Doctoral Thesis
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The thesis investigates the occurrence of the Early Modern European witch-hunt within the distinctively diverse society of the Grand Duchy of Lithuania. Positioned at the intersection of Latin and post-Byzantine cultures, along with Western and Eastern Christianity, this region lay on the frontlines of the Reformation and Counter-Reformation. The research aims to analyze the specific characteristics of the witch-hunt in this area, considering it a case study of social and cultural interaction within a borderland. It focuses particularly on identifying the distinctive aspects of the Lithuanian witch-hunt, examining the social and cultural roots of the witch trials, and exploring their relationship to the broader social and cultural developments of the period.
Central to this study is a detailed examination of the witch trials and an analysis of court materials. The thesis posits a socio-cultural interpretation of witch persecutions, arguing that they were culturally influenced manifestations of social tensions, enacted through legal mechanisms. The emergence of new Early Modern challenges, such as the social consequences of agrarian reform, the expansion of manorialism, and serfdom, led to novel tensions, conflicts, and responses, including accusations of witchcraft. The importation of authoritative foreign ideas about witchcraft reinvigorated, facilitated, and shaped pre-existing moderate indigenous beliefs, a process facilitated by religious struggles and Catholic post-Tridentine confessionalization. The Lithuanian legal system provided an environment conducive to an intensive witch-hunt, with witchcraft being a secular grave felony tried in highly decentralized and poorly supervised courts. However, this potential was largely unrealized. The study argues that the cultural diversity of the society played a major role in inhibiting the spread of Western witchcraft discourse, thereby limiting the extent of the witch-hunt in the Grand Duchy of Lithuania.
Das Ziel der vorliegenden Studie war zum einen die retrospektive Abbildung der qPCR-Werte von BCR-ABL und der Medikamentenadhärenz und zum anderen die Identifikation von Einflussfaktoren und Prädiktoren für die Medikamentenadhärenz von Patientinnen und Patienten mit Chronischer Myeloischer Leukämie. Als Parameter des molekularen Therapieansprechens wurden Ergebnisse der routinemäßig durchgeführten Bestimmungen der BCR-ABL-Werte erfasst. Zur Bestimmung der Adhärenz dienten standardisierte psychometrische Instrumente, welche zu einer Fragebogenbatterie zusammengefasst wurden.
Von 13 onkologischen Praxen und Kliniken in Mecklenburg-Vorpommern, welche sich initial bereit erklärt hatten, nahmen sieben Einrichtungen an der Studie teil. Aus diesen sieben onkologischen Behandlungseinrichtungen konnten die Fragebögen von 44 Patienten in die Untersuchung mit einbezogen werden. Insgesamt wurden drei Befragungen durchgeführt in einem Abstand von jeweils einem Jahr. Der Großteil der Patientinnen und Patienten befand sich im Untersuchungszeitraum in First-line TKI-Therapie. Als biologische Validation für die Medikamentenadhärenz wurde das molekulare Ansprechen auf den TKI benutzt. Gemäß der ELN-Leitlinien zur Behandlung von Patientinnen und Patienten mit CML stellt das Erreichen einer „Major Molecular Response“ (MMR=BCR-ABL / ABL-Ratio ≤ 0,1 %) ein optimales Therapieansprechen dar. Bei 34 Patientinnen und Patienten (77,3 %) konnte ein optimales Therapieansprechen in den 12 Monaten vor der Datenerhebung nachgewiesen werden. Das molekulare Ansprechen von 6 Patientinnen und Patienten (13,6 %) schwankte ohne Verlust der MMR. Bei 4 Patientinnen und Patienten (9,1 %) wurde ein Therapieversagen (nach ELN-Empfehlungen) deutlich. Das molekulare Ansprechen in den vergangenen 12 Monaten vor Beginn der Untersuchung korrelierte signifikant mit dem initialen molekularen Ansprechen. Die Auswertung ergab laut Patienten-Selbsteinschätzung eine fast durchgängig gute Medikamentenadhärenz. Ein Zusammenhang zwischen Adhärenz-Selbst-einschätzung und dem molekularen Ansprechen konnte nicht nachgewiesen werden.
Untersucht wurde auch das Patientenwissen über die CML. Insgesamt zeigte ein Viertel der Patientinnen und Patienten gute bis befriedigende Kenntnisse. Das vorhandene Wissen geht zumeist auf die Informationen der behandelnden Onkologen zurück. Mehr als 50 % der Patientinnen und Patienten wünscht sich mehr Informationen zur CML und deren Behandlung. Entgegen der aktuellen Studienlage scheint das individuelle Wissen die Medikamentenadhärenz in unserer Studie kaum zu beeinflussen. In unserer Studie konnten wir allerdings feststellen, dass höheres Wissen über die CML signifikant mit geringerer wahrgenommener Bedrohlichkeit durch die CML korrelierte. Hinsichtlich des Geschlechts und des Patientenalters konnte kein signifikanter Zusammenhang mit dem Wissen über die CML detektiert werden. Patientinnen und Patienten mit geringerer Erkrankungsdauer zeigten ein höheres Wissen über das Krankheitsbild der CML. Wichtig ist es, Komorbiditäten wie depressive Symptome durch enge Anbindung an psychologische Zentren mit zu betreuen. Ein stabiles soziales Umfeld, ein gutes Arzt-Patienten- Verhältnis sowie eine starke subjektive Motivation einer jeden Patientin bzw. eines jeden Patienten sind sicherlich zentrale Säulen einer guten Adhärenz. Diese Faktoren bieten gleichzeitig Ansatzpunkte für Interventionen zur Steigerung der Therapietreue.
Plasma medical oncology: Immunological interpretation in head and neck squamous cell carcinoma
(2020)
Over the past several years, various important articles focusing on cancer therapy
approaches in head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs) using cold
atmospheric plasma (CAP) have been published (SEMMLER et al. 2020 [53],
METELMANN et al. 2018 [44], KEIDAR et al. 2011 [33]). This doctoral thesis presents
selected results from a prospective observational clinical study in CAP therapy of
palliative HNSCC patients, carried out at the Department of Oral and Maxillofacial
Surgery/Plastic Surgery of the Greifswald University Medicine. For oral and
maxillofacial surgeons, ulcerated surfaces of locally advanced head and neck squamous
cell carcinomas (UICC IV) offer a challenging treatment assignment with microbial
contamination and tumour progression. The clinical attempt appears to eradicate
microbial contamination and to initiate tumour regression. This doctoral thesis will
describe the processes of human tumour biology and tumour immunology in HNSCCs
and the extent of present knowledge concerning plasma medical oncology as an
anticancer modality. In the introduction of the doctoral thesis clinical results of plasma
therapy in locally advanced HNSCCs (UICC IV) are set out. This mainly includes the
investigation of a therapeutic concept, the treatment phases, the tumour size development
and the morphological changes of the infected tumour surface following cold atmospheric
plasma therapy. In the main part, a detailed immunological interpretation is proposed on
the basis of present preclinical and clinical immunological knowledge. Finally,
unexplored questions in plasma medical oncology are highlighted. This is highly
significant for future plasma research and clinical anticancer therapy.
Fehlfunktionen oder der Verlust von Podozyten führen zu Glomerulopathien, welche in ca.
90 % der Fälle die Ursache für eine Niereninsuffizienz ist. Der Verlust resultiert aus einer
fehlerhaften Haftung an der glomerulären Basalmembran unter anderem durch eine erhöhten mechanischen Beanspruchung, zum Beispiel bei erhöhtem Blutdruck. Die Erforschung
des Zusammenspieles aus dem Aktin-Zytoskelett und den Fokaladhäsionen verspricht hier
einen Erkenntnisgewinn über die Mechanismen der Adhäsion und der Resistenz gegen äußere Kräfte.
Die Fluoreszenzmikroskopie erlaubt eine detailreiche Abbildung dieser Strukturen. Die anschließende Beschreibung oder Quantifizierung ist allerdings aufgrund der ungeordneten
und statistisch verteilten Formen und Anordnungen der Filamente und Fokaladhäsionen
erschwert. Moderne computergestützte Bildauswertungsmethoden stellen hier eine Ausweg
dar, weil sie eine große Anzahl von Zellen mit einer beliebigen Detailgenauigkeit nach festen
Regeln untersuchen können. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Testung von
solchen Methoden zur quantitativen Bildauswertung für die Merkmalsextraktion von Fokaladhäsionen, des Aktin-Zytoskelettes und der Zellform bei Podozyten.
Damit einzelne Zellen verglichen werden können, müssen die Zellgrenzen erkannt werden.
Dies ist erschwert durch sich überlappende Zellen und die selektive Bildinformation von
Fluoreszenz-Bildern.
Es konnten zwei Methoden etabliert werden. Eine hat einen hohen Automatisierungsrad, basiert auf Voronoi-Diagrammen und ist geeignet zur Auswertung von vielen Zellen. Die andere
ist semi-automatisiert und erreicht eine hohe Genauigkeit beim Erkennen der Zellgrenzen.
Hiernach werden die Zellen durch Bestimmung gängiger Formfaktoren charakterisiert und
insbesondere Filopodien in ihrer Anzahl und Größe analysiert.
Der Algorithmus zur Analyse des Aktin-Zytoskelettes fußt auf einer neuen iterativen Programmstruktur. Diese ermöglicht das Beobachten von pathologischen Veränderungen des
Aktin-Zytoskelettes ohne die Parameter neu zu justieren. Es wird der vollständige Datensatz aus Länge, Breite und Orientierung der beliebig gekrümmten Aktin-Fasern extrahiert.
Das präsentierte Programm zur Auswertung der Fokaladhäsionen wurde für eine hohe Sensitivität und Spezifität optimiert. Es werden die wichtigen Merkmale Anzahl, Fläche und
Orientierung für alle Fokaladhäsionen bestimmt. Die Orientierung der Fokaladhäsionen wird
erstmals sehr robust durch die Bestimmung des Gradientenfeldes der Fluoreszenz-Intensität
berechnet.
Die Programme wurden mit Matlab implementiert und jeweils mit einer eigenständigen
Programmoberfläche ausgestattet. Außerdem wurde auf eine intuitive Bedienbarkeit und
Anwenderfreundlichkeit geachtet.
Eine erste Anwendung fanden die etablierten Methoden bei der Erforschung der Bedeutung
von Palladin und Fascin-1 auf das Zytoskelett. Bei Palladin-Knockdown-Podozyten konnte
eine Abnahme der Aktinfilamente und eine höhere Vulnerabilität auf Toxine gefunden werden. Ein Fascin-1-Knockdown bewirkt eine Abnahme der Fokaladhäsionen in ihrer Anzahl
und Fläche.
Weitere Auswirkungen von intrinsischen oder extrinsischen Veränderungen auf das Zytoskelett und die Zellform können mit den hier etablierten Methoden in Zukunft untersucht
werden. Tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Zytoskelettes sind auch durch die Korrelation dieser neu zugänglichen Merkmale untereinander und ggf. durch ein Abgleich mit
Modellen zur Simulation der Dynamik des Aktin-Zytoskelettes erwartbar.
Trotz zahlreicher Fortschritte in der Reproduktionsmedizin bleibt die ungewollte Kinderlosigkeit weiterhin ein nur teilweise verstandenes und behandelbares Problem. Unter habituellen Aborten, also drei oder mehr Fehlgeburten in Folge, leiden weltweit
etwa 1% aller Paare. In der Behandlung ungewollter Kinderlosigkeit auch unbekannter Ursache nehmen Heparine mittlerweile eine wichtige Rolle ein, auch wenn die Wirkungsweise zur Verbesserung des Schwangerschaftserfolgs oder der Verhinderung von Schwangerschaftskomplikationen nicht endgültig geklärt ist. Wichtige Aspekte sind dabei nicht nur die antikoagulativen Eigenschaften dieser Medikamente, sondern auch immunmodulatorische Effekte, welche in dieser Arbeit anknüpfend an andere Arbeiten unserer Arbeitsgruppe weiter untersucht wurden. Das Immunsystem spielt eine herausragende Rolle bei Entstehung und Erhalt von Schwangerschaft.
Es ist bekannt, dass sich während der Schwangerschaft das Gleichgewicht zwischen TH1- und TH2-Zytokinen in Richtung der TH2-Zytokine verschiebt, wodurch die für den Feten potenziell schädlichen Effekte durch die TH1-Immunantwort abgeschwächt werden. Bei Frauen mit ungewollter Kinderlosigkeit scheint das Verhältnis wiederum in Richtung der TH1-Zytokine verschoben zu sein. Eine Einflussnahme auf diese Zytokinverschiebung könnte also hilfreich sein.
In der hier vorgelegten Arbeit wurde ein in-vitro-Modell endometrialer Stromazellen
(ESC) in Zellkultur verwendet. Es wurde dabei mittels ELISA und PCR untersucht,
wie die beiden wichtigen Modulatoren der Chemokinproduktion TNF-alpha (ein proinflammatorisches TH1-Zytokin) und Thrombin (wichtiger Partner von Heparin beim Eingriff in die Gerinnungskaskade) die Chemokinproduktion von ESC auf RNA- und Proteinebene beeinflussen und wie unfraktioniertes Heparin (UFH), niedermolekulare Heparine (LMWH) und Heparin-ähnliche Moleküle diese wiederum verändern können.
Untersucht wurden dabei die Chemokine GRO-alpha, Ena-78, IL-8, MCP-1 und RANTES.
In dieser Arbeit wird gezeigt, dass UFH die von TNF-alpha hervorgerufene Steigerung der Produktion von IL-8 und RANTES dosisabhängig beeinflusst. Mithilfe des Einsatzes des NFkappaB-Inhibitors Parthenolid kann zudem dargestellt werden, dass der TNF-alpha- und vermutlich auch der Heparineffekt über den Signalweg des Transkriptionsfaktors NFkappaB vermittelt wird. Mittels der Heparin-ähnlichen Moleküle Dextransulfat, Danaparoid und ODSH versuchen wir anschließend darzustellen, welche Moleküleigenschaften Heparins für die Einflussnahme auf die von TNF-alpha verursachte Chemokinexpression und -sekretion von GRO-alpha, IL-8 und RANTES verantwortlich sind.
Im zweiten Teil der Arbeit wird zunächst gezeigt, dass Thrombin die Sekretion von
GRO-alpha, IL-8 und MCP-1 durch ESC erhöht, während es auf die RANTES Expression anders als TNF-alpha keinen Einfluss hat. UFH ist in der Lage diese gesteigerte Chemokinsekretion von IL-8 und MCP-1 zu verringern. Außerdem hemmen nicht nur UFH, sondern auch LMWHs die Thrombin-induzierte Hochregulation von IL-8 und MCP-1 auf mRNA- und Proteinebene. Thrombin scheint für seine Einflussnahme auf die Chemokinproduktion dabei den MAPK-Signalweg zu nutzen, wie mittels des MAPK-Inhibitors PD98059 dargestellt wird. Diese Arbeit zeigt somit wie Heparine ihre immunmodulatorischen Effekte auf die Chemokinproduktion endometrialer Stromazellen beim Vorliegen eines proinflammatorischen Milieus ausüben. Dadurch wird ein Beitrag geleistet, um die Wirkungsweise von Heparinen beim Einsatz ungewollter Kinderlosigkeit besser zu verstehen und es wird nochmals das Potential dieser Medikamente bei der Anwendung in diesem Bereich unterstrichen. Es sind allerdings weitere Untersuchungen am Tiermodell oder im Rahmen klinischer Studien notwendig, um diese am in-vitro-Modell gewonnenen Erkenntnisse auf ein in-vivo Modell zu übertragen und somit profunderes Wissen für die klinische Anwendung zu gewinnen.
Einleitung: Der Gesetzgeber hat die 2001 von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) veröffentlichte Internationale Klassifikation der Funktionsfähigkeit, Behinderung und Gesundheit (ICF) als Grundlage der Rehabilitation in Deutschland im Sozialgesetzbuch IX verankert. Anders als bisherige Klassifikationsmodelle, die einen linearen Zusammenhang zwischen Beeinträchtigung der Funktion und Behinderung annehmen, basiert die ICF auf einem bio-psycho-sozialen Verständnis von Gesundheit und Krankheit. Das ICF-Modell sieht Beeinträchtigungen der funktionalen Gesundheit einer Person als das Ergebnis der negativen Wechselwirkung zwischen den Gesundheitsproblemen sowie den personbezogenen und umweltbezogenen Kontextfaktoren der Person. Ziel einer Rehabilitationsmaßnahme ist die Förderung der gleichberechtigten Teilhabe am Leben der Gemeinschaft und die Selbstbestimmung von behinderten und von Behinderung bedrohten Menschen. Auf Basis der ICF ist es also Aufgabe der deutschen Rehabilitationseinrichtungen, die Kontextfaktoren mit zu berücksichtigen, um den Rehabilitanden eine bestmögliche (Re-)Integration in die Gesellschaft und Teilhabe am gesellschaftlichen Leben zu ermöglichen. Besonders gefordert sind hierbei ambulante Rehabilitationseinrichtungen, die nach der Akutbehandlung bzw. Frührehabilitation ansetzen, in einer Phase, in der der Rehabilitand bereits in sein gewohntes häusliches Umfeld zurückgekehrt ist, was eine Mitberücksichtigung von Kontextfaktoren in besonderer Weise ermöglicht. Bislang gibt es nur wenige Studien, die explizit das Konstrukt Teilhabe als Zielvariable im Rehabilitationsverlauf untersuchen und beeinflussende Kontextfaktoren mit in den Blick nehmen.
Material und Methoden: In vier empirischen Studien wurden Teilhabeverläufe und beeinflussende Kontextfaktoren in der ambulanten Neurorehabilitation untersucht. Da Depressivität den Behandlungserfolg im Kontext einer ambulanten Neurorehabilitation beeinflussen kann, wurde mit den Depressions-Angst-Stress-Skalen (DASS-21) eine Raschanalyse durchgeführt, um ihre Eignung als Screeninginstrument zu untersuchen.
Ergebnisse und Diskussion: In der ersten Studie wurde explorativ die teilhabebezogene Ergebnisqualität in vier ambulanten Reha-Einrichtungen im österreichischen Vorarlberg erfasst. Es zeigten sich positive Entwicklungen im Reha-Verlauf. In deutschen ambulanten neurologischen Rehabilitationseinrichtungen konnten in Studie 2 mehrheitlich positive Teilhabeentwicklungen im Rehabilitationsverlauf gezeigt werden, darüber hinaus fanden sich aber auch Teilnehmer, deren Teilhabe sich nicht veränderte oder sogar verschlechterte. Als beeinflussende Kontextfaktoren konnten sowohl das Geschlecht als auch das Nettoeinkommen identifiziert werden, wobei die genauen Hintergründe hinsichtlich des Geschlechts noch weiterer Forschung bedürfen. In Studie 3 zeigte sich zudem, dass insbesondere eine niedrige Depressivität am Ende der Rehabilitation die Wahrscheinlichkeit erhöhte, in der Gruppe der Teilhabeverbesserten zu sein. Zu Beginn der Rehabilitation unterschieden sich die Depressivitäts-Werte der zum Ende der Rehabilitation Teilhabeverbesserten und Teilhabeverschlechterten nicht, was auf Einflussmöglichkeiten im Verlauf der Rehabilitation hindeutet. Die Mehrheit der Teilnehmer erfüllte nicht das Vollbild einer klinisch relevanten Depression. Bei der Raschanalyse einer Kurzversion der Depressions-Angst-Stress-Skalen (DASS-21) zeigte sich passend dazu, dass sich insbesondere eine zusammengefasste Skala aus Stress- und Depressions-Items, die den generellen Faktor „psychologischer Distress“ erfassen sollte, für den Einsatz in der ambulanten Neurorehabilitation als besonders geeignet erwies. Auch die Depressions- und die Stressskala konnten jedoch mit einigen Einschränkungen die Kriterien des Rasch-Modells erfüllen, die Angstskala erwies sich bei den Teilnehmern dieser Studie als ungeeignet, die Stichprobe erwies sich hinsichtlich des mit der Angstskala erfassten Angstkonstrukts als wenig ängstlich.
Fazit: Neben ersten, weiter zu erforschenden Erkenntnissen hinsichtlich der ambulanten Neurorehabilitation in Österreich konnten insbesondere Informationen zu unterschiedlichen Teilhabeverläufen und beeinflussenden Kontextfaktoren in der ambulanten Neurorehabilitation in Deutschland gewonnen werden. Insbesondere die kontinuierlich erfasste Variable Depressivität geriet hierbei in den Blickpunkt, die DASS-21 erwiesen sich im Rahmen einer Raschanalyse mit einigen Einschränkungen als geeignetes Screeninginstrument, um besonders gefährdete Patienten herauszufiltern. Neben der Untersuchung weiterer Kontextfaktoren besteht insbesondere noch Forschungsbedarf bei der Frage, welche Unterstützungsmethoden bei psychischem Distress im Rahmen der ambulanten Neurorehabilitation effizient und realistisch umsetzbar eingesetzt werden können
Alkohol liegt nach Tabak und Bluthochdruck an dritter Stelle der Risikofaktoren für Krankheit und vorzeitigen Tod in Europa. Häufig ist der zu starke Alkoholkonsum durch eine Alkoholabhängigkeit bedingt, die für die Betroffenen nur sehr schwer zu überwinden ist. Dies ist unter anderem dadurch begründet, dass der Effekt der bisher angewendeten Therapiemaßnahmen zur Bekämpfung dieser Sucht sehr limitiert ist. Um neue und bessere Therapien zu entwickeln, gilt es zunächst, das Verständnis für die Prozesse und Zusammenhänge, die für die Suchtentwicklung maßgeblich sind, zu verbessern. Eine große Rolle spielt dabei das zentrale Nervensystem des Menschen.
In dieser Arbeit wurden bestimmte Gehirnregionen, bei denen ein bekannter Zusammenhang zur Entwicklung einer Sucht besteht, auf Veränderungen durch Alkoholabhängigkeit untersucht. Dazu wurden Ratten zunächst durch chronisch-intermittierende Alkoholexposition in eine Alkoholabhängigkeit geführt, anschließend die Gehirne entnommen und mittels Golgi-Imprägnation eingefärbt. Nachfolgend wurden Nervenzellfortsätze (Dendriten) und ihre Eintrittspforten für Informationen (Dornen/Spines) aus Gyrus cinguli, Nucleus accumbens und Infralimbischem Kortex mittels Lichtmikroskopie dreidimensional aufgenommen und am Computer rekonstruiert. Diese Rekonstruktionen wurden dann auf Spinedichte (Spines/μm Dendritenlänge), Spinelänge und Spinedurchmesser analysiert. Hierbei wurde eine signifikant höhere Spinedichte im Gyrus cinguli und eine signifikant niedrigere Spinedichte im Nucleus accumbens der alkoholexponierten Tiere im Vergleich zur Kontrollgruppe festgestellt. Alle anderen Analysen ergaben keine Auffälligkeiten.
Die Erkenntnisse dieser Arbeit geben einen Einblick in die neuroplastischen Veränderungen, die durch Alkoholexposition hervorgerufen werden und unterstreichen die Relevanz von Gyrus cinguli und Nucleus accumbens für die Suchtentwicklung. Eine eindeutige Interpretation der Ergebnisse ist beim aktuellen Kenntnisstand nicht möglich, jedoch wird das Verständnis für den Gesamtzusammenhang der multifaktoriellen Alkoholabhängigkeit durch diese Arbeit verbessert.
Culicidae, auch bekannt als Stechmücken, sind medizinisch bedeutsame Zweiflügler, die als Vektoren eine Vielzahl von Krankheitserregern auf Menschen und Tiere übertragen können. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich einerseits mit der Verbreitung von zwei seltenen Stechmückenarten, welche im Rahmen eines Monitoringprojekts gefangen wurden, und andererseits mit der Ökologie der Asiatischen Tigermücke. Bei allen Arten handelt es sich um thermophile Arten, bei denen angenommen wird, dass der Klimawandel ihre Verbreitung Richtung Norden begünstigt. Dies konnte vor allem für die Art Uranotaenia unguiculata gezeigt werden, da sie an zwei Orten gefunden wurde, die ausgesprochen weit entfernt waren von der einzigen jemals zuvor beschriebenen Nachweisstelle in Deutschland. Obwohl an beiden Fundorten jeweils nur ein einziges adultes Individuum gefangen werden konnte, ergab eine Beprobung von potenziellen Bruthabitaten im darauffolgenden Jahr, dass lokale Reproduktion stattfand. Somit konnte eine ausschließliche Verschleppung von adulten Einzelindividuen weitgehend ausgeschlossen werden. Eine weitere seltene Stechmückenart, die im Zuge des Monitorings nachgewiesen werden konnte, ist Anopheles algeriensis. Diese Art wurde an drei Standorten gefangen, an zwei von ihnen mit einer viel höheren Abundanz als Ur. unguiculata.
Den ökologischen Teil dieser Arbeit machen Feld- und Laborexperimente mit Aedes albopictus aus. Sie dienten der Ermittlung der Kältetoleranz der Eier dieser Spezies, die als Vektor für eine Vielzahl von Viren und andere Pathogene gilt. Drei verschiedene Stämme, die aus tropischen, subtropischen und gemäßigten Breiten stammen, wurden niedrigen Temperaturen, welche typischerweise im Winter herrschen, unter Feld- und Laborbedingungen ausgesetzt. Die Experimente belegen, dass alle untersuchten Stämme prinzipiell einen Winter mit einem Temperaturminimum von –8 °C im Feld überleben konnten. Die Laborexperimente konnten hingegen zeigen, dass alle Stämme in der Lage waren, Temperaturen von –10 °C für eine gewisse Zeit zu ertragen. Die Überlebensfähigkeit schwankte je nach Stamm zwischen 2 und 20 Tagen. Dabei hatte der Stamm aus den gemäßigten Breiten eine Kältetoleranz, die nur wenig höher lag als die des subtropischen Stammes. Der tropische Stamm hingegen besaß die geringste Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen, sowohl in den Freiland- als auch in den Laborexperimenten. Diapausierende Eier zeigen nur eine höhere Kältetoleranz nahe den physiologischen Grenzen der jeweiligen Stämme. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass Eier unter fluktuierenden Temperaturen eine bestimmte Minimaltemperatur länger aushalten konnten als unter konstanten Temperaturen. Somit zeigen beide Experimente, dass gewisse Stämme von Ae. albopictus eine sehr hohe Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen haben. Das macht es sehr wahrscheinlich, dass diese invasive Art Winter in Deutschland oder anderen mitteleuropäischen Ländern überleben und ihre Ausbreitung weiter fortschreiten werden. Diese Entwicklung wird epidemiologische Auswirkungen auf die Human- und Veterinärmedizin haben.
Die initiale Integration von Implantaten ist von hoher Bedeutung für die spätere Stabilität und
Standzeit von beispielsweise Endoprothesen im Körper. Mit Hinblick auf die steigende Zahl
von Patienten, die ein Implantat benötigen, ist es von großer Bedeutung unterschiedliche
Implantatmaterialien und Oberflächenmodifizierungen bezüglich ihrer Eigenschaften und
Interaktionen mit dem Implantatlager zu untersuchen, um diese verbessern zu können.
Ziel der vorgestellten Arbeit war die Entwicklung und Etablierung eines Screeningmodells zur
Analyse der Auswirkung von verschiedenen Metallimplantaten auf die Mikrozirkulation in
unmittelbarer Nähe des Implantats.
Dazu wurde ein neues in vivo Modell an der Chorioallantoismembran des Hühnerembryos
entwickelt, angewendet und etabliert. Dieses stellt eine Modifikation des seit Jahrzehnten
etablierten HET-CAM (Hühnereitest an der Chorioallantoismembran) dar und ermöglicht
quantitative und qualitative intravitalmikroskopische Aussagen über die Funktionelle
Gefäßdichte (FGD) und die Leukozyten-Endothel-Interaktion (LEI).
Zunächst wurden im Zuge der Modellanwendung Nickel- und Titan-Implantate verglichen, um
die mögliche Reaktionsbreite des Modells zu untersuchen. Es folgte eine Etablierung des
Modells, indem die Oberfläche der Implantate kurz vor der Applikation mit kaltem
Atmosphärendruckplasma (CAP) behandelt wurde. Die intravitalmikroskopische
Untersuchung erfolgte jeweils 24 h nach Applikation.
Die Chorioallantoismembran der mit Nickel-Implantaten behandelten Hühnerembryonen
zeigte im Vergleich zur Titan- und der internen Kontrollgruppe eine signifikante Reduktion der
FGD sowie eine signifikante Erhöhung der LEI gegenüber der Kontrollgruppe. Durch
Vorbehandlung der Nickel-Implantate mit CAP konnte der Negativeffekt auf das Gefäßsystem
signifikant reduziert werden. Für Titanimplantate konnte mit Hinblick auf die FGD kein
zusätzlicher Effekt nach der Behandlung mit CAP detektiert werden.
Die vorgestellte Arbeit zeigt, dass sich das neue Modell als Screeningmodell dazu eignet, neue
Implantatmaterialien und Oberflächenmodifikationen an der Schwelle zwischen in vitro
Zellkultur und in vivo Tiermodellen zu untersuchen. Somit könnte es dabei helfen,
Tierversuche gezielter einzusetzen. Vorteile und Einschränkungen des Modells werden
diskutiert.
Obesity and diabetes have reached epidemic proportions and have emerged as massive public health problems globally. The etiology of both obesity and diabetes are related, multifactorial, highly complex, and involves interplay of genetic, environmental, socio-economic and physiological factors, which calls for a more extensive research in understanding the risk factors and biological pathways. Hence, this dissertation contributed in part to understanding the role of iron markers in the development of type 2 diabetes mellitus and the role of intrauterine hyperglycemia in influencing the risk of offspring obesity along with investigating potential pathways.
In the first part of my dissertation, the associations of iron markers (ferritin and transferrin) with type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome were investigated using the population-based Study of Health in Pomerania. The present analyses were based on 3,232 participants aged 20-81 years with a follow-up time of nearly 11 years. The results suggest that serum ferritin concentrations were associated with a higher prevalence of type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome in the total population as well as in men. However, the effects of serum ferritin on incident type 2 diabetes mellitus were observed only in women, while the effects on incident metabolic syndrome were seen in the total population. Serum ferritin is also known to reflect systemic inflammation or hepatic dysfunction in addition to increased iron stores. Hence, upon further analyses, the associations were found to be attenuated after adjustment for hepatic enzymes but not after adjustment for inflammation. Transferrin was not associated with any of the outcomes. Thus, our study provides evidence for a link between the iron marker ferritin and type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome, although the association seemed to vary by sex. Moreover, hepatic dysfunction seems likely to be in the pathway between ferritin and type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome.
In the second part of my dissertation, the association between maternal hyperglycemia and the risk of offspring overweight and obesity were investigated using three different cohorts: TEDDY, TEENDIAB and BABYDIAB/BABYDIET. The present analyses were based on a total of 8,103 children who were followed until 6 years of age in TEDDY study and until 18 years of age in TEENDIAB and BABYDIAB/BABYDIET studies. The dissertation revealed that maternal hyperglycemia in general may be associated with increased risk for childhood overweight and obesity, and that the association gets stronger as children grow older, with the risk being clearly evident at late childhood and adolescence. Moreover, this dissertation adds that this association can be driven by different pathways based on the type of maternal diabetes to which the offspring was exposed. The association of maternal gestational diabetes mellitus with offspring overweight can be largely explained by the confounding influence of maternal BMI, whereas the association of maternal type 1 diabetes mellitus with offspring overweight can be substantially explained by birthweight in all three studies. In our attempt to understand biological pathways at a cellular level, we found that the offspring metabolome was unlikely to be in the causal pathway between maternal type 1 diabetes mellitus and overweight, because this association could not be explained by any of the potentially relevant metabolites.
To conclude, this dissertation acknowledges the fact that prevention and early intervention of obesity and diabetes is of paramount importance to lessen the impact of these public health problems. Thus, our findings of the role of ferritin in increasing the risk of type 2 diabetes mellitus/ metabolic syndrome and the role of intrauterine hyperglycemia in increasing the risk of offspring overweight helped to identify particular risk groups who may need closer attention with respect to prevention of obesity and diabetes.
Die autologe Fettgewebstransplantation ist eine in der plastischen Chirurgie routinemäßig angewandte Methode. Die Indikationen reichen von der Rekonstruktion nach Teilresektion der Mamma, über Einspritzung bei narbigen Einziehungen zur Wiederherstellung des Körperreliefs, bis zum Einsatz bei Lipodystrophien wie sie beispielsweise im Rahmen von HIV-Medikationen vorkommen können. Dieser Eingriff erfolgt überwiegend in Lokalästhesie, unter Verwendung von Lidocain, um dem Patienten die Belastung einer Vollnarkose zu ersparen. Die Lipotoxizität dieses Lokalanästhetikums würde hierbei dessen Einsatz ausschließen. Die vorliegende Studie verwendet einen Versuchsaufbau, der es ermöglicht bei Patienten intraindividuell den Einfluss von Lidocain auf Zellen des Fettgewebes quantitativ zu evaluieren. Nach Zellisolierung aus dem Gewebeverband wurden einzelne Zelltypen der Stromal-Vascular Fraction mittels Antikörperfärbung identifiziert. Wir konnten zeigen, dass Lidocain keinen Einfluss auf prozentuale Verteilung, Absolutzellzahlen und Vitalität von Fettgewebsstammstellen, Präadipozyten, reifen Fettzellen und Leukozyten hat. Zudem unterstützen die Ergebnisse, dass beim Lipotransfer ausschließlich die feste Phase des Lipoaspirates transplantiert werden sollte. Insgesamt sprechen die Ergebnisse der vorliegenden Studie für die Verwendung von Lidocain in therapeutischer Konzentration zur Eigenfetttransplantation, was gegen die Notwendigkeit einer Vollnarkose spricht. Die gewählte Methodik verwendet einen Versuchsaufbau der Daten mit direkter Relevanz für die Durchführung der Eigenfetttransplantation generiert. Sie leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Optimierung des Lipotransfers. Dies schmälert die Notwendigkeit von Folgeeingriffen zur Revision, was unter anderem zur Steigerung der Patientenzufriedenheit führt.
Bei der Vielzahl der bestehenden Methoden wäre für zukünftige Forschung in dem Bereich der Eigenfetttransplantation eine genauere Abstimmung der einzelnen Forschungsgruppen untereinander nötig. Für weitere Studien sind somit von wirtschaftlichen Interessen unabhängige und international koordinierte Untersuchungen wünschenswert.
Abstract
In this work we investigated immunological mechanisms involved in the onset of PE, a multifactorial pregnancy related disease of global importance. The clinical symptoms range from de novo hypertension, renal and hepatic damage, to IUGR and convulsions (eclampsia). An imbalance between vasospastic and vasodilatory mediators, leading to generalized endothelial dysfunction, is most probable responsible for the onset of the disorder. Autoimmune reactions provoked by the semi-allogen fetus have also been postulated as a possible cause. Preterm delivery is the only curative therapie available.
Our focus was on a subset of B lymphocytes, the CD19+ CD5+ B1-a B cells. These cells belong to the innate immune system and produce natural polyreactive (and possibly autoreactive) antibodies such as AT1-AA but also different cytokines. In the context of PE it has been reported that B1-a B cells in the peripheral blood are augmented. Female sex hormones, pregnancy associated hCG and its isoform h-HCG modulate the immune functions in pregnancy and thus may be involved in the development of PE. Cytokine production patterns of B1-a B cells and the impact of female sex hormones were analyzed.
For our experiments an established mouse model for immunological pregnancy loss (CBA/J x DBA/2J model) was used. Aditionally, isolated human peripheral blood B1-a B cells were used.
In the mouse model we could demonstrate that in vivo transferred B1-a B cells induced deposits in the mothers’ kidneys, correlating with renal damage. Secretion patterns of the cytokines IL10, IFN-γ, TNF-α and IL17 in disturbed pregnancies were altered as measured by FACS or MBAA respectively. Our data revealed an increased expression of anti-inflammatory IL10 in normal pregnant mice.
The activation levels of human and murine B1-a B cells (as recorded by CD69 and CD86 expression) were influenced by female sex hormones in a dose-dependent manner. In humans, recombinant h-HCG had a strong capacity to activate B1-a B cells. PG exerted a comparable effect on murine B1-a B cells.
We provide further evidence for a possible autoimmune component in the pathogenesis of PE. B1-a B cell involvement might include AA secretion as well as cytokine production. H-HCG emerges as a potentially important factor for human B1-a B cell activation in vitro.
National oral health survey on refugees in Germany 2016/2017: caries and subsequent complications
(2020)
Objectives To assess oral health, caries prevalence, and subsequent complications among recently arrived refugees in Germany and to ompare these findings with the German resident population. Methods This multicenter cross-sectional study recruited 544 refugees aged 3–75+ years; they were examined at ten registration institutions in four federal states in Germany by two calibrated dentists. The refugees were screened for caries (dmft/DMFT) and its complications pufa/PUFA); this data was compared to the resident population via the presentative national oral health surveys). Results The deciduous dentition of the 3-year-old refugees had a mean dmft value of 2.62 ± 3.6 compared with 0.48 dmft in the German resident population, and caries increased to 5.22 ± 3.4 for 6–7-year-olds (Germany: 1.73 dmft). Few refugee children had naturally healthy teeth (7% in 6–7-year-olds, Germany: 56%). In the permanent dentition, the gap in caries prevalence between refugees and the German population decreased with age (35–44-year-olds: 10.55 ± 7.1 DMFT; Germany: 11.2), but refugees exhibited more caries defects (35–44-year-olds DT = 3.13 ± 3.0; Germany: 0.5). German residents had more restorations (35–44-year-olds FT = 4.21 ± 4.6). Regarding complications, the 6–7-year-olds exhibited the highest pufa index (0.86 ± 1.4) which decreased in adolescence (13–17-year-olds, 0.18 ± 0.6) and increased in adults (45–64-year-olds, 0.45 ± 0.8). Conclusion The refugees had high caries experience, often untreated caries teeth and more complications compared with the German resident population, especially in children. Closing this gap by extending preventive systems to the refugees would decrease future treatment needs. Clinical relevance European countries should be prepared for the higher dental treatment needs in recent refugees, especially in
children.
Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehören heute zu den Hauptursachen für Tod und Invalidität in den Industrie- und Entwicklungsländern. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation betrug die Zahl der durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachten Todesfälle im Jahr 2016 17,9 Millionen. Das umfasst mehr als 31 % aller weltweiten Todesfälle, die zu 85 % auf einen Herzinfarkt bzw. Schlaganfall zurückzuführen sind.
Für das Outcome der Patienten nach einem Myokardinfarkt ist die Größe der Infarktnarbe von prognostischer Bedeutung. Nach therapeutischer Rekanalisation des betroffenen Herzkranzgefäßes entsteht durch diesen aktiven Prozess eine Myokardnarbe. Durch Perfusionsmanöver oder die Gabe verschiedener Pharmaka, vor wie nach einem Infarkt, lässt sich die Ausprägung der Narbe beeinflussen und die Größe der Narbe reduzieren. Vorangegangene Arbeiten haben gezeigt, dass die Gabe eines PDE-5-Inhibitors zu einem intrazellulären Anstieg des cGMP-Levels und zum Myokardschutz führt.
Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle des second Messengers cGMP in der postulierten Signalkaskade der Postkonditionierung weiter zu untersuchen. Dazu kamen zwei Verfahren zur Modulierung des cGMP Spiegels nach einem Myokardinfarkt zur Anwendung: zum einen die gezielte Steigerung der Synthese von cGMP und zum anderen die Inhibition eines möglichen Auswärtstransports des Moleküls via ABC-Transporter.
