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- Institut für Pharmazie (8)
- Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin (8)
- Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie (7)
- Institut für Anatomie und Zellbiologie (6)
- Institut für Geographie und Geologie (5)
Computational chemical physics can give important input to astrophysical modelling and other fields of physics, where molecular properties are of importance. Understanding of spectroscopic and reactive behaviour is crucial for many systems of astrophysical interests like stars, interstellar medium and comets. Especially stellar atmospheres are of interest, because the complex physics of stars are not yet completely understood. Stars are in an unstable balance of gravitation and radiation pressure and the atmospheric dynamics have been subject of extensive modelling. Complete and accurate spectroscopic information of the atoms and molecules in these atmospheres is necessary for this attempt. In addition, the only information we have about astrophysical systems is light which is emitted or absorbed by particles in these media. This is not only true for astrophysics. In plasma physics sometimes the usage of invasive diagnostics, like Langmuir probes, is not wanted because they disturb the system. In these cases some information of the system can be regained by passively measuring infrared spectra of the plasma or by active induction of electronic transition like the laser-induced fluorescence method. Another remote sensing application is the measurement of the atmospheric composition on earth. Here, larger particles in the atmosphere as well as greenhouse gases are of current interest. Unfortunately, the experimental spectroscopic data, which is needed for the understanding and interpretation of the measured spectra, is often incomplete. This gap can be, to some extend, filled by computational chemical physics. The aim of this work was to investigate the capabilities and limitations of ab initio based potential energy surfaces for spectroscopic and reactive studies and to apply these methods to problems of rovibrational and rovibronic spectroscopy and reaction dynamics. The choice of ab initio methods and the potential fitting methods is critical for the computational chemical physics, as all further quantities directly depend on their quality. In this work modified versions of the Braams polynomial potential energy surface were used. A high level coupled cluster ab initio method was used to build potentials for a series of small hydrocarbons. Hydrocarbons can be found almost everywhere on earth and in the universe. They exist in laboratory plasmas, stellar and planetary atmospheres and interstellar gases. In all these cases, light emitted or absorbed by the molecules is an important diagnostics of the system. The potential constructed in this work partly included a cluster expansion, which adds reactant configuration spaces to the fits. This could not be done for CH_3 and higher hydrocarbons, because of the limitations of the Coupled Cluster ab initio method, which is well suited for the potential wells, but not for the dissociation regions. The examples of methyl and methane show how the potentials can be used for rovibrational spectroscopy. Results of radiation transport simulations illustrate the importance of as complete-as-possible line lists for radiation transport calculations.\\ The rovibronic spectroscopy of diatomic molecules is another important aspect for the stellar atmospheric modelling. Metal hydrides and oxides add opacity to the atmosphere in the visible light and ultraviolet frequency regions, as well as do the hydrocarbons in the infrared one. In addition the spectra of metal hydrides/oxides can be used to gather information about metal and their isotope abundances. They are used as markers for the conditions in the atmospheres of stars. In this work a new code was developed, that efficiently calculates bound-bound transitions between electronic states and bound-continuum cross sections for diatomic molecules. It also offers an adequate treatment of quasi-bound rovibrational states. One important representative of the diatoms is magnesium hydride, MgH. Before this work, line lists and photodissociation cross section were available involving the three lowest doublet states of MgH. In this work new potential energy curves were calculated and adapted to updated experimental data. This causes changes in the relative energies between the electronic states and therefore shifts in the line lists. These are important, because accurate line positions are needed for the identification of spectral lines. In addition two further electronic states were included in the calculations. This expands the spectral range of MgH into the near ultraviolet region. Radiation transport models showed significant absorption by MgH from the newly added electronic states. A second usage of the diatomic potential energy curves are photodissociation cross sections. As interstellar environments are chemically active, such data is necessary for a complete picture of the ongoing processes. The photodissociation cross sections of MgH reveal a stronger dependence of the underlying potential than the bound-bound lines. In the case of MgH the cross sections are rather weak, besides occasional resonance lines which can be several orders of magnitude stronger. As mentioned, not only spectroscopic, but also reactive behaviour of molecules is important in astrophysics. A current problem connected with this is the abundance of CH^+ in interstellar clouds. Its measured abundances do not fit the predictions from theoretical models. In addition Gerlich and co-workers recently measured low temperature H + CH^+ -> C^+ + H_2 reaction rates, which diverge from the theoretical picture and which could not be explained. In this work a reactive potential energy surface was built for the CH_2^+ system, which was then used to perform extensive calculations with quasi-classical trajectory and quantum scattering methods. It was found out, that the potentials used in previous works are not accurate enough to allow low temperature calculations. Results from these potentials must be taken with care. Furthermore, the results from the new potential energy surface indicate significantly reduced reaction rates compared to previous numerical studies. This is in agreement with the new results of Gerlich and co-workers. Nevertheless, the large error bars in the low temperature range for experimental as well as numerical results strongly suggest refined methods to be developed for both, before a final conclusion can be made. This work demonstrated the possibility of modern computational chemical physics to supply consistent data for spectroscopy and reaction dynamics. These are necessary and important inputs for fields like astrophysics, plasma physics and chemistry.
Die zunehmende Prävalenz von Übergewicht und Adipositas ist mit einer Reihe von Begleiterkrankungen und sozioökonomischen Problemen verbunden. Daher besteht die Notwendigkeit die Folgen und Interaktionen dieser Entwicklung zu erforschen. Neben einer Reihe von Wechselwirkungen zwischen Adipositas und entzündlichen Erkrankungen, konnten aktuelle Studien auch Zusammenhänge mit Parodontalerkrankungen nachweisen. Grundlage dieser Arbeit ist die epidemiologische Longitudinalstudie Study of Health in Pomerania. Die Analyse und der Vergleich der Daten von SHIP 0 und SHIP 1 konnten Wechselwirkung zwischen Adipositas und Parodontitis nachweisen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Tendenzen und Entwicklungen der Interaktionen zwischen den zentralen Parametern zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass ansteigende BMI- und WHR-Werte mit hohen Leukozyten, Fibrinogen und hs-CRP-Konzentrationen verbunden sind. Zu dem konnten mit steigender Konzentration der Akute-Phase-Proteine (hs-CRP, Fibrinogen) eine verstärkte Progression des Attachmentverlustes registriert werden. Es wurde keine deutliche Dosis-Wirkungsbeziehung zwischen der Progression parodontaler Erkrankungen (dargestellt durch Attachmentverlust, Plaque- und Blutungswerte) und erhöhtem BMI bzw. WHR festgestellt. Lediglich bei Probanden mit sehr starker Ausprägung der Parodontitis wiesen erhöhte BMI-Werte einen negativen Einfluss auf das Attachment auf. Zusätzlich ist der Einfluss sehr hoher BMI- bzw. WHR-Werte auf chronische Parodontalerkrankungen deutlich stärker als der Einfluss von leicht erhöhten Werten. Darüber hinaus zeigte sich, dass mit zunehmendem BMI das Zahnverlustrisiko signifikant steigt. Die Entzündungsmediatoren modifizieren dabei die Adipositas-Parodontitis-Beziehung. Hohe Konzentrationen von hs-CRP, Fibrinogen und Leukozyten scheinen ein wichtiges Bindeglied in den Wechselwirkungen von Fettleibigkeit und chronischen Zahnbetterkrankungen zu sein. Zusammenfassend konnte kein Beweis für Adipositas als unabhängigen Risikofaktor für Parodontitis erbracht werden. Die Ergebnisse zeigen jedoch deutlich, dass Interaktionen zwischen den Parametern bestehen, und diese durch proinflammatorische Entzündungsmediatoren modifiziert werden.
Background: Alcohol consumption accounts for a high burden of disease. The general population of West Pomerania has been characterized as a population at risk with a high prevalence of behavioural risk factors such as alcohol risk drinking. This is reflected by the high proportion of patients being admitted to general hospitals due to alcohol-attributable diseases. The aims of the present dissertation were (a) to analyze dose-response relations between volume of alcohol drinking and the risk of diseases with different alcohol-attributable fractions (AAF) in general hospital inpatients (study 1); (b) to assess motivation to change drinking behaviour and motivation to seek help for alcohol problems during their hospital stay as well as changes in motivation to change drinking behaviour, motivation to seek help and changes in daily alcohol consumption across time according to diseases with different AAFs (study 2); and (c) to investigate the association of fatty liver disease (FLD) with blood pressure and hypertension in a general population sample and to test for the specific contribution of alcohol consumption to this association (study 3). Methods: For studies 1 and 2, data from 'Early Intervention at General Hospitals', a randomized controlled trial to test the effectiveness of brief intervention for alcohol problem drinking in general hospitals, were used. Study 1 comprised data from 846 inpatients, study 2 comprised data from 294 inpatients aged 18 to 64 years with alcohol problem drinking and alcohol-attributable diseases from four general hospitals in West Pomerania. Hospital diagnoses were classified according to their AAF: (1) diseases wholly attributable to alcohol consumption by definition (AAF=1), (2) diseases partially attributable to alcohol consumption (AAF<1), and (3) diseases with no relation to alcohol consumption or where alcohol consumption has been found to be a protective factor (AAF=0). Study 3 encompassed data from the 'Study of Health in Pomerania', a general population sample of 3191 adults aged 20-79 years. FLD was defined using ultrasound in combination with increased serum alanine aminotransferase levels. Results: Analyses showed that 46.8% of the general hospital inpatients had a disease attributable to alcohol consumption. There was a dose-response relationship between volume of alcohol drinking and the risk of diseases with different AAFs. Inpatients consuming >120 g and inpatients consuming 61-120 g of pure alcohol per day revealed significantly higher odds for diseases with AAF=1 compared to inpatients consuming 31-60 g of pure alcohol per day with odds ratios (OR) of 6.3 (95% CI 3.6-11.3) and 2.9 (95% CI 1.6-5.1), respectively. Regarding diseases with AAF<1, inpatients consuming >120 g of pure alcohol per day had significantly higher odds compared to inpatients consuming 31-60 g of pure alcohol per day (OR 2.0, CI 1.2-3.4). Analyses on motivation to change drinking behaviour and on motivation to seek help at hospitalization revealed that motivation to change drinking behaviour was higher among inpatients with alcohol-attributable diseases than among inpatients without alcohol-attributable diseases (p<.001). Among inpatients with AAF=1, motivation to seek help was higher than among inpatients with AAF<1 and AAF=0 (p<.001). While motivation to change drinking behaviour remained stable within one year after hospitalization in all three AAF groups, motivation to seek help decreased in this time period. The volume of alcohol consumed decreased in all three AAF groups within one year after hospitalization. Data from the general population study revealed that FLD was associated with blood pressure and hypertension at baseline and at five-year examination follow-up. For example, the chance of hypertension at both time points was threefold higher in individuals with FLD (OR 2.8, CI 1.3-6.2; OR 3.1, CI 1.7-5.8, respectively) compared to individuals without FLD. Analyses further revealed that the association of FLD with blood pressure and hypertension was independent of alcohol consumption. Conclusion: The results of the present dissertation provide relevant implications for public health. In view of the high proportion of general hospital inpatients with alcohol-attributable diseases, a screening procedure for problem drinking is needed. Furthermore, appropriate interventions considering the inpatient’s motivational level have to be implemented. The concept of AAFs to classify disease conditions according to their causal relationship with alcohol consumption might be a tool to detect inpatients with problem drinking. The results regarding FLD and its association with blood pressure and hypertension demonstrate that it is important to pay attention to alcohol-attributable diseases in the general population and that alcohol-attributable diseases are associated with subsequent serious sequelae. The results of the present work further indicate that the concept to distinguish between alcoholic and non-alcoholic origin of FLD might be obsolete and should be replaced by a concept that regards FLD as a multifactorial disease condition.
