung bei MS. Endpunkte der Erhebung sind, welche Formen von Stigma in dieser Kohorte vorlie-gen und ob es psychische Komponenten, krankheitsspezifische Eigenschaften o-der soziodemographische Daten gibt, die im Zusammenhang mit Stigma stehen. Diese Daten wurden daraufhin in Vergleich zu internationalen Daten gestellt. Auch bisher noch kaum erforschte Assoziationen zu Stigma und Fatigue wurden näher betrachtet.
Die Studie wurde als prospektive Kohortenstudie in Form validierter Fragebögen an der Universität Greifswald (Klinik für Psychiatrie und Klinik für Neurologie) durchge-führt. Zur Auswertung unserer Daten wurden zunächst Basistabellen mit Angaben aus Mittelwert, Standardabweichung, Median und Interquartilenabstand verwendet. Um einen monotonen Zusammenhang zwischen den Variablen zu untersuchen, wurde der Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman angewandt; um Assoziatio-nen aufzuzeigen die negative binomiale Regression.
Die Zusammensetzung der Kohorte mit dem Anteil an Männern (26%) und Frauen (74%) ist repräsentativ für MS. Alter und Erkrankungsdauer sind heterogen verteilt. 88 Personen hatten den schubförmig remittierenden MS-Typ, 11 den sekundär pro-gredienten und ein Patient den primär progredienten Verlaufstyp. Der Stigmatisie-rungsgrad in dieser MS-Kohorte ist gering. Der Modalwert für beide Stigma-Skalen liegt jeweils beim Minimum. Stigmatisierung korreliert signifikant auf hohem zweisei-tigen Signifikanzniveau (p>0,05) mit Depression (Korrelationskoeffizient 0,55), Fati-gue (0,51) und Behinderung (0,34). Für Lebensqualität liegt eine negative Korrelati-on vor (-0,54). Bei hohem Signifikanzniveau (p=0,001) erhöhen Behinderung und Depression das Risiko für MS-bezogene Stigmatisierung im Vergleich zu einer ge-sunden Referenzgruppe: Behinderung erhöht es jährlich um 38% und Depression um 5%. Mit jedem weiteren Lebensjahr der Patient*innen sinkt das Stigma-Risiko um 2,7 %. Bei Menschen mit Fatigue steigt das Risiko stigmatisiert zu werden jähr-lich um 2%.
Durch die vorliegende Arbeit konnten Ergebnisse internationaler Studien hinsicht-lich der Zusammenhänge zwischen Depression und Behinderung zu Stigma bestä-tigt werden. Ebenfalls konnte bestätigt werden, dass der Stigmatisierungsgrad bei MS eher gering ist. Der Grad der Behinderung beeinflusst das Stigmatisierungser-leben am stärksten, was sich häufiger in Form von internalisiertem statt öffentlichem Stigma äußert. Dass Jüngere eher betroffen sind, kann mit dem Vorkommen von erwartetem Stigma bei Unvorhersagbarkeit der Diagnose erklärt werden. Das erwar-tete Stigma kann schließlich besonders bei jüngeren Patient*innen zur Verheimli-chung der Erkrankung führen. Dies wurde im Prozess dieser Arbeit herausgearbei-tet und sollte in weiteren Studien noch eingehender untersucht werden. Da im Alter Stigmatisierung vorliegt und Behinderung ebenso wie behinderungsbezogenes Stigma mit dem Alter zunehmen, liegt die Vermutung nahe, dass im Alter andere Formen von Stigma eine Rolle spielen.