In ex-vivo perfundierten Rattenherzen konnte gezeigt werden, dass BAY 58-2667 im hohen Maße protektierend auf das ischämische Herz wirkt, wenn es direkt vor der Reperfusion verabreicht wird. Dieser Schutz ist unabhängig von NO, steht jedoch in Abhängigkeit von zwei weiteren Elementen der untersuchten Signalkaskade, der PKG und dem mKATP-Kanal. Die Infusion von BAY 58-2667 führte zur Erhöhung der intrazellulären cGMP Level im kardialen Gewebe und ist darüber hinaus mit einem akzeptablen hämodynamischen Profil verbunden.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Modulation der intrazellulären cGMP Konzentration durch Supression entsprechender Auswärtstransporter. Durch den Einsatz einer speziellen siRNA-Technologie sollte deren Expression inhibiert werden. Die spezifisch gegen ABCC 4 und 5 gerichteten siRNAs wurden durch einen retroviralen Vektor in die Zellen eingebracht, was eine effektive Suppression des Proteins auf mRNA-und Proteinebene zur Folge hatte. Dabei zeigte das Ergebnis auf, dass die retrovirale Transfektion von siRNA eine geeignete Möglichkeit zur gezielten Ausschaltung von ABCC 4 und 5 sein kann.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern wichtige mögliche Ansatzpunkte für die pharmakologische Behandlung von Patienten mit einem akuten Myokardinfarkt. Die gezielte Steuerung des cGMP Spiegels deutet ein großes klinisches Potential an. Der Einsatz von BAY 58-2667 erwies sich im Hinblick auf die Limitierung der Infarktgröße in der Reperfusion im Menschen als vielversprechend.
Bats spend half of their life at roosting sites. Hence, exploring for potential roosts is an essential task for their survival, especially for those species which switch roosts regularly, such as several temperate bat species. However, localizing new roosts is a difficult task due to bats’ sensory limitations (e.g., vision, echolocation range). To compensate such constrains, it has been hypothesized that bats rely on cognitive processes like associative learning, spatial memory, social information use and memory retention for an efficient roost localization. However, no previous study has assessed these cognitive skills under natural conditions.
The aim of my thesis was to assess how individually RFID-marked, free-ranging bats use different cognitive processes when localizing suitable day roosts. For this purpose, I used a pairwise roost-quality (suitable vs. unsuitable) choice experiment with automatic monitoring and assessed bats’ cognitive processes according to different cues available. Cues were echo-reflective (spectral signature of boxes), spatial (position of the box within the experimental pair) and social (presence of conspecific at roosts), each one linked to a different cognitive process.
I found that Bechstein’s bats (Myotis bechsteinii) used associative learning to discriminate between suitable and unsuitable newly placed boxes according to their echo-reflective cues. However, when individuals returned to known suitable roosts, they relied more on spatial memory to localize them. This was evidenced by the higher proportion of visits to the unsuitable boxes after swapping box positions within the same experimental pairs. When social cues were available, bats discovered a higher number of suitable roosts and re-localized previously occupied roosts more accurately. Taken together, Bechstein’s bats used multiple cognitive processes and prioritized one process over another depending on the relevance of the cues and search context.
Memory retention of the learned association was analyzed one year later, after the bats had returned to their breeding sites from their hibernacula. I found no evidence that individuals remembered the association between roosts’ suitability and their respective echo-reflective cue. The lack of memory retention could be attributed to hibernation or the duration of the period that the bats spent away from their summer habitat without the opportunity to reinforce the association contingencies. Nevertheless, bats quickly relearned the same association in a short period of time. This emphasizes the high behavioral flexibility of the bats.
Given the ability of Bechstein’s bats to quickly learn to discriminate roosts based on their external echo-reflective cue via associative learning, I investigated whether the use of echo-reflective cues improves box detectability and further occupancy. This was also assessed in free-ranging Natterer’s (Myotis nattereri) bats and the brown long-eared bats (Plecotus auritus). I found that the use of echo-reflective cues did not improve the detectability and occupancy of newly placed boxes despite the previous experience of the colonies with such cues. There were differences among species in the number of discovered boxes, visits and roosting days. These differences could be related to the species-specific explorative behavior and roost-switching behavior. Box supplementations programs aimed to conserve or relocate bat colonies should consider these behaviors to increase their likelihood of success even when bat colonies are used to roosting in artificial shelters.
My research underlined the importance of evaluating multiple cues under natural conditions to understand how natural selection has shaped the cognitive process used for localizing resources. Cognitive field studies are logistically challenging given the number of factors to control. However, automatic monitoring techniques like the one used in this study give the possibility to deepen the understanding of the cognitive ecology of animals. I finally discuss two venues of further research to understand the spread of information within colony members about novel roosts and the recruitment dynamic to novel roosts.
I/R injury occurs during stroke and TBI. It represents a complex pathological event including several processes that can lead to cell membrane disruption, cellular dysfunction and death. The reintroduction of blood flow after the ischemic event may cause detrimental injury to the brain beyond the harm caused by ischemia itself and, therefore, represents a clinical challenge. This so-called I/R injury damages cells in a variety of ways including poration of cell membranes. Hence, methods to improve the endogenous membrane resealing capacity are crucial to prevent neuronal injury.
In the present work, treatment during reoxygenation with the probably most studied CCMS, P188, was investigated in an in-vitro simulation of stroke and TBI in primary isolated cortical mouse neurons. P188 offers a unique hydrophilic/lipophilic character that has been reported to protect different cells and tissues in various experimental settings against I/R and mechanical injury by sealing membranes. The aim of this study was to establish an in-vitro stroke and TBI model and further investigate if P188 directly interacts with neurons after compression and H/R (simulated I/R) injury, when administered at the start of reoxygenation.
The outcome of this treatment was evaluated in regard to cell number/viability, mitochondrial viability, membrane damage by LDH release and FM1-43 incorporation as well as activation of apoptosis by Caspase 3. It could be demonstrated that 5 hours hypoxia ± compression with 2 hours reoxygenation appear to be a suitable model for testing novel treatments. Compared to normoxic cells not exposed to compression, cell number and mitochondrial viability decreased, whereas membrane injury by LDH per total/FM1-43 dye incorporation and Caspase 3 activity increased in cells exposed to hypoxic conditions ± compression followed by reoxygenation.
However, it could not be shown that P188 is capable to protect isolated neurons from H/R and/or compression injury when administered purely as a postconditioning agent. It therefore seems likely that P188 does not directly affect isolated neurons. Yet, it may be able to provide neuronal protection in a different experimental setting.
In conclusion, this work contributes a new model of simulated stroke and TBI in-vitro. In addition, further knowledge about the impact of P188 on injured neurons can be gained. The extent to which the in-vitro results can be transferred to in-vivo mechanisms is yet unclear and offers opportunities for further investigations.
Objectives: To examine the association between third molars and orofacial pain. We hypothesized that impacted third molars are a cause of orofacial pain.
Methods: Magnetic resonance images of 1808 participants from two populationbased cohorts from Northeastern Germany were analysed to define the status of third molars according to the Pell and Gregory classification. A self-reported questionnaire and a clinical dental examination were used to detect chronic and acute complaints of orofacial pain, masticatory muscle pain, migraine and other types of headache. Logistic regression models were used to analyse the associations between third molar status and orofacial pain.
Results: Individuals with impacted third molars in the maxilla had a higher chance of chronic orofacial pain than those with erupted third molars (odds ratio 2.19; 95% CI 1.19-4.02). No such association was detected for third molars in the lower jaw. Third molars were not associated with masticatory muscle pain, migraine or other types of headache.
Conclusions: Impacted maxillary third molars might be a cause of chronic orofacial pain. Thus, physicians should consider the eruption/impaction status of third molars in their decision-making process when treating patients who complain of orofacial pain.
Die Gruppe der solute carrier (SLC) Transportproteine hat 396 Mitglieder unterteilt in 53 Familien. Die Familie SLC35 fasst die Nukleosidzucker-Transporter zusammen. Einer der Mitglieder ist SLC35F1. Die Funktion von SLC35F1 ist bislang unbekannt, jedoch konnte gezeigt werden, dass SLC35F1 mRNA im Gehirn und der Niere stark exprimiert wird.
Das Ziel dieser Arbeit war es, die Lokalisation und Funktion von SLC35F1 im murinen Gehirn genauer zu charakterisieren. Hierfür wurden an Schnitten muriner Gehirne Immunfluoreszenzfärbungen durchgeführt. Im Anschluss erfolgte eine quantitative Analyse des Verteilungsmusters in verschiedenen Hirnarealen. Weiterhin sollte die subzelluläre Lokalisation von SLC35F1 geklärt werden. Hierfür wurden die Glioblastomazellen der Reihe U251-MG genutzt. Diese wurden mit einem t-grün-fluoreszierenden Protein (GFP) gekoppelten SLC35F1 Plasmid transfiziert. Mit den transfizierten Zellen wurden Lokalisationsstudien sowie in vivo Beobachtungen durchgeführt.
Diese Arbeit konnte zeigen, dass es sich bei SLC35F1 um ein neuronenspezifisches Protein handelt. Es wird im ZNS ubiquitär exprimiert. Auf subzellulärer Ebene scheint SLC35F1 im Gegensatz zu den meisten Nukleosidzucker-Transportern nicht im ER oder Golgi-Apparat vorzukommen. Stattdessen scheint SLC35F1 mit dem recycling Endosomenmarker Rab11 assoziiert zu sein. In diesem Kontext kann spekuliert werden, dass SLC35F1, vermittelt über Rab11, an verschiedenen Prozessen, die die neuronale Plastizität und die Bildung von LTP und dendritischen Dornen beeinflussen, beteiligt ist. Auch erscheint ein Einfluss auf die neuronale Entwicklung und die Entwicklung von Störungen wie der pädiatrischen Epilepsie möglich. Die genaue Funktion von SLC35F1 bleibt jedoch weiterhin ungeklärt.
This thesis deals with the process considerations and optimizations of a whole-cell enzyme cascade reaction for the synthesis of ɛ-caprolactone. The enzyme cascade synthesis of ɛ-caprolactone has been conceptualized and verified using a dehydrogenase and a monooxygenase. The advantage of this enzyme combination is the closed-loop co-factor regeneration. Dehydrogenase and monooxygenase expressed in discrete whole cells were applied in defined ratio to conceptualize the cascade reaction. This necessitates the use of separate co-factor regeneration system due to impermeability of the E. coli cell wall to the co-factor. Article I deal with the design and optimization of dehydrogenase and monooxygenase co-expression in a same E. coli cell. In Article II, the cascade reaction was upscaled and a fed-batch process was realized. Following which, the important reaction metrices were analyzed and optimized. Article III extends the two-enzyme cascade with a lipase. The use of lipase helps to overcome the product inhibition of monooxygenase by ɛ-caprolactone.
Einleitung:
Der Fragebogen zur Erfassung des stimmlichen Selbstkonzepts (FESS) erfasst persönlichkeitsbezogene Aspekte der Stimme. Seine Anwendbarkeit im klinischen Kontext bei Patienten mit Tumoren im Kopf-Halsbereich wurde evaluiert. Besonderes Augenmerk lag auf der Verständlichkeit der einzelnen Items und sonstigen Problemen beim Ausfüllen. Erstmals erfolgte bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren eine Erhebung des FESS gemeinsam mit einem objektiven Stimmgütemaß, um zu prüfen, ob die Stimmgüte mit den FESS-Skalen korreliert. Dies ist interessant, da die Stimme durch bestimmte Tumorerkrankungen und -therapien verändert wird und dadurch das stimmliche Selbstkonzept beeinflussen könnte.
Probanden und Methoden:
113 Patienten der Tumornachsorgesprechstunde füllten den Fragebogen, erweitert um ein 18. Item "Es fällt mir leicht diesen Bogen auszufüllen", aus. Eine individuelle Befragung schloss an. Die benötigte Zeit wurde gemessen. Zur objektiven Einschätzung der Stimmqualität wurde der Acoustic Voice Quality Index (AVQI) erhoben sowie ergänzend die Kurzform des Voice Handicap Index (VHI-12) und der Fragebogen zur Allgemeinen Selbstwirksamkeitserwartung. Fragen zur Charakterisierung der Stichprobe sowie zur Veränderung der Stimme und des Stimmempfindens durch die Tumorerkrankung beziehungsweise -therapie wurden gestellt.
Ergebnisse:
Die Mehrheit fand den FESS leicht auszufüllen (Ø 3 Minuten). 29 Patienten gaben im Interview gar keine Probleme an. 23 hatten Verständnishürden beim Antwortformat und 25 sprachen die Auseinandersetzung mit der eigenen Stimme an. 41 hatten allein bei den 4 besonders schwer verständlichen Items (9, 11, 12, 16) Schwierigkeiten. Bei denen der Tumor die Stimme beeinträchtigt hatte sowie diejenigen, die eine Stimmverschlechterung angaben, hatten tatsächlich höhere AVQI- Werte und gingen bewusster und emotionaler mit ihrer Stimme um.
Diskussion:
Die Studie weist Schwächen des FESS bei dieser Patientengruppe auf und quantifiziert sie, was dessen Anwendbarkeit dabei nicht ausschließt. Vom FESS überforderte Patienten dürfen hier-bei nicht vernachlässigt werden. Die Kenntnis der Schwächen hilft bei der Entscheidung, wann er anzuwenden ist, und wann nicht. Eine nachweisbare Stimmschädigung durch die Krankheit führt zur Veränderung des stimmlichen Selbstkonzepts und stärkt folglich dessen Auffassung.
Die präoperative Differenzierung zwischen Leiomyosarkomen (LMS) und Leiomyomen (LM) hat sich durch die Einführung eines LMS-Scores vereinfacht. Dennoch wird gegenwärtig ein hoher LMS-Anteil fälschlicherweise unter der Diagnose LM inadäquat operiert, wodurch sich die Prognose der betroffenen Patientinnen verschlechtert.
Das Ziel der Dissertation war die Analyse der Eignung verschiedener Laborparameter (Lactatdehydrogenase (LDH), Thrombozyten, Neutrophile Granulozyten/Lymphozyten-Ratio (NLR), Lymphozyten/Monozyten-Ratio (LMR), Thrombozyten/Lymphozyten-Ratio (TLR), kumulativer Wert (LDH + TLR + (NLR * 100) für die Differenzierung von LMS und LM bzw. als Prognoseparameter. Dazu wurden die präoperativen Daten von 65 LMS-Patientinnen des Deutsches klinisches Kompetenzzentrum für genitale Sarkome und Mischtumoren (DKSM) (2008–2018) retrospektiv ausgewertet und mit den Daten von LM-Patientinnen, die ebenfalls am DKSM erhoben worden waren, verglichen.
Bei LMS-Patientinnen lag der LDH-Wert im Mittel bei 378,55 U/l: 56,3 % wiesen erhöhte LDH-Werte ≥ 250 U/l und 43,7 % > 300 U/l auf. LDH-Werte ≥ 250 U/l waren tendenziell mit einem schlechteren Überleben verbunden. Die LDH-Werte der LMS- und LM-Patientinnen waren signifikant verschieden. Eine LDH ≥ 270 U/l wies mit einer Spezifität von 96 % und einer Sensitivität von 54 % auf das Vorliegen eines LMS hin. LMS-Patienten (Mittelwert: 335,53 Tsd./µl) zeigten signifikant höhere Thrombozyten-Zahlen als LM-Patientinnen. Werte > 400 tsd./µl waren tendenziell mit einem schlechteren Überleben verbunden. LMS-Patientinnen (Mittelwert: 4,05) zeigten signifikant höhere NLR-Werte als LM-Patientinnen. NLR-Werte > 3 waren mit einem verkürzten Überleben assoziiert und traten bei LMS-Patientinnen signifikant häufiger auf als bei LM-Patientinnen. Laut den vorliegenden Daten ist der in der Literatur angegebene NLR-cut-off-Wert von ≥ 2,1 auf > 4 (Sensitivität 30,8 %, Spezifität 96 %) zu erhöhen. Der mittlere LMR-Wert von LSM-Patientinnen (2,86) unterschied sich signifikant von dem LMR-Wert der LM-Patientinnen. Das Gleiche galt für den TLR mit einem Mittelwert von 225,85 bei LMS-Patientinnen. Ein TLR-cut-off-Wert von 270 war in der Lage zwischen einem LMS und LM zu diskriminieren (Spezifität: 95 %, Sensitivität: 39 %) Ein cut-off-Wert der kumulativen Laborbefunde (LDH + TLR + (NLR * 100)) von 950 unterschied mit einer Spezifität von 97 % und einer Sensitivität von 50 % zwischen einem LMS und LM.
Damit belegt die vorliegende Studie, dass eine präoperative Laborwerte-Diagnostik in Zusammenschau mit den Sarkom-Risiko-Scores der Promotions- und Forschungsgruppe genitale Sarkome (PFGS) die Unterscheidung zwischen LMS und LM verbessert.
Die Diagnostik des Diabetes mellitus erfolgt mit Hilfe festgelegter diagnostischer Grenzwerte für bestimmte Biomarker, z.B. für die Plasmaglukosekonzentration. Die DDG empfiehlt in ihrer Praxisempfehlung zur Definition, Klassifizierung und Diagnose von Diabetes mellitus, die Impräzision der Plasmaglukosekonzentrationsbestimmung mit Hilfe der Minimal Difference (MD) anzugeben. Sie leitet sich von der SD ab und beschreibt die kleinste Differenz zwischen zwei Messwerten, die erforderlich ist, um diese als voneinander verschieden zu bezeichnen. Die MD der Glukosekonzentrationsbestimmung soll 0.7 mmol/L bei einer Konzentration von 7.0 mmol/L nicht überschreiten, wenn das Ergebnis für die Diagnose des DM eingesetzt wird. Um verlässliche MD-Werte zu erhalten, wurden in der vorliegenden Studie zwei Ansätze verfolgt:
1. Langzeitauswertung von QK-Daten aus der Krankenversorgung über zehn Jahre Zeitraum Januar 2009 bis Dezember 2018 sowie
2. Kurzzeitauswertung mittels intensiviertem Schema, mit stündlichen Messungen von QK-Material über eine Woche im September 2012.
Die MD der für die Diagnose von DM relevanten Glukosekonzentration wurde in beiden Ansätzen berechnet und verglichen. Die Impräzision der Langzeitauswertung, ausgedrückt als MDcut-off 7.0, betrug 0.44 mmol/L und lag daher deutlich unter dem empfohlenen Grenzwert von 0.7 mmol/L. Stündliche Messungen über einen Zeitraum von einer Woche bestätigen diese Ergebnisse und veranschaulichen das MD-Konzept. Die von QK gemessene Impräzision ist über viele Jahre bemerkenswert stabil. Die derzeitige Impräzionsbewertung konzentriert sich auf einzelne Instrumente, wohingegen klinisch tätige Ärzte die kombinierte analytische Leistung aller Instrumente, die für eine bestimmten Messgröße in einem Labor verwendet werden, beurteilen. Aus diesem Grund wäre zu empfehlen, den MDcut-off aus allen Instrumenten und Kontrollzyklen abzuleiten, die für die Verwendung der Patientenversorgung in einem bestimmten medizinischen Labor herangezogen werden. Hier lagen nach ungefähr 30 unabhängigen Kontrollzyklen, bzw. einem Jahr, stabile Ergebnisse für MDcut-off 7.0 vor. Die Einrichtung einer kontinuierlichen Überwachung der MDcut-off kann die traditionelle Qualitätssicherung ergänzen.
Mechanically ventilated patients are at risk of ventilator-associated pneumonia, a serious infection of the lungs. Not every ventilated patient develops pneumonia due to a combination of the protective layer of mucus in the airways, the immune system and prophylactic antibiotic therapy. To date, only little was known about the antimicrobial factors produced by humans that protect the lungs against infection. Research described in this thesis was therefore aimed at investigating to what extent the lungs of ventilated patients can inhibit the growth of bacteria, the major causative agent of pneumonia Streptococcus pneumoniae in particular. To this end, the accumulated mucus in the patients’ lungs, sputum, was investigated. The most important conclusion was that sputum can indeed possess antimicrobial activity, explained either by a combination of antibiotics and S. pneumoniae-specific antibodies, or by the innate immune defenses. Thus, sputum may serve as a valuable source of information to unravel the complex interactions between the human host, antimicrobial factors and the microbiome of the lower respiratory tract. A possible consequence of pneumonia is the dissemination of bacteria from the lungs to the bloodstream and the brain, which may lead to meningitis. This thesis describes how this process takes place, and how the so-called choline-binding protein CbpL contributes to invasive pneumococcal infections. In addition, possible future approaches to prevent meningitis caused by this bacterium are proposed.
Bruxismus wird in SB und WB unterteilt und sind als verschiedene Entitäten zu betrachten. Die Ätiologie von SB ist noch nicht vollständig bekannt, als gesichert gilt, dass es ein multifaktorielles Geschehen ist. Die Behandlung der Patienten in der zahnärztlichen Praxis ist vielfältig, meist jedoch symptomatisch ausgerichtet. Am häufigsten wird eine Art der Aufbissschienen in der Therapie verwendet. CES und die Vorgängerversionen des in der vorliegenden Studie verwendeten GrindCare 4 zeigten sich erfolgreich in der Therapie von Bruxismus. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Effektivität der Biofeedbacktherapie des neu auf dem Markt erschienen GrindCare 4 an einem Patientenkollektiv in der zahnärztlichen Praxis zu beurteilen.
In der vorliegenden Therapieverlaufsstudie wurden 23 Patienten untersucht. Die Probanden stammten sowohl aus Angehörigen des ZZMK als auch aus Patienten die mit dem Wunsch der Behandlung von Bruxismussymptomen in das ZZMK kamen und zur Teilnahme an der klinischen Untersuchung eingeladen wurden. 13 Probanden (männlich/weiblich (m/w) = 4/9; Mittelwert (MW) = 35,0 Jahr) durchliefen die Studie im 21-tägigen Studienprotokoll. Ebenfalls 13 Probanden wurden zur 42-tägigen Studie eingeladen, zehn (m/w= 2/8; MW = 36,7 Jahre) konnten diese erfolgreich abschließen.
Der Untersuchungsteil dieser Studie unterteilt sich in drei Abschnitte:
Im ersten Abschnitt wurde ein anamnestischer Befund sowie ein detaillierter Funktionsbefund nach den Richtlinien RDC/TMD erhoben. Zudem wurde ein Befund nach dem Bruxismus- Status nach Lange und Bernhardt angefertigt. Die Patienten wurden aufgeklärt und das GrindCare- Gerät wurde mit Anweisungen bezüglich der Anwendung an den Patienten ausgehändigt. Das Studienprotokoll sah eine Messung der Häufigkeit der Muskelkontraktionen mittels GrindCare vor. Die Messung dauerte vier Nächte im 21-tägigen Protokoll und sieben Nächte im 42-tägigen Protokoll an. Der zweite Abschnitt, der eine Therapie mit GrindCare mit Biofeedback umfasst, begann nach dieser Messphase. Die Therapie wurde je nach Studienprotokoll zwei bzw. vier Wochen durchgeführt. Im letzten Abschnitt nach der Therapie wurde mit Hilfe von GrindCare weitere drei bzw. sieben Nächte die Häufigkeit der Muskelkontraktionen gemessen und ausgewertet. Darauf folgte eine zweite klinische Untersuchung mittels klinischer Funktionsanalyse.
Die Auswertung der Daten erfolgte mittels nicht parametrischer Tests.
In der Anwendung des Gerätes kam es vermehrt zu Schwierigkeiten in der Anwendung. Vor allem kam es zum vorzeitigen Ablösen der Gelpads. Es zeigte sich keine signifikante Veränderung der EMG-Ereignisse im Studienteil der zweiwöchigen Therapiephase. Eine signifikante Verringerung der EMG-Ereignisse konnte erst nach längerer Biofeedbacktherapie im 42-tägigen Studienteil gezeigt werden. Die Werte konnten in der vierten Woche Biofeedback um 40% und in der abschließenden Messphase um 32% gegenüber der ersten Messphase reduziert werden. Die Anzahl der druckdolenten Palpationsstellen sank in beiden Studienteilen signifikant (21-tägiger Studienabschnitt p=0,010; 42-tägiger Studienabschnitt p=0,035). Der durch die Probanden berichtete myofasziale Schmerz und die Einschränkung ihrer Leistungsfähigkeit, sowie die Jaw Disability konnte in der vorliegenden Studie nicht signifikant vermindert werden.
Die EMG-Ereignisse scheinen nur nach längerer Therapie mittels Biofeedback abzunehmen, eine zweiwöchige Interventionsphase ist nicht ausreichend. Die in der abschließenden Messphase weiterhin bestehende Reduktion der EMG-Werte bei vierwöchiger Therapie deutet auf einen möglichen Lerneffekt hin. Eine Verringerung der Bruxismussymptome ist nicht gesichert. Nur die Anzahl der druckdolenten Palpationsstellen konnte signifikant reduziert werden.
Der Hersteller hat das Studiengerät zur Überarbeitung unter anderem aufgrund der vorliegenden Ergebnisse zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vom Markt genommen. Weitere Studien mit einer größeren Kohorte und einer Kontrollgruppe sind notwendig, um die Ergebnisse zu sichern. Eine längere Therapiedauer und ein ausgedehntes Follow-up könnten sinnvoll sein.
Die Studien untersuchten einen Zusammenhang zwischen mehreren Nebenerkrankungen, mikrovaskulärer Gefäß- und Lymphgefäßinvasion und der Progression vom Nierenzellkarzinom. Auch wenn es mehrere Gründe gäbe, wieso diese Nebenerkrankungen mit der Prognose des NZK in Verbindung stehen könnte, konnte unsere Studie diese nicht belegen.
In der anderen Studie wurde gezeigt, dass sich MVI in einer relativ hohen Prozentzahl der NZK nachweisen lässt. Der Status der MVI und LVI ist für die klinische Arbeit wichtig, da wir in unserer Studie zeigen konnten, dass beide Parameter zu den wichtigsten prognostischen Markern für Metastasierung und Überleben gehören. Sie könnten in Zukunft genutzt werden, um die Prognose des NZK besser abzuschätzen oder um Patienten in Adjuvans-Studien zu selektieren.
Der Einfluss von kaltem Atmosphärendruckplasma auf die Melaninsynthese in humanen Melanozyten
(2020)
Das zur Behandlung von chronischen Wunden zugelassene Plasmagerät kINPen®MED wurde in der vorliegenden Arbeit hinsichtlich eines möglichen Effektes auf die Pigmentierung der Haut in vitro untersucht. Dazu wurden zunächst Untersuchungen an Melanomzellen durchgeführt. Verschieden stark pigmentierte Melanomzelllinien wurden einer indirekten Plasmabehandlung ausgesetzt, das heißt mit plasmabehandeltem Zellkulturmedium inkubiert, und der Melaningehalt wurde vor und nach der Behandlung durch eine UVspektroskopische Analyse evaluiert. Im Vergleich zu den unbehandelten Zellen war der Melaningehalt aller getesteten Melanomzelllinien erhöht. Auch im Vergleich zu Zellen, die mit den Positivkontrollen IBMX beziehungsweise NH4Cl / Tyrosin behandelt wurden, zeigte sich ein verstärkter Effekt der Plasmabehandlung auf die Pigmentierung der Melanomzellen. Da Melanomzellen nicht in erster Linie das Ziel von therapeutisch indizierten Beinflussungen der Pigmentierung sind, wurde im nächsten Schritt die Bestimmung des Melaningehaltes von primären Melanozyten nach in vitro-Plasmabehandlung durchgeführt. Dazu wurde zunächst die Methode zur relativen Melaninquantifizierung grundlegend überarbeitet. Es wurden zwei verschiedene Methoden zur verbesserten Melaninanalytik entwickelt, die hinsichtlich der benötigten Probenmenge im Vergleich mit der UV- spektroskopischen Melaningehaltsbestimmung im Melanomzellmodell eine höhere Sensitivität aufweisen. Die erste Methode basiert, wie in der Literatur beschrieben, auf der Oxidation des Melanins in alkalischer Lösung durch Wasserstoffperoxid und anschließender Analyse der melaninspezifischen Abbauprodukte. Die bestehende Methode wurde um eine massenspektrometrische Detektion der Abbauprodukte erweitert, was eine Reduktion der benötigten Probenmenge um den Faktor 10 ermöglichte bei Erhalt der Differenzierungsmöglichkeit zwischen Eumelanin und Phäomelanin. Die Analyse von primären Melanozyten nach indirekter Plasmabehandlung im Vergleich mit unbehandelten
Melanozyten ergab eine geringe Steigerung des Eumelaningehaltes in Melanozyten eines stark pigmentierten Spenders, der Phäomelaningehalt blieb unverändert. Der als
Positivkontrolle verwendete cAMP-Abbau-Inhibitor IBMX erhöhte sowohl den Eu- als auch den Phäomelaningehalt. Die zweite Methode zur Bestimmung des relativen Melaningehaltes beruht auf der Autofluoreszenz des Melanins, die bei einer Anregungswellenlänge von 785 nm im NIRBereich zu beobachten ist. Unter Verwendung der Durchflusszytometrie konnte eine Einzelzellanalyse der primären Melanozyten hinsichtlich ihrer Autofluoreszenzintensität durchgeführt werden. Dabei korrelierten die erzielten Ergebnisse der relativen Intensitätsänderung mit denen der massenspektrometrischen Quantifizierung der Melaninabbauprodukte. Gegenüber der unbehandelten Kontrolle war der Melaningehalt nach indirekter Plasmabehandlung geringfügig gesteigert. Nach Behandlung der Zellen mit IBMX als pharmakologischer Positivkontrolle sowie infolge einer Behandlung mit direkter UVStrahlung als physikochemischer Positivkontrolle war jedoch ein stärkerer Effekt auf die Steigerung der Melaninproduktion als bei der indirekten Plasmabehandlung zu beobachten. Die in vitro erhaltenen Ergebnisse konnten auf ein komplexeres Modell übertragen werden, indem eine direkte Plasmabehandlung von Hautproben ex vivo durchgeführt wurde. Außerdem wurde auf diese Weise ein Vergleich zwischen direkter Plasmabehandlung und UVStrahlung neben der unbehandelten Kontrolle möglich. Dazu wurden aus den Hautproben nach Behandlung und anschließender Inkubationszeit Kryoschnitte angefertigt. Um das enthaltene Melanin sichtbar zu machen, wurden die Schnitte einer Silbernitratfärbung unterzogen. Die an einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop aufgenommenen Bilder wurden anschließend mit Hilfe zweier Softwares ausgewertet und die Ergebnisse verglichen. Insgesamt lässt sich trotz starker Schwankung der Ergebnisse beobachten, dass eine wiederholte direkte Plasmabehandlung eine Steigerung der Pigmentierung bewirkt, wenn auch in schwächerem Ausmaß, als dies nach UV-Bestrahlung zu beobachten ist. Insgesamt konnte durch Analyse des Melaningehaltes mit grundlegend unterschiedlichen Methoden wiederholt beobachtet werden, dass eine Plasmabehandlung einen geringen Effekt auf die Pigmentierung humaner Melanozyten ausübt. Dieser Effekt ist bei Behandlungszeiten, wie sie für den kINPen®MED zur Wundbehandlung empfohlen sind, im Vergleich zu einer UVBestrahlung beziehungsweise im Vergleich mit einer pharmakologischen Induktion der Melanogenese deutlich niedriger. Eine Intensivierung der Pigmentierung im Rahmen einer Wundbehandlung ist demnach nicht zu erwarten. Nichtsdestotrotz übt die Plasmabehandlung einen, wenn auch geringen, Effekt auf die Melaninproduktion in der humanen Haut aus. Um etwaige beteilige Enzyme an der gesteigerten Melaninproduktion zu erkennen, wurden Genexpressionsanalysen durchgeführt. Durch die Untersuchung der differenziellen Expression mittels Microarray konnte für 287 annotierte Gene eine Änderungen der Expression festgestellt werden, davon konnten 2 Gene identifiziert werden, für die ein Zusammenhang mit der Pigmentierung beschrieben ist. Veränderte Expressionslevel der hauptsächlich an der Melaninsynthese beteiligten Enzyme wurden durch die Plasmabehandlung der Melanozyten nicht detektiert. Die Untersuchung einiger ausgewählter, an der Melanogenese beteiligter Enzyme mittels qPCR führte zum selben Ergebnis: durch die getesteten Parameter der indirekten Plasmabehandlung wurden keine biologisch relevanten Änderungen des Transkriptionslevels hervorgerufen. In der vorliegenden Arbeit wurde umfassend gezeigt, dass das Medizinprodukt kINPen®MED in den durchgeführten in vitro Tests einen vergleichsweise geringen Effekt auf die Pigmentierung ausübt, der den Positivkontrollen unterlegen ist. Diese Ergebnisse zeigen, dass der kINPen®MED keinen geeigneten Modulator der Pigmentierung darstellt. Gleichzeitig unterstreichen die Resultate die Unbedenklichkeit der sachgemäßen Anwendung des kINPen®MED an der humanen Haut hinsichtlich etwaiger Melanin-bedingter Veränderungen. Es ist weder eine sichtbare Verstärkung der Pigmentierung noch eine Depigmentierung zu erwarten. Zudem wurde durch die Weiterentwicklung der Methodik im Bereich der Melaninanalytik ein Beitrag zur zukünftigen Testung von Pigmentierungsmodulatoren in Zellkulturmodellen geleistet.
Die traumatische Dissektion des Truncus coeliacus ist eine der seltenen Gefäßverletzungen. In der Literatur finden sich hierzu bislang lediglich 14 Einzelfallberichte. Im Zeitraum von September 1997 bis Dezember 2012 wurden 5.194 Patienten unter dem Verdacht auf ein erlittenes Polytrauma im Unfallkrankenhaus Berlin behandelt. Hiervon wurde bei neun Patienten die Diagnose einer traumatischen Dissektion des Truncus coeliacus gestellt. In diesen neun Fällen wurden die Unfallmechanismen und Verletzungsmuster, die bildgebenden Untersuchungen sowie die erfolgten therapeutischen Maßnahmen retrospektiv ausgewertet. Die Ergebnisse wurden im Hinblick auf mögliche Aussagen zur Ätiopathogenese, zu etwaigen Markerverletzungen, zur Bildgebung im Akut- und Langzeitverlauf sowie zur Behandlung dieser seltenen Verletzung mit den publizierten Daten zu traumatischen und spontanen Viszeralarteriendissektionen in der Literatur verglichen.
Es zeigte sich ein heterogenes Verteilungsmuster an Unfallursachen, wobei vermutlich Scherkräfte am Übergang des fixierten zum mobilen Gefäßabschnitt für die Dissektion verantwortlich sind. Eine vorbestehende Stenose des Truncus coeliacus durch das Ligamentum arcuatum scheint die Dissektion zu begünstigen.
Aufgrund auffälliger Koinzidenzen knöcherner Wirbelsäulenverletzungen im thorako-lumbalen Übergang besitzen diese beim polytraumatisierten Patienten möglicherweise den Charakter von Markerverletzungen für eine potenziell vorliegende traumatische Dissektion des Truncus coeliacus.
In der Akutphase stellt die CT-Angiographie den Goldstandard für die bildgebende Diagnostik dar, während in späteren Verlaufskontrollen auch die MR-Angiographie sowie duplexsonographische Untersuchungen eingesetzt werden können.
Die Behandlung ist primär konservativ. In Abhängigkeit der Hämodynamik des Patienten und der kollateralen Blutversorgung im Bereich der Viszeralarterien stellen Zeichen einer Organischämie das wichtigste Kriterium für die Notwendigkeit einer endovaskulären oder operativen Intervention dar.
Aneurysmen im Bereich der peripankreatischen arteriellen Arkaden sind als mögliche vaskuläre Spätkomplikationen zu berücksichtigen.
Bei der Fokussanierung einer abdominellen Sepsis kommt meist eine Peritoneallavage mit physiologischer Kochsalzlösung zum Einsatz. Antibiotikahaltige Lösungen scheinen keinen Vorteil zu haben und der Zusatz von Antiseptika wie z. B. PHMB hat teils toxische Wirkungen. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass die Kombination aus PHMB und Lipofundin® gegenüber PHMB in wässriger Lösung eine geringere Zytotoxizität bei erhaltener antiseptischer Aktivität in-vitro besitzt.
Um die Hypothese zu bestätigen, dass eine Peritoneallavage mit dieser Emulsion einen Vorteil für das Überleben der abdominellen Sepsis bietet, wurde eine Überlebenskinetik am Sepsismodell CASPI durchgeführt. In weiteren Experimenten wurde die bakterielle Besiedlung 24 h nach Sepsisinduktion in Blut, Lavage und Organen ermittelt. Des Weiteren erfolgten die Bestimmung der Zytokinspiegel, die Erstellung eines Blutbildes sowie die laborchemische Bestimmung des Serumkreatinins.
Die höchste Überlebensrate mit signifikantem Unterschied zu allen Vergleichsgruppen zeigte sich in der PHMB + Lipofundin®-Gruppe mit 68,4 %, gefolgt von der mit NaCl lavagierten Gruppe mit 38,1 %. Die hohe Überlebensrate in der erstgenannten Gruppe korrelierte mit der niedrigsten bakteriellen Belastung in allen untersuchten Kompartimenten. PHMB in wässriger Lösung führte zu einer signifikant erhöhten Sterblichkeit mit einer Überlebensrate von nur 5,3 %. Im Gegensatz zu allen anderen Gruppen bestanden signifikant erhöhte Kreatininspiegel, die auf ein akutes Nierenversagen hindeuteten.
Die Kombination von PHMB und Lipofundin® könnte in Zukunft eine neue Therapieoption zur Behandlung der abdominellen Sepsis darstellen. Bis dato sind die Mechanismen in vivo, die den diametralen Unterschied im Überleben zwischen PHMB in Emulsion und in wässriger Lösung ausmachen, nicht geklärt. Auch In-vivo-Studien zur Toxizität stehen aus.
Die Arthrose des Hüft- und auch des Kniegelenkes ist eine weltweit häufige Gelenkerkrankung. Die konservativen Maßnahmen wie Analgesie, Physiotherapie und Gewichtsreduktion können die Schmerzen nicht ausreichend lindern. Ultima Ratio ist der operative Gelenkersatz durch eine Totalendoprothese, der bei Patient*innen großes Angsterleben auslösen kann.
Ziel dieser randomisiert-kontrollierten Studie war, durch eine patient*innenzentrierte präoperative Kurzintervention Angst vor der Operation zu reduzieren. Es wurden 68 Patient*innen (35 Frauen, 33 Männer) der Klinik für Orthopädie vor einer Hüft- oder Knie-TEP-Operation eingeschlossen. Präoperativ wurde das subjektive Angstempfinden (NAS, STAI) und der Grad der Schmerzchronifizierung (MPSS) erfasst.
Die innovative Kurzintervention wurde so konzipiert, dass sie einmalig präoperativ anwendbar und durch die kurze Dauer von 20 Minuten in den Stationsalltag integrierbar war. Zur Stärkung der Selbstwirksamkeit der Patient*innen wurden die metakognitiven Konzepte Mentales Kontrastieren nach Oettingen und Implementierungsintentionen nach Gollwitzer kombiniert. Zusätzlich beinhaltete die Kurzintervention Psychoedukation zum Angst- und Schmerzempfinden sowie zur Bedeutung der frühen postoperativen Mobilisation. Diese Form der präoperativen Kurzintervention kam erstmalig bei orthopädischen Patient*innen zur Anwendung.
Unsere Daten zeigen, dass eine deutliche Reduktion des postoperativen subjektiven Schmerzempfindens in der Interventionsgruppe zu erreichen war. Die ANOVA mit Messwiederholung ergab einen Haupteffekt in der Anwendung der Intervention mit einem Trend zu einem statistisch signifikanten Unterschied (p=.051). Die Kurzintervention konnte durch ihre modernen Strategien zur Angstreduktion bei den orthopädischen Patient*innen das direkte postoperative Schmerzempfinden und somit den wichtigsten Risikofaktor für die Entstehung von chronischen postoperativen Schmerzen reduzieren. Die Variablen präoperatives Angstempfinden, Mobilisation und Analgetikaeinnahme an den ersten drei postoperativen Tagen waren nicht beeinflusst.
Mit dieser Kurzintervention wurde zu einem verbesserten Outcome der Patient*innen beigetragen. Es bedarf jedoch weiterer Forschungsarbeiten, um die auf das Gesundheitssystem zukommende große Anzahl von Patient*innen vor einer Hüft- und Knie-TEP-Operation angemessen zu versorgen.