Die Pflanze Mitragyna speciosa Korth. ist ein Rötegewächs, das vorwiegend in den Sumpfgebieten Thailands und Malaysias vorkommt. Die Pflanze wie auch die Zubereitungen aus den Blättern der Pflanze werden in Thailand als Kratom bezeichnet. Die Blätter dieses Baumes werden traditionell in der Naturheilkunde, aber auch als Rauschmittel verwendet. Die Wirkung der darin enthaltenen Alkaloide, die sich wie der Neurotransmitter Serotonin von der Aminosäure Tryptophan ableiten, werden als einerseits stimulierend und andererseits sedierend/analgesierend beschrieben, was in zahlreichen Studien auch belegt wurde. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden zum Auszug von Alkaloiden aus Blattmaterial, zur Extraktion dieser Alkaloide aus diversen Lösungen und zu deren Detektion in einem HPLC/DAD- sowie einem GC/MS-System beschrieben. Weiterhin werden Möglichkeiten zur Identifizierung von Mitragyna-Alkaloiden ohne das Vorliegen von Vergleichssubstanzen gezeigt. Für die Indol-Alkaloide Mitragynin, Mitraciliatin, Speciogynin, Speciociliatin waren für die vier erstgenannten Substanzen Spektren in einer elektronischen Vergleichsbibliothek (NIST05) vorhanden. Das Paynanthein konnte aufgrund seines Fragmentierungsmusters identifiziert werden. Im Falle der übrigen ausgewählten Alkaloide konnten Vorschläge zur Grundstruktur erarbeitet werden. Für diese Substanzen waren keine Bibliotheksspektren als Vergleich verfügbar und auch die Literaturangaben erlaubten keine genaue Identifizierung. Wir schlagen aber aufgrund der Fragmentierungsmuster folgende Zuordnung vor: Speciofolin oder Isomer, Isorhynchophyllin oder Isomer, Mitragynin Oxindol A/B und (Iso-) Corynantheidin. Der Gehalt der identifizierten Alkaloide in 11 verschiedenen Kratomprodukten wurde ermittelt und der so erhaltene Alkaloid-Fingerprint zu den Herkunftsangaben dieser Produkte ins Verhältnis gesetzt. Zwei unbekannte Proben wurden mit diesen Daten verglichen. Als effektivstes Auszugsmittel erwies sich ein 80 %iges Methanol/Wasser-Gemisch, das zur Bestimmung der Alkaloidgehalte verwendet wurde. Die Mitragynin-Gehalte der untersuchten Kratomprodukte lagen zwischen 0,6 und 1,2 %; in einem als „10x-Extrakt“ angebotenen Produkt bei 3,9 %. Die benutzte Extraktionsmethode zeigt eine nahezu vollständige Wiederfindung der betrachteten Alkaloide und erlaubt eine Quantifizierung von Mitragynin in einer Konzentration, die weit unterhalb der von uns angestrebten Nachweisgrenze in Kratomprodukten (0,001 % des Blattmaterials) liegt. Es sollten jedoch auch prinzipiell für jedermann zugängliche Auszugsmethoden zur Anwendung gebracht werden, so dass darüber hinaus Teezubereitungen und Auszüge mit Trinkalkohol gefertigt und untersucht wurden. Der Auszug mit einem 80 %igen Ethanol/Wasser-Gemisch zeigte vergleichbare Ergebnisse zum methanolischen Auszug, wohingegen in den Teezubereitungen eine Ausbeuteverschlechterung und Verschiebung im Alkaloidmuster zu erkennen war. Die hier verwendete Standard-Methode wurde durch die ermittelten Parameter (Spektren, Retentionszeiten, Kalibration) so erweitert, dass eine Quantifizierung von Mitragynin im Routinebetrieb möglich ist. Eine Zuordnung der Produkte zu den angegebenen Herkunftsgebieten anhand des Alkaloid-Fingerprints erwies sich als nur begrenzt möglich. Eine GC/MS-SIM-Methode zur qualitativen Erfassung von Alkaloiden wurde erstellt und kann für weitere Untersuchungen (Quantifizierung) an Körperflüssigkeiten erweitert werden.
Alter und Überlebenswahrscheinlichkeit nach Polytrauma - Local Tailoring des DGU Prognosemodells
(2011)
Hintergrund: Alter stellt einen von 5 auf der Basis von Daten des Traumaregisters der DGU als unabhängig herausgearbeiteten Prognosefaktoren dar. Wir stellten die Frage, ob das vorgeschlagene Prognosemodell eine ähnlich gute Vorhersagekraft im eigenen Patientengut besitzt. Es wurde zudem untersucht, ob sich das Alter oder vielmehr die altersbedingte Komorbidität prognostisch ungünstig auswirkt. Methoden: Als Datenbasis dienten die in unserem Zentrum im Rahmen des DGU-Traumaregisters prospektiv erfassten Daten von 103 polytraumatisierten Patienten (67 Männer, 36 Frauen, mittleres Alter 35,4±SD 19,0 Jahre, ISS 36,8±10,9). Anhand der miterfassten Nebenerkrankungen erfolgte eine Risikoabschätzung mit der ASA-Klassifikation. Die Rangkorrelation zwischen Alter und ASA wurde nach Spearman ermittelt. Mittels logistischer Regression wurden die prognostische Vorhersagekraft des Originalmodells im eigenen Patientengut mit und ohne ASA-Klassifikation, eventuelle Interaktionen und diskriminatorische Modellfähigkeiten überprüft. Ergebnisse: Die beobachtete Mortalität lag bei 31,7% (95% KI 22,7–41,7%). Es wurden Alter, ISS, GCS und ASA in das finale logistische Modell aufgenommen. Die Odds-Ratios des Originalmodells waren im eigenen Krankengut nahezu identisch zu reproduzieren (OR: Alter 1,048; ISS 1,066; GCS 0,822). Wir fanden eine hochsignifikante Korrelation zwischen Alter und ASA-Schweregrad (rho=0,60, p<0,0001), jedoch keine prognostische Bedeutung der Co-Morbidität. Schlussfolgerungen: Das vorgeschlagene Prognosemodell auf der Basis multizentrisch gewonnener Daten lässt sich mit geringen diskriminatorischen Einbußen auf die Ebene des einzelnen Zentrums übertragen. Hierbei scheint das Alter unabhängig von der Altersmorbidität prognostische Bedeutung zu besitzen.
In Deutschland leben derzeitig mehr als eine Million Menschen mit demenziellen Erkrankungen. Rund 60% dieser Patienten leben in Privathaushalten und werden dort überwiegend von Familienmitgliedern betreut. Das Fortschreiten der Erkrankung geht mit einem steigenden Pflegebedarf einher, so dass der Pflege elementare Aufgaben innerhalb der Demenzversorgung zukommen. Im Rahmen der Ausbildung in der Gesundheits- und Krankenpflege bzw. Altenpflege gewinnt die Thematik Demenz zunehmend an Bedeutung. Für eine qualitätsgesicherte und evidenzbasierte Koordination der Behandlung und Betreuung ist jedoch eine Weiterqualifizierung der Pflegefachkraft notwendig. Eine Analyse der bestehenden Fort- und Weiterbildungsoptionen zeigt dabei, dass bisher keine Qualifizierung auf das spezifische Handlungsfeld der ambulanten, netzwerkbezogenen Demenzversorgung fokussiert. Ein neuer Lösungsansatz ist die Qualifizierung und der Einsatz von Pflegefachkräften nach dem Konzept des Dementia Care Managements, wie es im Centre for Integrated Dementia Care Research (CIDC) in einer Kooperation zwischen den Universitäten Rostock und Greifswald und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) aktuell entwickelt und evaluiert wird. Dazu ist es zunächst erforderlich, das Aufgaben- und Tätigkeitsfeld einer Pflegefachkraft im Dementia Care Management zu identifizieren und darauf basierend einen Qualifizierungsbedarf abzuleiten. Unter Berücksichtigung der Primärausbildung Gesundheits- und Krankenpflege bzw. Altenpflege sind in einem zweiten Schritt hieraus entsprechende Qualifizierungsinhalte zu entwickeln, was den Inhalt der vorliegenden Dissertationsarbeit darstellt. Diese leistet somit eine Vorarbeit für die Entwicklung eines Curriculums für die zukünftigen Dementia Care Manager. Die Bearbeitung der Fragestellung erfolgte in einem dreistufigen Forschungsprozess unter Anwendung einer Datentriangulation in Form eines Mixed Methodology Designs aus qualitativen und quantitativen Forschungsansätzen. Datentriangulation meint die Einbeziehung von verschiedenen Datenquellen. In Bezug auf das Arbeitsfeld eines Dementia Care Managers konnten insgesamt 27 Aufgaben und Tätigkeiten identifiziert werden. Die Vorstellungen zum Aufgabenfeld des Dementia Care Managers stimmen in 18 der 27 Tätigkeiten zwischen Pflegefachkräften und Hausärzten überein. Bezüglich der neun Tätigkeiten, in denen sich die Vorstellungen bei den Pflegefachkräften und Hausärzten deutlich unterscheiden, sollte im Rahmen des praktischen Einsatzes der Dementia Care Manager besonderes Augenmerk gelegt werden. Aus dem so entwickelten Aufgabenfeld des Dementia Care Managers lassen sich notwendige Kompetenzen ableiten, die eine Pflegefachkraft aufweisen sollte, um die Durchführung und Umsetzung der Tätigkeit als Dementia Care Manager in hoher Qualität zu gewährleisten. Die Thematik Demenz in der regulären Ausbildung zur Gesundheits- und Krankenpflege bzw. Altenpflege wird in den verschiedenen Ausbildungseinrichtungen in einer unterschiedlichen Stundenanzahl gelehrt. So beträgt der Stundenumfang an der beruflichen Schule am Dietrich-Bonhoeffer-Klinikum in Neubrandenburg 20 Stunden in beiden Ausbildungsgängen. Diese Arbeit zeigt, dass zur Übernahme der Aufgaben im Dementia Care Management durch Pflegefachkräfte eine Weiterqualifizierung der pflegerischen Profession erforderlich ist. Auch die befragten Pflegefachkräfte (79,3%), Hausärzte (90,3%) und pflegende Angehörige (63,3%) sehen für die Pflegefachkraft, die als Dementia Care Manager tätig werden wollen, einen Qualifizierungsbedarf, der das gegenwärtige Qualifizierungsangebot erheblich übersteigt. Im Rahmen der Qualifizierung sollten vor allem Grundlagen der Demenzerkrankung, medizinische Inhalte, Pflege, Kommunikation und Beratung sowie Themen der netzwerkbezogenen Demenzversorgung vermittelt werden. Limitationen dieser Arbeit betreffen unter anderem die geringe Grundgesamtheit der befragten Gruppen von Hausärzten (N=32), Pflegefachkräften (N=145) und pflegende Angehörige (N=108). Die getroffenen Aussagen der drei Zielgruppen sind damit beschränkt. Die Resultate dieser Arbeit lassen wichtige Hinweise zum Aufgaben- und Tätigkeitsfeld eines Dementia Care Managers ableiten. Durch die Identifizierung wichtiger Qualifizierungsinhalte kann ein wertvoller Beitrag zur Konkretisierung des Dementia Care Management Konzeptes geleistet werden.
In this thesis, it was the subject to build a setup to study the interaction of clusters with intense laser light. A magnetron sputter cluster ion source was built to create metal clusters for the planned investigations. Furthermore, a linear Paul trap setup was built in order to allow the investigation of the mentioned interaction at one specific cluster size. The whole apparatus was characterized and first experiments were performed.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein auf dem Promotor Pdes basierendes Kälte-induzierbares Expressionssystem für B. subtilis konstruiert und sukzessive optimiert. Dazu wurden verschiedene Kälte-regulatorische DNA-Sequenzen aus B. subtilis an das entsprechende Zielgen fusioniert, was neben der Kälte-Induzierbarkeit in einem positiven Einfluss auf die Expressionsstärke durch eine effizientere Translation bzw. Stabilisierung der mRNA resultierte. Vorausgehend wurde in vergleichenden Versuchen die Eignung unterschiedlicher Galaktosidasen zur Verwendung als Reporterenzyme für B. subtilis untersucht. Hierbei wurde erstmals die heterologe Expression einer Kälte-angepassten β-Galaktosidase aus P. haloplanktis TAE79 in B. subtilis durchgeführt und diese durch die Integration der DB-Sequenz sowie einer stem-loop-Struktur aus der 5‘-UTR des B. subtilis cspB-Gens gesteigert. Somit konnte nachgewiesen werden dass sowohl die additiven Sequenzen der cspB-DB und der cspB-sl-UTR als auch des bkdB-Terminators zu einer deutlich erhöhten Synthese der entsprechenden Zielproteine führt. Anhand der Überexpression einer Xylanase aus B. subtilis sowie einer α-Glucosidase aus S. cerevisiae wurde abschließend die Eignung des konstruierten Systems für die sekretorische und intrazelluläre Proteinsynthese in B. subtilis demonstriert. Diese Ergebnisse bestätigen die Eignung von B. subtilis als Wirtsorganismus auch für die Überproduktion kritischer, schwer zu faltender Proteine.
Hintergrund: Parallel zum generellen Kariesrückgang ist es zu einer Zunahme von ECC und Narkosesanierungen gekommen. Material: In der Greifswalder Zahnklinik wurden Überweisungen, Narkosesanierungen und Schmerzpatienten im Bereich der Kinderzahnheilkunde untersucht. Ergebnisse: Der Schwerpunkt liegt in allen Bereichen in der Altersgruppe 2-5-jähriger mit sehr hohen dmft-Werten. Diskussion: Die Studie unterstreicht die Polarisierung der Karies und die Notwendigkeit spezialisierter Kinderzahnheilkunde.
Für die Bekämpfung bakterieller Infektionen ist das angeborene Immunsystem von essenzieller Bedeutung. Im Rahmen dieser Promotion wurden murine angeborene Immunmechanismen bei systemischer Infektion mit Burkholderia pseudomallei, dem gram-negativen Erreger der Melioidose, sowie pulmonaler Infektion mit dem gram-positiven Erreger Staphylococcus aureus bei genetisch heterogenen BALB/c- und C57BL/6-Mäusen untersucht. Für in vitro-Untersuchungen wurde zunächst im ersten Teil eine Methode zur serumfreien Kultivierung von primären Makrophagen aus murinen Knochenmarkstammzellen unter Verwendung des lipoproteinreduzierten Serumsupplements Panexin® etabliert. Derart kultivierte Makrophagen von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen wiesen wichtige Effektor-funktionen wie die Fc-Rezeptor-vermittelte Phagozytose und bakterizide Aktivität auf. Außerdem gelang es, die in der Literatur unter FCS-Bedingungen beschriebenen polarisierten Makrophagen-Phänotypen auch unter serumfreien Bedingungen funktionell nachzuweisen. So wiesen C57BL/6-Makrophagen im Vergleich zu BALB/c-Makrophagen ein deutlich höheres bakterizides Potenzial gegenüber B. pseudomallei auf und produzierten größere Mengen des zytotoxischen Stickoxids, unterschieden sich jedoch nicht in ihrer Fähigkeit, E. coli zu eliminieren. Im zweiten Teil der Arbeit konnte mithilfe dieses standardisierten Zellkultursystems gezeigt werden, dass Caspase-1 bereits in der Frühphase der B. pseudomallei-Infektion IFNγ-unabhängig für die bakterizide Potenz der Makrophagen erforderlich ist, die Caspase-1-Aktivität andererseits im gleichen Zeitraum jedoch eine Zunahme des zytotoxischen Erregereffektes verursacht. Durch die gestörte intrazelluläre Erregerelimination unmittelbar nach Infektion kam es im weiteren zeitlichen Verlauf zur Zunahme des erregerabhängigen Zelltodes, für den in der Literatur allerdings ursächlich auch das Fehlen verzögerter Caspase-1-abhängiger protektiver Effekte diskutiert wird. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Caspase-1 eine essenzielle Bedeutung für die in vivo-Resistenz und Generierung der inflammatorischen Zytokinantwort hat, welche zur Überwindung der akuten Infektion beiträgt. Während die Caspase-1-Expression bei unterschiedlich empfänglichen BALB/c- und C57BL/6-Makrophagen nach Infektion vergleichbar war, könnte die gesteigerte IL-1β-Produktion bei resistenteren C57BL/6-Makrophagen darauf hinweisen, dass unterschiedliche Aktivitäten des Enzyms in Mausstämmen mit unterschiedlichen genotypischen Eigenschaften den Verlauf der murinen Melioidose beeinflussen. Im letzten Teil dieser Dissertation wurde erstmals am Beispiel von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen ein vergleichendes S. aureus-Pneumoniemodell entwickelt, bei dem BALB/c-Mäuse neben einer höheren Empfänglichkeit auch eine verminderte Fähigkeit aufwiesen, den Erreger aus der Lunge zu eliminieren. Während neutrophile Granulozyten für das Überleben erforderlich waren und die Organkeimzahlen signifikant zu reduzieren vermochten, steigerten Makrophagen die Mortalität, ohne jedoch Einfluss auf die Bakterienelimination zu haben. Für diese Mortalitätszunahme könnte eine überschießende Zytokinantwort mit der Folge eines Zytokinschocks verantwortlich sein. Schließlich wurde gezeigt, dass das bakterielle sae-Regulon, welches die Expression verschiedener bakterieller Proteine steuert, sowohl für die Virulenz, als auch für die intrapulmonale Persistenz des Erregers in diesem Infektionsmodell von entscheidender Bedeutung ist. Die zu beobachtenden Unterschiede in Mortalität und Organkeimzahlen belegen zugleich, dass das etablierte Mausmodell eine für die Untersuchung bakterieller Virulenzfaktoren ausreichende Sensitivität aufweist.