Electrochemical characterisation of the redox behaviour of quinoide components in membrane models
(2020)
The leading idea of this thesis is to study the effects of (i) membrane composition and (ii) membrane environment (aqueous phases) on the redox properties of membrane-confined redox active compounds. For solutions, it is known since long, how strong solvents affect the redox properties of dissolved redox active species. However, for membranes this question has not yet been addressed, although it can be supposed that such effects may be important to understand the role of membrane-confined redox active compounds in biological systems. To interrogate this problem, a monolayer model was chosen. It consists of a lipid monolayer with embedded menaquinones on mercury electrodes. Since ion transfer across membranes is also a crucial question, in the first part of this project, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) was studied as a new redox probe for transferring anions and cation between an organic and an aqueous phase. The important findings of this thesis are: (i) accessing the ion pair equilibrium constant of anions and cations with DPPH redox probe as a model study using the three-phase electrochemistry, (ii) the redox potentials of menaquinone-4, -7, and -9 in 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) monolayers and the acidity constants of menaquinones (MK’s) in membranes monolayer model, and (iii) the effects of membrane composition and the aqueous environment on the thermodynamics and kinetics of MK’s in membrane models.
The synthesis of several bioactive compounds and active pharmaceutical ingredients relies on the development of general and efficient methods to prepare optically pure amines. Transaminases are industrially relevant enzymes and are useful for synthesizing a large number of compounds that contain a chiral amine functionality. Although the immense potential associated to the use of these biocatalysts, the equilibrium position is often unfavorable for amine synthesis. The use of an excess of amine donor, compared to the ketone substrate, combined with selective removal of the formed product, can help in overcoming this limitation. This work mainly focused on broadening the application of membrane-based in situ product recovery (ISPR) techniques for the transaminase-catalyzed synthesis of chiral amines. The
overall work was designed around the implementation of amine donors, possessing considerably larger molecular ‘size’ compared to commonly used amine donors. To clearly
distinguish these molecules from traditional donor amines, we designate them as High Molecular Weigh amine donors. With a molecular weight between 400 and 1500 g/mol, in contrast to traditional donor amines, HMW amine donors enable a size-based separation between amine donor and amine product molecules. HMW amines, provided in excess for thermodynamic equilibrium shifting can thus be simply retained by a size-exclusion mechanism by commercial membranes, while the smaller product amines are permeated. Therefore, a selective recovery of the desired chiral amine product is possible. The implementation of ISPR techniques using HMW amine donors can theoretically lead to (i) equilibrium shifting, (ii) alleviation of product inhibition, and (iii) a highly pure product stream.
The feasibility of using HMW amine donors in aqueous, organic solvent and solvent-free media for the transaminase-catalyzed synthesis of 1-methyl-3-phenylpropylamine (MPPA) was proven in this thesis. The latter two approaches were investigated with the aim to achieve higher product concentrations. Along with that, we demonstrated two membrane-assisted ISPR proof of concepts. Specifically, nanofiltration was coupled with the enzymatic reaction performed in aqueous media (Article I), while liquid-liquid (L-L) extraction in a contactor was applied for transamination in organic solvent media (Article II). As an alternative to membrane-based strategies we also designed a spinning reactor concept for the integrated chiral amine synthesis (in organic solvent) and recovery (Article III).
Serome sind eine der häufigsten Komplikationen nach Mamma chirurgischen Eingriffen bei Brustkrebs. Ihre Entstehungsursachen sind multifaktoriell. Zur Verbesserung des Wohlbefindens der Patienten, wie auch aus wirtschaftlichen Aspekten, werden Herkunft und Zusammensetzung, sowie Risikofaktoren und Behandlungsmöglichkeiten von Seromen untersucht. Die Arbeit untersucht, bewertet und vergleicht Studien, die sich mit der Zusammensetzung, Entstehung und Therapie von Seromen beschäftigen. Des Weiteren werden Patienten, bei denen sich postoperative Serome gebildet hatten, in einer Fallstudie im Hinblick auf verschiedene Risikofaktoren untersucht. Ziel ist es die Pathogenese und damit die Herkunft der Serome genauer zu verstehen, sowie aus den Risikofaktoren ein Risikoprofil zu erstellen und die Therapiemöglichkeiten zu bewerten. Bei der Untersuchung der Zusammensetzung der Seromflüssigkeit kommt man zu dem Ergebnis, dass ein Serom eine lokal begrenzte Entzündungsreaktion darstellt. Die Seromflüssigkeit ist ein Filtrat aus afferent verletzten Lymphgefäßen, welche sich in einer Wundhöhle sammelt. Als Risikofaktoren, die einen Einfluss auf die Serombildung haben, können erhöhter BMI bzw. Übergewicht, Hypertonus und die Operationstechnik identifiziert werden. Beeinflussbare Faktoren, die zur Senkung der Serominzidenz führen können sind die Schneidetechnik, die Operationszeit, die intraoperative Vernähung von Wundlappen, die patienteninduzierte Analgesie, die Anwendung von postoperativen Drainagen, die Schulterimmobilisation und der Gewebekleber. Durch Anwendung dieser Techniken und Verfahren kann das Seromentstehungsrisiko gesenkt werden. Keinen Einfluss auf die Serombildung ist bei folgenden Parametern festzustellen: Tumorgröße, Resektionsumfang, präoperativen Hämoglobin- und Albuminwerte sowie Hormonstatus, Diabetes mellitus, Rauchen, Alter, neoadjuvante Chemotherapie und Kompressionsverbände. Bei der Untersuchung der Therapiemöglichkeiten gibt es neben der klassischen Punktion mehrere Alternativen. Nachteile der Punktion des Seroms sind die Infektionsgefahr durch die Eröffnung der Wundhöhle und das oftmalige Nachlaufen der Seromflüssigkeit nach der Punktion. Alternativ gibt es die Sklerotherapie, die in Studien gute Ergebnisse erzielt haben, allerdings für den Patienten schmerzhaft ist und ebenfalls Risiken einer Infektion mit sich bringen. Ähnliche Ergebnisse können bei der Therapie mit Octreotid und der prophylaktischen Therapie mit Kortison festgestellt werden. Problematisch bei der Kortisontherapie sind vor allem die häufigen Nebenwirkungen und die vielen Kontraindikationen.
Durch die multifaktorielle Pathogenese der Serome können die Risikofaktoren nicht einzeln betrachtet werden. Durch ein Zusammenspiel der Risikofaktoren ist eine Potenzierung möglich. Zu den wichtigsten Einflussparametern zählen die Schneidetechnik, Nahttechnik und die Anwendung von Drainagen. Bei Seromen, die sich nach einer Punktion wieder mit Flüssigkeit füllen, sind Therapiemethoden wie Sklerotherapie, Anwendung von Octreotid oder Kortison in Betracht zu ziehen. Eine prophylaktische Therapie kann bei entsprechendem Risikoprofil angewendet werden.
Es besteht der Bedarf weiterer Studien und Forschungsarbeiten, die die Senkung der Serominzidenz zum Ziel haben und die Wirksamkeit von Therapiemöglichkeiten genauer untersuchen.
Hintergrund
Immer mehr pflegebedürftige Menschen werden in der Häuslichkeit durch informell Pflegende zusammen mit ambulanten Pflegediensten versorgt. Die drei Konzepte „Pflegebedürftigkeit“, „Gesundheit“ und „Krankheit“ spielen in diesem Kontext eine besondere Rolle. Über keines dieser Konzepte besteht definitorische Einigkeit; die Termini werden je nach Kontext bzw. Zweck unterschiedlich verstanden. Empirische Sozialforschung, Medizintheorie sowie Medizin- und Pflegeethik beschäftigen sich intensiv – jedoch getrennt voneinander – mit ihren Inhalten und ethischen Implikationen. Den drei Konzepten ist gemeinsam, dass deren subjektives Verständnis und normative Implikationen in der ambulanten Pflege bisher nur unzureichend analysiert wurde.
Methoden
In einem dreigliedrigen Projekt bestand der erste Schritt in einer Literaturrecherche mit Analyseschwerpunkt zu medizin- und pflegeethischen sowie medizintheoretischen Konzepten im wissenschaftlichen Diskurs zu Gesundheits- und Krankheitsvorstellungen. Ausgehend davon wurden die Forschungsfrage und - methode festgelegt. In einem zweiten Schritt erfolgte die empirische Exploration subjektiver Perspektiven professionell Pflegender, Pflegebedürftiger und informell Pflegender auf Pflegebedürftigkeit, Gesundheit und Krankheit in häuslichen Langzeitpflegearrangements mit Hilfe qualitativer Leitfadeninterviews. Die Auswertung der Transkripte wurde mittels qualitativer Inhaltsanalyse vorgenommen. Um Implikationen für die empirische Sozialforschung, Medizintheorie sowie Medizin- und Pflegeethik entwickeln zu können, führte ein dritter Schritt die empirischen und normativen Perspektiven zusammen.
Ergebnisse
Die Studie liefert empirische Ergebnisse zu den subjektiven Vorstellungen und Wahrnehmungen professionell Pflegender, Pflegebedürftiger und informell Pflegender hinsichtlich der Angemessenheit der Versorgung (1), den Vorstellungen von Gesundheit (2) und den Belastungen, die aus der häuslichen Pflegesituation resultieren (3). Zudem werden die Ergebnisse der empirisch-ethischen Analyse zu Spannungsfeldern zwischen subjektivem Krankheitsgefühl („Illness“) und anhand objektiver Kriterien festgestellter Krankheit („Disease“) geschildert und die Grenzen der moralischen Verpflichtungen zur Pflegeübernahme in der ambulanten Pflege abgesteckt.
Diskussion
Ein Vergleich der empirischen Ergebnisse mit existierenden normativen Leitfäden offenbart eine Diskrepanz zwischen Ist- und Sollzustand. Es wird die Bedeutung für die Praxis der empirischen Sozialforschung sowie der Medizintheorie und Medizin- und Pflegeethik abgeleitet.
In this thesis, I present work motivated, in part, by a series of upcoming laboratory experiments (APEX), which seeks to uncover some of the inner workings of turbulence and stability in electron- positron plasmas in closed field-line systems. I present the results of several distinct, but connected, problems addressing the theory of electron-positron plasmas.
This work is partitioned into several parts, which loosely correspond to different particulars of the APEX experiment and the different theoretical physics problems which reside within.
I begin with the derivation of a kinetic theory for plasmas which are optically thin to cyclotron emission, as indeed, experimental pair plasmas are expected to be. The results of this section include: (1) the derivation of a general kinetic theory of cyclotron radiation in electron-ion plasmas; (2) a calculation showing that cyclotron emission results in strongly anisotropic distribution functions on the radiation timescale; (3) calculation of the evolution of the distribution function under collisional scattering which, in the absence of any radiation terms, acts to drive the plasma towards a Maxwellian; (4) generalisation of this theory to more exotic geometries; (5) specialisation of this theory to pair plasmas of experimental interest; and (6) presentation of the applications and the limitations of this theory.
The second project is primarily concerned with non-neutral plasmas. We begin with gyrokinetic theory and a novel extension of this theoretical framework to plasmas with arbitrary degree of neutrality in straight field-line geometry. I go on to discuss the gyrokinetic stability theory of such plasmas in this simplified geometry. I conclude this project with a discussion of some further
nuances in the theory of singly-charged non-neutral plasmas, this time concerning global features. Namely, I declare an interest in the equilibria such plasmas might be able to attain.
The final project pertains to plasmas which are in state of Maxwellian equilibrium i.e., electron- positron plasmas with sufficiently large number densities of each species to attain a stationary quasineutral plasma. To this end, I present gyrokinetic flux-tube simulations of electron-positron plasmas in complex, and experimentally relevant, magnetic geometries on the road towards a study of gyrokinetic turbulence. The results of this work include: (1) the first simulations of electron- positron plasmas in a stellarator and ring-dipole geometry; (2) an analytic theory of trapped particle modes in electron-positron plasmas, a result which can also be verified numerically; and (3) extension of several important theoretical results in electron-positron plasmas to experimentally relevant geometries. The culmination of this project is the roadmap ahead towards demonstration of the so-called “inward pinch” effect in electron-positron plasmas in a magnetic Z-pinch.
G-quadruplexes (G4s) have been in the focus of research in the last decades for their regulatory roles in vivo and for their use in nano- and biotechnology. However, an understanding of the various factors that drive a particular quadruplex fold remains limited, challenging rational therapeutic targeting and design of these tetrahelical structures. In this regard, insights from modified G-quadruplexes may help to deepen our knowledge of G-quadruplex structure. In this dissertation, sugar-modified guanosine analogs are exploited for their altered conformational preferences regarding both glycosidic bond angle and sugar pucker by their incorporation into different syn positions of the G-core of a model G-quadruplex. Induced structural perturbations as characterized by NMR spectroscopy range from a local change in tetrad polarity to a complete refolding into an unusual structure with a V-shaped loop, a unique G4 structural element in the focus of this work. Detailed conformational analysis of the introduced G analogs and high-resolution structures of the modified quadruplexes reveal a complex interplay of glycosidic torsion angle, sugar pucker preferences and local interactions, which may all play a leading role in driving G4 folding.
Global climate change is omnipresent all over the world and is affecting and challenging organisms in various ways. Species either have to adapt to the changing environmental conditions or move to new habitats in order to avoid extinction.
Possible ways for an organism to react can be dispersal, phenotypic plasticity, genetic adaptation or a combination of these factors. Among the various consequences of climate change, especially changes in temperature affect plenty of species. In ectotherms, the body temperature and associated mechanisms are strongly dependent on environmental conditions.
The aim of this work was to investigate the mechanisms underlying adaptation to thermal variation and heat stress in the widespread butterfly species <i>Pieris napi<i>.
Focusing on indicators of individual condition, including morphology, physiology and life history traits, the purpose was to specify whether the species’ responses to temperature variation have a plastic or genetic basis. In the first experiment, phenotypic variation along a latitudinal and altitudinal cline was investigated. Yellow reflectance of wings was negatively correlated with wing melanisation, providing evidence for a trade-off between a sexually selected trait (yellow color) and thermoregulation (black color). Body size decreased with increasing latitude and led to the assumption that warmer conditions are more beneficial for <i>P. napi<i> than cooler ones. An increased flight performance at higher altitudes but not latitudes may
indicate stronger challenges for flight activity in high-altitude environments.
The second experiment focused on clinal variation and plasticity in morphology, physiology and life history in F1-generation individuals reared in captivity at different temperatures. It could be shown that individuals from cooler environments were less heat-tolerant, had a longer development but were nevertheless smaller, and had more melanised wings. These differences were genetically-based. Furthermore, it could be shown that a higher developmental temperature speeded up development, reduced body size, potential metabolic activity, and wing melanisation but increased heat tolerance, documenting plastic responses.
In a third experiment, we examined physiological responses to heat stress. A transcriptome analysis revealed an upregulation in molecular chaperones under hot conditions, whereas antioxidant responses and oxidative damage remained unaffected. The antioxidant glutathione (GSH) though was reduced under both cold and hot conditions. Interestingly, Swedish individuals were characterized by higher levels of GSH, lower early fecundity, and lower larval growth rates compared with German or Italian populations, suggesting a ‘pace-of-life’ syndrome. Thus, the individuals from warmer regions show the opposite pattern with a lower investment into maintenance but a faster lifestyle.
In summary, we found clinal variation in body size, growth rates and concomitant development time, wing aspect ratio, wing melanisation and heat tolerance. The effects of high developmental temperature very likely reflect adaptive phenotypic plasticity. When speeding up development; heat tolerance is increasing while body size, potential metabolic activity and wing melanisation are decreasing. Overall, body size of <i>P. napi<i> individuals decreased from south to north while the melanisation of the wings increased. Furthermore, we found a connection between increased wing melanisation and decreased yellow reflectance, most likely caused by a trade-off between the two. We could confirm that <i>P. napi<i> individuals from warmer environments were more heat-tolerant and larger than individuals from colder environments. Due to increasing temperatures and heat waves becoming more frequent in the future, being able to cope with such conditions will be advantageous. As warmer conditions had positive effects on individual development, <i>P. napi<i> may benefit from global warming, but its association with moist habitats suggests negative consequences of climate change. We could also reveal pronounced plastic and genetic responses in <i>P. napi<i>, which may indicate high adaptive capacities. Thus, increasing temperature may not be too problematic for the species, as it seems to be rather well equipped to deal with such challenges. However, as climate change entails changes in precipitation / humidity along with temperature changes, such issues need further investigation.
Polysaccharide is a major constituent of the total organic carbon that is generated by photosynthetic eukaryotes. In the marine realm, where approximately half of annual global carbon fixation occurs, algae can produce large amounts of polysaccharide during bloom events. Phytoplankton blooms are frequently seasonal phenomena, and spring blooms in particular have been a focus of study as they are predictable in space and time. This makes them much more amenable model systems in which to explore the processes that occur as organic carbon is recycled.
It is assumed that the bulk of the polysaccharides algae produce serve one of two primary functions - namely acting as an energy storage molecule, or they serve as structural polymers in the cell walls. Other polysaccharides may also have protective functions as exudates. Regardless of function in algae, the polysaccharides are a valuable energy source for heterotrophic bacteria. The combination of abundance and predictable or semi-predictable structure of the polysaccharides has led to proliferation of variations on a particular sequestration and degradation strategy among the Bacteroidetes and Gammaproteobacteria that is frequently characterised as being ‘selfish’. The strategy is based on uptake of poly- and especially oligosaccharides into the periplasm via the use of TonB-dependent transporters. Once in the periplasmic space, oligomers can be further degraded to monomers that can then be transported into the cytosol. This mechanism is beneficial to the cell as it needn’t then lose the nutritive benefit of the polysaccharide to other cells, which may or may not have manufactured their own degradative carbohydrate active enzymes (CAZymes).
The research articles that make up this thesis are thus based around attempts to find and elucidate the polysaccharide preferences of heterotrophic bacteria that become abundant following phytoplankton blooms.The first article is a study into the abundance of TonB-dependent transporter proteins in metaproteomes and metagenomes across a single spring phytoplankton bloom at the long term research station at Helgoland. This investigation identifies transporters for laminarin and alpha-glucans, the two most abundant glucose-based storage polysaccharides, are the most abundant predicted polysaccharide transporting TonB-dependent transporters during the bloom. However, as the bloom progressed, and particularly following a doubling of bacterial cell numbers, the proportion of predicted polysaccharide transporters dedicated to laminarin and alpha-glucan transport declined relative to transporters for less readily degraded mannose-, xylose-, and fucose-containing polysaccharides. The inference is that this change is an active response to the availability of the different polysaccharides, or their relative attractiveness as growth substrates during the period.
The second article is an in-depth look at one of the most abundant Bacteroidetes clades, which was previously unnamed, and has not to date been cultivated. The most abundant species in this clade grows rapidly and often peaks earlier than other heterotrophic clades. It was found to be limited in predicted polysaccharide consumption capability, having only PULs for predicted laminarin degradation. It is also detectable in many locations at higher latitudes where phytoplankton blooms are expected to occur, indicating this is a globally successful consumer of algal organic matter, and may have an outsize significance for global laminarin degradation given its high abundance.
The third article is a more holistic study of phytoplankton bloom associated Gammaproteobacteria, which have otherwise been rather ignored compared to the Bacteroidetes. Gammaproteobacteria overlap with Bacteroidetes to some extent in being clear consumers of laminarin, but fewer of them are clearly capable of consuming the more complex cell-wall derived polysaccharides. Some may, however, be producers of alginate, an otherwise mysteriously popular polysaccharide with Bacteroidetes, given that it is not known to be produced by bloom forming microalgae.
The fourth article then goes into detail on the PUL content of Bacteroidetes, based on metagenomic data. It finds five substrates, alpha- and beta-glucans, xylose and mannose rich polysaccharides, and alginate, are the most frequent predicted polysaccharide substrates for Bacteroidetes PULs among populations responding to the Helgoland spring blooms.
This thesis thus summarises multiple metagenomic and metaproteomic investigations into the polysaccharide consumption capabilities of marine heterotrophic bacteria. These bacteria have a profound impact on the overall carbon cycle in coastal regions, and are critical for understanding how changes in atmospheric carbon concentrations impact carbon turnover and storage in the world's oceans.
Overall, the present thesis provides tools for virus characterization. Importantly, the application of the developed tools contributed to the fundamental knowledge of selected, veterinary relevant viruses in terms of their underlying biology and virus-host interaction.
By using in vitro models and full-genome sequencing, important new findings were gained that contributed to the deeper understanding of the selected viruses. Results show that in vitro models can be successfully modified to enable study of specific host factors that are important for viral entry. By genetically modifying a bovine cell line using CRISPR/CAS9 technology , a stable cell culture model was established that is now available to the research community, to study the virus-host interaction of pestiviruses. The model was further used to elucidate the adaptability of bovine viral diarrhea the virus and impact on infectivity and growth. By using deep sequencing, genetic changes that occurred during the adaption process of bovine viral diarrhea virus were identified and linked to the phenotype, allowing the characterization of genetic regions important for virus binding to the host cell.
Whole-genome analysis using deep-sequencing was further used to characterize circulating rabbit haemorrhagic disease virus (RHDV) strains from Germany. The study provides more than 50 full genomes of RHDV strains sampled between 2013 and 2020. Since the virus family is drastically under sampled, in particular in central Europe, these sequences represent a very valuable addition to the field. The investigation led further to the discovery of a novel recombinant virus strain in hares, that is likely still circulating today. This finding is of special interest, since it is the first detection of a recombination event between the genogroups RHDV and European brown hare syndrome virus (EBHSV) of Lagoviruses. It highlights the importance of full genome virus surveillance and the potential risk of virus variants that might evade diagnostic detection.
Serological assay were used to study the persistency of antibodies developed during a natural infection with Schmallenberg virus. It could be shown that these antibodies are long lasting and therefore, re-emergence of this virus in Europe is likely favoured by introduction of naïve animals into a herd and not by decreasing antibody-titers over time.
Overall, the discoveries described in this thesis underline the importance of adequate tools for virus characterization and they give valuable answers to fundamental questions regarding the biology of the different viruses.
In modern-day organic synthesis, transitional metal catalysis has become an essential tool-kit to access the biologically significant complex organic scaffolds. The activation profile of these sophisticated catalytic systems in cross-coupling chemistry and ring-closing processes has been well appreciated and frequently employed by the scientific community.
The present thesis is describing the results of interdisciplinary research involving medicinal chemistry and transitional metal homogeneous catalysis. A molybdenum mediated process was employed to access 32 unprecedented heterocyclic fused poly sulfur ring containing pentathiepins in moderate to good yields as a part of medicinal chemistry. Biologically significant, such as quinoxaline, pyrazine, pyridine, nicotinamide, quinoline, imdazo-pyrazine, pyrrolo-pyrazine, purine, and pyridine sulfonamide scaffolds were functionalized with pentathiepin unit via multi-step organic synthesis. Essentially, the Sonogashira cross-coupling and(Et4N)2[MoO(S4)2] mediated ring-closing steps were commonly employed in all pentathiepin syntheses. The analytically pure samples were characterized by 1H, 13C, 19F-NMR, FTIR, ESI-MS, CHNS, and X-ray single-crystal diffraction analysis. Notably, all pentathiepins exhibited an ABX3 multiplet pattern between δ: 4.2-4.5 ppm with the integration of 2H for the ethoxy functional group's methylene protons substituted on the five-membered ring of pentathiepin, which was later considered as a fingerprint for pentathiepin formation. The mechanistic investigations via control experiments suggest that the tetra sulfur ring Mo(IV) precursor (Et4N)2[MoO(S4)2] is vital along with elemental sulfur for the pentathiepin formation, and the Mo(IV) complex regenerates in the reaction. Furthermore, For the first time, the GPx1 enzyme inhibitor properties of novel fused heterocyclic pentathiepins were established, where these probes exhibited 9-12 folds higher potency than mercaptosuccinic acid. Notably, <1 µM concentration of quinoxaline, pyrazine, and quinoline fused pentathiepins were potent enough to inhibit 50% of GPx1 enzyme activity. Additionally, cytotoxicity, antimicrobial and antifungal studies were conducted for all pentathiepins. In anticancer investigations, the IC50 concentrations for all pentathiepins were ranging between 0.22 to 4.7 µM.
The second half of the thesis introduces a novel water-soluble Pd/PTABS as a potent catalyst for C-X (X = N, O, and S) cross-coupling chloroheteroarenes and halonucleosides. The novel, mild and efficient Pd/PTABS catalytic system was successfully employed at low catalytic loadings (1 mol%) for the amination (C−N), etherification (C−O), and thioetherification (C−S) of chloroheteroarenes at ambient to moderate temperatures. The Pd/PTABS catalyst is well-tolerating various heterocyclic scaffolds, and under the optimized catalytic conditions, various secondary amines, electron-rich or electron-poor phenols, thiophenols, and alkylthiols, were efficiently employed as nucleophilic coupling partners. Notably, the catalyst offered tremendous regio and chemoselectivity with excellent temperature control. Besides, novel sulfones and sulfoximines were prepared from the thioethers obtained via Pd/PTABS. The catalyst was employed efficiently for synthesizing biologically significant known drugs or drug candidates such as alogliptin (anti-diabetic agent), XRK 469 (antitumor agent), and Imuran-Azathioprine (immunosuppressive) in competitive yields. Preliminary DFT investigations were performed, and based on the DFT analysis, the electropositive character of the phosphorous atom in quaternary ammonium salts of PTABS supports the heteroatom directed C−Cl activation hypothesis.
Da schwere psychotische Erkrankungen wie Schizophrenie und Bipolare Störungen in vielen Fällen durch Rückfälle und unvollständige Remissionen gekennzeichnet sind, stellt die Lebensqualität ein wichtiges Outcome-Kriterium bei der Behandlung dieser Erkrankungen dar. Es konnte gezeigte werden, dass insbesondere psychosoziale Faktoren wie Resilienz und Soziale Unterstützung positive Effekte auf die subjektive Lebensqualität Betroffener haben. Dabei scheinen soziale Unterstützungssysteme über ihren direkten positiven Effekt auf die Lebensqualität hinaus auch wichtig zu sein für die Entwicklung und Aufrechterhaltung von individuellen Bewältigungsfähigkeiten der Patienten. Somit soll diese Arbeit nicht nur die jeweiligen Wechselwirkungen zwischen den genannten Variablen untersuchen, sondern insbesondere, inwieweit Soziale Unterstützung bei Patienten mit Schizophrenie und Bipolarer Störung den positiven Effekt von Resilienz auf Lebensqualität indirekt vermittelt.
Die in dieser Querschnittsanalyse verwendeten Daten resultierten aus einer Baseline-Befragung im Rahmen zweier klinischer Studien, die mithilfe von psychiatrischen Patienten aus Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt wurden. Für die hier verwendete Erhebung wurden in klinischen Interviews folgende Messinstrumente verwendet: SKID, WHOQOL-BREF, RS-11, F-SozU K-14 und BPRS. Die Datenanalyse der Interviews von 87 Patienten beinhaltete deskriptive Statistik, Shapiro-Wilk-Test, Pearson-Korrelation, hierarchische lineare Regression und Mediationsanalyse.
Die Regressionsanalysen ergaben, dass sowohl Resilienz als auch Soziale Unterstützung einen positiven Effekt auf Lebensqualität haben, wobei der Effekt von Resilienz größer ist als der von Sozialer Unterstützung, und dass Soziale Unterstützung ebenfalls einen positiven Effekt auf Resilienz hat. Die Mediationsanalyse konnte zeigen, dass es sich bei Sozialer Unterstützung um einen partiellen Mediator für den Effekt von Resilienz auf Lebensqualität handelt.
Aus diesen Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass Soziale Unterstützung für die Entwicklung von Resilienz und die Verbesserung der Lebensqualität bei der betrachteten Patientengruppe eine bedeutende Rolle spielt. Die Behandlung von Menschen mit psychotischen Erkrankungen sollte daher angemessene Maßnahmen anbieten um den Betroffenen zu helfen, effektive soziale Unterstützungssysteme für sich zu kultivieren und ihre Resilienz zu stärken, um somit ihre Lebensqualität zu verbessern.
Reactive species play an essential role in orchestrating wound healing responses. They act as secondary messengers and drive redox-signaling pathways that are involved in the hemostatic, inflammatory, proliferative and remodeling phases of wound healing. Cold plasma produces a profusion of short- and long-lived redox species that promotes wound healing, however, until today, the knowledge of CAP mediated wound healing remained scarce. In this thesis, CAP mediated wound healing mechanism and their effect on extracellular matrix and adhesion molecules have been investigated. To this end, a keratinocyte cell line (HaCaT), skin fibroblast cell line (GM Fbs) and an in vitro coculture model including both HaCaT and GM Fbs at a 2:1 ratio, were employed to investigate the cross talk between these two skin cell types.
We examined the impact of CAP on extracellular matrix proteins and cell adhesion molecules in GM Fbs and observed a significant impact of cold plasma treatment on the expression level of collagen moieties, cell adhesion molecule like integrin, cadherin, versican, MMPs as well as extracellular matrix proteins.
Moreover, scratch assays with monocultures of HaCaT, GM Fbs and coculture of these two cell types were performed. We detected that, CAP accelerated the migratory capability of HaCaT cells cocultured with fibroblasts. In fact, compared to HaCaT monoculture, a significant acceleration on cell migration was observed in coculture upon CAP treatment. NAC, a potent antioxidant could abrogate this CAP-stimulated cell migration in coculture, further pointing towards the importance of well-orchestrated reactive species in wound healing. To better understand this CAP-mediated effect on cell migration, we examined the signaling pathways involved in tissue homeostasis and regeneration. We checked the HIPPO signaling pathway and observed an upregulation of several signaling molecules at transcriptional level in GM Fbs upon CAP treatment.
YAP is the central nuclear executer of HIPPO signaling pathway. YAP was upregulated in both HaCaT cells and GM Fbs. The major downstream effectors of the HIPPO signaling pathway (CTGF and Cyr61) were also upregulated in dermal fibroblasts at both transcriptional and protein level. However, administration of antioxidant NAC inhibited CAP-mediated wound healing and abrogated the gene expression of the HIPPO downstream effectors. These results confirm that the upregulation of YAP-CTGF-CYR61 axis is due to CAP-generated redox species. In HaCaT cells, both CTGF and Cyr61 was minimally transcribed. Even though CTGF was rarely detected in HaCaT cells on the protein level,Cyr61 remained undetected. This again shows the importance of the cross talk between fibroblasts and keratinocytes.
The coculture with the inclusion of fibroblasts showed an accelerated migration rate, compared to HaCaT monoculture which specifies a cross talk between these two cell types. Thus, monoculture of HaCaT cells were incubated with CAP-treated and untreated fibroblast conditioned medium. Interestingly, we observed that HaCaT cells exhibited an improved cell migration rate when incubated with CAP-treated fibroblast-conditioned media compared to that observed after incubation with untreated media. Upon investigation, an induction of CTGF and Cyr61 secretion was observed upon CAP treatment in the fibroblast-conditioned media. Furthermore, exposure to recombinant CTGF and Cyr61 could also significantly improve HaCaT cell migration which confirms that CAP mediated accelerated cell migration is due to activation of YAP-CTGF-Cyr61 axis.
In conclusion, this study revealed a completely new mechanical insight of CAP mediated wound healing. Along with several other ECM molecules, CAP activates a regenerative signaling pathway i.e., HIPPO signaling pathway in dermal fibroblasts at the onset of wound healing. Dermal fibroblasts drive a paracrine interaction by secreting CTGF and Cyr61 in close vicinity of wound, resulting in accelerated keratinocyte migration and wound healing in coculture.
In dieser Studie wurde erstmals MRT-basiert mittels Feature-Tracking die Assoziation der linksventrikulären Wandbewegungsparameter Strain, Strain Rate, Velocity und Displacement mit den kardiovaskulären Risikofaktoren erhöhter BMI, Diabetes mellitus und arterielle Hypertonie an einer großen bevölkerungsbasierten Stichprobe untersucht. In Umfang und Betrachtung vergleichbare Studien gibt es derzeit nicht.
Die Analyse wurde mit Hilfe der 2D CPA MR Software Version 1.0 des Unternehmens TomTec an CINE-MRT-Bildsequenzen aus SHIP-2 und SHIP-Trend durchgeführt. Die Bestimmung der Wandbewegungsparameter erfolgte im 2 CH und 4 CH für die longitudinale und transversale Herzachse sowie in der SAX für die circumferentielle und radiale Herzachse. Es konnten folgende signifikante Unterschiede der Wandbewegungsparameter festgestellt werden (p ≤ 0.05).
Für Probanden mit einem BMI > 25 kg/m2 wurden gegenüber solchen mit einem BMI ≤ 25 kg/m2 signifikant erhöhte Werte bezüglich der radialen Velocity in der SAX sowie des longitudinalen Displacement im 2 CH gemessen. Weiterhin zeigten sich die jeweils longitudinalen und transversalen Parameter des Strain, der Strain Rate, der Velocity und des Displacement im 4 CH signifikant erhöht bei Vorliegen eines BMI > 25 kg/m2 im Vergleich zu einem BMI ≤ 25 kg/m2.
Für den Diabetes mellitus konnte hinsichtlich des Strain, der Strain Rate, der Velocity und des Displacement kein unabhängig signifikanter Unterschied zwischen den Vergleichsgruppen nachgewiesen werden.
Bezüglich der arteriellen Hypertonie bestanden gegenüber der Vergleichsgruppe ohne arterielle Hypertonie im 4 CH für alle Parameter abgesehen von der transversalen Strain Rate signifikant erhöhte Werte. Dies galt mit Ausnahme der radialen Strain Rate und circumferentiellen Velocity auch für die SAX. Im 2 CH zeigten sich nur die longitudinale Velocity sowie das longitudinale Displacement signifikant erhöht in der Gruppe der Hypertoniker gegenüber den Nicht-Hypertonikern.
Somit konnten in dieser Studie erstmals mittels Feature-Tracking in der SAX sowie dem 2 CH und 4 CH signifikante Einflüsse eines steigenden BMI beziehungsweise einer arteriellen Hypertonie auf die linksventrikulären Wandbewegungsparameter Strain, Strain Rate, Velocity und Displacement nachgewiesen werden.
Bezüglich der Behandlung chronischer SL-Bandrupturen mit nicht mehr nahtfähigen Bandresten besteht noch immer kein Konsens in der Literatur. Durch fehlende adäquate Behandlung der Verletzung kommt es langfristig zu schmerzhaften Arthrosen, die mit einer erheblichen Funktionseinschränkung des Handgelenks einhergehen. Es konnte sich bisher noch kein therapeutisches Verfahren etablieren, welches sicher den Beginn oder das Fortschreiten von Arthrose langfristig verhindert.
Innerhalb der über die Jahre vorgestellten Methoden, zählt die 3LT-Rekonstruktion mittlerweile zu den gebräuchlichsten Verfahren.
Die bereits veröffentlichte modifizierte 3LT-Bandrekonstruktion nach Garcia-Elias wurde in der vorliegenden Arbeit um die Rekonstruktion des dorsalen capsuloscapholunäre Septums (DCSS) nach Mathoulin et al. erweitert.
Ziel der vorliegenden Studie war es den therapeutischen Nutzen der modifizierten 3LT zu untersuchen und zudem den Einfluss des Verletzungsalters zum Zeitpunkt der operativen Versorgung zu berücksichtigen.
Für diese Untersuchung wurden 31 Patienten aus Berlin und Brandenburg (3 Frauen und 28 Männer), die im Zeitraum von Januar 2014 bis Januar 2017 mit einer Verletzung des SL-Bandes detektiert und mittels der genannten Methode operativ behandelt wurden, erfasst. Die Verletzung der Patienten lag zum Zeitpunkt der Untersuchung mindestens 1 Jahr zurück. Hierdurch sollte gewährleistet werden, dass die Ergebnisse unabhängig vom Versorgungszeitpunkt gewertet werden konnten. Im Rahmen der Nachuntersuchung wurde die Funktionalität des Handgelenks bezüglich Bewegungsausmaß und Griffkraft erfasst und im Vergleich zur gesunden Gegenseite ausgewertet. Zudem werteten wir mit Hilfe von Fragebögen die postoperative subjektive Zufriedenheit aus. Des Weiteren wurden Röntgenaufnahme im dorsopalmaren und im lateralen Strahlengang angefertigt. Diese wurden ausgewertet und mit präoperativen Aufnahmen sowie mit Aufnahmen, die ein Tag vor Entfernung der K-Drähte durchgeführt wurden, verglichen. Ziel war es das Ausmaß des Widerauftretens der SL-Diastase und die Flexion des Skaphoids im Verlauf zu beurteilen. In der statistischen Auswertung analysierten wir den Zusammenhang der erfassten Daten nach stattgehabter modifizierter 3LT-Rekonstruktion in Abhängigkeit vom Versorgungszeitpunkt in Bezug auf den Verletzungszeitpunkt.
Wir konnten signifikante Verbesserung der Schmerzen erreichen und eine bessere Funktion der Hand im Alltag herstellen, jedoch einhergehend mit einer Reduzierung des Bewegungsausmaßes und der Griffkraft. Die radiographischen Ergebnisse zeigten, dass mittel- bis langfristig mit einem Wiederauftreten von karpaler Fehlstellung auf Grund fortschreitender Bandlockerung und mit einhergehenden degenerativen Veränderungen zu rechnen ist. Darüber hinaus konnte keine signifikante Korrelation zwischen dem Verletzungsalter und der objektiv klinischen Funktionsparameter, der subjektiven Einschätzung durch die Patienten oder der radiologischen Daten erzielt werden.
Die kurz- bis mittelfristigen Ergebnisse der SL-Bandrekonstruktion in unserer Studie waren generell vielversprechend und mit denen anderer Autoren vergleichbar. Unsere Ergebnisse ähneln den Studien der anderen Autoren in Bezug auf Bewegungsumfang, Griffkraft, Schmerzlinderung und Funktionsverbesserung. Zum jetzigen Zeitpunkt stehen wir jedoch dem langfristigen Nutzen der modifizierten 3LT-Technik, bezogen auf das Auftreten von Arthrose kritisch gegenüber. Um eine abschließende Einschätzung der langfristigen Wirksamkeit der 3LT-Methode treffen zu können, braucht es zukünftig Studien mit einem längeren Nachbeobachtungszeitraum. Darüber hinaus sind Studien mit größeren Fallzahlen notwendig, um statistische Unsicherheiten zu minimieren.
Das Verhältnis zwischen der Internalisierung gewichtsbezogener Stigmatisierung und Alexithymie
(2020)
Hintergrund:
Die Internalisierung gewichtsbezogener Stigmatisierung ist eine spezielle Form der Selbststigmatisierung
bei adipösen und übergewichtigen Personen. In vorherigen Studien wurde
diese Form der Selbststigmatisierung in Zusammenhang mit einigen psychiatrischen
Erkrankungen, aber auch mit einer schlechteren selbstberichteten physischen und psychischen
Gesundheit und einem niedrigeren Selbstbewusstsein beschrieben. Das Konstrukt
der Alexithymie beschreibt die Unfähigkeit eigene Gefühle und Emotionen zu
identifizieren und zu beschreiben, besonders wenn sie positiven Ursprungs sind. Die vorliegende
Studie untersucht den Zusammenhang zwischen der Internalisierung gewichtsbezogener
Stigmatisierung und Alexithymie. Außerdem werden Psychopathologien des
Essverhaltens genauer beleuchtet. Insbesondere wird auf die Impulskontrolle, die interozeptive
Wahrnehmung, den Perfektionismus und das Misstrauen eingegangen.
Methode:
Es wurde mittels Selbstbeurteilungsfragebögen die Internalisierung gewichtsbezogener
Selbststigmatisierung (WBIS), Alexithymie (TAS-20), Depressionen (BDI II) und Psychopathologien
des Essverhaltens, dabei insbesondere die interozeptive Wahrnehmung,
Misstrauen, Perfektionismus und Impulskontrolle (EDI II) bei allen übergewichtigen und
adipösen Patienten abgefragt, die sich zu einer stationären Behandlung in der Klinik
und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universitätsmedizin Greifswald
in einem Zeitraum von Mai 2015 bis Februar 2019 entschlossen haben. Nach Anwendung
unserer Ausschlusskriterien verblieben 103 Patienten (73 Frauen, 30 Männer), die
an unserer Studie teilnahmen und deren Selbstbeurteilungsfragebögen ausgewertet und
analysiert wurden. Die Datenerhebung erfolgte zu Beginn des stationären Aufenthaltes.