Main drivers for biodiversity loss in terrestrial ecosystems are changes in land use, climate change, enhanced nitrogen deposition and biotic exchange (invasive species). These drivers also affect dry, nutrient-poor open anthropo-zoogenic inland and coastal heathlands which often harbor a high biodiversity. To counteract biodiversity loss in coastal ecosystems, a basic step is the assessment of the various threats. Therefore it is important to select suitable model organisms for analyses of biodiversity dynamics. In this thesis the three arthropod groups Orthoptera (Ensifera and Caelifera), carabid beetles (Coleoptera: Carabidae) and spiders (Araneae) were studied, as they are very useful indicators. Besides sampling of the three arthropod groups vegetation and microclimate parameters were recorded. The studies were done between 2008 and 2010 in the coastal heathland on the Baltic island of Hiddensee, Germany. The main aim of the thesis was to analyze the impact of three drivers of heathland biodiversity loss (succession, grass encroachment, moss invasion) on the selected indicator arthropod groups. Based on this multi-level and -species approach, implications for the conservation of coastal heathlands are given. The results show that successional processes and grass encroachment have strong impact on species richness and abundance, species composition and functional groups, as well as life-history traits and functional diversity of the arthropod groups. Main findings were: Orthoptera species richness was highest in the intermediate stages (heath encroached by grasses and heath with shrubs) because of higher habitat heterogeneity and higher food supply (grasses). Opposed to that, species richness of ground-dwelling carabid beetles and spiders did not differ among the five successional stages, which contradicts the ‘habitat heterogeneity hypothesis’. In contrast to species richness, functional diversity differed among successional stages. The concept of functional diversity – which integrates species life-history trait data – therefore might be particularly suitable for biodiversity research, while the explanatory power of species richness alone might not be sufficient. The species compositions of all three taxa changed remarkably along the coastal heathland gradient indicating a high species turnover. In particular, open, dynamic habitats (‘grey dunes’ and ‘dwarf-shrub heath’) could be separated. Here, several specialized, xerothermic and threatened species occurred due to the extreme habitat conditions, but are displaced during grass and shrub encroachment. On a smaller spatial scale, the invasion of Campylopus introflexus alters habitat conditions in grey dunes and therefore affects carabid beetle and spider species and the dominant Orthoptera species Myrmeleotettix maculatus. Species richness of carabid beetles and spiders, and the abundance of adult M. maculatus grasshoppers were reduced. Species compositions of carabids and spiders changed remarkably with a loss of several species. These negative impacts could be explained by the vegetation structure of the moss which is unsuitable for web-building spiders or large carabid beetles, and by reduced germination of higher plants and therefore reduced food supply for M. maculatus and phytophagous carabid species. Within the open coastal heathland, the mosaic of grey dunes and adjacent dwarf-shrubs is important since many species perform a habitat change during their development and, besides the scarcely vegetated, thermally benefited grey dunes, need denser vegetation of adjacent dwarf-shrubs for shelter, as song posts, or for foraging. As grey dunes harbor a high abundance and species richness of threatened and specialized, mainly xerothermic and geobiont species and are important as oviposition and nymphal habitat, they are regarded as a keystone habitat within the coastal heathland. Besides these ecological studies, two studies focused on the method of pitfall trapping. It could have been shown, that pitfall trapping might be a useful sampling method for Orthoptera in open habitats. The other study demonstrated that sampling interval has a strong influence on the capture efficiency of several arthropod groups (‘digging-in effect’). Conservation practices should aim at maintaining a heterogeneous heathland mosaic with open grey dunes and Calluna stands, in addition to scattered grassy and shrub-encroached heath for the survival of species-rich heathland arthropod assemblages with a high proportion of specialized and threatened species.
Ein wichtiger Aspekt der Pankreatitisforschung ist neben der Aufklärung der Pathophysiologie das Erkennen von Prognosefaktoren, die eine Aussage über den Verlauf einer Pankreatitis zu einem möglichst frühen Zeitpunkt nach Beginn der Erkrankung ermöglichen. Dies ist insbesondere wichtig um solche Patienten zu identifizieren, die später einen schweren Krankheitsverlauf haben, Komplikationen entwickeln und daher möglichst frühzeitig einer intensiven Überwachung und Therapie zugeführt werden müssen. Eine frühe verlässliche Prognose würde es ermöglichen vorhandene Ressourcen möglichst nur dort einzusetzen, wo sie gebraucht werden. Das Auftreten von Morbus Crohn ist mit Mutationen des NOD2 Gens assoziiert. NOD2 ist ein intrazellulärer Rezeptor zur Erkennung von krankheitsassoziierten bakteriellen Strukturen. NOD2 vermittelt die Induktion von α-Defensinen, antimikrobiellen Peptiden der Darmschleimhaut und ist somit mitverantwortlich für die Aufrechterhaltung der Darmbarriere. Da die bakterielle Translokation auch im Rahmen einer akuten Pankreatitis eine lebensbedrohliche Komplikation darstellen kann wurde in der vorliegenden Studie untersucht, ob Mutationen des NOD2 Gens (R702W, G908R, 3020InsC) in Zusammenhang mit dem Verlauf der akuten Pankreatitis stehen. Dazu wurde die DNA von 192 Patienten mit leichtem oder schwerem Verlauf einer akuten Pankreatitis und 120 gesunden Kontrollprobanden, von den Universitätsstandorten Greifswald und Magdeburg analysiert. Das Auftreten der drei NOD2-Mutationen wurde mit Taqman-Analyse und anschließender genomischer Sequenzierung untersucht. Bei der statistischen Auswertung der Ergebnisse der Patienten aus Greifswald konnte erstmals ein Zusammenhanges zwischen dem Verlauf der schweren akuten Pankreatitis und der R708W Mutation des NOD2 Gens belegt werden. Für die Kohorte der Patienten aus Magdeburg war die Assoziation der NOD2-Mutationen jedoch nicht signifikant, so dass insgesamt eine eindeutige Aussage bezüglich der Fragestellung nicht abschließend getroffen werden konnte. Die vorliegende Studie deutet darauf hin, dass NOD2-Mutationen als Risikofaktor bei einem schweren Pankreatitisverlauf für deren letalen Ausgang anzusehen sind. Um die Rolle der NOD2-Mutationen endgültig zu klären sollten jedoch weitere Studien mit größeren Patientenzahlen durchgeführt werden.
Als Mitglieder der Ordnung Lactobacillales ist das Hauptkatabolit der Pneumokokken sowohl unter aerober wie auch microaerophiler Atmosphäre Lactat. Des Weiteren synthetisiert S. pneumoniae eine große Bandbreite an ABC-Transportersystemen, die an der Assimilation und an dem Stoffwechsel von Kohlenhydraten, löslichen Verbindungen und Aminosäuren beteiligt sind. In dieser Arbeit wurde der Kohlenstoffmetabolismus mittels 13C-Isotopologen Verteilung nach Wachstum der Pneumokokkenkultur in chemisch definiertem Medium (CDM) mit [U-13C6]Glucose, [1,2-13C2]Glucose oder [U-13C2]Glycin analysiert. GC/MS-Analysen zeigten ein Muster an schwer-markierten und unmarkierten Kohlenstoffatomen in den Aminosäuren. Die Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass Pneumokokken sowohl einzelne Aminosäuren aufnehmen, wie auch über klassische oder nicht-klassische Biosynthesewege de novo synthetisieren können. His, Glu, Ile, Leu, Val, Pro und Gly blieben im Isotopolog Profiling unmarkiert, was ein Hinweis auf das Fehlen von Biosynthesewegen oder ihrer Regulation unter bestimmten Umweltbedingungen sein könnte. Obwohl die genetische Information für die Biosynthese der essentiellen verzweigtkettigen Aminosäuren (BAA; Ile, Leu und Val) in S. pneumoniae vorhanden ist, ergaben die 13C-Markierungsversuche keine de novo Synthese. Jedoch konnte durch Langzeit-1H-NMR (LT-NMR) Analysen eine aktive Aufnahme dieser Aminosäuren nachgewiesen werden. Darüber hinaus wird Aspartat nicht über den allgemeinen Stoffwechselweg mit Pyruvat und Acetyl-CoA synthetisiert. Die Aspartat-Synthese erfolgt im ersten Schritt durch die Umwandlung von Phosphoenolpyruvat (PEP) und CO2 zu Oxalacetat. Im zweiten Schritt wird Oxalacetat dann in Aspartat mit der Nebenreaktion Glutamat zu alpha-Ketoglutarat durch die Aspartat-Transaminase metabolisiert. GC/MS Analysen ergaben weiterhin, dass komplett markierte aromatische Aminosäuren aus Erythrose-4-Phosphat und zwei Molekülen PEP über das Intermediat Chorismat synthetisiert wurden. Es zeigte sich außerdem, dass [M+1] markiertes Serin durch die Hydroxymethylierung von unmarkiertem Glycin über 5,10-Methylentetrahydrofolat als Teil des C1-Pools hergestellt wurde. Weiterhin wurden In LT-NMR-Untersuchungen Konzentrationsänderungen der extrazellulären Metabolite quantifizert. Die homofermentative Milchsäuregärung konnte in Pneumokokken durch einen extrazellulären Anstieg der Lactatkonzentration nachgewiesen werden. Als essentielle Kandidaten wurden Glutamin und Uracil identifiziert, die das Pneumokokkenwachstum bei Mangel einschränken. Diese Ergebnisse zeigen die Vielzahl von Aminosäuren-Synthesewegen in Pneumkokken und die notwendige Rolle der Transportersysteme in Pneumokokken für die bakterielle Fitness und für die Adaption an verschiedene Wirtsnischen. Sechs mögliche Glutamin-Aufnahmesysteme konnten durch Genomanalysen von Streptococcus pneumoniae Stämmen identifiziert werden. Die Reverse Transkriptions-PCR haben gezeigt, dass die sechs gln-Operons unter in vitro Bedingungen exprimiert werden. Vier der gln-Gencluster bestehen aus den Genen glnQPH, während in zwei Regionen das Gen glnH, welches für eine lösliche Glutamin-Bindungsdomäne kodiert, fehlt. In dieser Arbeit wurde der Einfluss zwei dieser Glutamin-ABC-Transporter, mit den Operons glnQPH0411/0412 und glnQPH1098/1099, in S. pneumoniae D39 auf Virulenz und Phagozytose untersucht. Die zwei charakterisierten Transportersysteme bestehen jeweils aus der ATPase GlnQ und einem translatorischem Fusionsprotein aus der Permease GlnP und dem Bindungsprotein GlnH. Für die Untersuchungen wurden diese beiden Transporter mittels Insertations-Deletions-Mutagenese inaktiviert. CD-1 Mäuse, die intranasal mit biolumineszierenden D39delgln0411/0412 infiziert wurden, zeigten in Echtzeit eine signifikant erhöhte Überlebenszeit und eine Attenuierung bei der Ausprägung einer Pneumonie im Vergleich zu biolumineszierenden Wildtyp D39 Pneumokokken. Im murinen Sepsismodell mit der D39delgln0411/0412-Mutante zeigte sich eine gemäßigte, aber signifikante Abschwächung der Pathogenese. Im Gegensatz dazu war die D39delgln1098/1099 Mutante sowohl im murinen Pneumonie- wie auch Sepsismodell massiv attenuiert. Es war eine 100- bis 10000- fach höhere Infektionsdosis erforderlich, um mit der D39delgln1098/1099-Mutante eine vergleichbare Pathogenese der Pneumonie oder Sepsis wie beim Wildtypstamm D39 hervorzurufen. Im experimentellen Meningitismodell zeigten sich bei der D39delgln1098/1099-Mutante eine erniedrigte Anzahl an Leukozyten im Liquor und ein reduzierter Bakterientiter im Blut im Vergleich zu D39 und D39delgln0411/0412. Auch die Phagozytose-Experimente bestätigten eine signifikante verminderte Überlebensrate der beiden gln-Mutanten im Vergleich zum Wildtyp S. pneumoniae D39, was auf den Einfluss der bakteriellen Fitness auf den Schutz gegen oxidativen Stress hinweist. Diese Ergebnisse demonstrierten, dass beide Glutamin-Aufnahmesysteme für die vollständige Virulenz der Pneumokokken essentiell sind, aber verschiedene Auswirkungen auf die Pathogenese der Bakterien unter in vivo Bedingungen haben. Das Zelloberflächenprotein PavA der Pneumokokken ist ein Virulenzfaktor, der für invasive Erkrankungen wichtig ist. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass PavA essentiell für die in vivo Besiedlung von Streptococcus pneumoniae D39 in den oberen Atemwegen von Mäusen ist. In dem murinen Pneumoniemodell wurden pavA-Mutanten nicht aus den infizierten Mauslungen eliminiert, sondern persistierten und lösten somit eine chronische Infektion aus, während Wildtyp-Pneumokokken systemische Erkrankungen verursachten. PavA-defiziente Pneumokokken konnten unter experimentellen Bedingungen nicht aus der Lunge in die Blutbahn streuen. Diese Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass PavA an der erfolgreichen Kolonisation der Schleimhautoberflächen und an der Translokation der Pneumokokken durch Wirtsbarrieren beteiligt ist.
Das 3084 Aminosäuren umfassende innere Tegumentprotein pUL36 des zu den Herpesviren zählenden Pseudorabies Virus (PrV) stellt ein multifunktionelles Protein dar, das für die sekundäre Umhüllung der Nukleokapside im Zytoplasma essentiell ist. Darüber hinaus spielt es eine wichtige Rolle bei der frühen Phase der Replikation, d.h. dem Transport der Nukleokapside zum Zellkern und der Andockung an die Kernpore als Voraussetzung für die Freisetzung der viralen DNA in den Zellkern. Um die Rolle von PrV pUL36 während des viralen Replikationszyklus weiter aufzuklären, wurden funktionelle Regionen identifiziert und bekannte Motive und Regionen mittels gezielter Deletion bzw. Mutagenese untersucht. Zunächst wurden eine konservierte Deubiquitinylierungs (DUB)-Domäne und potentielle Leucin-Zipper-Motive im N-Terminus des Proteins, sowie eine Alanin- und Prolin-reiche Region im C-Terminus mittels gezielter Deletionen untersucht. Zusätzlich wurden durch ungerichtete Transposon-vermittelte Mutagenese Insertionsmutanten hergestellt. Die Funktionalität dieser Mutanten wurde durch Komplementierung einer UL36-negativen PrV Mutante untersucht. Mutierte Proteine, in denen essentielle Regionen betroffen waren, konnten den Replikationsdefekt der Virusmutante nicht kompensieren, während für Mutanten, die den Defekt komplementieren konnten, stabile Virusrekombinanten isoliert wurden. Die phänotypische Charakterisierung der Mutanten erfolgte mittels Plaquegrößenvergleich, Ein-Schritt-Wachstumskinetik und Ultrastrukturanalyse. Zusätzlich wurden einige Mutanten hinsichtlich des Replikationsverhaltens in vivo in einem Mausmodell untersucht. Um die Funktion von PrV pUL36 aufzuklären, ist es notwendig die intrazelluläre Lokalisierung von pUL36 zu kennen. Dazu wurden Immunfluoreszenz- und Ultrastrukturanalysen mit vier gegen unterschiedliche Bereiche des pUL36 gerichteten Antiseren durchgeführt. Auch die potentiellen Kernlokalisierungssignale (NLS) wurden hinsichtlich ihrer Funktion untersucht und die N-terminalen NLS-Motive 1/2 deletiert. Trotz der Funktionalität der essentiellen N-terminalen NLS-Motive 1/2 (Abb. 11) wurde pUL36 während der Virusreplikation niemals im Zellkern nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass die Tegumentierung ausschließlich im Zytoplasma abläuft. Die NLS vermitteln also bei der Infektion keinen Kerntransport des pUL36. Die Bedeutung der NLS könnte aber mit dem Transport der Kapside entlang der Mikrotubuli zum Zellkern und dem Andocken an die Kernporen zusammenhängen. Im Gegensatz dazu spielen die Leucin-Zipper (Abb. 11) offenbar bei der sekundären Umhüllung eine Rolle. Sie sind möglicherweise an der Verbindung des inneren und äußeren Teguments beteiligt. Im N-Terminus von pUL36 konnte zwischen der Interaktionsdomäne mit dem Komplexpartner pUL37 und den Leucin-Zippern eine weitere wichtige Region (Abb. 11) identifiziert werden. Diese Region ist auch in die sekundäre Umhüllung im Zytoplasma involviert und könnte für den Transport der teilweise tegumentierten Nukleokapside zum Trans-Golgi-Netzwerk verantwortlich sein, wobei pUL36, nicht aber die pUL36-pUL37-Interaktion hierbei eine Rolle spielt. Die gleichzeitige Deletion der DUB-Domäne und der Alanin- und Prolin-reichen Region (Abb. 11) führte zu einem Defekt bei der sekundären Umhüllung, wohingegen die Alanin- und Prolin-reiche Region allein für die Replikation von PrV kaum eine Rolle spielt. Allerdings konnte die Deletion nicht ohne Funktionsverlust weiter vergrößert werden, so dass die angrenzenden Bereiche für die Funktion von pUL36 essentiell sein könnten. Die zentrale Region von Aminosäure 1540 bis 1987 (Abb. 11) grenzt an diese Alanin- und Prolin-reiche Region an und ist für die Funktion von pUL36 essentiell, was durch den Funktionsverlust nach Insertionsmutagenese (mit einer Ausnahme) in diesem Bereich demonstriert wurde. Demnach könnte diese Region eine Rolle während der frühen Phase der Infektion, wie z.B. beim Transport der Kapside zum Zellkern und/oder beim Andocken der Kapside an die Kernpore und der Freilassung der DNA in den Zellkern spielen. Der essentielle C-Terminus von pUL36 (Abb. 11) kann wahrscheinlich auf die Aminosäuren 3022 bis 3066 eingegrenzt werden, so dass nicht nur die letzten 6, sondern womöglich die endständigen 18 Aminosäuren für die Funktion von pUL36 nicht gebraucht werden.