Ergebnisse:
Zunächst wurden die Patienten in zwei Gruppen aufgrund ihres Gesamtergebnisses bei
der TAS- 20 eingeteilt. Mittels Kruskal- Wallis- Test zeigte sich bei den alexithymen
Patienten ein signifikant höherer Wert bezüglich der Internalisierung gewichtsbezogener
Stigmatisierung, als in der nicht alexithymen Gruppe. Auch die Psychopathologien
bezüglich des Essverhaltens waren bei den alexithymen Patienten signifikant erhöht. Im
Anschluss wurden Korrelations- und Regressionsanalysen durchgeführt, um die Zusammenhänge
weitergehend zu analysieren. Dabei stellte sich heraus, dass die signifikanten
Zusammenhänge zwischen der Internalisierung gewichtsbezogener Stigmatisierung sich
aufheben, sobald wir für Depressionen kontrollierten. Dieses Phänomen zeigte sich auch
bei den Subskalen „Schwierigkeiten Gefühle zu erkennen“ und „zu beschreiben“. Interaktionseffekte
zwischen dem Gesamtergebnis der TAS- 20 und Depressionen waren nicht
vorhanden. Bezüglich der Psychopathologien im Essverhalten und der Internalisierung
gewichtsbezogener Selbststigmatisierung zeigten sich stark signifikante Zusammenhänge
in den Regressionsanalysen. Auch in den Subskalen interozeptive Wahrnehmung,
Perfektionismus und Impulskontrolle war dies der Fall.
Diskussion:
Patienten, die Schwierigkeiten beim Erkennen und Beschreiben der eigenen Gefühle
haben, neigen verstärkt zur Internalisierung gewichtsbezogener Stigmatisierung. Dies
unterstreicht die Vermutung, dass alexithyme Patienten durchaus Gefühle wahrnehmen
können; vornehmlich die negativen Emotionen dringen in ihr Bewusstsein. Patienten, die
verstärkt gewichtsbezogene Stigmatisierung internalisieren, weisen vermehrt Psychopathologien
im Essverhalten auf. Sie haben eine schlechtere interozeptive Wahrnehmung,
neigen zu perfektionistischen Persönlichkeitszügen und weisen Schwierigkeiten bei der
Impulskontrolle auf. Durch Berücksichtigung dieser Defizite im Therapiekonzept können
möglicherweise größere und lang anhaltendere Behandlungserfolge erzielt werden. Der
erhebliche Einfluss von Depressionen auf die Internalisierung gewichtsbezogener Stigmatisierung
im Zusammenhang mit Alexithymie Bedarf weiterer Untersuchungen, um
mögliche Moderator- oder Mediatoreffekte herausfinden zu können.
Zusammenfassung:
Die akute Pankreatitis ist eine der häufigsten nicht-malignen Erkrankungen bei hospitalisierten Patienten, der verschiedenste pathophysiologische Prozesse zugrunde liegen. Während sie in den meisten Fällen komplikationslos ausheilt, wird jedoch in ca. 10 – 20 % der Fälle eine schwere Verlaufsform mit Ausbildung von Nekrosen und häufig auch weiteren lokalen und systemischen Komplikationen beobachtet. Zu diesen gehört beispielsweise eine sekundäre Infektion der Pankreasnekrosen, wobei sowohl bakterielle als auch fungale Krankheitserreger auftreten können. Obwohl einzelne Prädiktoren für einen schweren Verlauf der akuten Pankreatitis identifiziert werden konnten, erlaubt die bisherige Datenlage jedoch noch keine sichere Identifikation der infizierten Nekrose.
Ziel dieser Arbeit ist daher die Identifikation von klinischen und paraklinischen Variablen, die als mögliche Prädiktoren der infizierten Pankreasnekrose dienen können. Des Weiteren soll untersucht werden, inwieweit eine infizierte Nekrose die Krankenhausverweildauer sowie die extrapankreatischen Komplikationen und die Mortalität beeinflussen. Hierzu wurden die Befunde von insgesamt 127 Patienten mit akuter nekrotisierender Pankreatitis über den Zeitraum von 2012 – 2018 retrospektiv aufgearbeitet. Bei 51 Patienten ließ sich eine infizierte Nekrose nachweisen, bei 21 Patienten war die Nekrose steril und bei 55 Patienten wurde die Nekrose wiederum weder punktiert noch drainiert.
Es fand sich ein signifikanter Zusammenhang der Entzündungsparameter Leukozyten, CRP und PCT sowie der Nierenretentionswerte Kreatinin und Harnstoff mit dem Vorhandensein einer infizierten Pankreasnekrose. Auch eine kompromittierte Blutgerinnung, ein verminderter Serumalbuminspiegel sowie ein reduzierter Hämatokrit wurden deutlich häufiger bei der inifizierten nekrotisierenden Pankreatitis beobachtet. Bei den Vitalparametern fand sich eine Assoziation zwischen erhöhter Herzfrequenz und erniedrigtem mittleren arteriellen Blutdruck. Begleitend war eine infizierte Nekrose deutlich häufiger mit einem respiratorischen und/oder renalen Organversagen vergesellschaftet.
Die Krankenhausverweildauer war bei Patienten mit infizierter Nekrose um beinahe das Dreifache verlängert, wobei die Verweildauer bei Nachweis grampositiver Bakterien im Punktat am längsten war. Ein signifikanter Einfluss auf die Mortalität konnte bei infizierter Pankreasnekrose nicht beobachtet werden.
Diese Ergebnisse zeigen, dass anhand von einfach zu erhebenden klinischen und laborchemischen Routineparametern die Identifikation einer Pankreasnekrose vorhergesehen werden kann. Welche Bedeutung einzelne Bakterienstämme auf den Verlauf der akuten nekrotisierenden Pankreatitis und ihre Komplikationen haben, muss in weiteren Analysen untersucht werden.
New World arenaviruses represent an important group of zoonotic pathogens that pose a serious threat to human health. While some virus species cause severe disease, resulting in hemorrhagic fever and neurological symptoms, other closely related family members exhibit little or no pathogenicity. For instance, Junín virus (JUNV) is the causative agent of Argentine hemorrhagic fever, while the closely related Tacaribe virus (TCRV) is avirulent in humans. Little is known about host cell responses to infection, or how they contribute to virulence; however, TCRV strongly induces caspase-dependent apoptosis (i.e. non-inflammatory programmed cell death) in infected cells, whereas JUNV does not.
In order to better understand the connection between apoptosis and pathogenesis, we sought to unravel the regulation of pro- and anti-apoptotic signaling in response to arenavirus infection. We demonstrated that apoptosis induced by TCRV proceeds over the mitochondrial-regulated intrinsic pathway and involves activation of p53 (accumulation and phosphorylation), activation of the pro-apoptotic BH3-only factors Puma and Noxa (accumulation), as well as inactivation of another pro-apoptotic factor called Bad (phosphorylation). The regulation of these factors in response to TCRV infection is accompanied by other classical hallmarks of intrinsic apoptosis, such as disorganization of the mitochondrial network, cytochrome c release, PS flipping, caspase cleavage and nuclear condensation. The involvement of the BH3-only factors as key players in regulating TCRV-induced apoptosis could also be validated in knockout cells, which showed either suppressed or increased apoptosis depending on the respective activation (i.e. Puma and Noxa) or inactivation (i.e. Bad) status of the respective BH3 protein. Interestingly, while JUNV does not trigger late stages of apoptosis induction (i.e. caspase activation, nuclear condensation and cell death), we could show that it activates similar upstream pro-apoptotic signaling events including activation of p53, Puma and Noxa. This supports the current hypothesis that JUNV actively evades the induction of apoptosis through the involvement of a mechanism targeting late steps in the apoptotic cascade. Specifically, this model proposes that intrinsic activation is suppressed at the level of caspase activation by JUNV NP, which serves as an alternative substrate for caspase cleavage.
Additionally, in order to identify viral factors associated with the induction of apoptosis, a full genome sequencing of TCRV was performed and contributed to the validation and correction of substantial errors reported in existing sequences for TCRV. With the help of this sequence, correct expression plasmids containing the viral genes for NP, GP and Z were constructed and tested for their ability to induce apoptosis in vitro. This revealed that both TCRV and JUNV Z are triggers for apoptosis, which further supports our finding that JUNV also induces activation of pro-apoptotic factors. Again, consistent with a model where JUNV NP blocks caspase activation directly, co-expression of JUNV Z and NP abrogated caspase activation, while simultaneous expression of TCRV NP and Z still resulted in cell death.
Finally, identification of the specific apoptotic factors involved in regulating TCRV-induced apoptosis (i.e. Bad, Puma and Noxa) and the generation of the respective knockout cell lines allowed us to investigate what influence apoptosis induction has on virus infection. Interestingly, knockout of these factors showed no direct impact on virus growth in Vero cells. However, TCRV particles produced in cells with the individual pro-apoptotic (i.e. Puma and Noxa) or anti-apoptotic (i.e. Bad) factors knocked out showed altered infectivity in primary human monocytes and macrophages, which represent important target cells for arenaviruses. Since TCRV particles that originate from the different knockout cells would be expected to contain different amounts of PS in their envelope (depending on the level of apoptosis taking place), this suggests a role of apoptosis in facilitating PS-receptor-mediated entry and/or PS-receptor signaling through downstream kinases, either of which could be contributing to successful infection in professional phagocytic cells. In particular, phosphorylation of some of the identified factors involved in regulating TCRV-induced apoptosis indicates the involvement of upstream kinases from diverse signaling pathways, some of which also play a role in regulating cytokine production – another host cell reaction that differs significantly between TCRV- and JUNV-infected monocytes and macrophages. As such, these findings represent an exciting basis for a possible connection between apoptotic responses and the regulation of pro- and anti-inflammatory cytokine responses via their associated upstream signaling processes and provide a starting point for future studies that will help us to better understand how these processes contribute to arenavirus pathogenicity.
Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen des demographischen Wandels auf die
Blutversorgung in Mecklenburg-Vorpommern (MV) zu analysieren. Dabei sollten
Grundlagen für die Entwicklung von gesundheitspolitischen Strategien geschaffen
werden, um einem Defizit in der Versorgung entgegenwirken zu können.
Durch eine prospektive Longitudinalstudie mit Daten zu allen Vollblutspendern und
Empfängern von Erythrozytenkonzentraten (EK) in MV in den Jahren 2005, 2010 und
2015 wird die Versorgungskette vollständig abgebildet. Derartige Informationen liegen
zum jetzigen Zeitpunkt für kein anderes Bundesland vor.
Es konnte gezeigt werden, dass die demographischen Veränderungen durch eine
Abnahme der Spenderzahlen zu einem ausgeprägten Rückgang der Vollblutspenden
geführt haben (-18,0%). Dies wird verstärkt durch einen Rückgang der Spendebereitschaft
um -10,6% insbesondere bei den <30-Jährigen. Gleichzeitig konnte trotz
alternder Bevölkerung auch der Blutbedarf dank des medizinischen Fortschritts um
13,5% reduziert werden. Dennoch deckten bereits im Jahr 2015 die gewonnenen
Blutspenden nur noch knapp den Blutbedarf der Patienten. Die durchgeführten Vorausberechnungen
für 2030 lassen erwarten, dass es mit einem Defizit von circa
18.000 EK zu erheblichen Versorgungsproblemen im Bundesland kommen wird,
wenn Spendebereitschaft und Transfusionsbedarf auf dem Niveau von 2015 verbleiben.
Die demographische Situation Mecklenburg-Vorpommerns ist denen der westlichen
Bundesländer Deutschlands circa 10 Jahre voraus. Damit nimmt Mecklenburg-
Vorpommern als Modellregion eine Vorreiterrolle bezüglich der Bewältigung der
damit einhergehenden Herausforderungen für die Blutversorgung ein. Um den Blutbedarf
der Patienten langfristig und überregional decken zu können, wird in Zukunft
eine noch engere interdisziplinäre Kooperation von Blutspendediensten, Krankenhäusern
und Gesundheitspolitik sowohl auf Landes- als auch Bundesebene notwendig
sein.
Das Gallenblasenkarzinom ist der häufigste maligne Tumor des biliären Systems und hat eine außerordentlich schlechte Prognose. In der hier vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Krankheitsschwere und des Krankheitsverlaufs von 42 Patienten im Rahmen einer Einzel-Zentrums-Studie retrospektiv analysiert.
Durch Anwendung der Kaplan-Meier-Methodik wurden die Überlebensraten der verschiedenen Patientengruppen berechnet. Mit Hilfe des „Gemeinsamen Krebsregisters der Länder Berlin, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt und der Freistaaten Sachsen und Thüringen“ wurden die Anzahl Patienten und die Ausprägung der Erkrankung unserer Studiengruppe mit den Daten des Registers verglichen, um eine Aussage über die Verteilung der Erkrankung und der Erkrankungsschwere der untersuchten Studiengruppe treffen zu können.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Vorhandensein von Lymphknotenmetastasen oder Lebermetastasen zu einer deutlich schlechteren Überlebensrate von im Mittel 8.9 Monaten führt, im Gegensatz zu 47.2 Monaten in der Gruppe ohne aufgetretene Metastasen. Das mittlere Gesamtüberleben der Patienten innerhalb dieser Dissertation lag bei 9.1 Monaten. Weiterhin wurde das Gallenblasenkarzinom als Erkrankung des alten Menschen charakterisiert: In unserer Untersuchung lag das mittlere Alter zum Zeitpunkt der Diagnosestellung bei 68.1 Jahren. Bei der Betrachtung der Geschlechterverteilung zeigte sich, dass die Mehrheit mit der von einem Gallenblasenkarzinom betroffenen Patienten mit einer Anzahl von 37 weiblich war.
Betrachtet man das Tumorstadium, so hatten 64% der operativ behandelten Patienten fortgeschrittene Tumore in den Stadien T3 und T4. Dementsprechend dem häufig asymptomatischen Verlauf früher Erkrankungsstadien zeigten Patienten mit einem Zufallsbefund Gallenblasenkarzinom signifikant häufiger niedrigere Tumorstadien (T1 und T2). Darüber hinaus zeigte sich bei diesen Patienten eine signifikant geringere Anzahl von Metastasen. Demzufolge hatten Patienten mit dem Zufallsbefund Gallenblasenkrebs einen signifikant besseren klinischen Verlauf.
Insgesamt war die Inzidenz des Gallenblasenkarzinoms im Bereich Vorpommern nicht höher als statistisch in dieser ländlich geprägten Region zu erwarten ist.
Es konnte in der vorliegenden Arbeit auch gezeigt werden, dass das T-Stadium, das M- und das R-Stadium unabhängige prognostische Faktoren des Gallenblasenkarzinoms darstellen.
Der wichtigste prognostische Faktor ist die R0-Resektion, die bei 87.9% der in dieser Kohorte untersuchten Patienten durchgeführt werden konnte, und die einzige Möglichkeit für eine potentiell vollständige Genesung darstellt.
Diese Tatsachen zeigen, dass dringend effektivere Screening-Ansätze zur möglichst frühen Erkennung von Gallenblasenkarzinomen notwendig sind. Zusätzlich sind zur Verifizierung der vorgestellten Daten weitere Untersuchungen im Rahmen von Multicenterstudien oder großen retrospektiven Studien unerlässlich.
Periodontitis is one of the most prevalent oral diseases worldwide caused by multifactorial interactions between host and oral bacteria. Altered cellular metabolism of host and microbes releases a number of intermediary end-products known as metabolites. Recently, there is an increasing interest in identifying metabolites from oral fluids like saliva to widen the understanding of the complex pathogenesis of periodontitis. It is believed, that some metabolites might serve as indicators toward early detection and screening of periodontitis and perhaps even for monitoring its prognosis in the future. Because contemporary periodontal screening methods are deficient, there is an urgent need for novel approaches in periodontal screening procedures. To this end we associated oral parameters (clinical attachment level, periodontal probing depth, supragingival plaque, supragingival calculus, number of missing teeth, and removable denture) with a large set of salivary metabolites (n=383) obtained by mass spectrometry among a subsample (n=909) of non-diabetic participants of the Study of Health in Pomerania (SHIP-Trend-0). Linear regression analyses were performed in age-stratified groups and adjusted for potential confounders. A multifaceted image of associated metabolites (n=107) with considerable differences according to age groups was revealed. In the young (20-39 years) and middle-aged groups (40-59 years), we found metabolites predominantly associated with periodontal variables; whereas among the older subjects (60 + years), tooth loss was strongly associated with metabolite levels. Metabolites associated with periodontal variables were clearly linked to tissue destruction, host- defence mechanisms and bacterial metabolism. Across all age groups, the bacterial metabolite phenylacetate was significantly associated with periodontal variables. Our results revealed alterations of the salivary metabolome in association with age and oral health status. Among our comprehensive panel of metabolites, periodontitis was significantly associated with the bacterial metabolite phenylacetate, a promising substance for further biomarker research.
The aim of our research is a stereoselective synthesis development of 4-aminocyclohexanol by the application of a keto reductase (KRED) and an amine transaminase (ATA). 4-Aminocyclohexanol is a valuable precursor for active pharmaceutical ingredients, for example, lomibuvir (a HCV protease inhibitor), ambroxol (a secretolytic agent) and other bioactive molecules. Today, the trans-4-aminocyclohexanol is accessed via Ni-catalyzed synthetic procedure giving moderate yields. In our project we perform cis- and trans-4-aminocyclohexanol synthesis from 1,4-cyclohexanedione (a bio-based precursor) by an one-pot approach combining sequentially a KRED and an ATA as catalysts. For this, we envisaged two multistep enzymatic procedures. The route A would involve 4-hydroxycyclohexanone formation from 1,4-cyclohexanedione via a KRED-catalyzed monoreduction and a further transamination mediated by an ATA towards 4-aminocyclohexanol. The route B would consist of switching the steps of the previous sequential approach, that is, a monoamination of the diketone to yield 4-aminocyclohexanone, and the subsequent reduction of the remaining carbonyl group. Only route A turned out to be feasible, and we performed 4-aminocyclohexanol synthesis at the preparative scale in the sequential and tandem modes. Depending on the ATA, both isomers can be obtained.
Summary
Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus), a bacterium belonging to the normal flora in the human respiratory tract, continues to be an important pathogen due to its contribution to morbidity and mortality among children, the elderly, and immunocompromised persons. Global estimates of pneumococcal deaths among children declined by 51% between 2000 and 2015. This achievement was mainly due to the introduction of pneumococcal conjugate vaccines (PCVs) in countries with the highest pneumococcal burden. Since May 2012, children in Ghana have been receiving PCV vaccination as part of routine immunization. The continuous monitoring of the pneumococcus after PCV introduction is essential to understand the changing epidemiology of the pathogen in the population.
This study therefore, aims to determine the (1) prevalence, serotypes, and sequence types of pneumococcal isolates, (2) antibiotic susceptibility patterns and the genetic basis for the antibiotic resistance among these pneumococcal isolates, and (3) prevalence of selected virulence genes that have been identified as potential vaccine candidates. Nasopharyngeal swabs were obtained from vaccinated children under five years of age in Cape Coast, Ghana. Six years after PCV implementation, we provide data on the epidemiology of pneumococcal strains circulating among children in Cape Coast Ghana. Standard microbiological and molecular techniques were used to identify and characterize the pneumococcal strains.
Overall, pneumococcal carriage prevalence was 29.4% (151/513). All participating children were fully vaccinated. Of the 26 different serotypes identified, the top five PCV13 serotypes (VT) were 6B, 23F, 19F, 3, 6A and non-PCV13 vaccine serotypes (NVT) were 23B, 13, 11A, 15B, and 34. PCV13 coverage was 38.4%, however, more than half of the isolates were NVT with a coverage rate of 61.6%. The isolates were highly susceptible to levofloxacin, ceftriaxone, vancomycin, and erythromycin. However, marked resistance to cotrimoxazole and tetracycline was observed. The reduction in penicillin resistance (35.8%) as compared to pre-vaccination data (45% - 63%) suggests an attributable effect from PCV13 vaccination. However, penicillin resistance was also detected in some NVT serotypes. Overall, 28.5% of the isolates resistant to three or more different classes of antibiotics were classified as multidrug-resistant (MDR). To analyze the genetic basis for resistance to penicillin, erythromycin and tetracycline, pbp2b, ermB, mefA, and tetM genes were amplified.
Thirty-eight (70%) out of the 54 penicillin-resistant isolates contained the pbp2b resistance gene. Out of the 11 erythromycin-resistant isolates, 7 (63.6) and 4 (36.4%) were positive for the ermB and mefA genes, respectively. The tetM gene was detected in 85 (98.8%) of the 86 tetracycline resistance isolates.
To determine the extent to which potential protein-based vaccines could be protective in Ghanaian children, we sought to determine the prevalence of selected virulence genes among the isolates. The lytA, pavB, and cpsA genes were present in all the carrier isolates. However, psrP, pcpA, pilus islet (PI) PI-1, and PI-2 were present in 62.7%, 87.5%, 11.8%, and 6.5% of the strains, respectively. The psrP and pcpA virulence genes were evenly distributed among all the serotypes. However, the pilus islets were detected in only seven serotypes namely 19F, 6B, 9V, 6A, 13, 11A, and 23B. Five serotype 19F isolates possessed both PI-1 and PI-2. Furthermore, the pilus islets were associated with multidrug resistance.
The predominant NVT serotype 23B and isolates resistant to ≥ 4 antibiotics were analysed by multilocus sequence typing (MLST). Nine known sequence types (STs) and 10 novel STs were identified. Seven out of the 10 new STs belonged to serotype 23B, while the remaining 3 were VTs 6B and 19F. A capsular switch was identified among isolates of ST802, which comprised of both serotype 23F and 19F. The majority of serotype 23B strains belonged to ST172. The ST172 is associated with serotype 23F and a single locus variant (SLV) of internationally disseminated clone ST338 (Colombia23F-26). Consequently, ST172 was characterised with marked antibiotic resistance and with traits of capsular switching. One serotype 6B strain was identified as a SLV of ST273 (Greece6B-22) while two serotype 9V strains belonged to the internationally disseminated clone ST156 (Spain9V-3).
In conclusion, this study showed a marginal decline in overall pneumococcal carriage prevalence, persistence of VTs despite the increase in NVTs, and the occurrence of serotype replacement and capsular switching. In addition, sequence types related to internationally disseminated clones are circulating in Ghana. With the high pcpA and psrP coverage detected,including these genes in protein-based vaccines could provide adequate protection for Ghanaian Children.
Untersuchungen zur Wirkung von miRNAs stehen im Fokus der aktuellen Forschungen, besonders aufgrund ihrer wichtigen regulatorischen Funktion bei der Biosynthese von Proteinen. Durch die Korrelation mit der Karzinomentwicklung und den Tumorstadien rücken miRNAs als prognostische Biomarker in den Vordergrund.
Mit dieser Arbeit wurden der Einfluss der miR-4417 als pro- oder antionkogen wirkende miRNA auf das Prostatakarzinom und dessen Auswirkungen auf die Proteinbiosynthese untersucht. Hierzu wurde die miR-4417 mittels Transfektion in 4 verschiedenen Prostatakarzinom- Zelllinien überexprimiert. Die Quantifizierung erfolgte unter Anwendung der sogenannten stem loop RT-qPCR. Die modulierten Proteommuster der Zelllinien wurden quantitativ und qualitativ verglichen. Dabei fanden gelbasierte und gelfreie Methoden unter Beachtung statistischer Kriterien Verwendung. Bei der Analyse der 2D-Gele wurden ca. 1600 Spots detektiert und quantifiziert. Zellspezifisch ergaben sich zwischen 40 und 60 differentielle Expressionen. Mithilfe der Massenspektrometrie wurden die Peptide nach tryptischem Verdau analysiert und die Proteine identifiziert. Die Verifizierungen von ausgewählten, differenziell exprimierten Proteinen wurden mittels Westernblot durchgeführt.
Die Expression des Androgenrezeptors war unter miR-4417 Einfluss in den beiden kastrationsresistenten Zelllinien gemindert, ebenso wie die Isoform 1 des Tumorproteins D52. Dies lässt eine antionkogene Wirkung der miR-4417 vermuten. Im Gegensatz dazu war die Expression von Peroxiredoxin 3 erhöht. Da dieses Protein zu einer Resistenz von Zellen gegen die H2O2 induzierte Apoptose führt und somit Krebszellen einen Überlebensvorteil verschafft, besteht in diesem Zusammenhang der Verdacht auf einen proonkogenen Effekt der miR-4417. Auch bei weiteren untersuchten Proteinen wie dem Voltage-dependent anion-selective channel protein 1 oder dem Poly(U)-binding-splicing factor PUF60 ergaben sich zum Teil gegensätzliche Expressionen. In weiteren Untersuchungen könnte geklärt werden, ob die pro- oder antionkogenen Eigenschaften dieser miRNA überwiegen oder ob möglicherweise bestimmte Einflussfaktoren bestehen, die dazu führen. Eventuell existieren der miR-4417 vorgeschaltete Regulationsmechanismen, die dessen gewebespezifische Wirkung beeinflussen.
Insgesamt ist mithilfe dieser Arbeit deutlich geworden, dass die miR-4417 eine bedeutende regulatorische Rolle in Bezug auf die Progression des Prostatakarzinoms einnimmt und somit einen wichtigen Ansatzpunkt für die weitere Krebsforschung darstellten könnte. Eine miRNA getriggerte Krebstherapie könnte auf Basis umfangreicher Forschungsdaten als alternative Methode Anwendung finden.
Die miRNAs sind an der Regulation der Genexpression und somit an der zellulären Proteinbiosynthese beteiligt. Die Expressionsmuster von miRNAs unterscheiden sich sowohl bei Entwicklung als auch bei verschiedenen Stadien von Tumoren, sodass sie zu interessanten Kandidaten als prognostische Biomarker werden können.
In der vorliegenden Arbeit stand die Überexpression der miR-3687 im Vordergrund. Ihre Rolle als pro- oder antionkogen agierende miRNA sollte untersucht werden. Mithilfe der Transfektion prostataspezifischer kastrationssensibler sowie kastrationsresistenter Zelllinien konnte eine Überexpression der miR-3687 in Prostatagewebe simuliert werden. Um den Erfolg der Zelltransfektion zu quantifizieren, wurde die stem – loop RT-qPCR etabliert.
Mittels Massenspektrometrie konnten die differentiell exprimierten Proteine analysiert werden. Zur Anwendung kamen 2 verschiedenen Verfahren, gelfrei sowie gelbasiert. Dabei ergaben sich deutliche zellspezifische Unterschiede. Im gelbasierten Ansatz wurden beispielsweise für PC-3 Zellen ca. 1685 Proteine, im gelfreien Ansatz bis zu 543 Proteine (bei min. 2 Peptide count) detektiert, die anhand statistischer Parameter ausgewählt wurden.
Über Western Blot Experimente erfolgte die Verifizierung interessanter Proteine. Hierbei konnte gezeigt werden, dass PC-3 Zellen miR-3687 reguliert die kleine Isoform des Androgenrezeptors exprimieren. Insbesondere das Protein Vimentin zeigte unter miR-3687 Einfluss in den beiden kastrationssensiblen Zelllinien eine Expressionsminderung. Da es sich bei diesem Protein um einen Marker für den epithelial mesenchymalen Übergang handelt, könnte die Überexpression der miR-3687 der Metastasierung von Krebszellen entgegenwirken und so einen neuen Therapieansatz darstellen.
Hinweise auf einen antionkogenen Effekt ergeben die verminderte Expression des Androgenrezeptors in den kastrationsresistenten Zelllinien, die signifikant verminderte Expression des Tumorproteins D52-IF1 sowie die verminderte Expression des Proteins β3-Tubulin in allen Zelllinien.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine Vielzahl an Proteinen durch miR-3687 reguliert werden. Bei weiterer Untersuchung der miR-3687 könnte geklärt werden, ob dessen Überexpression allgemein im Gewebe oder nur in ausgewählten Zelllinien antionkogene Wirkungen aufweist und damit tumorsupprimierend wirkt, sodass sich daraus eine spezifische Therapie, beispielsweise nur für das kastrationsresistente Stadium des Prostatakarzinoms, ergeben könnte.
Lipoproteins of Staphylococcus aureus represent a major class of surface proteins, which are anchored to the outer leaflet of the cell membrane. Although they play a key role in the immune response and virulence, the majority of lipoproteins in this organism is still of unknown function. The aim of our study was to investigate the function of so far poorly or uncharacterized lipoproteins in S. aureus strain Newman. To this end, an integrated bioinformatical approach was applied to define the pan-lipoproteome of 123 completely sequenced S. aureus strains. In total, this analysis predicted 192 different potential lipoproteins, with a core lipoproteome of 39 and a variable lipoproteome of 153 lipoproteins. Out of those 192 lipoproteins, 141 are so far functionally uncharacterized. Primarily focusing on members of the core-lipoproteome with unknown or poorly characterized function, 24 lipoproteins or co-encoded neighbor proteins were selected for further characterization. Of those 24 proteins, 20 S. aureus markerless deletion mutants were constructed (S. aureus delta l01 - delta l20) and screened for an altered growth behavior under various conditions. Here, three mutants showed a temperature-sensitive phenotype, two mutants formed aggregates in the TSB of the manufacturer Merck (TSBMerck), and four mutants showed reduced growth under osmotic stress with 8% NaCl. An altered aggregation behavior was observed for four mutants in the presence of Triton X-100 and for eleven mutants in the presence of SDS. Furthermore, ten mutants revealed an impaired biofilm formation capacity as well as reduced hemolytic activity. Interestingly, S. aureus deletion mutants delta l14 (delta NWMN_1435) and delta l16 (delta NWMN_0646) showed an altered phenotype under nearly all tested growth and stress conditions. Most strikingly, both deletion mutants demonstrated dramatic defects in cell morphology and cell division during the transient growth phase in TSBMerck and were therefore selected for further detailed characterization. Electron microscopy imaging of the two mutants revealed an irregular cell shape, increased cell size, multiple displaced division septa, and incomplete separation of daughter cells resulting in the formation of cell aggregates in TSBMerck. Complementarily, microarray-based transcriptome analysis and whole-genome sequencing of S. aureus delta l14 and delta l16 suppressor mutants strongly point to a functional association of both lipoproteins with cell envelope- or cell division-related processes. Specifically, multiple hints suggest a functional connection of both lipoproteins with lipo- or wall teichoic acids. Of note, the phenotypes of S. aureus delta l14 and delta l16 are conditional and appear under some, but not all growth conditions. Thus, it is conceivable that the function of L14 and L16 is modulated by metabolic processes, or that the proteins might be part of a “backup system” becoming important only under certain conditions. Collectively, we propose that L14 and L16 fulfill a basic role in cell envelope- or cell division-related processes under specific growth conditions. Particularly, the activity of L14 and L16 might be necessary for the function or localization of lipo- or wall teichoic acids, and thus, might be linked to the regulation of autolysins. In conclusion, this study reveals important insights into the function of two so far uncharacterized but highly conserved lipoproteins in S. aureus.
The genus Sphagnum (L.) belongs to the Bryophyte plant division and includes 150 to 400 species. As all mosses Sphagnum has no roots and can hardly regulate its water uptake. As long as enough water is available Sphagnum can grow nearly unlimited while the lower, older parts die off and may accumulate as peat. Single Sphagnum species are able to build up an acrotelm as a hydrological self-regulating mechanism of a bog, a type of intact peatland (mire) only fed by precipitation. Because Sphagnum dominates nearly half of the peatlands in the world, it is one of the globally most important peat formers.
Sphagnum biomass is an important raw material for many valuable products, but in a much larger scale Sphagnum is used in its fossil state – as Sphagnum peat. With a consumption of c. 40 million m³ per year globally, Sphagnum peat is the predominant raw material for horticultural growing media. To get Sphagnum biomass it is currently collected from wild populations, to get Sphagnum peat it is extracted from bogs.
By far, more peatlands (including bogs) are subjects to drainage for agri- and silvicultural use since centuries, which harms their ecosystem services, including their typical biodiversity, carbon storage capacity, water regulation function and palaeo-environmental archive. In Europe, c. 25 % of all peatlands are used for agriculture, in Germany more than 80 %. Globally drained peatlands cover 0.4 % of land surface but produce 5 % of all anthropogenic greenhouse gas emissions.
Sphagnum farming aims to cultivate Sphagnum biomass on rewetted degraded bogs as a new agricultural crop. Sphagnum farming is paludiculture and contributes to the protection of bogs and their peat by conserving the peat body through rewetting and by offering a climate-friendly alternative to fossil peat in horticulture. Next to climate change mitigation, Sphagnum farming has benefits for nutrient retention and biodiversity conservation.
This thesis contributes to the development of Sphagnum farming by studying the conditions under which Sphagnum may reach maximal growth. Under (semi)controlled glasshouse conditions, we tested the effects of different water regimes and fertilisation levels on the productivity of various Sphagnum species. On a 1260 m² large irrigated field on cut-over bog in Lower Saxony (Germany) we studied length increase, biomass productivity and tissue nutrient content of Sphagnum over a period of 10 years. Finally, we reviewed all scientific literature and practical experiences with respect to Sphagnum farming worldwide as a first step towards a science-based implementation manual.
The main conclusions of our studies are:
1. It is possible to cultivate Sphagnum on rewetted cut-over bog and on rewetted former bog grassland.
2. The rapid establishment of a closed, highly productive Sphagnum lawn requires the deployment of a loose, >1(–5) cm thick Sphagnum layer (80–100 m³ of Sphagnum founder material per hectare) at the start of the growing season (when long frost periods are no longer probable) and adequate water supply.
3. Water table management must be very precise until a dense, well-growing Sphagnum lawn has established. For highest yields the water table should rise with Sphagnum growth and be kept a few centimetres below the Sphagnum capitula. Water supply via open irrigation ditches seems to function better than via subsurface irrigation pipes.
4. Fertilisation does not increase Sphagnum productivity on sites with high atmospheric nitrogen deposition and irrigation with phosphate-rich surface water from the agricultural surroundings. To avoid growth reduction a balanced stoichiometry is important.
5. From all studied species, Sphagnum fallax has the highest productivity. Its fast decomposition and low water holding capacity, however, may make this species less suitable for use in horticultural substrates.
6. Vascular plant cover on Sphagnum production fields can be kept low (<50 % cover) by regular mowing. Higher covers retard Sphagnum growth and reduce its quality for growing media.
7. Pathogenic fungi occurred far more in the glasshouse than in the field and have to be controlled for highest Sphagnum yields. We found Sphagnum vitality and growth rate to be stimulated by high water levels, where Sphagnum is less vulnerable to fungal or algal infection despite high nutrient loads.
8. The rate of Sphagnum biomass accumulation may remain constant over at least 4–5 years after establishing a Sphagnum production field with sufficient water supply. At dry conditions Sphagnum biomass accumulation is lower as a result of lower biomass productivity and higher decomposition rates.
Organic cation transporter OCT1 is strongly expressed in the sinusoidal membrane of hepatocytes. OCT1 mediates the uptake of weakly basic and cationic compounds from the blood into the liver and may thereby facilitate the first step in hepatic metabolism or excretion of many cationic drugs. OCT1 is a polyspecific transporter and has a very broad spectrum of structurally highly diverse ligands (substrates and inhibitors). The exact transport mechanism and the amino acids involved in polyspecific ligand binding of OCT1 are poorly understood.
The aim of this work was to utilize the polyspecificity to better understand the structure-function relationships of OCT1 and to gain first insights into potential mechanisms conferring the polyspecificity. We followed two strategies, analyzing the effects of variability in both ligand and transporter structure on OCT1 function. The effects of ligand structure were analyzed by comparing uptake and inhibitory potencies of structurally similar drugs of the group of opioids. The effects of transporter structure were analyzed by comparing the effects of variability caused by naturally occurring genetic variants or artificial mutations on OCT1 uptake and inhibition of several substrates. Most importantly, the effects of interspecies variability in transporter structure were analyzed by comparing uptake kinetics between human and mouse OCT1 orthologs. To this end, we used stably or transiently transfected HEK293 cells overexpressing OCT1 and different chimeric and mutant variants thereof.
Focusing on OCT1 ligands, we compared the uptake and inhibitory potencies of structurally similar opioids. Only minor changes of the ligand structure strongly affected the interaction with OCT1. The presence of the ether linkage between C4 and C5 of the morphinan ring was associated with reduced OCT1 inhibitory potencies, while passive membrane permeability was the major negative determinant of OCT1-mediated uptake among structurally highly similar morphinan opioids. Only minor structural changes strongly increased the inhibitory potency by 28-fold from the lowest IC50 of 2004 µM for oxycodone to 72 µM for morphine. Additional removal of the ether linkage between C4-C5 increased the inhibitory potency by a total of 313-fold to the lowest IC50 of 6 µM for dextrorphan. Consequently, our data demonstrates that despite its polyspecificity, OCT1-mediated uptake and inhibition of this uptake is still somewhat very specific.
Focusing on OCT1 protein structure, we first analyzed the effects of variability caused by naturally occurring genetic variants on OCT1 uptake and inhibition. OCT1 transport was strongly affected by OCT1 genetic variants and these effects were often substrate-specific. Correlation of these effects revealed several substrates that were similarly affected by the variants and may therefore be suggested to share similar or overlapping binding sites in OCT1. In addition, the effects of the genetic variants OCT1*2 and OCT1*3 on different substrates correlated well which may suggest that the structural variability caused by these two variants similarly affects substrate uptake. OCT1 genetic variants also affected the inhibition of OCT1, with both substrate and genotype-specific differences. Ranitidine inhibited the uptake of several substrates, among them the clinically relevant drugs metformin and morphine. Moreover, the inhibition was more potent (about 2-fold) on the uptake mediated by the common genetic variant OCT1*2 than on the uptake mediated by the reference OCT1*1.
Second, we analyzed the effects of artificial mutations of key amino acids. Tyr222 and Asp475 in rat OCT1 had strongly substrate-specific and also species-specific effects on both OCT1-mediated uptake and inhibition. Mutation of these amino acids strongly decreased OCT1-mediated uptake, which further underscored an important role especially of Asp475. Interestingly, despite a proposed essential role of this amino acid, we observed Asp475-independent transport. This transport was observed in mouse, but not in human OCT1 and was substrate-specific. TMH10 was identified to be involved in determining the Asp475-independent uptake of mouse OCT1.
Finally and most importantly, we analyzed the effects of sequence differences between human and mouse OCT1 on the transport kinetics of several OCT1 substrates. The transport kinetics differed strongly between human and mouse OCT1 orthologs. These differences were substrate-specific and affected both the affinity (KM) and capacity (vmax) of transport. Human OCT1 had an 8-fold higher capacity of trospium transport, while mouse OCT1 had an 8-fold higher capacity of fenoterol transport. Furthermore, mouse OCT1 had a 5-fold higher affinity for metformin transport compared to human OCT1. The difference between Phe32 in human and Leu32 in mouse OCT1 in TMH1 was identified to confer a higher capacity of transport by human compared to mouse OCT1, while the difference between Cys36 in human and Tyr36 in mouse OCT1 in TMH1 was identified to confer a higher capacity of transport by mouse compared to human OCT1. Furthermore, Leu155 in human OCT1, corresponding to Val156 in mouse OCT1 in TMH2, in concert with TMH3 were identified to confer the differences in affinity for metformin transport between the species.
It may be speculated that ligand binding in OCT1 involves a core binding region that includes Asp474/475 and that polyspecific ligand binding is enabled by providing further binding partners (different amino acids) in more peripheral regions that different ligands can selectively interact with. This mechanism may also be a first step in explaining the substrate-specific effects of genetic variants with clinical relevance. Based on our findings, these “polyspecificity regions” may include TMH1, TMH2, and TMH3. Further analyses are warranted to characterize and narrow down these regions to unravel the structure-function relationships and with that the polyspecificity of OCT1.
To summarize, variability in both ligand and transporter structure strongly affected OCT1 function and we were able to identify ligand structures that affect inhibitory potency and protein structures that confer species-specific differences in OCT1 transport. This work emphasizes again the complexity of OCT1 transport and structure-function relationships. We also showed that, in spite of the difficulties for experimental analysis and data interpretation that arise from the polyspecific nature of OCT1, polyspecificity can also be used as a tool to better understand the structure-function relationships of this transporter.
Der Vergleich der Todesfälle im Straßenverkehr in der Bundesrepublik Deutschland der Jahre 1970 (21.332 Fälle) und 2015 (3459 Fälle) belegt einen Rückgang der Verkehrstoten um nahezu 84 % bei deutlich gestiegenem Kraftfahrzeugbestand. Trotz sinkender Zahlen an Verkehrstoten sind die rechtsmedizinische Untersuchung charakteristischer Verletzungsmuster sowie die Beurteilung der Kausalitätsfrage zwischen Unfallereignis und Tod essenziell und gehören zu den Routineaufgaben der Rechtsmedizin. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die tödlichen Straßenverkehrsunfälle aus dem Obduktionsgut des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald der Jahre 2006 - 2015 in einer retrospektiven Analyse auszuwerten und zu beschreiben. Einbezogen wurden dabei PKW-, LKW,- Fußgänger-, Kraftrad- und Fahrradunfälle sowie ein Kutschunfall. Neben der Frage des Kausalzusammenhangs zwischen dem Unfall und dem Todeseintritt wurde ein besonderes Augenmerk auf die Erkenntnisse aus der Obduktion zur Rekonstruktion des Unfallherganges gelegt.
Von insgesamt 1 887 Obduktionen im Untersuchungszeitraum entfielen 163 Fälle auf tödlich verunglückte Straßenverkehrsteilnehmer, wovon in 157 Fällen ein Kausalzusammenhang zwischen Unfallereignis und Tod nachgewiesen werden konnte. Deren statistische Auswertung ergab für das Gesamtkollektiv 58 (≈ 36,94 %) weibliche und 99 (≈ 63,06 %) männliche Todesopfer. Weibliche Verkehrstote waren gegenüber den männlichen in nahezu allen Unfallgruppen unterrepräsentiert. Die meisten Personen starben in der Altersklasse der 20- bis 24-Jährigen (Anzahl n = 21). Weibliche Personen verstarben durchschnittlich mit ungefähr 61 Jahren, männliche mit etwa 46 Jahren, bei einer für beide Geschlechter mittleren Überlebenszeit von 2,35 Tagen (n = 157 – 1; ein stark abweichender Wert wurde nicht berücksichtigt). 123 Personen starben inner-halb des ersten Tages an den Unfallfolgen. Unter allen Untersuchten verunglückten die meisten bei Tageslicht und trockener Fahrbahn (n = 59). Die Hauptunfallmonate waren August (n = 17) und Dezember (n = 17). In 61 Fällen waren die Getöteten selbst die Unfallverursacher. Von den auf Alkohol hin untersuchten 126 Getöteten waren 35 Personen alkoholisiert (ab 0,21 ‰ bis 2,9 ‰ Blutalkoholkonzentration). 50 der 157 Unfallopfer wurden auf Medikamente und weitere toxische Substanzen gescreent. Von 18 positiv getesteten Personen musste bei 8 aufgrund der jeweils bei der Obduktion fest-gestellten Blutkonzentration von einer Bewusstseinsbeeinträchtigung zum Unfallzeit-punkt ausgegangen werden. Mit ungefähr 42,68 % waren PKW-Unfälle mit 67 Getöteten unter allen untersuchten Unfallarten am häufigsten vertreten. Die Haupttodesursache im Gesamtkollektiv war das Polytrauma (n = 67), gefolgt vom Schädelhirntrauma (n = 51). Prozentual am häufigsten verstarben mit etwa 46,67 % Kraftradfahrer an den Folgen eines Polytraumas (n = 7). Mit 55 % starben Fahrradfahrer prozentual am häufigsten aufgrund eines Schädelhirntraumas (n = 11). Durch die Obduktionen der Leichname konnte die Rechtsmedizin innerhalb des untersuchten Kollektivs vor allem in den Unfallgruppen der PKW-, Fußgänger-, Kraftrad- und Fahrradunfälle entscheidende Beiträge zur Rekonstruktion und Klärung rechtsrelevanter Fragen liefern. Hier zeigten sich vor allem Gurtmarken der PKW-Insassen, Verletzungen, die auf die Geh-richtungen der Fußgänger schließen ließen, Zeichen von Überrollen und/oder Überfahren der Fußgänger sowie Schädelhirntraumata der Kraftrad- und Fahrradfahrer als besonders relevant.
Thrombozyten reagieren auf Infektionen, unter anderem auf die mit dem Humanen Immundefizienz-Virus (HIV). Dabei zeigt sich eine erhöhte Rate an kardiovaskulären und thrombotischen Ereignissen. Die medikamentöse Therapie hemmt unter anderem die reverse Transkriptase der HI-Viren. Allerdings wirken diese Arzneimittel auch auf die humanen Thrombozyten. Diese besitzen eine endogene reverse Transkriptase. Eine solche ist in den Blutplättchen in Form von Long Interspersed Nuclear Element 1 (LINE-1) Ribonukleinsäure (RNA) als Grundlage für die Translation vorhanden. Auch die entsprechenden Proteine sind als Open Reading Frame 1 (ORF1) und Open Reading Frame 2 (ORF2) - Proteine nachweisbar. Diese kodieren unter anderem für eine Endonuklease, Chaperone und reverse Transkriptase. Letztgenannte ist in den Blutplättchen auch aktiv. Folglich sind humane Thrombozyten in der Lage RNA in Desoxyribonukleinsäure (DNA) umzuschreiben. Dem Dogma der Molekularbiologie folgend, besitzen Zellen ohne Nucleus keine DNA. Auf Grund des Vorhandenseins einer endogenen reversen Transkriptase in humanen Thrombozyten konnte erstmals DNA in Form von Gewebsthromboplastin und Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator Rezeptor (uPAR) nachgewiesen werden.
Statistisch gesehen erkrankt weltweit alle 3 Sekunden ein Mensch an Demenz, allein in Deutschland beträgt die jährliche Inzidenz 300.000 Fälle. Demenzerkrankungen sind aufgrund des demographischen Wandels schon jetzt eine Herausforderung für das Gesundheitswesen, welches zusätzlich noch durch einen Mangel an Ärztenachwuchs in der Primärversorgung verschärft wird. Ein prominenter Ärztemangel ist statistisch schwer nachzuweisen, jedoch gibt es ernst zu nehmende Hinweise wie er schon heute beispielweise durch das Phänomen der sogenannten „Over-utilizer“ auftritt. Eine weitere Herausforderung ist, dass Demenz in der älteren Bevölkerung unterdiagnostiziert ist. Allgemein ist über die Quantität der Kooperation zwischen niedergelassenen Haus- und Fachärzten in der Demenzdiagnostik und Therapie wie in der S3-Leitlinie empfohlen, wenig bekannt.
Es besteht der Bedarf an Versorgungsforschung mit Primärdaten über das Thema Diagnostik und Differentialdiagnostik in der Primärversorgung.
Das Ziel der vorliegenden kumulativen Dissertationsschrift ist es, hier einen empirischen Beitrag zu leisten. Unter anderem wurde analysiert wie hoch die Inanspruchnahme niedergelassener Fachärzte durch hausärztlich versorgte Menschen mit mindestens einem V.a. Demenz ist und welche Faktoren damit assoziiert sind. Es wurde auch untersucht ob und wie sich die S3-Empfehlungen zur leitliniengerechten Diagnostik der Demenz bei der Behandlung der Probanden widerspiegeln.
Aus eigenem Interesse lag ein weiterer Fokus auf der Prüfung von Zusammenhängen zwischen experimentellen Scores zur cMRT-Analyse und den in der Versorgung gebräuchlichen kognitiven Kurztests von beteiligten Probanden.
Die Analysen basieren auf Daten von Probanden der DelpHi-Studie. In dieser wurden Probanden mithilfe von Hausärzten unter Anwendung des DemTec rekrutiert. Eingeschlossen wurden Menschen, bei denen aufgrund des Screenings ein Verdacht auf eine Demenz vorlag, diese noch in eigener Häuslichkeit lebten und die ihre informierte Einverständniserklärung abgaben. Bei diesen Probanden wurden die ärztliche Akte, die Facharztkonsultationen und das Bildmaterial angefordert, sowie weitere persönliche Datenerhebungen eingeleitet.
Aufgrund der Analysen der Primärdaten konnte unter anderem die Inanspruchnahme von Fachärzten der Neurologie und Psychiatrie eruiert werden. Abhängig von dem Umstand, ob ein Demenzerkrankter bei einem Facharzt vorstellig gewesen war, wurden die Daten der Studienteilnehmer zur Analyse in 2 Gruppen („GP-only“ und „GP+specialist“) eingeteilt und die beiden Gruppen in ihren Charakteristika miteinander verglichen. Dabei zeigten sich die Variablen „Alter“, „Partnerschaftsstatus“, „Vorhandensein einer formalen Demenzdiagnose bei Studienbeginn“ als statistisch signifikant.
Es zeigt sich, dass Probanden, die einen Facharzt aufgesucht haben, insgesamt eher jünger; eher in einer Partnerschaft leben und dass bei ihnen bereits Demenz diagnostiziert wurde. Werden alle untersuchten Variablen in einem Logistischen Regressionsmodell untersucht, so fallen die Variablen „Alter“ und „B-ADL“ statistisch signifikant auf. Das bedeutet, dass wenn das Alter des Patienten um ein Jahr ansteigt, so sinkt die relative Wahrscheinlichkeit, dass ein MmD zu einem Facharzt überwiesen wird um 5,2 %. Ebenso stellt sich dar, dass wenn die Alltagsmobilität, welche mit dem B-ADL gemessen wurde, um eine Einheit steigt, so erhöht sich die relative Wahrscheinlichkeit, dass ein MmD zum Spezialisten überwiesen wird um 15,2 %,
Des Weiteren konnte ein kritischer Blick auf die Anwendung der aktuellen S3-Leitlinie zur Demenz anhand der Auswertung der DelpHi-Studie geworfen werden. Erstmals wurden in diesem Setting das studienbedingt vorhandene Bildmaterial durch etablierte Scores analysiert und zusammen mit den Ergebnissen aus den kognitiven Kurztests ausgewertet. Dabei wurde in dieser Arbeit ein Fokus auf den MTA-Score von Scheltens et al. gelegt, mit dem die Hippocampusatrophie eines Demenzerkrankten in 4 Schweregrade eingeteilt wird. Anschließend wurden diese Ergebnisse mit den ebenfalls vorhandenen Resultaten der kognitiven Tests des MMST gegenübergestellt, was in fast der Hälfte der Fälle Ambivalenzen auslöste.
Allgemein lässt sich sagen, dass Frauen und Alleinlebende seltener, Jüngere öfter und Patienten mit niedrigerem Funktionsniveau häufiger beim FA gewesen sind und erweiterte bildgebende Diagnostik erhalten haben. Tatsächlich bekamen aber weniger als die Hälfte derer, die überwiesen wurden ein cMRT als erweiterte Diagnostik verordnet. Insgesamt ist es wünschenswert die S3-Leitlinie zur Demenz zu stärken und die Motivation der Fach-, und Hausärzte diese anzuwenden zu steigern, zum Wohle einer umfänglichen Diagnostik von demenzverdächtigen oder erkrankten Patienten. Die Ergebnisse konnten der Fachwelt durch die Publikation in internationalen, peer-reviewed Journals zugänglich gemacht werden.
Species have to cope with climate change either by migration or by adaptation and acclimatisation. Especially for long-living tree species with a low seed dispersal capacity (e.g. European beech, hereafter called beech), the in situ responses through genetic adaptation and phenotypic plasticity play an important role for their persistence. Beech, the dominant climax tree species in Central Europe, shows a high drought sensitivity and its distribution range is expected to shift northwards. On the other hand, projected northward shifts need to be taken with caution, as some studies suggest a sensitivity of beech to frost events in winter and spring. However, studies on the growth performance of cold-marginal beech populations are still rare. Previous studies on beech populations found local adaptation to drought and phenotypic plasticity in fitness-related traits as well as phenological traits. However, studies on the regeneration of beech under natural conditions are yet missing, although germination and establishment of young trees are a very first selective bottleneck and are crucial for tree population persistence and for successful range shifts.
This PhD-thesis aimed to identify the potential of plasticity and local adaptation in the important early life-history traits germination, establishment after the 1st year, and survival after the 2nd year in a reciprocal transplantation experiment at 11 sites across and even beyond the distribution range of beech (Manuscript 1). Moreover, this thesis investigated the climate sensitivity and the adaptation potential of beech populations by conducting dendroecological studies along a large climatic gradient across the distribution range (Manuscript 2) and along a strong winter temperature gradient towards the cold distribution margin in Poland (Manuscript 3). In addition, the impact of local climatic singularities was studied in a local study at the southern margin (Manuscript 4).
Warm and dry conditions limited natural regeneration, which was indicated by very low survival of young trees, even though germination rates increased with increasing temperature (Manuscript 1). This was also the case in parts of the distribution centre due to the hot and dry conditions in 2018. Although the transplantation experiment revealed high plasticity in the early life-history traits, this plasticity might thus not buffer against climate change under dry conditions. Local adaptation was not detected for any of these traits along the climatic gradient. In contrast, the results of the dendroecological study across the gradient (Manuscript 2) hint towards an adaptation potential of adult trees to drought at the southern margin. Thus, adult trees seemed to be adapted to drought at the southern margin, whereas tree growth in the distribution centre was sensitive to drought. These results indicate that parts of the centre may become ecologically marginal with increasing drought frequency in times of climate change. Interestingly, Manuscript 4 shows that beech growth was positively influenced by frequent fog immersion at the southern distribution margin in north-eastern Spain. This study underlines the importance of local climatic singularities, as they may allow marginal populations to grow in climate refugia in an otherwise unfavourable climate.
At the cold distribution margin, the study in Manuscript 1 found a remarkably higher survival of young trees in Sweden than in Poland. Moreover, the dendroecological studies revealed that beech was hampered by both drought at the cold-dry margin (Manuscript 2) and by winter cold at the cold-wet margin in Poland (Manuscript 3). All these results highlight the importance to study climate sensitivity of adult trees and the response of early life-history traits at the cold margin with a more differentiated view comparing cold-dry against the cold-wet populations and growing conditions. However, the high plasticity of the early life-history traits may allow for an increasing germination rate with climate warming at the northern margin and may thus facilitate natural regeneration there. In contrast, the dendroecological studies suggest that adult trees at the cold distribution margin may suffer either from drought or from winter cold and that the risk for spring frost may increase. Thus, the often-predicted compensation of dry-marginal population decline by a northward range expansion should be discussed more critically.
In conclusion, my PhD thesis provides new knowledge about the potential of natural regeneration and about climate sensitivity of adult trees across the distribution range of beech. Moreover, it underlines the importance to study both the young tree stages as well as adult trees to assess the performance and vulnerability of tree species under climate change, as both showed differences in their response to changing environmental conditions.
In this work, studies with respect to the exhaust problem were performed
in the stellarator experiment Wendelstein 7-X with different target concepts and different magnetic field geometries. Different infrared cameras were used to study the heat flux from the plasma onto the PFC. In the first publication, the limiter set-up was used with a simpler magnetic topology in the plasma edge. The radial fall-off of the parallel heat flux for inboard limiters in W7-X shows, similar to inboard limiters in tokamaks, two different radial fall-off lengths, a short (narrow) one, characterizing the near-SOL, and a long (broad) characterizing the far-SOL. For the far-SOL, the heating power and connection length have been identified as the main scaling parameters, while for the near-SOL, the electron temperature close to the LCFS has been identified as the main scaling parameter. The two fall-off lengths differ by a factor 10, and the found scalings for both regimes differ from known models and experimental scalings in tokamaks. A turbulent-driven feature was discussed in the publication as a possible explanation for the behavior of the fall-off length in W7-X.
The gained information and data have been further used to support many
other publications, covering the symmetry of the heat loads, the
energy balance of the machine, and seeding experiments.
The heat exhaust in W7-X with an island divertor was studied in the second
and third publication. Definitions of parameters such as peaking factor and
wetted area were applied for the heterogeneous heat flux pattern on the
W7-X divertor. It was shown that the island divertor concept is capable
of spreading out the heat efficiently, resulting in large wetted areas of up to 1.5 m2. The reached values for the wetted area are comparable to the ones of the larger tokamak JET but with a much smaller ratio of wetted
area to the area of the last closed flux surface. Furthermore, a positive
scaling of the wetted area with the power in the SOL was observed. This
scaling is beneficial for future reactors but needs further investigation of the involved transport processes. The peaking factor (discussed in the second publication) describes how concentrated the heat load is within the region of the strike line. It was shown that this factor is decreasing for increasing densities without affecting the wetted area. The present work paves the way for further analysis of the transport processes of the heat flux towards the island divertor of Wendelstein 7-X.
The active screen plasma nitrocarburizing (ASPNC) technology is a state-of-the-art plasma-assisted heat treatment for improving surface hardness and wear resistance of metallic workpieces based on thermochemical diffusion. In comparison to conventional plasma nitrocarburizing, the use of an active screen (AS) improves thermal homogeinity at the workload and reduces soot formation. Further it can serve as a chemical source for the plasma processes, e.g. by use of an AS made of carbon-fibre reinforced carbon. This compilation of studies investigates the plasma-chemical composition of industrial- and laboratory-scale ASPNC plasmas, predominantly using in-situ laser absorption spectroscopy with lead-salt tuneable diode lasers, external-cavity quantum cascade lasers, and a frequency comb. In this way the temperatures and concentrations of the dominant stable molecular species HCN, NH3, CH4, C2H2, and CO, as well as of less prevelant species, were recorded as functions of e.g. the pressure, the applied plasma power, the total feed gas flow and its composition. Additionally, the diagnostics were applied to a chemically similar plasma-assisted process for diamond deposition.
Resulting from this thesis are new insights into the practical application of an AS made of CFC, the plasma-chemistry involving hydrogen, nitrogen, and carbon, and the particular role of CO as an indicator for reactor contamination. The effect of the feed gas composition on the resulting nitrogen- and carbon-expanded austenite layers was proven by combination of in-situ laser absorption spectroscopy with post-treatment surface diagnostics. Furthermore this work marks the first use of frequency comb spectroscopy with sub-nominally resolved Michelson interferometry for investigation of a low-pressure molecular discharge. This way the rotational bands of multiple species were simultaneously measured, resulting in temperature information at a precision hitherto not reached in the field of nitrocarburizing plasmas.
Die Diagnostik der schweren Sepsis und des septischen Schocks stellt eine Herausforderung dar, denn noch heute kann nur ein Zusammenspiel aus vielen Einzelparametern einen Anhalt für eine septische Erkrankung geben. Die Abnahme von Blutkulturen gilt dabei als Goldstandard der Diagnostik einer Sepsis und des septischen Schocks und stellt ein wichtiges Hilfsmittel dar, um Erreger nachweisen zu können. Diese Suche der verursachenden Erreger im Blut dient der adäquaten Therapieeinleitung. Die gezielte Antibiotikawahl kann bei Sepsispatienten das Outcome verbessern, die Krankenhausliegezeit verkürzen sowie einer Resistenzentwicklung entgegenwirken.
Mit der vorliegenden Arbeit sollten Zusammenhänge zwischen der Anzahl abgenommener Blutkultursets und der Positivitätswahrscheinlichkeit bei Patienten mit schwerer Sepsis und septischen Schock unter den heutigen Bedingungen einer Leitlinien-orientierten Diagnostik und Therapie untersucht werden. Damit sollten Empfehlungen bezüglich der Anzahl zu entnehmender Blutkultursets aufgezeigt werden. In einer retrospektiven Datenanalyse wurden die Daten von 590 Patienten der Universitätsmedizin Greifswald mit schwerer Sepsis und septischen Schock und damit 4464 Blutkultursetergebnisse analysiert. Es wurden unterschiedliche Gesichtspunkte aus zwei Gruppen untersucht und miteinander verglichen. Der erste untersuchte Schwerpunkt umfasste alle Blutkulturpaare, die während der beiden definierten Zeiträume entnommen wurden. Letztendlich konnte gezeigt werden, dass für beide Zeitgruppen mit der Entnahme von drei Blutkultursets Positivitätswahrscheinlichkeiten über 98% erreicht werden konnten.
Es wurden ebenfalls die Positivitätsraten für verschiedene Keimspezies untersucht. Es konnte bei der überwiegenden Anzahl der detektierten Keimspezies die Entnahme von drei Blutkultursets empfohlen werden. Bei einigen Problemkeimen wie z.B. P. aeruginosa sollte im Vorfeld eine Abwägung für die Wahrscheinlichkeit des Keims als ursächlich für die Sepsis erfolgen. Ist die Wahrscheinlichkeit hoch, sollten als praktische Konsequenz vier Blutkulturpaare entnommen werden.
Weiterhin wurden die Positivitätswahrscheinlichkeiten der verschiedenen Primärfokusse verglichen. Hier reichte es in der 2-Stunden-Gruppe aus, zwei Blutkultursets zu entnehmen, um eine über 95%ige Nachweisrate von Erregern zu erzielen. Im Vergleich dazu zeigte sich für die 24-Stunden-Gruppe, dass dafür drei Blutkulturpaare notwendig waren. Da der Respirationstrakt und der abdominelle Fokus
fast Dreiviertel aller Fokusse in unserer Studie darstellten, sollte bei diesen Primärfokussen die Positivitätsrate möglichst hoch angestrebt werden. Daher zogen wir das praktische Fazit, dass auch hier unabhängig der Zeitgruppe drei Blutkulturen entnommen werden sollten. Somit sollten drei Blutkultursets bei Sepsisverdacht aus einer Punktionsstelle vor dem Beginn einer Antibiotikatherapie entnommen werden. Neben einer deutlichen Zeitersparnis konnten für die meisten Mikroorganismen sowie Primärfokusse damit maximale Positivitätswahrscheinlichkeiten erzielt werden. Von einer Entnahme von nur einem Set sollte abgesehen werden. Die Differenzierung bei einem Hautkeimnachweis in einer entnommenen Blutkultur zwischen einer möglichen Kontamination oder einer echten Bakteriämie ist dabei nur bedingt zu interpretieren. Für noch konkretere Aussagen und zur stetigen Verbesserung unserer Medizin sind weitere Studien mit dieser Thematik entsprechend unabdinglich.
Die Pflege demenziell erkrankter Menschen geht bekanntermaßen mit einer Belastung für die Pflegepersonen einher. Ziel dieser Studie war es, die Belastung pflegender Angehöriger und professioneller Pflegekräfte unmittelbar nach Krankenhausaufnahme des Menschen mit Demenz zu beschreiben.
In dieser deskriptiven Querschnittstudie füllten 25 pflegende Angehörige und 25 professionelle Pflegekräfte der geschlossenen gerontopsychiatrischen Station eines Krankenhauses in Greifswald einen Fragebogen (BIZA-D-PV)
aus, der in verbundenen Stichproben ausgewertet wurde. Es wurden Häufigkeitsverteilungen, Mittelwertunterschiede und Korrelationen bestimmt. Darüber hinaus erfolgte eine Einordnung der pflegenden Angehörigen in Risikogruppen.
Die pflegenden Angehörigen empfanden eine höhere Belastung durch kognitive Einbußen, Aggressivität und Verwirrtheit des Menschen mit Demenz im Vergleich zu den professionellen Pflegekräften. Statistisch signifikante Unterschiede in Hinblick auf die Belastung durch praktische Pflegeaufgaben ließen sich nicht feststellen. Weibliche Angehörige gaben eine höhere Belastung an als männliche Angehörige, wohingegen in der Gruppe der professionellen Pflegekräfte die männlichen Befragten eine höhere Belastung empfanden.
Es wurden Korrelationen zwischen einzelnen Belastungsdimensionen und dem Alter der Pflegenden, dem Schweregrad der Demenz sowie körperlichen Beschwerden der Pflegenden beschrieben. Die Einordnung der pflegenden Angehörigen in Risikogruppen zeigte ein hohes Risiko für die Entwicklung von Depressionen bei den Pflegenden, für Gewaltanwendung gegenüber den demenziell Erkrankten und deren Heimeinweisung innerhalb der nächsten Monate in 44-72% der Fälle.
Die Ergebnisse verdeutlichen die Notwendigkeit, Erkenntnisse über die Belastung der Pflegenden im zeitlichen Verlauf der Pflege zu sammeln, um zielgerichtete Interventionen entwickeln zu können. Derartige Interventionen sollten darauf abzielen, eine Reduktion der Pflegebelastung zu ermöglichen und Krankenhauseinweisungen aufgrund einer Krise
der häuslichen Pflege zu vermeiden.
Hintergrund: Es wurde untersucht, ob die Streifenmeniskometrie zur Diagnostik eines trockenen Auges geeignet ist. Außerdem wurde geprüft, ob sich Hinweise auf eine Beeinflussung des Messverfahrens infolge von lidkantenparallelen Bindehautfalten (LIPCOF) bzw. einer Meibom-Drüsen-Dysfunktion (MDD) ergeben.
Material und Methodik: Die Stichprobe umfasst 391 Augen von 201 Probanden (85 männlich, 116 weiblich) zwischen 18 und 81 Jahren (Altersdurchschnitt 53,17 ± 16,52 Jahre). Es wurden drei Gruppen konzipiert. 54 Augen mit einer diagnostizierten Keratokonjunktivitis sicca (KCS) und 122 Augen mit einer nur mild ausgeprägten KCS wurden 225 gesunden Augen gegenübergestellt. Jedes Auge wurde mittels Streifenmeniskometrie, Schirmer-1-Test, Jones-Test, OCT-Meniskometrie (Tränenmeniskushöhe - TMH, Tränenmeniskusweite - TMW, Tränenmeniskusquerschnittsfläche - TMA) und dem Fragebogen Ocular Surface Disease Index (OSDI) untersucht. Außerdem wurden Hinweise auf eine MDD in Form von charakteristischen Lidkantenveränderungen und das Vorhandensein von LIPCOF mittels optischer Kohärenztomografie (OCT) erfasst.
Ergebnisse: Die Ergebnisse der Streifenmeniskometrie, des Schirmer-1-Tests, des Jones-Tests sowie der OCT-Meniskometrie (TMH, TMW und TMA) waren bei den KCS-Patienten im Vergleich zu den augengesunden Kontrollprobanden signifikant kleiner (p < ,001). Der OSDI-Score bei den KCS-Patienten war signifikant größer als in der Kontrollgruppe (p < ,001). Zwischen der Streifenmeniskometrie und dem Ausprägungsgrad der KCS besteht eine signifikante Korrelation (r = -,396, p < ,001). Die Sensitivität der Streifenmeniskometrie liegt in einem vertretbaren Bereich zwischen 0,79 und 0,89. Die Spezifität im Bereich zwischen 0,42 und 0,5 ist jedoch unbefriedigend. Die Streifenmeniskometrie korrelierte mit allen angewandten Untersuchungsverfahren signifikant (p < ,001) auf überwiegend mittlerer Stufe. Zur Diagnostik eines trockenen Auges bei einer bestehenden MDD ist die Streifenmeniskometrie ungeeignet. Hinweise auf eine Beeinflussung durch LIPCOF zeigten sich nur für die OCT-Meniskometrie.
Schlussfolgerung: Es konnte eine Korrelationsvalidität der Streifenmeniskometrie zum Schirmer-1-Test, Jones-Test, OSDI und zur OCT-Meniskometrie festgestellt werden. Die Vorteile des Verfahrens liegen im geringen technischen und zeitlichen Aufwand. Bei nur minimaler Bindehautreizung ist es eine sehr patientenfreundliche Untersuchungsmethode. Nachteilig ist die niedrige Spezifität aufgrund derer die Streifenmeniskometrie stets mit anderen Testverfahren kombiniert werden sollte.
Das Ziel der vorliegenden Studie war es, Veränderungen hinsichtlich des Volumens und der Oberfläche des Wurzelkanalsystems an extrahierten Zähnen durch zwei verschiedene Wurzelkanalspülsysteme zu vergleichen. Die Nullhypothese „Das schallaktivierte Spülsystem EDDY™ (VDW, München (Deutschland)) weist keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zum ultraschallaktivierten Spülsystem IRRI S® (VDW, München (Deutschland)) hinsichtlich der Veränderung des Volumens oder der Oberfläche des Wurzelkanalsystems auf.“ sollte überprüft werden.
Die Auswertung wurde mittels eines Micro-Computertomographen und einer geeigneten Visualisierungssoftware vorgenommen. Dabei wurden die Zähne vor und nach der Wurzelkanalaufbereitung sowie nach der abschließenden Wurzelkanaldesinfektion, eingescannt. Alle 20 extrahierten Unterkiefermolaren mit ähnlicher Wurzelkanalmorphologie wurden hierbei zufällig in zwei Gruppen eingeteilt und gemäß den Herstellerangaben in gleicher Weise mit dem Feilensystem RECIPROC® (VDW, München (Deutschland)) mesial bis ISO 40 (Größe 0,40mm, Taper .06) distal bis ISO 50 (Größe 0,50mm, Taper .05) aufbereitet. Einem weiteren Scan im Micro-Computertomographen nach der Aufbereitung folgte die Aktivierung der Spüllösung im Wurzelkanalsystem je nach Versuchsgruppe mit dem schallgestützten Spülsystem EDDY™ mit einem Airscaler oder mit dem ultraschallgestützten Spülsystem IRRI S® mit einem Ultraschallgerät. Die Veränderungen hinsichtlich des Volumens und der Oberfläche nach der reziproken Wurzelkanalaufbereitung ergab zwischen beiden Versuchsgruppen keine signifikanten Unterschiede. Bei Betrachtung des Effekts der Wurzelkanalspülung allein zeigte sich jedoch ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen. Das schallaktivierte System EDDY™ führte zu einer signifikant stärkeren Vergrößerung des Volumens und der Oberfläche als das Ultraschallspülsystem IRRI S®. Eine mögliche Schlussfolgerung für diesen Effekt daraus ist, dass das System EDDY™ mehr Debris entfernt als das zu vergleichende System IRRI S®. Betrachtet man allerdings alle Arbeitsschritte gemeinsam, also die mechanische Wurzelkanalaufbereitung und die chemische Desinfektion mit schall- bzw. ultraschallaktivierten Spüllösungen, so ist kaum noch ein Unterschied zwischen den Systemen erkennbar. Dies liegt am geringen Beitrag der Wurzelkanalspülung auf die Veränderung des Volumens und der Oberfläche im Vergleich zur Wurzelkanalaufbereitung. Die schallgestützte Spülung mit EDDY™ war nach der Wurzelkanalaufbereitung in der Lage ein signifikant größeres Volumen und eine signifikant größere Oberfläche im Wurzelkanalsystem zu erreichen als die ultraschallgestützte Spülung mit IRRI S®. Damit konnte gezeigt werden, dass die durch die reziproke Aufbereitung unbearbeiteten Areale zum Teil mit dem System EDDY™ erreicht werden und somit einer besseren Desinfektion zur Verfügung stehen. Die Anwendung der schallgestützten Aktivierung von Spüllösungen scheint somit geeigneter für den Einsatz bei der Wurzelkanalbehandlung.
Weitere klinische Studien sind nötig, um die hier vorgestellten Ergebnisse in-vivo zu überprüfen.
Zielsetzung: Ziel ist es, populationsbasierte MRT-Referenzwerte für den cervicalen Spinalkanalparameter sowie für die Wirbelkörper zu erheben und ihre Assoziationen zum spinalen Level, Geschlecht, Alter, Körpergröße, Körpergewicht und BMI zu untersuchen.
Material und Methoden: Diese Querschnittstudie basiert auf den Daten von 2453 Probanden im Alter zwischen 21 und 89 Jahren, die im Rahmen der Study of Health in Pomerania (SHIP) zwischen Juli 2008 und März 2011 an einem 1,5-Tesla-Ganzkörper-MRT teilnahmen. In einem standardisierten Verfahren wurden Messwerte der Wirbelsäule von HWK 2 bis HWK 7 in sagittalen T2-gewichteten TSE-Sequenzen erhoben.
Ergebnisse: Die Referenzintervalle für Spinalkanalparameter zeigten geringe Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Im Mittel waren die Wirbelkörper bei Männern 2,1 bis 2,2 mm größer als bei Frauen. Alterseffekte waren lediglich für die Wirbelkörpergröße von größerem Ausmaß, hier betrug der Anstieg 0,5 mm über einen 10-Jahres-Unterschied. Effektgrößen der Körpergröße waren nur für den ossären Spinalkanal und der Wirbelkörpergröße von größerem Ausmaß. Die Effektgrößen von Körpergewicht und BMI waren zumeist gering.
Schlussfolgerung: Diese Studie zeigt zum ersten Mal MRT-Referenzwerte für Spinalkanalparameter in einer erwachsenen, kaukasischen Bevölkerung. Bis auf die Wirbelkörpergröße sind die Assoziationen mit Geschlecht, Alter und Somatometrie meistens gering und haben daher nur geringe klinische Aussagekraft. Manche der beschriebenen diagnostischen Parameter müssen eventuell revidiert werden, weil sie dazu neigen, Risiken für das Individuum zu überschätzen.
Der Kernexport neusynthetisierter Kapside stellt einen Schlüsselprozess in der Herpesvirus-Replikation dar. Die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Vesikel-vermittelten Translokation sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Der nuclear egress wird dabei maßgeblich von zwei viralen Proteinen dirigiert, die in PrV und HSV-1/-2 als pUL31 und pUL34 bezeichnet werden und in allen Herpesviren konserviert sind. Beide Proteine interagieren an der inneren Kernmembran, wo sie den sogenannten nuclear egress complex (NEC) bilden. Während pUL34 ein membranständiges Protein in der Kernmembran ist, gelangt das lösliche pUL31 über einen aktiven Transport in den Kern. Obwohl der erste Schritt der Freisetzung aus dem Kern, die Vesikelbildung und Abschnürung an der inneren Kernmembran, schon gut untersucht ist und auch die Kristallstrukturen des NEC für verschiedene Herpesviren ermittelt werden konnte, sind noch viele Fragen offen. So war zu Beginn dieser Arbeit noch unklar wie die Kapside in diese Hüllen rekrutiert werden und welche Rolle die nicht konservierte und offensichtlich flexible N-terminale Domäne von pUL31, die nicht in den Kristallstrukturen dargestellt werden konnte, für die Regulierung dieses Prozesses spielt. So konzentrierte sich diese Arbeit auf die Fragen, wie die Kapside mit dem NEC interagieren (Paper I und II) und wie der pUL31-N-Terminus diesen ungewöhnlichen Transportweg beeinflusst (Paper III).
Paper I und II: Untersuchungen zur Nukleokapsid/NEC Interaktion
Unklar ist, wie der NEC mit seiner Fracht, den Nukleokapsiden, interagiert. Auf Grundlage der vorhandenen Kristallstrukturen des Komplexes unterschiedlicher Herpesviren wurde eine Interaktionsdomäne in pUL31 postuliert und angenommen, dass dies mittels elektrostatischer Wechselwirkungen erfolgt. Um dies näher zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit geladene Aminosäuren, die als mögliche Interaktionspartner in Frage kommen, zu Alanin mutiert. Die so generierten pUL31 Mutanten wurden, nach Transfektion entsprechender Expressionsplasmide in Kaninchennierenzellen (RK13), auf ihre Lokalisation und nach Koexpression mit pUL34 auf Interaktion getestet. Die Funktionalität der mutierten Proteine während der Virusreplikation wurde mit Hilfe stabiler Zelllinien nach Infektion mit PrV-∆UL31 untersucht. Über elektronenmikroskopische Analysen wurde der Einfluss auf den Kernexport im Detail betrachtet. Hierbei konnte einem konservierten Lysin an Position 242 in PrV pUL31 im Prozess der Kapsidumhüllung eine Schlüsselrolle zugeordnet werden. Dieses Lysin befindet sich im membrandistalen Bereich des NECs, in der Alphahelix H10 von PrV pUL31. Die Substitution des K242 zu Alanin führte zu einem Abschnüren und einer Akkumulation leerer, Virushüllen-ähnlicher Vesikel im PNS, obwohl reife Kapside im Kern und in unmittelbarer Nähe zu den Akkumulationen vorhanden waren. Dies führte zu der Hypothese, dass die Ladung des Lysins direkt an der Interaktion mit dem Kapsid beteiligt ist (Paper I).
Obwohl das Lysin 242 in der Struktur des Dimers oberflächenexponiert erschien, zeigten Modellierungen im NEC Oligomer, dass diese Aminosäure vermutlich zu tief in der Struktur verborgen ist um als direkter Interaktionspartner in Frage zu kommen. Um die im vorherigen Paper aufgestellte Hypothese zu verifizieren oder auch zu widerlegen, wurde das Lysin nicht nur durch Alanin, sondern auch durch andere nicht geladene, sowohl positiv als auch negativ geladene oder in ihrer Größe variierende Aminosäuren substituiert (Paper II).
Die neu generierten Substitutionsmutanten wurden nach Transfektion der Expressionsplasmide auf ihre Lokalisation und nach Kotransfektion mit pUL34, auf ihre Interaktion untersucht. Die Funktionalität der mutierten Proteine wurde ebenfalls mit Hilfe stabil exprimierender Zelllinien analysiert. Die vorliegenden Phänotypen wurden weiter mittels elektronenmikroskopischer Analysen bestimmt. Es stellte sich heraus, dass unabhängig von der vorhandenen Ladung der Aminosäure an Position 242 der Kernexport signifikant beeinträchtigt wurde. In Strukturanalysen der einzelnen Mutanten zeigte sich, dass vielmehr die Ausrichtung und Größe der Seitenkette der ersetzten Aminosäure entscheidend war. So störte beispielsweise die Substitution zu Serin und Tyrosin, die die Lage der Seitenketten des ursprünglich vorliegenden Lysins imitierten, die Funktion des pUL31 am wenigsten und die Titer erreichten fast Wildtypwerte. Dagegen führten Substitutionen zu deutlich längeren Aminosäuren, wie Glutaminsäure oder Arginin, zu massiven Beeinträchtigungen des nuclear egress. Allerdings führte keine der Substitutionen zu einem unkontrollierten Abschnüren von Vesikeln ohne Aufnahme eines Kapsids an der inneren Kernmembran.
Die hier gezeigten Ergebnisse entkräfteten die Annahme einer elektrostatischen Interaktion über pUL31 K242 mit den Nukleokapsiden in PrV. Vielmehr deuteten sie auf eine strukturell basierte Störung der Kapsidaufnahme in die Vesikel hin (Paper II).
Mittels serieller Passagen von Virusmutanten die das UL31 mit der K242A Substitution exprimierten, wurde nach möglichen kompensatorischen (second-site) Mutationen gesucht, die den Defekt ausgleichen und darüber hinaus Aufschluss auf die molekularen Ursachen ziehen lassen.
Die generierten Virusrekombinanten erreichten bereits nach ca. 10 Passagen Wildtpy-ähnliche Titer. Aus den Passagen wurden verschiedene Isolate charakterisiert. Es zeigte sich zwar keine Reversion zum Lysin 242, vielmehr waren jedoch entweder weitere Mutationen in pUL31 oder in pUL34 zu finden. Während die detektierten pUL34 Mutationen zu einem späteren Zeitpunkt charakterisiert werden müssen, wurden die second-site mutierten pUL31 Proteine auf Lokalisation, Kolokalisation und Kompensation des K242A Defektes getestet. Die Ergebnisse bestärkten die Annahme eines Strukturdefektes durch K242A. Darüber hinaus konnten durch Rückmutation des K242A Defektes in den second-site mutierten pUL31 zwei Helices bestätigt werden (H5 und H11), die ähnlich der H10 einen starken Einfluss auf den Kernexport besitzen.
Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass die Aminosäure an Position 242 nicht direkt mit den Nukleokapsiden interagiert, dass eingeführte Mutationen jedoch die Umorganisation des NEC-Oligomers, welche offensichtlich notwendig für die effiziente Kapsidumhüllung an der inneren Kernmembran ist, stört und so den nuclear egress inhibiert (Paper II).
Es zeigte sich, dass sich die Struktur-Funktions-Beziehungen in den NECs komplexer darstellen als vermutet. Die Ergebnisse dieser Arbeit können zwar nicht den Mechanismus des Kapsidexports bzw. der Kapsidbindung und -inkorporation aufklären doch zeigen sie, dass die Interaktionen der NECs miteinander sehr viel komplexer aber auch wesentlich flexibler sind als zunächst angenommen.
Paper III: Untersuchung der N-terminalen Domäne von PrV pUL31
Neben einem Kernlokalisationssignal (NLS) beherbergt der N-terminus verschiedener pUL31 Homologer auch zahlreiche vorhergesagte Phosphorylierungsstellen, die an der Regulation des Kernexportes beteiligt sind bzw. sein könnten. Dieser flexible N-terminale Bereich hat in PrV pUL31 eine Länge von 25 Aminosäuren, wobei auffallend viele basische Aminosäuren in Clustern und verschiedene mögliche Phosphorylierungsstellen enthalten sind. Computer-unterstütze Analysen (NLStradamus) erkennen in der Aminosäuresequenz ein bipartites NLS (AS 5-20). Um die Rolle des N-terminalen Bereiches in PrV pUL31 näher zu untersuchen, wurde dieser schrittweise verkürzt und die basischen Aminosäuren, sowie die möglichen Phosphorylierungsstellen, durch gerichtete Mutagenese durch Alanin ersetzt. Getestet wurden diese Mutanten nach Transfektion der entsprechenden Expressionsplasmide in RK13 Zellen auf ihre Lokalisation und, nach Koexpression von pUL34, auf Interaktion und der Umorganisation der Kernmembran. Über stabil-exprimierende Zelllinien und nach Infektion mit der UL31 negativen Virusmutante (PrV-∆UL31) wurde die Funktionalität in eplikationsassays und auch ultrastrukturell charakterisiert. Erstaunlicherweise zeigte sich, dass weder das bipartite NLS noch die vorhergesagten Phosphorylierungsstellen eine entscheidende Rolle spielen. Vielmehr konnte der größte Teil des N-Terminus ohne sichtbaren Funktionsverlust deletiert werden, sofern mindestens ein Cluster basischer Aminosäuren in dieser Region erhalten blieb. Die Ergebnisse zeigten, dass der basische Charakter dieser Region entscheidend für die korrekte Lokalisation, sowie für die Bildung und Funktionalität des NEC ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Phosphorylierung im N-Terminus von PrV pUL31, wie auch die roteinkinase pUS3, zwar nicht essenziell für die Freisetzung der Nukleokapside aus dem perinukleären Spalt sind, jedoch diesen Prozess unterstützen (Paper III).
Twisted topological K-theory is a twisted version of topological K-theory in the sense of twisted generalized cohomology theories. It was pioneered by Donavan and Karoubi in 1970 where they used bundles of central simple graded algebras to model twists of K-theory. By the end of the last century physicists realised that D-brane charges in the field of string theory may be studied in terms of twisted K-theory. This rekindled interest in the topic lead to a wave of new models for the twists and new ways to realize the respective twisted K-theory groups. The state-of-the-art models today use bundles of projective unitary operators on separable Hilbert spaces as twists and K-groups are modeled by homotopy classes of sections of certain bundles of Fredholm operators. From a physics perspective these treatments are not optimal yet: they are intrinsically infinite-dimensional and these models do not immediately allow the inclusion of differential data like forms and connections.
In this thesis we introduce the 2-stack of k-algebra gerbes. Objects, 1-morphisms and 2-morphisms consist of finite-dimensional geometric data simultaneously generalizing bundle gerbes and bundles of central simple graded k-algebras for k either the field of real numbers or the field of complex numbers. We construct an explicit isomorphism from equivalence classes of k-algebra gerbes over a space X to the full set of twists of real K-theory and complex K-theory respectively. Further, we model relative twisted K-groups for compact spaces X and closed subspaces Y twisted by algebra gerbes. These groups are modeled directly in terms of 1-morphisms and 2-morphisms of algebra gerbes over X. We exhibit a relation to the K-groups introduced by Donavan and Karoubi and we translate their fundamental isomorphism -- an isomorphism relating K-groups over Thom spaces with K-groups twisted by Clifford algebra bundles -- to the new setting. With the help of this fundamental isomorphism we construct an explicit Thom isomorphism and explicit pushforward homomorphisms for smooth maps between compact manifolds, without requiring these maps to be K-oriented. Further -- in order to treat K-groups for non-torsion twists -- we implement a geometric cocycle model, inspired by a related geometric cycle model developed by Baum and Douglas for K-homology in 1982, and construct an assembly map for this model.
Purpose: To assess the comparative efficacy and the long-term cost-utility of alternative minimally invasive glaucoma surgeries (MIGSs) when combined with cataract surgery in patients with primary open-angle glaucoma (POAG).
Methods: Treatment effects, as measured by the 1-year reduction in intraocular pressure (IOP), were estimated with an adjusted indirect treatment comparison. Evidence from randomized clinical trials was identified for four different MIGS methods. A disease-transition model was developed by capturing clinically relevant POAG stages and the expected natural disease evolution. Outcomes of the disease-transition model were the comparative utility [quality-adjusted life years (QALYs)], cost and cost-utility of included strategies in a lifetime horizon.
Results: Estimated 1-year IOP reductions were: cataract surgery - 2.05 mmHg (95% CI - 3.38; - 0.72), one trabecular micro-bypass stent - 3.15 mmHg (95% CI - 5.66; - 0.64), two trabecular micro-bypass stents - 4.85 mmHg (95% CI - 7.71; - 1.99) and intracanalicular scaffold - 2.25 mmHg (95% CI - 4.87; 0.37). Discounted outcomes from the disease-transition model appraised the strategy of two trabecular micro-bypass stents with cataract surgery in the moderate POAG stage as the one providing the greatest added value, with 10,955€ per additional QALY. Improved outcomes were seen when assessing MIGS in the moderate POAG stage.
Conclusions: When indirectly comparing alternative MIGS methods combined with cataract surgery, the option of two trabecular micro-bypass stents showed both a superior efficacy and long-term cost-utility from a German perspective. Moreover, outcomes of the disease-transition model suggest POAG patients to beneficiate the most from an earlier intervention in the moderate stage contrary to waiting until an advanced disease is present.
In agricultural grasslands, management practice highly determines reproductive success for ground-nesting bird species. The most effective conservation measure is the delay of first mowing dates until broods fledge or bird friendly mowing. Late mowing often implies economical losses for farmers and may increase land use abandonment, which will, in turn, cause habitat deterioration. Thus, grassland bird conservation involves the challenge to protect broods against land use and to promote an appropriate management to sustain habitat quality at the same time. Because of their late and extended breeding season Corncrakes Crex crex are in particular vulnerable to frequent mowing which increases nest destruction, chick mortality and habitat loss.
This thesis aims to gain knowledge on favourable habitat characteristics and brood protection in relation with grassland management to derive implications for the conservation of Corncrake breeding sites in floodplain meadows. Study area is the Lower Oder Valley National Park in northeastern Germany that holds a Corncrake population of 50 to 250 calling males. The study covered two study periods, before (1998-2000) and after (2012-2015) the implementation of new Corncrake conservation measures allowing inferences on the effects of different timing and intensity of mowing for brood protection and habitat conservation.
Breeding was only confirmed on meadows with high forb cover, low sedge cover, low litter heights and a close location to ditches. Radio-tracked females preferred areas with high cover of forbs (> 30%) and a distinct relief heterogeneity, which was associated with increased vegetation diversity. Vegetation characteristics on sites with day calling activity of males showed more similarity with breeding sites than with sites only used for nocturnal calling, supporting the assumption that diurnal calling indicates the occurrence of females. Favoured vegetation structure was best provided by mowing in the preceding year. Low-intensity grazing was less effective in reducing litter and sedge cover, especially when conducted late in the season. In the absence of management, meadows rapidly overgrow and dense litter accumulates from dead plant material in eutrophic floodplains, which increases walking resistance for Corncrakes and may impede prey accessibility. Plant species richness and forb cover declined after land use cessation. Male Corncrakes abandoned calling sites on meadows unmanaged for longer periods.
Besides the availability of suitable nesting sites, food supply and nest predation risk are also related to vegetation structure and may indirectly influence the habitat quality. Faecal samples of Corncrakes consisted mainly of beetles and their larvae, followed by snails, spiders and earthworms. Invertebrate biomass, sampled with pitfall-traps, was twice as high, the numbers of large ground beetles even five times higher on previously unmanaged than on managed meadows. Invertebrate abundance was highest in the first and second years after land use abandonment, but strongly decreased afterwards to a similar level like under annual management. Therefore, unmown refuge strips for Corncrake protection and alternating mowing also enhance invertebrate prey resources in floodplain meadows.
Mammals caused the majority of all observed artificial ground nest predations. Nest predation risk was higher on previously unmanaged than on managed sites. Unmanaged meadows probably attract mammalian predators, because they provide a more favourable vegetation structure for foraging and harbour high numbers of small rodents, increasing also the risk of incidental nest predations. These findings suggest that an annual removal of vegetation, if conducted late in the season to protect grassland birds may reduce predation risk of ground nests in the subsequent year.
Whereas during 1998-2000 half of the study area was managed by the end of July, land use was delayed on meadows occupied by Corncrakes until at least 15 July or 15 August during 2012-2015. On meadows mown between 15 July and 15 August refuge strips were applied. The majority of Corncrake broods were started in the second half of May and mowing postponement until 15 August allows 80% of chicks to fledge without disturbance in the study area. In 65% of broods chicks reach independence (> 14 days old) until 15 July and can be protected by Corncrake friendly mowing because then they are large enough to successfully escape during mowing. Both adults and chicks survived in 10 m wide refuge strips. Because most birds tried to leave the unmown block for the first time when it was up to 30 m wide and only 15 to 30 m wide strips served as temporary habitat for unfledged chicks from mowing to departure, 10 m should be considered as the absolute minimum width for refuge strips.
The strong reduction of land use especially during July should have allowed more chicks to survive until fledging in 2012-2015 than 1998-2000. Besides the protection of nests and higher chick survival, the decline of mowing intensity increased the extent of habitat available for second breeding attempts. In 2012-2015, broods were initiated until late July in the study area. Male Corncrakes showed continuous arrival and departure during the breeding season. Similar departure rates were estimated by a multi-state occupancy model and for radio-tracked males in the same study area and periods, which both left their home ranges spontaneous and due to the impact of mowing. Compared to 1998-2000, total departure of males during June and July was reduced by 50% in 2012-2015, when more calling sites were protected from mowing. Although male Corncrakes show high intra-seasonal dispersal due to their sequential polygamous breeding system, postponed land use should have increased mating opportunities and re-nesting at first breeding sites.
Therefore, future directions of Corncrake conservation in eutrophic floodplains should address the increase of annual late mowing to protect broods and maintain favourable habitat conditions by creating a more flexible mowing regime adjusted to actual occurrence of Corncrakes. This requires expert advice to farmers based on an intense monitoring of calling Corncrakes. Repeated nocturnal surveys during May and June are highly recommended because low detection probability in combination with constant departure substantially underestimated the number of males present. Additionally, diurnal calling activity could improve the identification of breeding sites and timing could be used to estimate chick age in July to select sites for Corncrake friendly mowing. Because currently late mowing dates are unattractive for farmers conservation actions should along with financial compensations for mowing after 15 August promote the utilization of late-cut grass with poor nutrient quality for combustion. Energy production could provide an alternative income for farmers operating in conservation areas with delayed land use dates and will increase their acceptance of Corncrake protection measures.
Bei erwachsenen, stammzelltransplantierten Patienten gibt es derzeit keine epidemiologischen Daten bezüglich der BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis in Deutschland. Deren Assoziation mit anderen klinischen Umständen wie der GvHD wird in der aktuellen Literatur sehr kontrovers diskutiert. Aus diesem Grund wurde eine deutschlandweite Umfrage zur BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis unter Hämatologen und Urologen durchgeführt.
Hierfür wurden zwei Fragebögen entwickelt, einer für Hämatologen und ein Fragebogen für Urologen. Die Befragung befasste sich mit epidemiologischen Daten der Infektion im Allgemeinen, dem klinischem Management und Behandlungsmöglichkeiten. Außerdem wurde deren Verbindung zu anderen Erkrankungen, wie z. B. zu Infektionen im Zusammenhang mit der Stammzelltransplantation erfasst. In die Studie wurden 39 Zentren einbezogen, an denen mindestens fünf allogene Stammzelltransplantationen pro Jahr durchgeführt werden und welche als Mitglieder der EBMT registriert sind. Zwischen Januar und Juni 2016 wurden von den Vertretern der Hämatologie 76.9% und von den Urologen 74,7% der versandten Fragebögen beantwortet. Die BKPyV-assoziierte hämorrhagische Zystitis zeigte eine geringere Inzidenz als in der aktuellen Literatur beschrieben wird. Im Zusammenhang mit dieser Erkrankung wurden in den letzten fünf Jahren sechs Todesfälle gemeldet. Die meisten Hämatologen und Urologen halten die lokale Therapie für die am effektivsten wirksame Behandlungsmöglichkeit, während 50,0% angeben, dass es gar keine orale oder intravenöse Therapieoption gibt. Die Zusammenhänge zu anderen klinischen Umständen, wie z. B. dem Transplantationstyp, der Reaktivierung des CMV, der akuten GvHD, der Nephropathie oder schlechtem klinischen Ergebnis wurden sehr heterogen berichtet. Es zeigte sich eine Diskrepanz zwischen Hämatologen und Urologen in Bezug auf die Assoziation zur akuten GvHD (p=0.004).
Neben der Umfragestudie wurde eine retrospektive Datenanalyse von 64 erwachsenen, erstmalig allogen stammzelltransplantierten Patienten durchgeführt, welche ihre Transplantation zwischen März 2010 und Dezember 2014 an der Universitätsmedizin Greifswald erhielten. Der Beobachtungszeitraum belief sich bis zwei Jahre nach der Stammzelltransplantation. Die akuten Leukämien zeigten sich als häufigste Erkrankung (45.3%). Für die Konditionierung wurden bei 67,2% der Patienten myeloablative und bei 32,8% nicht-myeloablative Protokolle verwendet. Alle Patienten erhielten 10mg Alemtuzumab an Tag -2 (20mg bei HLA-mismatch) zur Prophylaxe einer GvHD. Bei 27 Patienten (41,5%) kam es zu einer Reaktivierung des CMV. Die BKPyV-assoziierte hämorrhagische Zystitis wurde bei zehn Patienten (15,6%) diagnostiziert. Andere durch Viren oder Protozoen verursachte Infektionen traten nur selten auf (<10%). Es zeigte sich kein Zusammenhang zwischen BKPyV oder JCPyV mit einer Reaktivierung von CMV, EBV, HHV6 oder dem Parvovirus B19, welche einer Behandlung bedurft hätten.
Es konnte eine Korrelation der BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis mit der Toxoplasmose gefunden werden (p=0,013). Zusätzlich fand sich das gleichzeitige Auftreten einer Virurie mit BKPyV und JCPyV signifikant mit der Toxoplasmose assoziiert (p=0,047). Sowohl BKPyV als auch JCPyV sind in der retrospektiven Analyse nicht mit einer GvHD, einem Rezidiv oder dem Tod der Patienten assoziiert. Weiterführende prospektive Studien bzw. die Entwicklung klinischer Modellsysteme sind wichtig, um wirksame Therapiemöglichkeiten zu entwickeln. Von ebenso großer Bedeutung ist die weitere Untersuchung der Zusammenhänge zwischen BKPyV bzw. JCPyV mit anderen klinischen Umständen durch prospektive Studien mit exaktem Monitoring der Medikamente sowie des Immunsystems.
Over thousands of years, peatlands around the world have accumulated carbon (C) stocks of global importance. Drainage for agriculture, forestry and peat extraction has transformed many peatlands from long-term sinks into strong sources of carbon dioxide (CO2). Peat extraction is worldwide responsible for about ten percent of drained peatlands and is mainly carried out in northern countries and Eastern Europe. In Belarus, 0.3 Mha of peatlands are drained for peat extraction, which is twelve percent of the country's peatland area. From 2006 to 2013, 21,333 ha of this area have been rewetted to protect these peatlands from fire and further degradation, reduce their greenhouse gas (GHG) emissions, turn them back into C sinks and promote biodiversity. A further 260,000 ha are no longer used for peat extraction and their rewetting would be a great benefit for nature conservation and climate protection.
Rewetting of abandoned peat extraction areas usually leads to inundation of large areas where not adapted plants die and new species establish, depending on water level and nutrient conditions. Beavers, of which there are many in Belarus, also play an important role in the rewetting of peatlands. They dam up ditches in drained and rewetted peatlands, thus contributing to water level increases and vegetation changes. The aim of this PhD thesis was to investigate the impact of inundation on vegetation and GHG emissions in formerly extracted fens in Belarus, to determine the role of water level in this process, and to study whether such fens develop back into C sinks with an almost neutral GHG balance within one or two decades after rewetting (Papers II and III). Also the potential of beaver activities for peatland restoration was assessed (Paper III).
Two very different fens, rewetted after peat extraction, were chosen as study areas. The first one, Giel'cykaŭ Kašyl, is a former flood mire and was rewetted with water from the Jasiel'da River in 1985. During the study period 2010–2012 this site was a shallow lake (~ 1 m deep) dominated by very productive, tall reed. Shallower areas along the edges had a partly floating vegetation cover of cattail (Typha latifolia, T. angustifolia) and sedges (Carex elata, C. vesicaria). The second fen, Barcianicha, is fed by groundwater. Rewetting from 1995 onwards resulted in water levels at or slightly above surface and a lower nutrient availability compared to Giel'cykaŭ Kašyl'. This was reflected in the establishment of mesotrophic communities of Eriophorum angustifolium and Carex rostrata. Phragmites australis stands, which were also dominant here, were shorter and less productive than in Giel'cykaŭ Kašyl'. The southern area of Barcianicha was not used for peat extraction and has not been rewetted. Until 2009 vegetation of this part was characterized by forbs (Urtica dioica) and wet meadows (Agrostis stolonifera). From autumn 2009, a beaver dam in the main drainage ditch caused flooding of these areas and led to diverging vegetation development depending on water levels.
Within the framework of this doctoral thesis annual fluxes of CO2, methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) and the development of water levels and vegetation were monitored for two years at nine sites and evaluated (Papers II and III). Three of the sites, respectively, were located (a) in Giel’cykaŭ Kašyl’, flooded in 1985, (b) in the central area of Barcianicha, which was rewetted in 1995, and (c) in the southern part of Barcianicha, which was flooded by beavers end of 2009. GHG measurements were carried out with manual chambers from August 2010 to September 2012. Annual net CO2 exchange rates (NEE) were modeled based on light response curves of gross primary production (GPP) and on temperature response curves of ecosystem respiration (Reco), which were determined every third to fourth week by alternating measurements with transparent (cooled) and opaque chambers (both with fan) along the daily amplitude of photosynthetically active radiation (PAR) and temperature. Annual CH4 emissions were calculated mainly based on the temperature response of CH4 fluxes over the course of the year, based on biweekly (in summer) to monthly (in winter) repeated single measurements with opaque chambers (without fan). This was done, although all longer rewetted sites were dominated by aerenchymatic plants whose gas transport during the vegetation period may change over the course of the day and can be influenced by shading. This might apply to the six longer rewetted sites, two of which were dominated by Phragmites australis, and the others by Typha latifolia, Carex elata, Carex rostrata or Eriophorum angustifolium. For these six sites therefore studies on the daily course of CH4 release and the influence of chamber shade were conducted, covering 8–24 hours and lasting at least from sunrise to afternoon. Also the extent to which flux rates were affected by a lack of chamber headspace mixing by fans was investigated in the mentioned studies (Papers I and II).
The daytime course of CH4 emissions showed a pronounced dynamic for Phragmites australis in both fens, with minimum release during the night and maximum during the day (Paper I). The other sites in contrast did not show a significant diurnal CH4 flux dynamic (Paper II). Lack of headspace mixing by fans as compared to chambers with fan resulted in a slight underestimation of CH4 emissions at very high chambers (220 and 250 cm), as used for Phragmites australis in Giel'cykaŭ Kašyl', while there was no difference at lower chambers (≤185 cm), as used for the other sites. Opaque chambers resulted for sites dominated by Typha latifolia and Carex elata in significantly (1.2 times and 1.1 times, respectively) lower CH4 fluxes compared to transparent chambers. For the other sites, opaque chambers did not significantly reduce CH4 emissions. This result was unexpected, especially for Phragmites australis, as PAR out of all parameters tested had the strongest influence on CH4 emissions from both reed sites, and clouds directly led to reduction of their emissions. Presumably the gas flow in the reed shoots located within opaque chambers was maintained by shoots outside the chamber that were connected to the enclosed shoots by rhizomes (Paper I). The investigations showed that single measurements between 9 a.m. and 6 p.m. with opaque chambers without fan, as performed for the determination of annual CH4 fluxes, resulted for Carex rostrata and Eriophorum angustifolium in estimates similar to the daily mean, but for Phragmites australis in estimates that were rather above the daily mean. Annual CH4 fluxes from Phragmites australis could therefore be slightly overestimated. CH4 fluxes from Typha latifolia and Carex elata during the vegetation period were corrected by a factor of 1.2, although darkness inside of opaque chambers matters only at day, not at night. Daily and annual CH4 fluxes from these sites have been therefore most likely slightly overestimated, too.
Water saturation and the establishment of adapted vegetation were the most important conditions for the restoration of C sinks (gaseous CO2 and CH4 fluxes) in the investigated peatlands. The only site with falling water levels in summer and thus temporarily aerated peat was the beaver flooded forbs (Urtica dioica) site at Barcianicha. This site was a very strong CO2 emitter and the only significant N2O source of the entire study (Paper III). All other sites were permanently wet, had much lower CO2 emissions or were even net C sinks (Papers II and III). Establishment of adapted vegetation depended on inundation depth and time since rewetting. For example, within one year the meadow site in Barcianicha shallowly flooded by beaver was colonized by Carex rostrata and other adapted helophytes and developed into a CO2 sink, while the deeper flooded site at the same meadow initially attracted only Chara and some individuals of Alisma plantago aquatica and remained a moderate CO2 source. However, the results of the longer rewetted sites show, that also deeply (~ 1 m) flooded fen areas can become densely populated with mire plants in the course of 25 years and develop into net C sinks. Highest annual C uptake in both fens was achieved by the reed sites. Eriophorum angustifolium and Carex rostrata in mesotrophic Barcianicha were smaller C sinks. Typha latifolia and Carex elata in the eutrophic Giel'cykaŭ Kašyl', on the other hand, released CO2, presumably because the high and fluctuating water levels imposed stress to the plants, and because the large supply of nutrients and dead plant material allowed for strong heterotrophic respiration (Paper II). The simultaneously high CH4 emissions made Typha latifolia and Carex elata major sources of GHG. CH4 emissions from Phragmites australis in Giel'cykaŭ Kašyl' were even higher, but due to extremely high CO2 uptake the site was only a small net GHG source. CH4 emissions in Barcianicha were much lower and comparable to undisturbed sedge fens. The difference between Giel'cykaŭ Kašyl' and Barcianicha was mainly due to the different nutrient supply and the related productivity of the plants. Important conclusions are that stable inundation is an appropriate measure for restoration of the C sink of formerly extracted fens, but nutrient input with water needs to be stopped or reduced in order to decrease CH4 production. If this is not possible, establishment of Phragmites australis and other strong C sinks could help to compensate for the climate impact of high CH4 emissions from eutrophic sites.
The effect of the beaver dam on the development of the southern part of Barcianicha depended not only on the initial situation but mainly on the water level. Under optimal conditions, it led to the rapid establishment of adapted mire plants, the restoration of a C sink and a significant reduction of GHG emissions. However, this situation in the shallowly flooded meadow was achieved by chance. In comparison to planned rewetting measures, which aim to raise the water level evenly over the entire peatland, beavers dam ditches in order to improve their immediate habitat, thus influencing water levels only up to a certain distance, but rarely over the entire peatland. Nevertheless, beaver activity is of high value both for mire conservation projects, where existing dams are supplemented by beaver dams, and for abandoned, drained peatlands, like former peat extraction areas in Belarus, many of which at least partially have been rewetted by beavers.
Bats belong to the most gregarious and diverse mammals with highly complex social behaviors. Despite extensive research on their ecology and social behavior in some bat species, gained insights are restricted to only few of the more than 1300 species. In the recent past, bats have also become a central topic of a different branch of research: Since the 1990s bats came to the fore of virologists and immunologists due to the bats’ apparent importance as reservoir hosts and vectors of several (mostly tropical) diseases. While this research is focused mainly on emerging infectious diseases linked to bats, and their zoonotic potential, little has been invested regarding the link between disease transmission and bat social systems.
In my work, I aim at filling this gap by merging automated daily roosting observations, social network analysis, and a virological screening in Natterer’s bats (Myotis nattereri). In a collaborative approach, my co-workers and I analyzed the social structure of individually marked Natterer’s bats, their astrovirus detection rate and transmission pathways within their colony, as well as roosting interactions between different co-occurring con- and heterospecific bat colonies.
We discovered Natterer’s bats to display a very divergent social network structure that contradicts the findings of previous studies on large fission-fusion groups. Contrary to the modular social network structure found in e.g. primates or other bats species, the social network of Natterer’s bats consists of only one highly interconnected community. Moreover, although the close proximity between bat hosts in the colony should strongly promote direct transmission, we found indications that astrovirus infections follow at least partly an indirect transmission pathway via contaminated roost use. Lastly, our results prove that co-occurring con- and heterospecific bat colonies, e.g. as in this study Natterer’s bats, brown long-eared bats and Bechstein’s bats, can influence each other in their roost use by avoiding conspecific roosts and by being attracted towards those of heterospecifics. This holds implication for the transmission of parasites and pathogens within and between different colonies with opportunities for spillovers. To conclude, this multidisciplinary study led to valuable insights in the hitherto hidden mechanisms within and among bat colonies.
Das Neuroblastom ist eine pädiatrische Tumorerkrankung, die ihren Ursprung in undifferenzierten Nervenzellen des sympathischen Nervengewebes hat. Das ereignisfreie 5-Jahresüberleben von Hochrisikopatienten liegt trotz der Einführung neuer gegen das Disialogangliosid GD2-gerichteter Antikörpertherapien weiterhin nur bei ca. 50 %. Daher ist es wichtig, die Biomarker zu finden, die helfen, Patienten zu identifizieren, die bisher noch nicht von den etablierten Therapieansätzen profitieren. In dieser Arbeit wurden immunologische und genetische Parameter untersucht, die möglicherweise als Biomarker für das Ansprechen auf eine GD2-gerichtete Immuntherapie in Kombination mit Interleukin 2 (IL-2) dienen können. Dafür wurde der Einfluss der zytotoxischen NK-Zellen, Granulozyten (Eosinophile und Neutrophile) und regulatorischen T-Zellen (Treg) sowie der Zytokine IFN-γ, IL-6, IL-10, IL-18 und CCL2 auf die antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC) und dem ereignisfreien Überleben analysiert. Weiterhin wurde die Rolle von patientenspezifischen FCGR2A-H131R und 3A-V158F-Polymorphismen sowie die Killer-cell immunoglobulin-like receptors (KIR) und KIR-Liganden (KIRL)-Genotypen bei einer Immuntherapie evaluiert.
53 Patienten haben bis zu fünf Zyklen Immuntherapie erhalten. Ein Zyklus beeinhaltete zunächst fünf Tage 6×106 IU/m2/Tag IL-2-Behandlung (Tage 1 - 5), gefolgt von einer Langzeitinfusion von dem anti-GD2-Antikörper ch14.18/CHO (Tage 8 - 18) in Kombination mit 6×106IU/m2/Tag IL-2 (Tage 8 – 12). Die Zahl der Effektorzellen und die Zytokinserumkonzentrationen wurden mittels Durchflusszytometrie ermittelt und die FCGR-Polymorphismen und KIR/KIRL-Genotyp mit einer validierten Real-Time-PCR bestimmt. Die ADCC wurde mittels eines Calcein-AM basierten Zytotoxizitätstest erfasst.
Die IL-2-Monotherapie an den Tagen 1-5 steigerte die Zahl der NK-Zellen, der Treg und der Eosinophilen stark im Vergleich zum Basiswert (Zyklus 1, Tag 1). Die Expansion der Neutrophilen wurde hingegen erst nach dem Start der Antikörperbehandlung beobachtet (Tag 15). IFN-γ, IL-6, IL-10, IL-18 und CCL2 erreichten ihre Spitzenkonzentrationen ebenfalls erst während der Antikörpertherapie. Überraschenderweise korrelierte weder die NK-Zell- noch die Granulozytenzahl mit der ADCC und dem ereignisfreien Überleben der Patienten. Hingegen zeigten Patienten mit einer starken Expansion der Treg signifikant niedrigere IFN-γ-Serumkonzentrationen sowie ein schlechteres ereignisfreies Überleben im Vergleich zu Patienten mit niedriger Treg-Zahl. Außerdem hatten Patienten mit hoher IL-18-Serumkonzentration währender der Antikörpertherapie ein signifikant verbessertes Überleben verglichen mit Patienten mit niedriger IL-18-Serumkonzentration. Zusammenfassend wurde eine starke Induktion der Treg beobachtet, die invers mit der IFN-γ-Serumkonzentration und dem ereignisfreien Überleben der Patienten korrelierte.
Die Patienten mit den hochaffinen FCGR2A-131H- und 3A-158V-Polymorphismen zeigten einen höhere ADCC und ein verlängertes ereignisfreies Überleben gegenüber den Patienten mit den FCGR2A-131R- und 3A-158F-Polymorphismen. Patienten mit aktivierenden KIR (Genotyp B/x), insbesondere dem KIR2DS2, zeigten eine gesteigerte ADCC und ein verlängertes ereignisfreies Überleben verglichen mit den Patienten mit dem inhibitorischen KIR-Genotyp ohne aktivierende KIR (Genotyp A/A). Entsprechend hatten Patienten mit dem vorteilhaften KIR2DS2 und hochaffinen FCGR-Polymorphismen die stärkste Induktion der ADCC und das längste ereignisfreie Überleben im Vergleich zu Patienten mit inhibitorischen KIR-Genotyp und niedrigaffinen FCGR-Polymorphismen. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass KIR- und FCGR2A- und 3A-Genotypen die ADCC sowie das Ansprechen auf eine ch14.18/CHO-basierte Immuntherapie in Kombination mit IL-2 beeinflussen und daher in Zukunft als Biomarker für diese Therapie dienen können.
Schließlich erwiesen sich FCGR-Polymorphismen in Kombination mit der Treg-Zahl als Biomarker zur Identifizierung von Patienten, die kein Ansprechen auf die Immuntherapie gezeigt hat.
Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass immunologische und genetische Parameter als prädiktive Biomarker einer antikörperbasierten Immuntherapie bei Patienten mit Hochrisikoneuroblastom verwendet werden können, um Patienten zu identifizieren, die von der bisherigen Immuntherapie nicht profitieren würden. Für solche Patienten müssen alternative Therapieoptionen angeboten werden um einen schnellen Rückfall der Erkrankung zu verhindern.
Ziel unserer Untersuchungen war es insbesondere, für die Patienten mit einer rheumatologischen Grunderkrankung Faktoren zu finden, welche prognostische Relevanz in Hinblick auf das weitere Überleben aufweisen, und diese für die Patienten mit und ohne PAH zu vergleichen.
Im Rahmen der deskriptiven Betrachtung ließ sich erkennen, dass die von uns erhobenen Daten der Patienten mit einer PAH auch im internationalen Vergleich mit ähnlichen Patientengruppen keine großen Abweichungen in den Untersuchungsergebnissen zeigten. Auch im Hinblick auf das Überleben reihten sich unsere Ergebnisse in die Vergleichsdaten ein.
Mit Blick auf den Vergleich der 3 Gruppen - mit PAH, mit grenzwertig erhöhtem mPAP und ohne PAH - stellten wir fest, dass zwar die Patienten mit PAH gegenüber den Patienten ohne diese Erkrankung in vielen Parametern schlechtere Werte aufwiesen, jedoch konnte diese Tendenz für die mittelständige Gruppe nicht durchweg bestätigt werden. Hier ist jedoch noch einmal darauf hinzuweisen, dass die Gruppe mit grenzwertig erhöhtem mPAP (21 bis 24 mmHg) in unserer Arbeit nur durch 7 Patienten vertreten war und damit in ihrer Aussagekraft stark eingeschränkt ist.
In der univariaten Analyse zeigte sich eine Vielzahl an signifikanten Prognoseparametern in der Gesamtgruppe. Insbesondere die spiroergometrische Untersuchung, aber auch die Untersuchung der Lungenfunktion und die Echokardiographie wiesen Werte auf, die für die Prognose der Patienten in der Gesamtgruppe eine signifikante Vorhersagekraft hatten.
In der spiroergometrischen Untersuchung konnten hier unter anderen Werten der VO2max-Wert und die Werte der ventilatorischen Effizienz (EqCO2 und PETCO2) sowie Belastungsdauer und RRsys/dia bestätigt werden, die schon in vorherigen Studien prognostische Relevanz zeigten.
Hämodynamisch zeigten sich außer PVR, TPG, ZVD, PAP und SAP auch die Blutgasanalysen mit venSO2, artSO2 und artpO2 bedeutsam. Lungenfunktionsuntersuchung und Echokardio-graphie zeigten Signifikanzen für die Parameter VC, FVC, FEV1, PEF, MEF 75/50, RV/TLC und die Diffusionskoeffizienten TLCO und KCO, sowie TAPSE, RVEDD, LVESD und sysΔPmax.
Die Laborparameter ließen keine Aussage über die weitere Prognose zu.
Aus der Vielzahl der Prognoseparametern in der univariaten Analyse konnte lediglich der mPAP als unabhängiger prognostischer Parameter auch in der multivariablen Analyse bestehen.
Im Rahmen der ROC-Analyse zeigte sich für unsere Patienten als optimaler Grenzwert für die weitere Differenzierung des Überlebens ein mPAP von 24 mmHg.
Auch wenn die Abweichung von dem bisher gültigen Grenzwert von 25 mmHg für die Diagnose einer pulmonalen Hypertonie nur gering ist, so ist dies doch als Hinweis zu werten, dass gerade bei risikobelasteten Patientengruppen auch grenzwertige mPAP-Erhöhungen ernst genommen werden sollten.
Entsprechend der aktuellen Empfehlungen sehen wir darin einen weiteren Hinweis, dass gerade bei Patienten mit Kollagenosen/rheumatoider Arthritis engmaschige Kontrollen erfolgen sollten, um einen frühen Therapiebeginn zu ermöglichen und so die Mortalität zu senken.
Rekombinante Vektorvakzinen, basierend auf Viren der Newcastle-Krankheit (NDV) haben sich als kostengünstig, schnell herstellbar und sicher für die Applikation bei Geflügel und Säugetieren erwiesen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei rekombinante Vakzineviren, die das lentogene NDV Clone 30 als Vektor nutzen, für die Prävention der hochpathogenen aviären Influenza (HPAI) bei Hühnerküken, die maternale aviäre Influenzavirus-spezifische Antikörper (AIV-MDA) aufweisen, und die Pest der kleinen Wiederkäuer (PPR) bei Ziegen evaluiert.
Während bekannt ist, dass rekombinante NDV/AIV-H5-Vakzineviren in spezifisch pathogenfreien Eintagsküken eine protektive Immunantwort induzieren, ist diese bei Küken in HPAI-Endemiegebieten meist durch vorhandene AIV-MDA negativ beeinflusst. Durch die Generierung einer NDV-Rekombinanten (rNDVsolH5_H5), die das HA des HPAIV H5N1 von zwei individuellen Fremdgenen exprimiert, konnte eine Überexpression des H5 und in Folge der okulonasalen Immunisierung von zwei- und drei-Wochen-alten AIV-MDA+-Küken die Überwindung der AIV-MDA und die Bildung von wirtseigenen AIV-H5-spezifischen Antikörpern erreicht werden. Die in Folge einer HPAIV H5N1-Belastungsinfektion vermittelten Protektionsraten beliefen sich auf 85 % bei zwei-Wochen-alten und auf 100 % bei drei-Wochen-alten Hühnern, deren Ausscheidung des virulenten Wildtypvirus im Vergleich zu Kontrolltieren signifikant reduziert war. Auch wenn das rekombinante Impfvirus in ein-Wochen-alten AIV-MDA+-Küken replizieren konnte, weist die Schutzrate von 40 % darauf hin, dass die Immunisierung sehr junger AIV-MDA+-Küken nicht zu empfehlen ist.
Die subkutane Immunisierung von Ziegen mit dem rekombinanten Vektorvirus rNDV_HKur, das das Hämagglutinin des Morbillivirus der kleinen Wiederkäuer (small ruminant morbillivirus, PPRV) exprimiert, schützte diese vor einer virulenten Wildtypvirus-Infektion. Nach zweimaliger Applikation wurden, wie nach der Impfung mit einer atttenuierten PPRV-Lebendvakzine, weder Erkrankungszeichen beobachtet noch eine hämatogene Streuung und nur geringgradige Replikation bzw. Ausscheidung des PPR-Wildtypvirus nachgewiesen, was auf die Bildung PPRV-neutralisierender Antikörper nach der Immunisierung zurückzuführen ist. Somit konnte gezeigt werden, dass sich das rekombinante NDV/PPRV-H für die Prävention der PPR bei Ziegen eignet. Mit NDV als Vektorvirus konnten nachweislich die Anforderungen sowohl bezüglich der DIVA-Applikation als auch einer hohen Thermostabilität erreicht werden.
Um NDV als Vektorvirus gezielt zu verändern bzw. für dessen unterschiedliche Anwendungen zu verbessern, ist es von Vorteil die Funktion der einzelnen viralen Proteine zu kennen. Mit dem erstmaligen Nachweis der Expression des W-Proteins können nun mit Hilfe des generierten W-spezifischen Peptidantiserums weitere in-vitro- und in-vivo-Analysen erfolgen, um dessen Funktion im viralen Replikationszyklus näher zu untersuchen.
Der rundblättrige Sonnentau (Drosera rotundifolia L.) ist typisch für nährstoffarme Hochmoore und nimmt eine besondere Rolle im Moor-Ökosystem ein. Die Pflanzenart gilt in vielen europäischen Ländern als gefährdet bzw. stark gefährdet. Ihre Gefährdung lässt sich auf drei Ursachen zurückführen:
1) Seit Jahrzehnten führt die Bewirtschaftung der europäischen Moore und die damit einhergehende Entwässerung und Düngung zu einem deutlichen Rückgang der von Drosera-Arten bevorzugten oligotrophen, nassen und sauren Standorte.
2) Bereits im Mittelalter waren Drosera-Arten als Heilpflanzen bekannt und wurden hauptsächlich zur Behandlung von Atemwegserkrankungen (Asthma, Bronchitis, Keuchhusten etc.) eingesetzt.
3) Obwohl seit den 1920er Jahren bereits immer wieder Kultivierungsversuche mit Drosera-Arten durchgeführt wurden, konnte bisher keine Methode für den großflächigen Anbau von Sonnentau realisiert werden, um die von der Pharmaindustrie benötigten Mengen des Drosera-Rohstoffs zu produzieren. Daher werden bis heute europäische und nicht europäische Drosera-Arten immer noch in großen Mengen in natürlichen Mooren gesammelt.