Die Evaluation des Einflusses der Antibiotika Linezolid und Tigecyclin auf die Mikrozirkulation im Rahmen einer akuten experimentellen Endotoxinämie war Ziel unserer Arbeit. Das Monitoring der Vitalparameter erfasste Herzfrequenz, mittleren arteriellen Blutdruck, Atemfrequenz und Körpertemperatur über die gesamte Dauer des Experiments. Mit Hilfe der Intravitalmikroskopie ermittelten wir in postkapillären mesenterialen Venolen die temporäre und permanente Leukozyten-Adhärenz nach Anfärben mit Rhodamin sowie das Ausmaß der Plasmaextravasation aus dem Gefäß in das Interstitium mittels FITC-markiertem Albumin. Zudem wurden die Konzentrationen pro- und antiinflammatorischer Zytokine aus Serumproben zu Beginn und am Ende des Versuches ermittelt. Durch die experimentelle Endotoxinämie kam es tendenziell zu einem Blutdruckabfall in den LPS-belasteten Gruppen, durch hämodynamische Stabilisierung mit Hilfe von Volumentherapie wurde dieser allerdings begrenzt. An den drei Mikroskopierzeitpunkten befanden sich alle Gruppen auf etwa gleichem Blutdruck-Niveau. Des Weiteren führte die LPS-Applikation zu einem Anstieg der Herz- und Atemfrequenz. Die Körpertemperatur wurde auf konstant 36°C gehalten. Aus den Untersuchungsergebnissen ist abzuleiten, dass die beiden Antibiotika keinen Einfluss auf die Makrohämodynamik haben. Zudem zeigte sich in unseren Messungen unter Endotoxinämie ein erwarteter Anstieg aller gemessenen Zytokinspiegel (TNF-α, IL-1β, IL-4, IL-6 und IFN-γ), welche weder von Linezolid noch von Tigecyclin beeinflusst wurden. Die endotoxämischen Bedingungen erzeugten typische pathophysiologische Veränderungen im Gebiet des Mesenteriums: eine gesteigerte Leukozytenaktivierung und Adhäsivität am Endothel sowie die daraus bedingte Reduktion des Rollerflows. Die Therapie mit Tigecyclin konnte eine signifikante Zunahme der adhärenten Leukozyten im Vergleich zur Kontrollgruppe nicht verhindern, erzielte allerdings eine signifikante Abnahme der Anzahl der „Sticker“ im Vergleich zur LPS-Gruppe. Dementsprechend konnte die Tigecyclin-Applikation den Roller-Flow signifikant verbessern, erreichte aber nicht das statistische Niveau der Kontrollgruppe. Linezolid konnte hatte ebenfalls die Leukozytenaktivierung vermindern, jedoch ohne eine statistische Signifikanz zu erzielen. Zusammenfassend bewirkte der Einsatz des Antibiotikums Tigecyclin eine signifikante Verminderung der Leukozytenaktivierung in der intestinalen Mikrozirkulation, was die Evaluation dieses Medikamentes für die eine immunmodulatorische Therapie der Sepsis in weiterführenden tierexperimentellen und klinischen Studien sinnvoll erscheinen lässt. Linezolid zeigte eine nur tendenzielle Abnahme der Leukozyten-Endothel-Interaktion, was jedoch in weiteren Studienmodellen evaluiert werden sollte.
Diese Dissertation präsentiert experimentelle Untersuchungen zu vertikalen und lateralen Strukturen von Polyelektrolytmultischichten (PEM) adsorbiert auf festen Oberflächen. Zur Herstellung von PEM werden Polykationen (Poly-(allylamin)hydrochlorid (PAH) oder Poly-(diallyldimethylammonium)chlorid, PDADMAC) und Polyanionen (Polys-(styren)sulfonat (PSS)) aus einer wässrigen Lösung auf eine hydrophile Siliziumdioxid-Oberfläche sequentiell adsorbiert. Um nicht–elektrostatische (sekundäre) Kräfte während der Adsorption zu untersuchen, wird Reichweite und Stärke der elektrostatischen Wechselwirkung durch eine definierte Konzentration monvalenten Salzes (c_ads) in den Polyelektrolyt (PE)-Lösungen eingestellt. Schichtdicke, und Homogenität der Multischichten entlang der PEM-Normalen werden mit Röntgenreflexion gemessen. Dies ist in Übereinstimmung mit veröffentlichten Daten und wird auf die elektrostatische Abschirmung, beschrieben durch die Debye-Hückel Theorie zurückgeführt. Komplementär wird Neutronenreflexion genutzt, um die Interpenetration einzelner Polyelektrolytschichten zu quantifizieren. Hierzu wird ein PEM aus zwei Blöcken unterschiedlicher Streulängendichte (SLD) hergestellt. Der SLD-Kontrast wird durch Verwendung von protonierten und deuterierten PSS realisiert. Durch Variation der Anzahl protonierter und deuterierter PE-Schichten wird die Breite der inneren Grenzflächen positionsabhängig entlang der PEM-Normalen vermessen. So ist erstmals eine eindeutige Bestimmung der Interpenetration (inneren Rauigkeit, sigma_int) benachbarter Polykat-/Polyananiondoppelschichten möglich. Die PEM-Dicke skaliert mit der Wurzel der Salzkonzentration in der Adsorptionslösung. Sowohl für PAH/PSS als auch für PDADMAC/PSS-Multischichten ist sigma_int nahe an der Film/Luft-Grenzfläche am geringsten und steigt mit zunehmendem Abstand. Für das PAH/PSS-System ist die Zunahme monoton, während beim PDADMAC/PSS-System sigma_int zunächst anwächst und sich dann eine konstante innere Rauigkeit (sigma_int, max) einstellt. Bei PADMAC/PSS steigt sigma_int,max mit zunehmendem c_ads. Erklärt wird diese Beobachtung durch eine höhere extrinsische Ladungsträgerkompensation der Polyelektrolytketten und eine verringerte elektrostatische Wechselwirkung, letzteres führt zu einer erhöhten Flexibilität der Polyelektrolytketten. Die Änderung von sigma_int wird über ein 1-dimensionales Diffusionsmodell quantifiziert. Zusätzlich wird der Polymerisationsgrad (Anzahl Monomere pro Kette) des Polykations variiert. Bei einer Vergrößerung des Polymerisationsgrades und großem c_ads nimmt die maximale innere Rauigkeit ebenfalls zu. Dies weist auf kooperative Effekte zwischen Polykat- und Polyanion hin, da nur das PSS deuteriert ist. Bei geeignetem c_ads nimmt die Dicke pro adsorbierter Polykation/Polyanion-Doppelschicht (d_Bl) zu. Während für den salzfreien Fall (c_ads = 0) die Parameter d_Bl und Polymerisationsgrad entkoppelt sind, wird die Kopplung mit steigendem c_ads immer deutlicher. Dies wird mit einer PE-Schicht erklärt, in der die PE-Ketten bei der Adsorption eine flache (c_ads = 0) bzw. geknäulte (c_ads > 0) Konformation einnehmen. In diesem Fall steigt sigma_int bei großem Polymerisationsgrad rapide nahe der PEM/Luft-Grenzfläche, d.h. die Diffusionskonstante wächst. An dieser Stelle wird die These aufgestellt, daß entropische Kräfte und Stressrelaxation die Interpenetration verursachen. sigma_int, max stellt einen metastabilen Gleichgewichtszustand dar. Da die Diffusionskonstante einer Kette invers mit der Anzahl der Segmente skaliert, erklärt Stressrelaxation warum die Diffusionskonstante mit steigendem Polymerisationsgrad zunimmt.
Beta-Blocker und Parodontitis in der Bevölkerungsstudie „Study of Health in Pomerania“ (SHIP)
(2011)
Kardiovaskuläre Erkrankungen sowie Parodontitis haben eine hohe Prävalenz in Deutschland. Zur Therapie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind Beta-Blocker gern genutzte Präparate. Ziel der Studie war es, den Einfluss der Beta-Blocker auf die Parodontitis und deren systemische Alteration darzustellen. Grundlage sind die in Vorpommern durchgeführten Studien SHIP-0 und SHIP-1. Die Ergebnisse aus SHIP-0 zeigen keinen Zusammenhang zwischen Beta-Blockern und parodontalen Indizes. Ein erhöhter Attachmentverlust steht in Verbindung mit einer gesteigerten LDL- und Fibrinogenkonzentration sowie einer gesteigerten Leukozytenzahl. Diese systemische Alteration bestätigte sich unter der Beta-Blocker-Therapie nicht. Nach ca. 5 jähriger Medikamenteneinnahme waren Probanden mit Beta-Blocker-Einnahme mit signifikant mehr Attachmentverlust >=6mm assoziiert. Mit veränderten Attachmentverlusten >=6mm von SHIP-0 zu SHIP-1 hatten Probanden mit Beta-Blocker-Einnahme mehr Zähne als Probanden ohne Beta-Blocker-Einnahme.
Seit vielen Jahrzehnten ist bekannt, dass sich Siliziumdioxid (Quarzfeinstaub) bei beruflich Exponierten zunächst in den Lymphknoten der Lungen ansammelt und erst danach zu einer echten Lungensilikose führt. Es fehlt bisher allerdings eine valide Abschätzung der Dosis-Wirkungsbeziehung zwischen Quarzfeinstaubexposition und der Entwicklung einer so genannten Lymphknoten-Silikose im Verhältnis zur eigentlichen Lungensilikose. Die Daten des Wismut-Sektionsarchivs in Verbindung mit den umfangreichen Expositionsdaten der Wismut Job-Expositions-Matrix werden verwendet, um entsprechende Dosis-Wirkungsbeziehungen aufzuzeigen. Dazu wurden 4.384 deutsche Uranbergarbeiter, die vor 1991 an Lungenkrebs verstorben waren, untersucht. Vorhandene Schnittpräparate der Lungen und Lymphknoten aus dem Sektionsarchiv wurden von drei Pathologen referenzpathologisch begutachtet. Danach erfolgte eine Einteilung in die Gruppen „Lungensilikose“, „nur Lymphknoten-Silikose“ und „keine Silikose“. Diese drei Gruppen wurden mittels multipler polytomer und binärer logistischer Regression verglichen. Dosis-Wirkungsbeziehungen für den kumulativen Quarzfeinstaub wurden mittels begrenzter kubischer Splines innerhalb dieser Regressionsmodelle berechnet. Es konnte eine Dosis-Wirkungsbeziehung für die Relationen im Auftreten von Lungensilikose und Lymphknoten-Silikose und dem Fehlen einer Silikose auf Basis von kumulativen Quarzexpositionsdaten dargestellt werden. Die Kenntnis dieser Dosis-Wirkungsbeziehungen könnte hinsichtlich der Prävention von Silikosen eine wichtige Rolle spielen, denn ein frühzeitiges Erkennen der Lymphknoten-Silikose durch röntgenologische Befunde würde, durch rechtzeitige Expositionskarenz, möglicherweise die Entwicklung einer Lungensilikose verhindern oder die Ausprägung mindern.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das Herstellungsverfahren der wässrig-fermentativen Frischpflanzenextraktion nach HAB, Vs. 33 und 34 sowie die dabei ablaufenden biochemischen und mikrobiologischen Reaktionen zu betrachten. Neben der Extraktion findet begleitend eine Fermentation statt und die daraus entstehende Urtinktur wird bis zur Weiterverarbeitung mindestens 6 Monate gelagert. Diese drei Prozessschritte -Extraktion, Fermentation, Lagerung- können Einfluss auf die Qualität der Urtinktur nehmen. Es sollte daher geklärt werden, welche bio- und phytochemischen Reaktionen bei der Herstellung und anschließenden Lagerung einer wässrig-fermentierten Urtinktur ablaufen und welche Mikroorganismen daran maßgeblich beteiligt sind.
In diesem Zusammenhang wurden Extrakte aus Atropa belladonna, blühendes Kraut hergestellt und durch Variation bestimmter Herstellungsparameter die Robustheit des Verfahrens überprüft.
Folgende Parameter wurden variiert:
Rezepturbestandteile:
· Honig und Lactose-Monohydrat
· Molke
· Starterkultur
· Asche
Herstellungsschritte:
· Erntezeitpunkt
· Waschen der Pflanze
· Mazerationstemperatur
· Zeitpunkt des Abpressens
· Sauerstoffzutritt
· Dauer der Reifezeit
Weiterhin erfolgte ein Vergleich zwischen diesem Extraktionsverfahren mit der verbreiteten ethanolischen Frischpflanzenextraktion. In den Jahren 2006-2009 wurden insgesamt 106 wässrig-fermentierte Urtinkturen und 4 ethanolische Auszüge hergestellt.
Da im Verlauf der Lagerung in einigen wässrig-fermentierten Urtinkturen Abnahmen des Atropingehaltes beobachtet wurden, wurde zur Klärung das Verhalten von Milchsäurebakterien in atropinhaltigen Lösungen untersucht.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass an der Fermentation in erster Linie Milchsäurebakterien beteiligt sind, die durch Zuckerabbau Milchsäure, daneben auch Acetat und Ethanol, bilden. Als verantwortliche Milchsäurebakterien konnten vor allem der homofermentative Lactobacillus plantarum und der heterofermentative Lactobacillus brevis isoliert und identifiziert werden. Hierbei war in der Hauptfermentationsphase eine Dominanz von Lactobacillus plantarum erkennbar. Die Kultivierung von Milchsäurebakterien in atropinhaltigen Lösungen zeigte, dass das Wachstums- und Fermentationsverhalten der gewünschten Milchsäurebakterien durch Atropin nicht negativ beeinflusst wird.
Bei dem betrachteten Herstellungsverfahren kann ein Verlust des Wirkstoffs Atropin unter Einhaltung einer ausreichenden Säuerung ausgeschlossen werden. Damit ist die wässrig-fermentative Urtinkturherstellung hinsichtlich der Atropinextraktion unter Einhaltung bestimmter Herstellungsregeln als ebenso effektiv und robust anzusehen wie die ethanolische Frischpflanzenextraktion. Unterschiedliche Gehalte zwischen ethanolischen und wässrig-fermentierten Extrakten ließen sich bei Scopoletin, Flavonoiden und einer im Rahmen der Arbeit nachgewiesenen Substanz X feststellen.
Das untersuchte Herstellungsverfahren führte in den meisten Fällen zu einem stabilen Extrakt, wobei sich Mikroflora und Fermentationsverläufe trotz Variation der Herstellungsparameter ähnelten. Auf Grund der Variabilität der mikrobiologischen Flora des Pflanzenmaterials unterliegt die Fermentation unter den Bedingungen des Homöopathischen Arzneibuchs allerdings natürlichen Schwankungen. Dies führte in einigen Fällen zu einer nicht spezifikationskonformen Urtinktur. Deswegen wurden für eine optimierte Herstellung die Zugabe einer Starterkultur, der Zusatz von Molke, eine durchgängige Mazeration bei 37 °C, eine flexible Anpassung des Kohlenhydratbedarfs, Sauerstoffausschluss während der Mazerationswoche, eine kürzere, für den Fermentationsverlauf individuelle Lagerungszeit und die Berücksichtigung des Wassergehaltes des Pflanzenmaterials empfohlen. Da die Ergebnisse der Arbeit mit den Untersuchungen anderer pflanzlicher Materialien Sauerkraut, Sauerteig, Silage) in Einklang stehen, ist davon auszugehen, dass diese Empfehlungen auch bei anderen Pflanzen die Herstellsicherheit erhöhen und zu einer reproduzierbaren Extraktqualität führen.
In the search for bioactive compounds, 32 fungal strains were isolated from Indonesian marine habitats. Ethyl acetate extracts of their culture broth were tested for cytotoxic activity against a urinary bladder carcinoma cell line and for antifungal and antibacterial activities against fish and human pathogenic bacteria as well as against plant and human pathogenic fungi. Bioassay-guided fractionation led to the isolation of bioactive compounds. Altogether 14 compounds were isolated and further elucidated. The compounds were obtained from the ethyl acetate and dichloromethane extracts of six fungal strains. They included 9 polyketides, 2 terpenes, 1 alkaloid and 2 till now undefined structures.
The dissertation aims at developing means to integrate conservation and development in biosphere reserves in Madagascar. Despite a multitude of concepts such as UNESCO biosphere reserves, Integrated Conservation and Development Projects and community-based natural resource management, gaps between conservation and development remain to exist. In a qualitative case study in Mananara-Nord and Sahamalaza Iles-Radama Biosphere Reserves in Madagascar data was collected on biosphere reserve management, local use of natural resources and socio-cultural aspects that influence natural resource use. Furthermore, natural values local people associate with the forest were investigated. Analysis revealed that management capacities constitute a limiting factor in biosphere reserve management. Collaboration between management, local people and international organisations fosters the achievement of both conservation and development. However, collaboration is only possible if (i) clear rules are formulated and (ii) partners have a vision in common. Based on the theory of social capital, newly introduced and locally existent rules/institutions having an influence on the use of natural resource were categorized in bonding, linking and bridging social capital. Furthermore, the perception of natural values was classified in instrumental and non-instrumental values and assigned to ecosystem services identifying the importance of nature for human well-being. With the capabilities approach Amartya Sen defined human well-being as the achievement of those capabilities a person considers valuable. This includes aspects that assure livelihoods on the one hand and aspects that are conducive to well-being on the other, thus both being relevant for development. In the dissertation capabilities are based on both instrumental and non-instrumental natural values and consequently offer an opportunity to demonstrate and characterise the relationship between nature and human well-being. Social and natural values provide orientation for a biosphere reserve management. The category bonding social capital (social values) describes local socio-cultural aspects in communities and their importance for collaborative processes. Natural values provide the management with guiding principles to foster nature conservation and to integrate locally existent capabilities. Supporting and furthering these capabilities enables the development of new capabilities of all concerned persons. The dissertation demonstrates various possibilities to build bridges between (i) nature conservation and development, (ii) natural and social sciences, (iii) formal regulations and local socio-cultural aspects and (iv) diverse actors. Implementation of a social monitoring is recommended together with local stewards and Malagasy students to collect information about the perception of natural and social values and use them as guiding principles for biosphere reserves. Collaboration with national and international scientific institutions can foster this process.