Die zunehmende Zerstörung der natürlichen Moore und die Sammlung für arzneiliche Zwecke stellen zusammen eine ernsthafte Bedrohung für den Erhalt von D. rotundifolia dar. Die Torfmooskultivierungsflächen in Deutschland sind in vieler Hinsicht vergleichbar mit intakten Hochmooren. Das nährstoffarme Milieu der kultivierten Torfmoose dient als Lebensraum für heimische Drosera-Arten, wie Drosera rotundifolia L. und Drosera intermedia Hayne. Daher bieten diese Kulturflächen eine neue Alternative für den Anbau von Drosera-Arten.
In vier Studien wurde die Eignung von Torfmoosrasen für den Drosera-Anbau untersucht, mit Schwerpunkt auf den Anbau von Drosera rotundifolia auf Torfmoos- kultivierungsflächen. In der ersten Studie wurde das Wissen über die Morphologie, Verbreitung, Ökologie, Reproduktion, Nutzung, den Schutz und den Anbau von D. rotundifolia erstmals zusammenfassend diskutiert, um eine wissenschaftliche Grundlage für einen erfolgreichen Anbau auf Torfmoosrasen zu schaffen. Basierend auf diesen Kenntnissen konzentriert sich die zweite Studie auf die Keimfähigkeit von D. rotundifolia und die Überlebensrate von jungen Drosera-Pflanzen auf Torfmoosrasen unter natürlichen, naturnahen und künstlichen Bedingungen. Die dritte Studie fokussiert auf den Gehalt pharmakologisch wirksamer Inhaltsstoffe angebauter und „wild wachsender“ D. rotundifolia- sowie D. intermedia-Pflanzen auf Torfmooskultivierungsflächen. Die vierte Studie untersucht die Biomasseproduktivität und den Ertrag, d. h. den Biomasseanteil der geerntet wird, von beiden o. g. Drosera-Arten auf Torfmooskultivierungsflächen.
Die generierten Daten und Erkenntnisse der vier Studien wurden in vier wissenschaftlichen Artikeln zusammengefasst, wovon zwei bereits veröffentlicht und zwei eingereicht sind.
Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studien sind die Folgenden:
I) Drosera rotundifolia ist sehr stark mit Sphagnum-dominierten Pflanzengemeinschaften verbunden, welche durch Entwässerung europaweit zurückgegangen bzw. verschwunden sind. Dadurch ist D. rotundifolia in den meisten europäischen Ländern eine seltene und geschützte Pflanzenart geworden.
II) Verschiedene Drosera-Arten, u. a. D. rotundifolia, D. intermedia, D. anglica und D. madagascariensis, werden immer noch von Pharmaunternehmen verwendet. Die Pflanzen werden in der freien Natur gesammelt, weil deren Anbau zeitaufwendig und (noch) nicht effizient ist. Daher ist die Entwicklung von Anbaumethoden erforderlich.
III) Die selbstentwickelte „Torf-Gefäß-Methode“ ergab sich als die meist geeignete Drosera-Anbau-Methode durch das spezielle Mikroklima des Sphagnum- Rasens, das konkurrenzarme Milieu und den permanent nassen Sphagnum- Torf in den Pflanzgefäßen.
IV) In den Feldversuchen wurden bei der Aussaat sehr niedrige Keimungsraten < 1 % registriert. Deshalb sind für den Anbau mit Aussaat große Mengen an Samen erforderlich.
V) Die Entfernung von Gefäßpflanzen zeigte im ersten Jahr eine positive Korrelation mit der Anzahl der Drosera-Keimlinge und führte im zweiten Jahr zu einer höheren Anzahl überlebender Drosera-Pflanzen.
VI) Auf Torfmooskultivierungsflächen wachsende Drosera-rotundifolia-Pflanzen wiesen eine 7- bis 8-mal höhere Konzentration von 7-Methyljuglon auf als D. madagascariensis, die hauptsächlich für ‘Droserae herba’ verwendet wird.
VII) Für Drosera rotundifolia gab es bezüglich der Tageszeit keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe. Dies bedeutet, sie kann ganztägig zwischen 7 und 16 Uhr gesammelt werden. Die höchsten Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe wurden für D. rotundifolia und D. intermedia bei 13 bis 24 Monate alten blühenden Pflanzen festgestellt
VIII) Im Vergleich zu natürlichen Mooren Mittel- und Nordeuropas, zeigte D. rotundifolia auf den Torfmooskultivierungsflächen eine 3-34 Mal höhere Biomasseproduktivität (275 kg ha-1 a-1) und einen 2-21 Mal höheren Ertrag (214 kg ha-1 a-1).
IX) Der höchste Ertrag von D. rotundifolia und D. intermedia wurde im Juli und August dokumentiert. In diesen Monaten erreichen die Pflanzen ihr höchstes Gewicht. Auf Torfmooskultivierungsflächen erreichte D. rotundifolia einen viermal höheren Ertrag als D. intermedia. Deshalb ist D. rotundifolia für den Anbau zu bevorzugen.
X) Für eine langfristige nachhaltige Produktion von Drosera wird die Ernte von mindestens 12 Monate alten Pflanzen empfohlen.
Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Entwicklung und Validierung eines pla-nimetrischen MRT-Messprotokolls zur Erhebung von Normwerten für das menschli-che Bulbusvolumen und die Sulcustiefe in der deutschen Bevölkerung. Neben der Häufigkeitsangabe zum Vorkommen von Bulbusaplasien wurden ferner Seitendis-krepanzen sowie eine mögliche Beeinflussung durch das Alter und Geschlecht un-tersucht. Aus vorhergehenden Untersuchungen ist bekannt, dass das Bulbusvolu-men und die Sulcustiefe in direktem Zusammenhang mit dem Riechvermögen ste-hen. Aufgrund der starken Prävalenz von Riechstörungen in der Bevölkerung wurden die Strukturen weiterhin auf einen möglichen morphologischen Zusammenhang mit dem Vorkommen von Stirn- und Kieferhöhlenverschattungen analysiert.
Für die Auswertung mittels der Bildbetrachtungssoftware OsiriX standen 250 MRT-Datensätze der SHIP-Studie zur Verfügung.
Mit Volumina von 10,8 mm³ bis 251,2 mm³ und einer Standardabweichung von 44,9 mm³ erwies sich der BO als äußerst variabel. In zwei Fällen konnte eine linksseitige Aplasie beobachtet werden. Die Sulcustiefe unterlag mit Messwerten von 0,14 mm bis 13,87 mm und einer SD von 1,71 mm ebenso großen Schwankungen. Die ermit-telten Normwerte des BO (104,6 mm³, SD = 44,9 mm³) und des SO (8,39 mm, SD = 1,71 mm) sind vergleichbar mit den Ergebnissen aus Untersuchungen von Bur-meister et. al und Rombaux et al. (Burmeister et al. 2011d; Rombaux et al. 2010). Die statistische Analyse zeigte, dass das Bulbusvolumen unabhängig von Seite, Alter und Geschlecht ist. Auf die Sulcustiefe dagegen wirken mehrere Einflussfaktoren. Der SO auf der linken Seite war um durchschnittlich 0,47 mm signifikant flacher als auf der rechten Seite. Zudem konnte mit zunehmendem Alter eine Abflachung der Sulcustiefen nachgewiesen werden. Männer verfügten über durchschnittlich 0,71 mm signifikant flachere Sulci als Frauen. Ferner wurde untersucht, ob Stirn- und Kiefer-höhlenverschattungen als Einflussfaktoren auf den SO und BO wirken. Männer wie-sen signifikant häufiger Verschattungen der Stirnhöhlen auf als Frauen. Auf das Bul-busvolumen bewirkten Verschattungen jedoch keine Veränderung.
Mit der vorliegenden Arbeit wurde eine standardisierte Methode vorgestellt, die es ermöglicht, den BO und SO quantitativ zu analysieren. Die Tiefenmessung des SO erwies sich als reliabel und ist geeignet um im Klinikalltag angewendet zu werden. Ebenso wie die Tiefenmessungen des SO in einer definierten Ebene erfolgten, wur-den für die planimetrischen Bulbusmessungen die Lage und Begrenzung des BO präzise beschrieben. Das hier entwickelte Messprotokoll kann als Anleitung für wei-tergehende Untersuchungen dienen. Perspektivisch kann zur Erleichterung und Ver-kürzung der aufwendigen und zeitintensiven Vermessungen des BO das vorgestellte Messprotokoll als Grundlage für eine semiautomatische Methodik genutzt werden. Außerdem kann geprüft werden, ob die Messungen in 3T-MRTs und in T1- und T2-Wichtung leichter fallen.
Die Vergleiche mit anderen Arbeiten lassen aufgrund der Probandenauswahl, deren geringeren Probandenanzahl und der abweichenden Vorgehensweisen bei den Mes-sungen nur bedingt Schlussfolgerungen zu. Daraus resultierend existieren bisher keine einheitlichen Normwerte für den BO und SO. Aus den Ergebnissen der vorlie-genden Arbeit ergeben sich neue Anreize für künftige Studien, die sich mit phyloge-netischen Aspekten befassen könnten. Weiterhin sollte der Frage nachgegangen werden, ob bei neurodegenerativen, psychischen und internistischen Krankheiten abweichende Werte für den BO oder SO beobachtet werden können und inwiefern das Maß der Abweichung als prognostisches Instrument genutzt werden kann. An-hand der vorliegenden Untersuchung kann zudem keine Aussage getroffen werden, inwiefern sich symptomatische Verschattungen der Stirn- und Kieferhöhlen von asymptomatischen Verschattungen hinsichtlich des Bulbusvolumens und der Sulcus-tiefe unterscheiden. Weiterführende Studien sollten deshalb neben der klinischen Relevanz auch den Zustand der gesamten Nasennebenhöhlen, insbesondere der Siebbeinzellen, betrachten, um zu überprüfen, ob dortige Veränderungen den BO oder SO beeinflussen.
In der vorliegenden monozentrischen randomisierten kontrollierten cross-over Studie wurde der Einfluss der Länge sowie der Anpressdruck von drei speziellen zweikomponenten-Kompressionsstrümpfen untersucht. Ein reiner UnterschenkelKompressionsstrumpf vom Typ AD (Anpressdruck 37 mmHg) wurde mit zwei Varianten des Unterschenkel- und Oberschenkel-Kompressionsstrumpf-Typs AG(Anpressdruck 37 mmHg und 45 mmHg) verglichen. Ausgewertet wurden die Daten von 16 Patienten mit einer CVI im Stadium C3–C6, hinsichtlich der Hämodynamik, der Entstauung, der Lebensqualität und des Tragekomforts. Die Tragephase mit jedem der drei Kompressionsstrümpfe dauerte eine Woche, gefolgt von einer Woche Pause zwischen den Tragephasen. Die Hämodynamik wurde mittels Dehnungsstreifenplethysmographie und die Beinvolumenänderung mittels Bodytronic 600 bestimmt. Die Lebensqualität und der Tragekomfort wurden mittels Fragebogen am Ende jeder Tragephase bewertet.
Anhand der ausgewerteten Daten spielt die Länge der Kompressionsstrümpfe eine sehr wichtige Rolle hinsichtlich der hämodynamischen Wirkung und der Entödematisierung der Beine. Mit den AD Kompressionsstrümpfen trat eine Zunahme des Beinvolumens am Oberschenkel häufiger auf. Missempfindungen an den Noppen des proximalen Unterschenkels aufgrund eines ödematösen Oberschenkels mit AD Kompressionsstrümpfen konnten in dieser Studie mit AG Kompressionsstrümpfen vermieden werden. Häufige Beschwerden der Patienten mit CVI, wie Schweregefühl, Spannungsgefühl und Ödemen (Rabe, et al., 2003a) konnten die Probanden im Alltag nicht beeinträchtigen. Die neuen AG Kompressionsstrümpfe (AG45 und AG 37)zeigten beide sehr gute Ergebnisse bezüglich der Hämodynamik und können daher die therapeutische Effektivität des schon bekannten Kompressionsstrumpf-Standards AD weiter optimieren. Sie bewirken eine bessere venöse Drainage am gesamten Bein und ergleich zu dem AD-Kompressionsstrumpf ohne den Tragekomfort und die Lebensqualität im Alltag zu beeinträchtigen.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Argon Plasma Quelle „MiniJet-R“ von HHF-Elektronik, Aachen, auf ihre Eignung als medizinischer CAP-Generator und ihre Emission von UVC-Strahlung und NO2 untersucht. Dabei wurde die Emission von UVC-Strahlung auf ihre Abstandsabhängigkeit und ihre Winkelverteilung vermessen. Die UVC-Intensität nimmt im für Entfernungen bis ca. einer Plasmaflammenlänge weniger schnell als 1/r² ab. Erst ab Entfernungen die ca. zwei Plasmaflammenlängen entsprechen nimmt die UVC-Intensität mit 1/r² ab. Die Intensität ist über alle Winkel gleich verteilt, bis eine durch den apparativen Aufbau der Quelle bedingte Abschattung bei Winkeln ab 85° einsetzt. Weiter wurde die Abhängigkeit der UVC-Intensität von den Betriebsparametern Argon Gasdurchfluss und Power Level untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass die UVC-Intensität mit steigendem Gasdurchfluss abnimmt. Bei der Charakterisierung der Power Level – Abhängigkeit zeigte sich, dass die UVC-Intensität bei Power Level 3 ein Minimum hat. Zur näheren Bestimmung der UVC-Strahlung des Plasmas wurde das Spektrum des Plasmas von 168nm bis 275nm aufgenommen. Durch den Vergleich des gemessenen Spektrums und eines berechneten NO-Spektrums konnte NO als Hauptquelle der UVC-Strahlung nachgewiesen werden. Mittels Chemilumineszens-Messung konnte außerhalb des Plasmas NO2 als verbleibende Komponente identifiziert werden, während NO nur in vernachlässigbaren Konzentrationen außerhalb des Plasmas nachweisbar war. In weiteren Messungen wurde die NO2-Erzeugung des Plasmas in Abhängigkeit der Betriebsparameter Gasdurchfluss und Powerlevel sowie die NO2-Konzentration in der Raumluft in Abhängigkeit vom Abstand und von der Richtung zum Plasma bestimmt. Dabei wurde nachgewiesen, dass bei ausreichendem Abstand zum Plasma die NO2-Konzentration unterhalb des Arbeitsplatzgrenzwertes liegt. Unter ungünstigen Betriebsbedingungen und in unmittelbarer Umgebung konnten allerdings auch erheblich höhere Konzentrationen festgestellt werden. Die gemessenen UVC-Intensitäten und NO2-Konzentrationen werden mit den geltenden Maximalwerten unter dem Aspekt der Arbeitsplatzsicherheit verglichen. Abschließend erfolgt eine Beurteilung der CAP-Quelle „Minijet-R“ und eine Beschreibung einer idealen CAP-Quelle.
Research on the science and the fiction of supercritical fluid chromatography (SFC) has been ongoing for more than five decades. Today, packed column SFC promises speedy solutions to chiral and semi-preparative separation problems, but academia has been reluctant to incorporate SFC into its curriculum, as doubts linger concerning its practicability. This work sought to explore the merits of SFC in hyphenation with electrospray ionization--single quadrupole mass spectrometry (ESI-MS) and supercritical fluid extraction (SFE) in various aspects of medicinal chemistry and bioanalysis within an academic setting.
SFC was investigated for its usefulness in assessing the purity and the stability of synthesis products, and the quantification of chiral and achiral metabolites - domains conventionally occupied by high performance liquid chromatography (HPLC).
Confronted with analytes prone to hydrolysis (cyclic polysulfides) and UV-induced configurational changes (aza-stilbenes), fast elution by water-free SFC-MS proved complementary to traditional chromatographic techniques.
The quantification of antidepressant ketamine metabolites presented an opportunity to assess supercritical fluid techniques within a bioanalytical context. While SFC hyphenated to single quadrupole MS did not reach the sensitivity levels of HPLC coupled to triple quadrupole MS/MS, exploitation of supercritical CO2 reduced analysis times more than six-fold (60 minutes by HPLC vs 10 minutes by SFC). When coopted for both extraction and analysis, SFE-SFC-MS simplified sample preparation and promoted the transition from off- to on-line bioanalysis. Similar results were obtained when SFC was applied to acidic and basic metabolites of the controversial anodyne flupirtine. Again, SFC featured shorter run times but also expanded the target metabolite spectrum covered within one run.
Finally, a tiered approach to validation demonstrated the reliability achievable by SFC. Critical applications such as quantification of the newly approved antidepressant ketamine or the recently withdrawn analgesic flupirtine were comprehensively validated according to guidelines on bioanalytical method validation by the European Medicines Agency. Notably, this included the first fully validated chromatographic methods for the putative antidepressant (2R,6R)-6-hydroxynorketamine, and the first report of EMA-conforming quantification by on-line SFE-SFC-MS from urine.
Separation scientists find themselves confronted with diverse problems and tools. Although parsing only a microscopic subsection of the available chemical and analytical space, the results obtained here suggest SFC to be a fast and versatile addition to conventional chromatographic methods employed at the intersection of medicinal chemistry and bioanalysis.
Neue Antibiotika und Präventionsmaßnahmen gegen S. aureus sind aufgrund der starken Ausbreitung multiresistenter S. aureus-Stämme dringend erforderlich. Zur Entwicklung von Therapie- und Präventionsmaßnahmen werden geeignete Infektionsmodellen benötigt, die die klinische Situation möglichst exakt widerspiegeln. Da die Spezies S. aureus stark wirtsspezifisch ist, könnten wirtsadaptierte S. aureus-Stämme hierbei äußerst hilfreich sein. In der Infektionsforschung werden vor allem Mausmodelle verwendet. Da bisher jedoch angenommen wurde, dass Mäuse keine natürlichen Wirte von S. aureus sind, sind S. aureus-Forscher davon ausgegangen, dass Mäuse kein geeignetes Modell darstellen. Das wurde durch unsere und andere Arbeitsgruppen allerdings in den letzten Jahren widerlegt. Wir konnten zeigen, dass Labor- und Wildmäuse mit S. aureus besiedelt sind.
Im Rahmen dieser Arbeit sollte geklärt werden, ob murine Infektionsmodelle durch die Verwendung von mausadaptierten S. aureus-Stämmen optimiert werden können. Aus über 250 S. aureus-Stämmen, die aus Labor und Wildmäusen isoliert wurden, wurden vier mausadaptierte S. aureus-Isolate ausgewählt und mit dem humanen S. aureus-Isolat Newman in einem Pneumonie- und Bakteriämiemodell vergleichen. Diese Stämme wiesen einen repräsentativen spa-Typ sowie typischen Phagenmuster und Virulenzgene auf. Zudem waren sie in der Lage, murines Plasma zu koagulieren und in murinem Vollblut zu replizieren.
Es zeigte sich, dass das murine Isolat S. aureus DIP sowohl im Pneumonie- als auch im Bakteriämiemodell deutlich virulenter war als das humane Isolat Newman und die anderen getesteten mausadaptierten Stämme. Nach kürzester Zeit starben alle Tiere, die mit S. aureus DIP infiziert wurden. Wurde die Infektionsdosis im Vergleich zu Newman um 90 % reduziert, waren die bakterielle Last, der Belastungsscore, sowie die Zytokin- und Chemokinkonzentrationen nach Infektion mit S. aureus DIP bzw. S. aureus Newman vergleichbar. Im Besiedlungsmodell konnte gezeigt werden, dass die mausadaptierten Stämme S. aureus JSNZ sowie S. aureus DIP in der Lage sind, Mäuse über einen Zeitraum von 7 Tagen stabil zu besiedeln. Mäuse, die mit S. aureus Newman besiedelt waren, konnten den Stamm innerhalb dieses Zeitraums eliminieren. Die Genomsequenzierung der in vivo verwendeten S. aureus Stämme zeigte, dass lediglich S. aureus DIP für das Leukozidin LukMF‘ kodiert. Das lässt vermuten, dass die Präsenz des Virulenzfaktors für die gesteigerte Virulenz von S. aureus DIP verantwortlich sein könnte.
Des Weiteren sollten in dieser Arbeit ein Besiedlungsmodell mit murinen S. aureus-Isolaten etabliert und die beteiligten Immunzellen quantifiziert werden. Es zeigte sich, dass Mäuse mit murinen S. aureus-Isolaten bis zu 7 Tage besiedelt werden können wohingegen S. aureus Newman zu diesem Zeitpunkt nur noch in 20 % der Tiere nachweisbar war. Zudem konnte bei der intranasalen Besiedlung mit einer hohen Dosis S. aureus DIP [1 × 10^8 CFU] gezeigt werden, dass sowohl Th17-Zellen als auch γδ-T-Zellen nach 7 Tagen IL-17A, IL-17F und IL-22 produzieren. Jedoch konnte die Zytokinproduktion nur in Tieren nachgewiesen werden, die einen hohen Belastungsscore aufwiesen. Da nach 24 Stunden bei Tieren mit hohem Belastungsscore auch Bakterien in der Lunge detektiert wurde, ist anzunehmen, dass S. aureus diese Tiere nicht nur besiedelt, sondern bei ihnen auch eine Atemwegsinfektion verursacht hatte. Durch den geringen prozentualen Anteil an ILCs in den zervikalen Lymphknoten war es nicht möglich Rückschlüsse auf deren Zytokinproduktion zu ziehen. Somit gelang es zwar ein murines S. aureus-Besiedlungsmodell zu etablieren, jedoch kann keine Aussage zu den beteiligten Zellen des Immunsystems getroffen werden.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass Labormäuse mit mausadaptierten S. aureus-Stämmen länger besiedelt werden können als mit dem humanen Referenzstamm Newman. Zudem konnte mit Hilfe des mausadaptierten Stammes S. aureus DIP die Infektionsdosis im Pneumonie- und Bakteriämiemodell erheblich reduziert werden. Somit gelang es Mausmodelle durch die Verwendung von mausadaptierten S. aureus-Stämmen zu optimieren, auch wenn das nicht auf alle getesteten Isolate zutrifft. Durch die Anpassung an den murinen Wirt stellen mausadaptierte S. aureus-Stämme wie DIP und JSNZ ein physiologischeres Modell der Pathogen-Wirts-Interaktion dar. Die Verwendung eines solchen Stammes ermöglicht es ein besseres Verständnis für Infektionsprozesse und die Pathogen-Wirt-Interaktionen zu erlangen und dadurch eventuell neue Therapiemöglichkeiten zu entwickeln.
Es ist zu berücksichtigen, dass auch die Verwendung mausadaptierter S. aureus-Stämme in murinen Besiedlungs- und Infektionsmodellen lediglich ein Modell darstellt, welches Vor- und Nachteile hat. Daher ist es essenziell, dass Wissenschaftler die Grenzen jedes Modellsystems kennen und das richtige Infektionsmodell (oder eine Kombination davon) auswählen, um ihre Forschungsfragen zu beantworten.
Kraniomandibuläre Dysfunktionen sind eine der häufigsten Erkrankungen im Wechselspiel zwischen dem stomatognathen System und dem übrigen Körper, insbesondere der Halswirbelsäule. Sehr häufig steht dabei das Kiefergelenk im Mittelpunkt. Durch das fehlende physiologische Zusammenspiel kommt es nicht selten zu unterschiedlichen lokalen Beschwerden am Kauapparat sowie zu Fernwirkungen, die mitunter nicht auf den kraniozervikalen Übergang beschränkt bleiben. Da die Beziehungen zwischen dem Kauapparat und dem kraniozervikalen Übergang nicht vollständig verstanden sind, bestand das Ziel dieser Studie darin, zu untersuchen, ob die ossäre Morphologie der angrenzenden Regionen mit dem kraniozervikalen Übergang physiologische Wechselwirkungen aufweist und damit als ursächlicher Faktor für eine CMD diskutiert werden sollte.
Die vorliegende Studie basiert auf 125 DVT-Datensätzen, die im Rahmen des klinischen Alltags in der Klinik für Mund-Kiefer-Gesichtschiurgie / Plastische Operationen der Universitätsmedizin Greifswald erstellt worden sind. Die Erstellung der Rohdaten wurde mit dem Liegendgerät Newtom 3G (Q.R.s.r.l.) durchgeführt. Anschließend wurden die Daten mit der Software NewTom NNT Version 2, 11 (Q.R.s.r.l., Verona Italien) nachberechnet und vermessen. Der kraniozervikale Übergang, das Kiefergelenk und der Gesichtsschädel wurden durch charakteristische lineare Maße und Winkel standardisiert vermessen. Außerdem wurde eine Typisierung der Form des Kondylus vorgenommen und die Anzahl der Stützzonen festgestellt.
Zur Analyse der erhobenen Daten wurden zunächst Mittelwerte und Standardabweichungen getrennt nach Geschlecht und Altersgruppen ermittelt. Um den Geschlechtsdimorphismus und Unterschiede zwischen den Altersgruppen der erwachsenen Probanden darzustellen, wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Anschließend erfolgten Korrelationsanalysen, um Zusammenhänge zwischen den einzelnen Untersuchungsregionen aufzuzeigen. Des Weiteren wurden Korrelationsanalysen unter Berücksichtigung der Form des Proc. condylaris und der Anzahl der vorhandenen Stützzonen durchgeführt, um den Einfluss auf die drei Untersuchungsregionen herauszuarbeiten. Schließlich wurde eine Faktorenanalyse durchgeführt, um weitere funktionelle Zusammenhänge zu ermitteln.
Der Vergleich der erhobenen Daten mit denen der Literatur zeigte in großen Teilen Übereinstimmungen. Durch die Varianzanalyse ließ sich kein Hinweis auf signifikante Unterschiede der Maße in den einzelnen Altersgruppen erkennen. Es traten jedoch geschlechtsspezifische Unterschiede auf. Die Maße der männlichen Probanden waren überwiegend größer als die der weiblichen. Besonders große Unterschiede zeigten sich bei den Maßen des Gesichtsschädels und den Maßen des kraniozervikalen Überganges. Am Kiefergelenk war lediglich der Proc. condylaris bei den Männern länger als bei den Frauen.
Die Korrelationsanalyse wies auf Zusammenhänge zwischen den einzelnen Regionen hin, die vor allem zwischen den Maßen des Gesichtsschädels und den Maßen des kraniozervikalen Überganges deutlich ausgeprägt waren. Diesbezüglich wiesen 67,9 % der Werte signifikant positive Korrelationen auf. Zwischen den Maßen des Gesichtsschädels und des Kiefergelenks waren es lediglich 45,2 % signifikante Korrelationen und zwischen kraniozervikalem Übergang und Kiefergelenk sogar nur 36,1 % signifikante Korrelationen. Besonders deutlich war der Zusammenhang zwischen den Längen des Gesichtsschädels und den Längen von Atlas und Axis. Die signifikanten Zusammenhänge konnten durch Regressionsanalysen weiter charakterisiert werden. Es ließen sich jedoch keine geschlechtsspezifischen Unterschiede erkennen. Durch die Faktorenanalyse konnte gezeigt werden, dass sich die einzelnen Parameter mathematisch gruppieren lassen.
Die Korrelationsanalyse unter Berücksichtigung der Kondylenform und der Anzahl der Stützzonen zeigte, dass beide Struktureinheiten einen großen Einfluss auf die Untersuchungsregionen und deren Beziehungen zueinander haben. So wurde deutlich, dass die Anzahl der Korrelationen bei runden Kondylenformen größer ist als bei flachen Formen. Auch wurde deutlich, dass bei fehlenden Stützzonen keine oder kaum Korrelationen nachgewiesen werden können und die Wechselwirkung zwischen den Regionen mit der Anzahl der Stützzonen zunimmt.
Die vorliegende Studie zeigt auffällige ossäre Zusammenhänge zwischen dem kraniozervikalen Übergang, dem Kiefergelenk und dem Gesichtsschädel. Trotz der relativ kleinen Stichprobe konnte die Studie einen Anhalt auf mögliche Zusammenhänge liefern. Die Art der Zusammenhänge, sowie der Einfluss weiterer Faktoren wie Körpergröße, ethnische Zugehörigkeit oder Erkrankungen sollten künftig im Fokus weiterer Untersuchungen stehen. Für derartige Untersuchungen kann diese Studie als Grundlage dienen.
Einleitung
Der EQ-5D ist ein etablierter Fragebogen zur Messung der gesundheitsbezogenen
Lebensqualität von Erwachsenen. Die Entwicklung einer kinderfreundlichen Version dieses
Instrumentes, namens EQ-5D-Y, ermöglicht die Erhebung von vergleichbaren
Lebensqualitätsdaten bei Kindern und Jugendlichen. Die vorliegende Studie dient der
ergänzenden Validierung und methodischen Absicherung des EQ-5D-Y durch Anwendung
bei kranken Kindern und Jugendlichen.
Methoden
Es wurden 235 akut und chronisch erkrankte Probanden, davon 107 Kinder (5-12 Jahre) und
128 Jugendliche (13-18 Jahre), in die Studie eingeschlossen. Die Befragungen wurden im
Krankenhaus, in ambulanten Sprechstunden und in Rehakliniken durchgeführt. Die
Rehapatienten wurden zum Rehabeginn sowie vor der Abreise befragt, während bei allen
anderen Patienten eine einmalige Datenerhebung erfolgte. Der Patientenfragebogen umfasste
neben dem EQ-5D-Y weitere bereits validierte Lebensqualitätsinstrumente wie den KINDL-R
und den KIDSCREEN-10. Die behandelnden Ärzte beantworteten ebenfalls einen
Fragebogen, der u.a. die Proxy-Version des EQ-5D-Y beinhaltete.
Neben Häufigkeitsanalysen des EQ-5D-Y auf Itemebene wurden die fehlenden Werte
ausgezählt sowie Mittelwerte und Standardabweichungen berechnet und mit dem KINDL-R
und KIDSCREEN-10 verglichen. Eine Varianzanalyse sollte Unterschiede zwischen den
einzelnen Diagnosegruppenmittelwerten detektieren. Zur Bestimmung der konvergenten
Validität wurde der EQ-5D-Y mit den beiden genannten Vergleichsinstrumenten korreliert.
Weiterhin wurden die Patientendaten den Ärztedaten gegenübergestellt und auf
Übereinstimmung überprüft. Die Daten der Längsschnittstudie der Rehagruppe dienten der
Berechnung der Änderungssensitivität. Mithilfe eines Ankerinstrumentes wurden je nach hier
angegebener Veränderung des Wohlbefindens drei Gruppen gebildet (verbesserter,
unveränderter oder verschlechterter subjektiver Gesundheitszustand) und die standardisierten
Effektstärken (SES) berechnet.
Ergebnisse
Die Kinder waren im Durchschnitt 10,31 (SD 1,46) und die Jugendlichen 15,22 (SD 1,52)
Jahre alt. In beiden Altersgruppen wurden im EQ-5D-Y am häufigsten Schwierigkeiten im
Bereich ‚Schmerzen/körperliche Beschwerden‘ und am seltensten in der Dimension ‚für sich
selbst sorgen‘ angegeben. Die von 0-100 transformierten Mittelwerte des EQ-5D-Y lagen bei
90,47 (Kinder) und 84,45 (Jugendliche), die der EQ-VAS bei 82,79 (Kinder), 78,25
(Jugendliche). In der Kinderbefragung blieb im EQ-5D-Y eine Frage unbeantwortet, bei den
Jugendlichen gab es je zwei fehlende Werte beim EQ-5D-Y und bei der EQ-VAS. Die
Deckeneffekte betrugen beim EQ-5D-Y 47,7% in der Kindergruppe und 34,4% in der
Jugendgruppe, bei der EQ-VAS: 21,5% (Kinder), 7,0% (Jugendliche). Ein
schlechtmöglichster Gesundheitszustand wurde nicht genannt. Verglichen mit dem KINDL-R
und dem KIDSCREEN-10 waren die Mittelwerte und Deckeneffekte des EQ-5D-Y größer
und der Anteil fehlender Werte deutlich geringer. In der Varianzanalyse wurden verglichen
mit den anderen Instrumenten die meisten signifikanten Unterschiede für den EQ-5D-Y
insbesondere in der Gruppe mit akuten Erkrankungen berechnet. Die Korrelationen zwischen
dem EQ-5D-Y und den Vergleichsinstrumenten lagen in beiden Altersgruppen insgesamt im
mittleren Bereich. Die EQ-VAS korrelierte in der Kindergruppe schwach und in der
Jugendgruppe mittel bis stark mit dem KIDSCREEN-10 und dem Gesamtwert des KINDL-R.
Im Arzt-Patienten-Vergleich wurden in beiden Altersgruppen die höchsten Werte (Cohens
Kappa) in der Dimension ‚Schmerzen/körperliche Beschwerden‘ berechnet (Kinder: 0,23,
Jugendliche: 0,27). Die stärkste Korrelation nach Pearson fand sich im Item
Schmerzen/körperliche Beschwerden (0,21) in der Kindergruppe. Bei den Jugendlichen lag
der größte Wert bei 0,38 in der Dimension ‚alltägliche Tätigkeiten‘. Die ICC für die EQ-VAS
lag bei 0,05 (Kinder) und 0,23 (Jugendliche). In der Rehapatientengruppe mit unverändertem
Wohlbefinden lagen die SES des EQ-5D-Y bei annähernd Null (-0,08 Kinder; -0,13
Jugendliche). Bei der EQ-VAS lagen die Werte in dieser Gruppe bei 0,50 (Kinder), 0,18
(Jugendliche). In der Gruppe mit subjektiver Gesundheitsverbesserung zeigte der EQ-5D-Y
eine positive Veränderung an (0,47 Kinder; 0,25 Jugendliche). Für die EQ-VAS wurden hier
ebenfalls positive SES berechnet. In der Gruppe mit verschlechtertem Befinden betrugen die
SES des EQ-5D-Y -0,20 (Kinder) und 0,01 (Jugendliche), die SES der EQ-VAS 0,04 (Kinder)
sowie -1,12 (Jugendliche). Die SES der Vergleichsinstrumente waren ebenfalls entsprechend
der Gruppenzuteilung meist positiv, gleichbleibend oder negativ.
Schlussfolgerung
Der EQ-5D-Y-Fragebogen erwies sich bezüglich der durchgeführten Analysen insbesondere
im Vergleich zu den bereits erprobten HRQoL-Instrumenten bei der Anwendung an kranken
Kindern und Jugendlichen als hinreichend valide. Durch die begrenzte Diagnosenauswahl und
relativ kleinen Stichprobenumfänge wäre es jedoch empfehlenswert, die dargelegten
Ergebnisse durch weitere Daten zu ergänzen.
Die Regulation der adaptiven Immunantwort im Verlauf der schweren akuten Pankreatitis im Mausmodell
(2020)
Die akute Pankreatitis ist eine weit verbreitete gastrointestinale Erkrankung, die assoziiert sein kann mit Multiorganversagen und einer nicht unwesentlichen Mortalität. Die Pankreatitis beginnt mit einer sterilen Entzündung, die eine überschießende inflammatorische Immunantwort (SIRS) induzieren kann. Die dahinter stehenden Mechanismen sind bisher noch nicht verstanden und eine Behandlung aus diesem Grund schwierig.
Um die systemische Immunantwort während der Pankreatitis genauer zu untersuchen, wurde in dieser Studie in unterschiedlichen Mausstämmen (IL-12p40-, NLRP3- und IL-18 knockout Mäuse) eine akute Pankreatitis mittels Gangligatur und der Applikation von Caerulein induziert. Die Aktivierung der erworbenen Immunantwort wurde mittels durchflußzytometrischer Analyse der T-Zellen in der Milz gemessen. Die Differenzierung der T-Zellen zu Th1/Th2/Treg-Zellen wurde durch die Färbung der nukleären Transkriptionsfaktoren Tbet, Gata3 und FoxP3 und CD4+-Zellen untersucht.
Im Zuge dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung des erworbenen Immunsystems abhängig von NLRP3 ist. Während der Pankreatitis zeigte sich eine klare Th2-Antwort in Abwesenheit einer Th1-Antwort. Diese Immunantwort war abhängig von IL-18 in Abwesenheit von IL-12. Die therapeutische Inhibition von NLRP3 zeigte eine deutliche Reduktion der T-Zell-Aktivierung und einen milderen Krankheitsverlauf der Pankreatitis.
Im Gegensatz zu anderen Arbeiten, die davon ausgehen, dass es erst zu einer überschießenden Inflammation (SIRS) und dann zu einer zu starken Gegenreaktion, Anti-Inflammation (CARS), kommt, konnte gezeigt werden, dass im Verlauf der Pankreatitis SIRS und CARS parallel verlaufen. Durch die Inhibition von NLRP3 kommt es zu einer milderen Immunantwort und milderen Krankheitsverlauf. Aus diesem Grund kann der Einsatz von Inhibitoren gegen NLRP3 ein guter therapeutischer Ansatz für den klinischen Alltag und bei der Behandlung der akuten Pankreatitis sein.
Das Ziel der stabilisierenden Wirbelsäulenchirurgie ist es, einen ausreichend langfristigen, suffizienten Implantatsitz zu gewährleisten und damit den instrumentierten Wirbelsäulenabschnitt ruhigzustellen, um ein Abheilen der Pathologie bzw. eine knöcherne Fusion herbeizuführen. In einigen Fällen können jedoch Bedingungen vorliegen, die die standardmäßige Instrumentierung mit Pedikelschrauben verhindern. So können beispielsweise anatomische Varianten, vorherige transpedikuläre Zementanwendungen oder Lockerungen von zuvor angewendetem Osteosynthesematerial, die üblicherweise angewendete Stabilisierung mittels Pedikelschrauben in den betreffenden Wirbelkörpern unmöglich machen. Vor dem Hintergrund der hohen, beziehungs- weise weiter steigenden Zahlen an Wirbelsäuleneingriffen, sind alternative Instrumentierungs- techniken zunehmend gefragt. Dabei stellt die Platzierung von intralaminären Schrauben zur Osteosynthese von Wirbelkörpern eine mögliche Alternative zu Pedikelschrauben dar.
Zur Beschreibung der Anatomie der Laminae wurden anhand von Selektionskriterien ausgewählte anonymisierte Computertomographien mittels einer Planungs- und Analysesoftware für radiologische Bildgebungen nach Kriterien für die Platzierung von ILS vermessen. Dabei wur- den die Wirbelkörperlaminae, die Dornfortsätze und zum Vergleich die Pedikel analysiert und ausgewertet und zur Qualitätssicherung die Richtigkeit und Reproduzierbarkeit der erhobenen Daten gezeigt.
Die vergleichenden statistischen Analysen zeigten, dass intralaminäre Schrauben eine alter- native Fixierungsmöglichkeit im Lendenwirbelsäulenbereich darstellen können. Mehr als 90% der Laminae aller Lendenwirbelkörper hatten eine Länge über 30 mm bei beiden Geschlechtern. Dadurch ist die Laminalänge für eine Anwendung im gesamten Lendenwirbelsäulenbereich möglich. Jedoch zeigten sich für die Laminabreiten Limitationen. Bei LWK 4 (57,1%) und LWK 5 (46,9%) bei den Frauen und bei LWK 5 (67,3%) bei den Männern waren bedeutsame Anteile der Laminae mit geringen Breiten unter 5 mm messbar. Im Vergleich zu den standardmäßig zur Instrumentierung belegten Pedikeln hatten die Lamina vom LWK 1 und vom LWK 2 bei dem weiblichen Geschlecht im Durchschnitt einen größeren Querschnitt. Demgegenüber fanden sich bei LWK 4 und LWK 5 bei den Frauen und bei LWK 5 bei den Männern in einem bedeutsamen Anteil der Fälle zu kleine Querschnitte der Laminae, um eine Instrumentierung zu ermöglichen. Diese Einschränkung könnte im Vorfeld anhand einer Bildgebung überprüft werden, um festzustellen, ob intralaminäre Schrauben bei dem jeweiligen Patienten, im Gegensatz zu der etablierten Methode der Pedikelschraubenfixierung, platzierbar und möglich sind. In der Mehrzahl der Fälle kann bei einer Hypoplasie der Pedikel oder Laminae auf die jeweils andere Struktur ausgewichen werden.
Biomechanische und klinische Langzeitstudien sollten vor dem Einsatz von intralaminären Schrauben erfolgen, um die technische Machbarkeit und den Nutzen von intralaminären Schrauben an der Lendenwirbelsäule zu beurteilen. Die vorgelegte anatomisch-radiologische Studie der lumbalen Laminae kann als Referenz für zukünftige Anwendungen dienen.
Es wurde eine Methode zur Herstellung ultradünner Filme aus Metall bzw. metallischen Verbindungen (Legierungen) etabliert. Die Struktur und die physikalischen Eigenschaften der Filme wurden untersucht. Die entwickelte Präparationsmethode beruht auf induzierter Filmkontraktion nach erzwungener Benetzung (iFCaFW). Die Filme bestehen aus ultradünnen vertikal heterostrukturierten Multischichten (2D-VHML), sie entstehen durch den Beschichtungsvorgang und bestehen aus jeweils einer nm-dicken metallischen Schicht (M) eingebettet zwischen zwei Metall(hydr)oxidschichten (MOxHy) im nm- bis sub-nm Bereich. Dieser vertikal heterostrukturierte Aufbau wurde bei allen untersuchten Filmmaterialien beobachtet. Alle in dieser Arbeit vorgestellten Schichtsysteme wurden unter atmosphärischem Druck hergestellt. Es konnten Substrate aus Silicium und Muskovit sowie aus Borosilikat- und Kalk-Natron-Glas (Objektträger) beschichtet werden. Jede, aus flüssigem Metall bzw. flüssiger Legierung hergestellte Schicht verfügt über eine feste (Hydr)oxidschicht an der Luftgrenzfläche. Diese feste (Hydr)oxidschicht fungiert als Substrat für die nächste darüber aufgebrachte Schicht aus flüssigem Metall bzw. flüssiger Legierung. Somit entstehen vertikal heterostrukturierte Multischichten durch identische Wiederholung des Beschichtungsvorgangs. Dies ist eine innovative und vergleichsweise umweltfreundliche Methode, um transparente, elektrisch leitfähige und lateral homogene nm-dünne ein- oder mehrschichtige Metallfilme herzustellen. Verwendet wurden Metalle mit sehr niedriger Schmelztemperatur (kleiner als 300 °C), wie Bismut, Gallium, Indium, Zinn und ihre Legierungen. Die hohe Oberflächenspannung der geschmolzenen Metalle und Legierungen sowie die Adhäsion mit der die (Hydr)oxidhaut dieser Metalle und Legierungen auf verschiedenen Substraten haftet ermöglicht die Beschichtungsmethode.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Assoziationen von Sexualhormonen und anthropometrischen Parametern bei Frauen und Männern aus der Allgemeinbevölkerung zu untersuchen.
Studiendesign und Methodik
Es wurden Querschnittsdaten von 957 Frauen und Männern aus der bevölkerungsbasierten Gesundheitsstudie in Pommern „Study of Health in Pomerania“ (SHIP) verwendet. Assoziationen von Sexualhormonen mit physischen, laborchemischen und bildgebenden Parametern der Anthropometrie wurden in multivariablen Regressionsmodellen für die gesamte Stichprobe analysiert und nach Geschlecht stratifiziert. Sexualhormonmessungen umfassten Gesamttestosteron (TT), freies Testosteron (fT), Estron und Estradiol, Androstendion (ASD), Dehydroepiandrosteronsulfat (DHEAS) und Sexualhormon-bindendes Globulin (SHBG). Zu den anthropometrischen Parametern zählten Body-Mass-Index (BMI), Taillenumfang, Hüftumfang, Taille-zu-Höhe-Verhältnis und Taillen-Hüft-Verhältnis (WHR). Zu den Magnetresonanztomographie basierten Messgrößen zählten viszerales Fettgewebe und subkutanes Fettgewebe. Zu den laborchemisch bestimmten Fettgewebshormonen zählten Leptin und Vaspin.
Ergebnisse
Bei Männern wurden inverse Assoziationen zwischen allen berücksichtigten anthropometrischen Parametern mit TT gefunden: BMI (β-Koeffizient, Standardfehler (SE): -0,159, 0,037), Taillenumfang (β-Koeffizient, SE: -0,892, 0,292), subkutan Fettgewebe (β-Koeffizient, SE: -0,156, 0,023) und Leptin (β-Koeffizient, SE: -0,046, 0,009). Bei Frauen waren TT (β-Koeffizient, SE: 1,356, 0,615) und Estron (β-Koeffizient, SE: 0,014, 0,005) positiv mit dem BMI assoziiert. In Varianzanalysen waren BMI und Leptin bei Männern invers mit TT, ASD und DHEAS assoziiert, jedoch positiv mit Estron. Bei Frauen waren BMI und Leptin mit allen Sexualhormonen positiv assoziiert.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend bestätigte und erweiterte die vorliegende Arbeit die zuvor beschriebenen geschlechtsspezifischen Assoziationen zwischen Sexualhormonen und verschiedenen anthropometrischen Parametern für Übergewicht und Adipositas.
The definition of Green Chemistry was first formulated at the beginning of the 1990s – 30 years ago and states as follows: “design of chemical products and processes to reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances” (Poliakoff et al. 2002). Biocatalysis is one of the examples of “green” chemistry as it is relying on natural or modified enzymes. Today, biocatalysis is a standard technology for the production of chemicals (Straathof et al. 2002).
In this PhD thesis, the implications of biocatalysis using different class of enzymes are discussed: two cytochrome P450 monoxygenases, two kinases and one lyase are shown as tools for the production of bioactive compounds.
The P450 enzymes have a central role in the oxidative metabolism of a wide variety of compounds including the synthesis of endogenous substrates such as steroids and fatty acids. Moreover, P450s catalyze the hydroxylation of non-activated carbon atoms in a regio- and stereospecific fashion avoiding use of protecting groups and several, time-consuming chemical steps.
Here, the recombinant expression and biocatalytic characterization of bacterial CYP107D1 for the regio- and stereoselective hydroxylation of two steroid compounds is reported. Since the natural electron transfer partners of these P450s are unknown, PdX and PdR from P. putida were employed to supply CYP107D1 with the necessary electrons for catalysis. This three-component system was used in bioconversions of two bile acids: LCA and DCA. P450 CYP107D1 exhibits high regio- and stereoselectivity for the tested steroids, giving 6β-hydroxylated products. The properties of the CYP107D1 make this multifaceted P450 monooxygenase an attractive enzyme for the production of novel drug metabolites. Moreover, the crystal structure of the enzyme is known, which provides the basis for developing a protein-engineering strategy aimed at catalytic properties of the CYP107D1
The second enzyme described in the thesis is the self-sufficient cytochrome P450 monooxygenase from Fusarium graminarium (FG067). From the overall structure, it resembles the well investigated CYP102 from Bacillus megaterium (CYP BM3) and the P450 from Fusarium oxysporum (CYPfoxy). In this study, two different strategies to recombinantly produce the fungal P450 monooxygenase P450-FG067, namely (a) producing in E. coli and (b) producing in P. pastoris were investigated. The P450 FG_067 from Fusarium graminarium was successfully overexpressed in P. pastoris. The enzyme was functionally active, converted fatty acid substrates of carbon chain length C10-16 with regiospecificity of the hydroxylating position ω -1, ω - 2 and ω-3, with the highest affinity for capric acid. The hydroxylation at different positions of the fatty acid chain is needed for different chemical industries. For example, ω-HFAs can be used as starting materials for the synthesis of polymers, with high resistance to heat or chemicals (Xiao et al. 2018). Therefore, the application of recombinant enzyme such as self-sufficient P450 FG_067 for a commercial production of HFAs is in high industrial demand.
In this thesis, two kinases were used for the producton of phosphorylated metabolites. Kinases catalyzing N-phosphorylation, which are of synthetic interest because of tedious chemical procedures in selective chemical N-phosphorylations. A highly active and stabile arginine kinase, obtained by cloning and expressing the argK gene from Limulus polyphemus in E. coli, was used in the one-step synthesis of Nω-phospho-L-arginine using the phosphoenolpyruvate/pyruvate kinase system for ATP regeneration. Applying arginine kinase in biocatalysis opens up new opportunities for the selective biocatalytic N-phosphorylation of interesting low-molecular-weight compounds and metabolites.
Another kinase investigated in this thesis was shikimate kinase. The highly active and stable shikimate kinase AroL was achieved by synthesizing the codon-optimized aroL gene and expressing it in high yield in E. coli. Next, shikimate kinase was used in an one-step synthesis of shikimate-3-phosphate using the phosphoenolpyruvate/pyruvate kinase system for ATP regeneration. Development of the described biocatalytic preparation of shikimate-3-phosphate is a superior route incomparison to a tedious multi-step and low yield classical synthesis of this compound. The biocatalytic phosphorylation is of great interest for a commercial production of metabolites and metabolite-like structures.
The last investigeted enzyme in this PhD thesis was argininosuccinate lyase from Saccharomyces cerevisiae. The argininosuccinate lyase was cloned and overexpressed in E. coli as a highly active and stable biocatalyst. A simple and straightforward biocatalytic asymmetric Michael addition reaction has been established for the synthesis of the key metabolite N-(([(4S)-4-amino-4-carboxybutyl]amino)imino methyl)-L-aspartic acid, commonly referred to as L-argininosuccinate. This one-step addition reaction was developed by running part of the urea cycle in reverse. The use of this argininosuccinate lyase and reaction monitoring by NMR enabled the development of a biocatalytic asymmetric Michael addition reaction as a novel green chemistry route with high molecular economy for the synthesis of this important metabolite at gram scale.
Recent advances in the field of scientific research have helped to understand the structure and functional activities of enzymes, which has in turn led to an increase in their stability, activity and substrate specificity. Nowadays, biocatalysis provide more sustainable, efficient, and less polluting methods for the production of fine chemicals and advanced pharmaceutical intermediates. The biocatalysts used in this thesis are introduced as a technology for the efficient synthesis of biologically active compounds, which is greener, reduces pollution and costs compared to chemical synthesis. In summary, the pharmaceutical industry should use the advantage of the progress of biochemistry to obtain biocatalysts in the production of fine chemicals on an industrial scale, improving the quality of end products and saving costs.
Symbiotic interactions are a key element of biological systems. One powerful strategy to gain insight into these interactions, and into biological systems in general, is the analysis of proteins expressed in situ using metaproteomics. In this thesis, host-microbe interactions in two mutualistic associations between chemosynthetic sulfur-oxidizing endosymbionts and marine invertebrates, the deep-sea tubeworm Riftia pachyptila and the shallow-water clam Codakia orbicularis, were studied by adapted and optimized metaproteomics methods.
The Riftia symbiosis, which inhabits hydrothermal vents in the deep sea, and in which the host completely depends on its symbiont for nutrition, has fascinated researchers for about four decades. Yet, the interaction mechanisms between both partners have been understudied so far. Additionally, while different aspects of the host’s biology have been described, a comprehensive analysis has been lacking. Moreover, although only one symbiont 16S rRNA phylotype is present in Riftia, the symbiont population of the same host expresses proteins of various redundant or opposed metabolic pathways at the same time. As the symbionts also exhibit a wide variety in size and shape, symbionts of different size might have dissimilar physiological functions, which remained as of now to be elucidated. In this thesis, we addressed both, the host-symbiont interaction mechanisms, and physiological roles of symbiont subpopulations. A comprehensive Riftia host and symbiont protein database was generated as prerequisite for metaproteomics studies by de novo sequencing the host’s transcriptome and combining it with existing symbiont protein databases. This database was then used for metaproteomics comparisons of symbiont-containing and symbiont-free Riftia tissues, to gain insights into host-symbiont interactions on the protein level. The impact of energy availability on host-symbiont interactions was studied by comparing specimens with stored sulfur (i.e., high energy availability) with specimens in which sulfur storages were depleted. We employed optimized liquid chromatography peptide separation to increase metaproteome coverage. With this analysis, we identified proteins and mechanisms likely involved in maintaining the symbiosis, under varying environmental conditions. We unraveled key interaction mechanisms, i.e.: (i) the host likely digests its symbionts using abundant digestive enzymes, and, at the same time, (ii) a considerable part of the worm’s proteome is involved in creating stable internal conditions, thus maintaining the symbiont population. Furthermore, (iii) the symbionts probably employ eukaryote-like proteins to communicate with the host. (iv) Under conditions of restricted energy availability, the host apparently increases digestion pressure on the symbiotic population to sustain itself.
Riftia symbionts of different size apparently have dissimilar metabolic roles, as revealed in this thesis. We enriched symbionts of different sizes using gradient centrifugation. These enrichments were subjected to protein extraction using a protocol optimized for the small sample amount available. Metaproteomics analysis included a gel-based workflow and evaluation of the complex dataset with machine learning techniques. Based on our metaproteomics study, we propose that Riftia symbionts of different cell size correspond to dissimilar physiological differentiation stages. Smaller cells are apparently engaged in cell differentiation and host interactions. Larger cells, on the other hand, seem to be more involved in synthesis of various organic compounds. Supposedly, in large symbionts endoreduplication cycles lead to polyploidy. Our results indicate that the Riftia symbiont employs a large part of its metabolic repertoire at the same time in the stable host environment.
The symbiont of the shallow-water clam Codakia orbicularis, which, like the Riftia symbiont, relies on reduced sulfur compounds as energy source and fixes inorganic carbon, is, unexpectedly, also able to fix atmospheric nitrogen, as shown by metaproteomic, genomic and biochemical analysis. Potentially, this benefits the host, as Codakia digests its symbiont and might thus supplement its diet with organic nitrogen fixed by the symbionts in addition to organic carbon in its nitrogen-poor seagrass habitat.
Herpesviruses are enveloped DNA viruses which are dependent on two fusion steps for efficient replication in the host cell. First, they have to fuse their envelope with the cellular plasma membrane or with the vesicle membrane after endocytic uptake to enter the host cell and second, they have to export the newly generated nucleocapsids from the site of assembly to the cytoplasm by fusion of the primary virion envelope with the outer nuclear membrane (ONM). The main goal of this project was to provide a better understanding of how herpesvirus capsids exit the nucleus. On the one hand this thesis aimed at finding cellular proteins involved in nuclear egress (Paper I), while on the other the focus was on further characterization of the viral nuclear egress complex (NEC, Paper II) and its interaction with the capsid (Paper III).
It is the hallmark of viruses, including herpesviruses, to hijack host cell proteins for their efficient replication. Some of those interactions are well characterized, while others might not yet have been discovered. In the last step of the nuclear egress, where the primary virion membrane fuses with the ONM, most likely a cellular machinery is involved. The presented work focused on Torsin, the only known AAA+ ATPase localizing in the endoplasmic reticulum and the perinuclear space (PNS). For this, the effect of overexpression of WT and mutant proteins, as well as CRISPR/Cas9 generated knock-out cell lines, on PrV replication was analyzed. Neither single overexpression nor single knockouts of TorA or TorB had any significant effects on virus titers. However, infection of TorA/B double knockout cells revealed reduced viral titers and an accumulation of primary virions in the PNS at early infection times, indicating a delay in nuclear egress.
The process of nuclear egress has been intensively investigated without revealing all its details. To address some of the missing aspects we generated monoclonal antibodies (mAbs) against the NEC and its components (pUL31 and pUL34) for a better visualization of the process in transfected as well as infected cells. These mAbs provide a useful tool for future analyses.
The publication of the NEC crystal structure formed the basis for intensive research on the molecular details of the NEC formation and its interaction with the nucleocapsid. Recently, our lab showed that lysine (K) at position 242 in the membrane-distal part of pUL31 is crucial for incorporation of the nucleocapsid into budding vesicles. Replacing K by alanine (A) resulted in accumulations of vesicles in the PNS, while mature capsids were not incorporated. To test whether this is due to electrostatic interference or structural restrictions we substituted K242 by different aa to determine the requirements for nucleocapsid uptake into the nascent primary particles. To analyze whether the defect of pUL31-K242A can be compensated by second-site mutations, PrV-UL31-K242A was passaged and mutations in revertants were analyzed. Different mutations have been identified compensating for the K242A defect. A considerable number of mutations indicates that the NEC is much more flexible than previously thought. Further, we gained information that the K at position 242 is not directly involved in capsid interaction, while it is more likely involved in rearrangements within the NEC coat.
Die Behandlung von Dysfunktionen im Bereich der tiefen Hals- und Nackenmuskulatur gehören zur täglichen Arbeit in verschiedenen klinischen Disziplinen wie zum Beispiel der Zahnmedizin, Traumatologie, Osteopathie und Physiotherapie. Unsere Studie dient der Erfassung von Strukturveränderungen an ausgewählten Hals-und Nackenmuskeln mittels MRT als Diagnostikmittel vor Therapieplanung im Kopf-Halsbereich. Die Daten aus einem nicht vorselektierten Probandengut dienen als Grundlage für weitere evidenzbasierte, klinische Untersuchungen und Therapieplanungen. Die SHIP-Studie der Universitätsmedizin Greifswald ermöglicht die Beurteilung der Hals- und Nackenmuskulatur an einer repräsentativen Bevölkerungsstichprobe. Die Datenerhebungen bisheriger Studien erfolgten immer auf Basis einer vorselektierten Population. Eine Übertragung der daraus gewonnenen Ergebnisse auf die Normalbevölkerung konnte bisher nur sehr eingeschränkt erfolgen.
Auf Grundlage von sagittalen und transversalen MRT-Aufnahmen im Bereich der Kopf-Hals-Region wurden an 454 Probanden beiderlei Geschlechts zweier Kohorten die Muskel/Fett-Indizes der Hals-und Nackenmuskeln erstellt. Die Muskeln wurden von zwei unabhängigen Untersuchern mit Hilfe des DICOM-Betrachters OsiriX manuell in der transversalen Schnittebene umfahren. Die ermittelten Signalintensitäten der Muskeln wurden in Relation gesetzt zu den Signalintensitäten des Fettgewebes aus der Nackenregion. Alle Befunde wurden in einer standardisierten Datenmaske der SHIP gespeichert. Es wurde ein statistischer Vergleich der an 365 Probanden ermittelten Muskel/Fett-Indizes zwischen den Muskeln (Seitenunterschiede, Höhenunterschiede gemessen an den Wirbelkörperhöhen) durchgeführt. Weiterhin wurden Zusammenhänge erfasst zwischen der fettigen Infiltration in Form eines erhöhten Muskel/Fett-Indexes als Zeichen degenerativer Umbauprozesse der tiefen Hals- und Nackenmuskulatur, dem Alter, dem Geschlecht und dem Body-Mass-Index.
Im Seitenvergleich zeigte allein der M. levator scapulae signifikante Unterschiede. Der rechte M. levator scapulae zeigte einen höheren Muskel/Fett-Index als der linke M. levator scapulae. Im Geschlechtervergleich konnte am M. obliquus capitis inferior
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ein höherer Muskel/Fett-Index bei Männern aufgezeigt werden. Der Höhenunterschied am M. sternocleidomastoideus, der auf Wirbelkörperhöhe C3 und C5 gemessen wurde, zeigte einen signifikanten Höhenunterschied am linken M. sternocleidomastoideus bei Männern.
Alle ausgewerteten Muskeln korrelierten mit dem BMI. Je höher der BMI wurde, desto niedriger wurde der Muskel/Fett-Index. Der Muskel/Fett-Index korrelierte schwach mit dem Alter mit Ausnahme des linken M. obliquus capitis inferior und des rechten M. sternocleidomastoideus auf Wirbelkörperhöhe C3. Ein niedriger werdender Muskel/Fett-Index des linken M. obliquus capitis inferior ging mit aufsteigendem Alter einher. Am rechten M. sternocleidomastoideus auf Wirbelkörperhöhe C3 zeigte sich jedoch mit aufsteigendem Alter ein höher werdender Muskel/Fett-Index.
Diese Studie kann Grundlage für nachfolgende Untersuchungen sein. Im Besonderen sollten in weiterführenden Untersuchungen weitere Assoziationen zwischen der fettigen Infiltration der Hals-und Nackenmuskulatur in Form eines erhöhten Muskel/Fett-Indexes mit craniomandibulären Dysfunktionen, körperlicher Fehlbelastung, Dysbalancen im Bewegungsmuster und psychosomatischen Hals- und Nackenbeschwerden näher betrachtet werden.
Die Study of Health in Pomerania (SHIP) der Universität Greifswald ist eine randomisierte, kontrollierte und bevölkerungsrepräsentative Untersuchung und bildet die Grundlage der vorliegenden Arbeit. In dieser Arbeit wurde der Einfluss des Alters und des Geschlechts auf die Anatomie des Kiefergelenks und speziell auf die Form des Processus condylaris mandibulae und die Dicke der Weichgewebe kranial des Kondylus untersucht. Grundlage dieser Untersuchung sind multiplanare Rekonstruktionen von T1 gewichteten axialen Bildern mit 1 mm starken Schichten des 1,5 Tesla Magnetresonanztomograph Magnetom Avanto der Firma Siemens Medical Systems.
Die MRT-Aufnahmen wurden mithilfe des open source-Programms Osirix für Mac OS befundet. Es wurden fünf Formen des Processus condylaris mandibulae kategorisiert und die Dicke des Weichgewebes kranial des Kondylus in 3 Bereichen vermessen. Zwei Observer erhoben ohne Kenntnis von Alter und Geschlecht der Probanden und unabhängig voneinander die Daten. Alle Messwerte wurden über ein Plug-In automatisch in eine zugriffsbeschränkte Webmaske überführt. Bei Abweichungen zwischen den Observern in der Kategorie der Form des Kondylus legte ein dritter Observer unabhängig die Form fest. Bei allen stetigen Variablen wurde der Mittelwert der beiden gemessenen Werte zur Auswertung herangezogen. Die Untersuchung der Interobserverabweichung war gering und lässt so auf eine gute Reproduzierbarkeit der Messwerte schließen.
Von den 707 Probanden wurden bei 696 das entsprechende Kopf-MRT angefertigt. Bei 692 konnten die Kondylusformen kategorisiert werden. Ursachen für die fehlende Kategorisierbarkeit waren überwiegend Artefaktbildungen durch Bewegungen während der Aufnahmen.
Es wurden die fünf folgenden Kondylusformen kategorisiert: flache Typ A-Kondylen, elliptische Typ B-Kondylen, runde Typ C-Kondylen, Kondylen vom Typ D mit einem Scheitelpunkt auf dem lateralen Anteil der artikulierenden Fläche und Kondylen vom Typ E mit einem Scheitelpunkt auf dem medialen Anteil der artikulierenden Fläche. 8,82 % der Kondylen waren vom Typ A, 72,11 % konnten dem Typ B zugeordnet werden. 8,60 % der Kondylen gehörten zum Typ C. Typ D-Kondylen waren zu 6,00 % und Typ E-Kondylen zu 4,48 % zu beobachten. Einige Formen scheinen geschlechtsspezifischer zu sein als andere. So waren unter den Probanden mit einem runden Typ C-Kondylus auf der linken Seite 2,59-mal so viele Frauen (p=0,003) wie unter den Probanden mit elliptischen Typ B-Kondylen. Auch das Alter scheint einen Einfluss auf die Kondylusform zu haben. Probanden mit einem rechten Typ D-Kondylus waren durchschnittlich 4,8 Jahre jünger als Probanden mit einem elliptischen Typ B-Kondylus auf der rechten Seite. Probanden mit einem rechten Typ E-Kondylus waren durchschnittlich 5,7 Jahre älter als Probanden mit einem rechtem Typ B-Kondylus. Symmetrische Kondylusformen rechts und links traten bei 70,72 % der Probanden auf und waren signifikant häufiger (p<0,001). Ob asymmetrische Kondylusformen einen Krankheitswert darstellen, muss in weiterführenden Untersuchungen geklärt werden.
Die größte Weichgewebsdicke kranial des Kondylus auf schräg koronaren Schichtaufnahmen senkrecht zur Facies articularis war rechts 4,67 mm und links 4,69 mm stark. Ältere Probanden hatten pro Lebensjahr eine um 0,007 mm (p=0,008) stärkere Weichgewebsdicke kranial des Kondylus auf der linken Seite. Rechts bestand keine Signifikanz (p=0,072). Die größte Weichgewebsdicke kranial des Kondylus war bei Männern rechts 0,75 mm und links 0,72 mm dicker als bei Frauen (p<0,001).
Auf schräg sagittalen Schnitten durch das Kiefergelenk wurden in zwei weiteren Bereichen die Weichgewebsdicke gemessen. Beide Weichgewebsdicken wurden vom kranialen Scheitelpunkt des Kondylus 45° zur Frankfurter Horizontalen nach anterior (HW 45 ant) und 45° zur Frankfurter Horizontalen nach posterior (HW 45 post) vermessen. Die Differenz (HWD) von anteriorer (HW 45 ant) und posteriorer (HW 45 post) Weichgewebsdicke lässt Rückschlüsse auf die anterio-posteriore Verteilung des Weichgewebes um den Kondylus zu. Ist die Differenz (HWD) positiv, so befindet sich mehr Weichgewebe anterior des Kondylus. Ist die Differenz (HWD) negativ, so befindet sich mehr Weichgewebe posterior des Kondylus. Die Differenz (HWD) war bei Männern rechts um 0,55 mm (p<0,001) und links um 0,41 mm (p<0,001) geringer als bei Frauen. Die Weichgewebsdifferenz (HWD) nahm unabhängig vom Geschlecht pro Lebensjahr rechts um 0,018 mm (p<0,001) und links um 0,011 mm (p<0,001) ab.
Die Form des Kondylus hatte Einfluss auf die größte Weichgewebsdicke (HW) kranial des Kondylus. Flache Typ A-Kondylen hatten rechts 0,13 mm (p=0,355) und links 0,44 mm (p<0,001) größere Weichgewebsdicken (HW) kranial des Kondylus als elliptische Typ B-Kondylen. Runde Typ C-Kondylen hatten rechts 0,74 mm (p<0,001) und links 0,56 mm (p<0,001) geringere Weichgewebsdicken (HW) kranial des Kondylus als elliptische Typ B-Kondylen.
Die Methodik der vorliegenden Arbeit ist geeignet um Formen des Processus condylaris mandibulae reproduzierbar festzulegen und um das Weichgewebe kranial des Processus condylaris mandibulae reproduzierbar zu vermessen.
Purpose:
To examine the prevalence of the so-called bovine aortic arch variation (common origin of the brachiocephalic trunk and the left common carotid artery) in embolic stroke patients, compared with a control group.
Methods:
Aortic arch branching patterns were retrospectively evaluated in 474 individuals with (n = 152) and without (n = 322) acute embolic stroke of the anterior circulation. Contrast-enhanced CT scans of the chest and neck (arterial contrast phase, 1–2- mm slice thickness) were used to evaluate aortic arch anatomy. The stroke cohort included 152 patients who were treated for embolic strokes of the anterior circulation between 2008 and 2018. A total of 322 randomly selected patients who had received thoracic CT angiographies within the same time frame were included as a control group.
Results:
With a prevalence of 25.7%, the bovine aortic arch variant was significantly more common among patients suffering from embolic strokes, compared with 17.1% of control patients (p = 0.039, OR = 1.67, 95%CI = 1.05–1.97). Stroke patients were more likely to show the bovine arch subtype B (left common carotid artery originating from the brachiocephalic trunk instead of the aortic arch) (10.5% vs. 5.0%, p = 0.039, OR = 2.25, 95%CI = 1.09–4.63), while subtype A (V-shaped common aortic origin of the brachiocephalic trunk and the left carotid) was similarly common in both groups. There was no significant difference regarding the frequency of other commonly observed variant branching patterns of the aortic arch.
Conclusion:
The bovine aortic arch, particularly the bovine arch subtype B, was significantly more common among embolic stroke patients. This might be due to altered hemodynamic properties within the bovine arch.
Sirtuine stellen eine Familie der Lysin-Deacetylasen dar, die sich durch Verwendung des Kofaktors NAD+ auszeichnen und an der Regulation zentraler zellulärer Prozesse, wie beispielsweise der Gentranskription, der Apoptose und des Energiestoffwechsels, beteiligt sind. Basierend auf einer mäßig aktiven, stilbenoiden Leitstruktur mit schwach ausgeprägter Isoenzym-Selektivität wurden verschiedene Strukturanaloga synthetisiert und deren Einfluss auf die Deacetylase-Aktivität der humanen Sirtuine Sirt1–3 ermittelt. Azologisierung der Leitstruktur führte weiterhin zu Phenylazopyridinen sowie Azobenzenen, deren Eignung als molekulare Sirtuin-Photoschalter anhand der photophysikalischen Eigenschaften und des photochemischen Verhaltens in wässriger Umgebung bestimmt wurde. Einige Verbindungen zeigten eine submikromolare inhibitorische Aktivität im thermischen Gleichgewicht, welche durch Bestrahlung mit UV-Licht um das Vierfache verringert werden konnte. Langkettige Fettsäure-Derivate führten hingegen zu hochselektiven Sirt2-Inhibitoren, deren biologische Aktivität sich durch eine lichtabhängige Steigerung der wässrigen Löslichkeit induzieren ließ.
This thesis contains studies on a special class of topological insulators, so called anomalous Floquet topological insulators, which exclusively occur in periodically driven systems. At the boundary of an anomalous Floquet topological insulator, topologically protected transport occurs even though all of the Floquet bands are topologically trivial. This is in stark contrast to ordinary topological insulators of both static and Floquet type, where the topological invariants of the bulk bands completely determine the chiral boundary states via the bulk-boundary correspondence. In anomalous Floquet topological insulators, the boundary states are instead characterized by bulk invariants that account for the full dynamical evolution of the Floquet system.
Here, we explore the interplay between topology, symmetry, and non-Hermiticity in two-dimensional anomalous Floquet topological insulators. The central results of this exploration are (i) new expressions for the topological invariants of symmetry-protected anomalous Floquet topological phases which can be efficiently computed numerically, (ii) the construction of a universal driving protocol for symmetry-protected anomalous Floquet topological phases and its experimental implementation in photonic waveguide lattices, (iii) the discovery of non-Hermitian boundary state engineering which provides unprecedented possibilities to control and manipulate the topological transport of anomalous Floquet topological insulators.
Tree growth in northern and upper treeline ecotones of the circumpolar boreal forest is
generally limited by temperature, i.e., trees grow generally more under warm, and less under
cold climatic conditions. Based on the assumption that this relationship between tree growth
and climate is linear and stable through time, dendroclimatologists use tree rings as natural
archives to reconstruct past temperature conditions. Such tree-ring based reconstructions,
together with other natural archives (e.g., ice cores and pollen), constitute our understanding of
past climatic conditions that reach beyond modern instrumental records.
However, a steadily increasing amount of studies reports a recent reduction or loss of the
summer temperature signal for several species and sites of the boreal forest. Such a reduction
of temperature sensitivity results in temporally unstable climate-tree growth relationships,
which challenges the work of dendroclimatologists by potentially leading to miscalibrations of
past climatic conditions. On the upside, this shift in the trees’ climate sensitivity might point to
a shift in tree growth-limiting factors and thus serve as an early indicator of climate change
impacts. There is evidence that this recent reduction in temperature sensitivity might be caused
by the observed strong temperature increase at high latitudes, and thus temperature-induced
drought stress. Other potential drivers and amplifiers of this phenomenon are differing microsite
conditions (dry vs. wet soils) and factors inherent to trees, like genetic properties or age
effects.
In this PhD thesis, I systematically assessed the effects of frequently discussed drivers of
unstable climate-tree growth relationships (climate change, micro-site effects, genetical
predisposition) on two representative species of the boreal forest, white spruce in North
America and Scots pine in Eurasia, across various temporal and spatial scales. I used classical
(tree-ring width) and more novel (wood density, quantitative wood anatomy)
dendrochronological proxies to unravel the effects from annual to sub-monthly resolution.
More precisely, in chapter I, white spruce clones were compared to non-clones at two treeline
sites in Alaska to test whether their growth patterns differ, and whether white spruce clones are
generally suitable for dendroclimatic assessments. Clonal reproduction is frequent at treeline
due to harsh conditions, but might lead to competition among individuals due to the close
proximity among each other, which in turn might obscure their climatic signal. Second, I tested
the effect of warmer and drier climatic conditions on the summer temperature signal of Scots
pine in Eurasia (chapter II) and on the growing season moisture signal of white spruce in North
America (chapter III), respectively. Temperature-induced drought stress is expected to be the
most important driver of unstable climate-growth relationships in the boreal forest. I included
several sites across latitudinal (50-150 km) and longitudinal (1,000-2,200 km) gradients to
cover large parts of the species’ distribution ranges. Since Scots pine covers a wide range of
ecological habitats, I additionally tested the effect of dry and wet micro-site conditions on the
summer temperature signal of Scots pine in chapter II. Finally, in chapter IV, a systematic
literature review was carried out in order to investigate the distribution of unstable climategrowth
relationships in global tree-ring studies, and the usage of such series in climate
reconstructions. Furthermore, the scientific impact of these potentially inaccurate climate
reconstructions was assessed.
In this PhD project, warmer and drier climatic conditions led to temporally unstable climate
signals in both Scots pine (chapter II) and white spruce (chapter III), as expected. Unstable
climate-growth relationships were found for all tested tree-ring proxies and at all sites in North
America, and at most sites in Eurasia. Micro-site effects (chapter II) and clonal growth
(chapter I) had no significant effect on the climate sensitivity and high-frequency variability
of the tested species, but affected absolute growth. The review (chapter IV) revealed that the
phenomenon of unstable climate-growth relationships is globally widespread, and occurs
independent of tree species, geographic location, and tree-ring and climate proxies. While
reconstructions inferred from these unstable relationships are frequent and respective papers
have a high impact, the tree-ring community seems to increasingly recognize the challenge of
unstable climate-growth relationships.
With these findings, this PhD project helped to shed more light on the frequency, underlying
drivers, and the impact of unstable climate-growth relationships in boreal forest trees, as well
as underlying reaction processes in trees. Above all, this PhD project suggests that the loss of
climate sensitivity is caused by a change of growth limiting factors: temperature limitation
seems to be suspended in warmer and drier years for Scots pine in Eurasia, and moisture
limitation first arises under warm/dry conditions for white spruce in North America. Due to
plastic growth responses in trees, the general assumption in dendroclimatology – that climategrowth
relationships are stable through time – seems to be incompatible with the principle of
limiting factors (one factors is always most growth limiting).
To improve the validity of future climate reconstructions, statistical approaches considering
synchronously or changing climatic limiting factors need to be promoted, along with attempts
to select the best responding trees from a dataset. Furthermore, a better understanding of nonclimatic
factors potentially affecting tree growth (e.g., age, disturbance, soil parameters) is
needed. A growth reduction of mature and dominant white spruce trees sampled in this PhD
project seems likely under future warming conditions, with series of wood cells being valuable
early indicators of climate change effects in white spruce. However, inferences cannot be
extended to the entire stand due to the applied sample design. Projected climate warming will
probably lead to a further reduction of the summer temperature signal in trees of the northern
boreal forest, while wider consequences for forest growth and productivity are unclear.
Die klassischen Schilddrüsenhormone (TH) Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4) sind für die Regulation zahlreicher Stoffwechselprozesse von Bedeutung. Dabei beeinflussen sie unter anderem maßgeblich den hepatischen Energie- und Lipidstoffwechsel. In den letzten Jahren haben die beiden Schilddrüsenhormon-Metaboliten 3-Iodthyronamin (3-T1AM) und 3,5-Diiodthyronin (3,5-T2) an Aufmerksamkeit gewonnen, da sie in diversen Studien als endogene, biologisch aktive Substanzen beschrieben wurden.
Die durch 3-T1AM-vermittelten metabolischen Effekte sind dabei denen der klassischen TH teilweise entgegengesetzt. Zudem konnte eine Interferenz mit der Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen (HPT)-Achse demonstriert werden. In dieser Arbeit sollte die Hypothese einer direkten 3-T1AM-Wirkung auf die Schilddrüse überprüft werden. Dazu wurden in einem in vitro-Modell 3-T1AM-behandelte Thyreozyten der Zelllinie PCCL3 mittels Transkriptomanalysen untersucht.
Für den TH-Metaboliten 3,5-T2 konnten in früheren Arbeiten anti-steatotische, anti-lipidemische und kalorigene Effekte demonstriert werden. Aufgrund fehlender thyreotoxischer Nebenwirkungen, wie sie für die klassischen TH typisch sind, liegt ein therapeutisches Potenzial von 3,5-T2 zur Behandlung der mit steigender Inzidenz auftretenden Adipositas und der damit assoziierten Fettleber (Steatosis hepatis) nahe. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die 3,5-T2-vermittelten Effekte auf die hepatischen Transkriptions- und Proteinmuster von Mäusen unter Standard- (SD) und Hochfettdiät (HFD) in komplementären Analysen charakterisiert.
Die TH-Homöostase wird durch den negativen Rückkopplungsmechanismus der HPT-Achse reguliert. Im klinischen Alltag wird jedoch häufig eine Störung dieses Gleichgewichts in Form einer Hypo- oder Hyperthyreose beobachtet. Um die physiologischen Auswirkungen dieser Erkrankungen zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit Proteomanalysen der Lebern von Mäusen mit induzierter Hypo- und Hyperthyreose durchgeführt, um bereits vorliegende korrespondierende Transkriptomdaten zu ergänzen.
In den Transkriptomanalysen der 3-T1AM-behandelten Thyreozyten konnten keine Genexpressionsänderungen nachgewiesen werden. Um diese Diskrepanz zu den in anderen Studien demonstrierten metabolischen Effekten zu beheben, könnte eine Optimierung des experimentellen Designs sinnvoll sein. Alternativ könnte gefolgert werden, dass vor allem post-transkriptionelle Prozesse die Wirkungen von 3-T1AM vermitteln.
Die komplementären Transkriptom- und Proteomdaten der 3,5-T2-behandelten Mäuse deuteten auf eine Stimulation der hepatischen Cholesterol-, Gallensäure- und lokalen Sexualhormon-Biosynthese in Tieren unter HFD hin. Außerdem konnten in Mäusen unter HFD erhöhte hepatische Spiegel von Sexualhormonen nachgewiesen werden. Weiterhin zeigten zahlreiche Transkripte und Proteine, welche in den Lipidstoffwechsel und Citratzyklus involviert sind, signifikante Mengenveränderungen nach 3,5-T2-Behandlung unter SD und HFD. Die in dieser Arbeit unter beiden Diäten beobachteten 3,5-T2-vermittelten Effekte auf Xenobiotika-metabolisierende Proteine könnten dabei unter anderem auf unerwünschte thyreomimetische Nebeneffekte hindeuten. Daher sollte der therapeutische Einsatz von 3,5-T2 als ein potenzielles anti-steatotisches Agens, wie es diverse vorangegangene Studien propagiert haben, kritisch betrachtet werden.
Die ersten Ergebnisse der hepatischen Proteomanalysen hyperthyreoter Mäuse deuteten auf eine Reduktion von oxidativem Stress und eine Induktion der Proteinbiosynthese hin, während unter hypothyreoten Bedingungen entgegengesetzte Effekte beobachtet wurden.
Im Rahmen dieser Arbeit konnten umfangreiche globale und komplementäre Datensätze mit Hilfe der Omics-Technologien Transkriptomics und Proteomics, für die Microarray- und Massenspektrometrie-basierte Analysen zum Einsatz kamen, generiert werden. Diese ermöglichten die Gewinnung neuer Erkenntnisse über die physiologischen Effekte und Wirkungsweisen der TH-Metabolite 3-T1AM und 3,5-T2 sowie die Krankheitsbilder Hypo- und Hyperthyreose.
Experience in the construction of optimized stellarators shows the coil system is a significant challenge. The precision necessary allow the generation of accurate flux surfaces in recent experiments affected both cost and schedule negatively. Moreover, recent experiments at Wendelstein 7-X have shown that small field corrections were necessary for the operation of specific desired magnetic configurations. Therefore, robust magnetic configurations in terms of coil geometry and assembly tolerances have a high potential to facilitate swifter and less expensive construction of future, optimized stellarators. We present a new coil optimization technique that is designed to seek out coil configurations that are resilient against 3D coil displacements. This stochastic version of stellarator coil optimization uses the sampling average approach to incorporate an iterative perturbation analysis into the optimization routine. The result is a robust magnetic configuration that simultaneously reproduces the target magnetic field more accurately and leads to a better fusion performing coil configuration.