Staphylococcus aureus is a pathogenic bacterium infecting the human host. It’s multifaced adaptation to various environmental conditions is mediated by a tight regulation of the virulence factors influencing the host’s immune system. In this thesis two regulators of gene expression were analysed: (i) the global influence of the two-component system SaePQRS and (ii) the regulation of superantigen gene expression by the alternative sigma factor σB. At the outset of this thesis, single target genes induced by SaeRS were known (hla, hlb, cap5, fnbA, coa). In order to get a general idea of the Sae-regulon, the influence of SaePQRS on gene-expression was analysed in two strain backgrounds by proteomics and transcriptomics aproaches. Recapitulatory, expression of at least 18 secreted and two covalently cell-wall bound proteins was decreased following inactivation of the Sae-system. Sae-dependently expressed were, amongst others, well decribed virulence factors like the y-hemolysins HlgA, HlgB, HlgC, LukM and LukF, the innate immune system modulating proteins Efb, CHIPS and SCIN-B as well as the enterotoxin SEB. SaeR acts as an activator of its target genes. Some proteins were detected in increased amounts in the extracellular proteome of the Sae-deficient strain. However, these changes did not occur at the transcriptional level. The expression of virulence factors is determined by other global regulators. No influence of SaePQRS on the transcription of five substancial regulators, namely the Agr-system and its effector molecule RNAIII, the alternative sigma factor σB, the two-component system ArlRS and the DNA-binding protein SarA, could be shown. In the second part of this thesis the issue was broached to the regulation of gene-expression of a subgroup of virulence factors, the superantigens (SAgs) of S. aureus by SaePQRS and σB. In contrast to their well described molecule structure and function, the regulation of their gene expression was largely unknown. Six different S. aureus strains (two laboratory strains and four clinical isolates) encoding one to seven SAg-genes each, were used for analysis of a total of twelve SAgs regarding their transcription and mitogenic activity. The transcriptional units were characterized using Northern-Blotting. The expression of SAgs could be correlated to the respective growth phase. While egc-SAgs were expressed mainly at low optical densities, seb was induced during late growth phase. In contrast, the transcription of sea, seh, sek, tst and sep remained constant and growth-phase independent. The transcriptional dataset was verified using T-cell proliferation assays. The expression of seh, tst and the egc-operon was dependent on σB. A potential σB-dependent promotor could be identified preceeding seo, the first gene of the egc-operon. In contrast, the expression of seb was increased in sigB-deficient background. This might be due to indirect effects. Expression of seb required SaePQRS. Transcriptional datasets were verified by Immuno-Blotting and T-cell-proliferation assays. In conclusion, the same mutation in sigB but in different strain backgrounds could result in opposite phenotypes with respect to their mitogenic activity. Besides well characterized virulence factors, some secreted proteins with so far unknown function belong to the Sae-regulon. Given that the influence of SaePQRS was restricted to virulence factors and induced especially modulators of the innate immune system, it can be assumed, that these proteins potentially play a role in virulence of S. aureus. In the third part of this thesis, one of these potential new virulence factors, namely SACOL0908, was analysed in detail. In cooperation with the group of Prof. Stehle, Tübingen, the crystal structure was solved. The protein folding of SACOL0908 is new with only minor similarities to described protein structures. Recombinantly expressed SACOL0908 binds to granulocytes. These cells belong to the innate immune system, incorporate bacteria by phagocytosis and kill them. The receptor for SACOL0908 on the surface of granulocytes could not be identified using immunoprecipitation, antibody-blocking assays and functional assays in cooperation with the group of Prof. Peschel, Tübingen. The gene encoding SACOL0908 was deleted in two S. aureus strain backgrounds (COL and Newman). These mutants are currently in use to characterize their phenotype in mouse-infection studies.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein repräsentatives Patientenkollektiv im Rahmen einer follow up Studie nach fünf bis zehnjähriger Prothesenstandzeit untersucht. Das Patientenkollektiv, welches in Geschlechterverhältnis, Altersverteilung und bestehenden Komorbiditäten äquivalent zu den umfangreichen in der Literatur beschriebenen Patientenkollektiven bei Knieendoprothesenersatz ist, wurde mit einer Totalendoprothese vom Oberflächenersatztyp versorgt. Es sind lediglich Patienten nach Gelenkersatz mit der LOGO Knieendoprothese der Firma Keramed/MATHYS in die Untersuchung eingeschlossen worden, so dass erstmalig eine umfassende wissenschaftliche Untersuchungsreihe mit diesem Endoprothesenmodell vorgelegt werden konnte. Es ist somit eine bislang bestehende Lücke in der orthopädischen Fachliteratur geschlossen worden und gleichzeitig sind valide Daten zur Qualität dieses Prothesenmodells erhoben worden. Die LOGO Knieendorothese ist eine stabile, komplikationsarm zu implantierende Oberflächenersatzprothese, welche sich insbesondere durch die weichteilschonende Implantationstechnik auszeichnet. Es konnten postoperativ langfristige und signifikante Verbesserungen in den wichtigsten orthopädischen Scoresystemen, welche zur Beurteilung von Gelenkfunktionen herangezogen werden können verzeichnet werden. Die klinischen Aspekte für Prothesenversagen, Lockerung oder periprothetische Infektionen sind in dem vorliegenden Patientenkollektiv als sehr gering einzustufen, so dass eine LOGO Endoprothese auch für Patienten geeignet scheint, die ein erhöhtes Risikopotential für das Auftreten postoperativer Komplikationen zeigen. Bei fast allen untersuchten Patienten konnte radiologisch eine Saumbildung nachgewiesen werden. In den meisten Fällen war diese jedoch kleiner als 2mm und ist ohne entsprechende Symptomatik nicht gleich potenetielles Zeichen einer Prothesenlockerung, sondern sollte durch eine regelmäßig radiologisch Bildgebung kontrolliert werden. Der in der Literatur häufig geforderte Retropatellarersatz ist anhand der vorliegenden Arbeit kritisch zu hinterfragen, denn bei allen hier im Studienkollektiv mit der LOGO Knieendoprothese versorgten Patienten wurde auf einen Retropatellarersatz verzichtet und sowohl ein deutlicher postoperativer Benefit in der Schmerzstärke als auch in der femoropatellaren Artikulation erreicht. Keine der derzeit existierenden Knieendoprothesen lässt eine physiologische Artikulation zu
Neben akut auftretenden Krankheiten können chronische Erkrankungen den Verlauf einer Schwangerschaft beeinflussen und gleichsam Effekte bis hin zur Geburt zeigen. Das Thema Schwangerschaft und Erkrankung ist somit sowohl für die mütterliche Gesundheit als auch für das kindliche Outcome von Bedeutung. Hinsichtlich dieser Thematik scheinen während der Schwangerschaft akut auftretende Erkrankungen insgesamt besser untersucht zu sein als chronische Krankheiten. Da sich sowohl bezüglich der Prävalenzen als auch im versorgungsmedizinischen Bereich unterschiedliche Literaturangaben finden, sollten insbesondere chronische Erkrankungen bei Schwangeren im Fokus dieser Arbeit stehen. Im Rahmen der SNiP-Studie wurden n=5330 Frauen hinsichtlich chronischer Erkrankungen und ihres Geburtsoutcomes untersucht. Bezogen auf die angegebenen Krankheiten und die pathologischen Befunde wurde eine Kodierung nach ICD-10 vorgenommen. Während der Schwangerschaft eingenommene Medikamente wurden nach dem ATC-Index sowie nach der Roten Liste kodiert. Beide Vergleichsgruppen (chronisch kranke vs. nicht chronisch kranke SNiP-Teilnehmerinnen) wurden nochmals nach Gravidität und Parität unterteilt. Die Vergleiche zwischen chronisch Kranken und nicht chronisch Kranken erfolgten mittels statistischen Signifikanztests. Populationsbasiert konnten n(k)=1141 Frauen als chronisch krank identifiziert werden (21,4%) und n(g)=4189 Frauen als nicht chronisch krank (78,6%). Am häufigsten traten in der SNiP-Studie Allergien (Prävalenz 11,3%), Asthma bronchiale (2,7%) und Schilddrüsenerkrankungen (2,3%) auf. Weiterhin zeigten Hauterkrankungen (2,2%), Hypertonien (1,1%) und Migräne (1,5%) hohe Prävalenzen. Chronisch kranke Frauen waren durchschnittlich zwei Tage länger stationär im Schwangerschaftsverlauf (p<0,01). Dagegen traten Infektionen und vaginale Blutungen während der Schwangerschaft signifikant häufiger in der gesunden Gruppe auf (p<0,05). Der Hauptgeburtsmodus war in beiden Gruppen die Spontangeburt, wobei chronisch kranke Frauen jedoch signifikant häufiger per Sectio entbunden wurden (p<0,01) und häufiger eine Lungenreifeinduktion (p<0,01) erhielten. Jede 10. Frau aus dieser Gruppe brachte ein frühgeborenes Kind (vor der vollendeten 37. SSW) zur Welt, wohingegen bei den gesunden Frauen nur jede 13. Frau betroffen war (p<0,05). Kinder chronisch kranker Frauen waren signifikant kleiner bezüglich Körperlänge und Kopfumfang und mussten häufiger stationär aufgenommen werden (p<0,01). Die vorliegende Analyse ist die erste populationsbasierte Studie, in der die Prävalenzen aller auftretenden chronischen Erkrankungen erfasst wurden. Jede fünfte schwangere Frau im Studiengebiet Ostvorpommern leidet demnach an mindestens einer chronischen Erkrankung. Eine herabgesetzte Fertilität chronisch kranker Frauen im gebärfähigen Alter konnte mit den Daten der SNiP-Studie nicht belegt werden. Ebenso konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Vergleichsgruppen bezüglich Familienstand, ethnischer Herkunft, Schwangerschaftsplanung, akut in der Schwangerschaft auftretender Erkrankungen, Geburtsgewicht, 5-Minuten-Apgar, Base Excess, erweiterte Neugeborenenerstversorgungsmaßnahmen, Fruchtwasser- sowie Plazentaauffälligkeiten festgestellt werden. Allerdings scheint das perinatale Outcome dennoch schlechter für Kinder chronisch kranker Frauen aufgrund der Vielzahl genannter signifikanter Unterschiede zu sein. Die leitliniengerechte medikamentöse Behandlung während der Schwangerschaft fand bei den chronisch kranken Teilnehmerinnen der SNiP-Studie nur in einem unzureichenden Maße statt, was verschiedene Ursachen haben kann. Die Einnahme frei im Handel erhältlicher Präparate ist hingegen als relativ gut zu bewerten, ebenso wie die Compliance hinsichtlich anderer schwangerschaftsabhängiger Bereiche. Mit dieser Auswertung der SNiP-Studie konnten die Prävalenzen chronischer Erkrankungen bei Frauen im gebärfähigen Alter populationsbasiert in der Region Ostvorpommern gut dargestellt werden. Für deren Validierung müsste ein Selektionsbias vermieden und objektive Aussagen mittels Standarddiagnostiken erhalten werden. Prinzipiell wären größere Stichprobenumfänge von Vorteil. Nur so werden derartige Studien zukünftig objektiv, valide und vergleichbar. Auch wenn der Fertilitätsindex ein gutes Maß zur Beschreibung der Fruchtbarkeit ist, bedarf es weiterer differenzierter Untersuchungen für einzelne chronische Erkrankungen. Er muss ergänzt werden durch andere Parameter, die die Grundlage für Fertilitätsberechnungen darstellen und sollte Einflussfaktoren wie den Nikotinkonsum berücksichtigen. In den vorliegenden Analysen ist der Einfluss chronischer Erkrankungen auf eine eingetretene Schwangerschaft und deren Ausgang insgesamt geringer als vermutet. Dieser Sachverhalt sollte für einzelne Erkrankungen überprüft und ggf. widerlegt werden. Zukünftig sind weitere intensivierte Forschungsarbeiten zum Thema chronische Erkrankung und Schwangerschaft notwendig, um ebenso gute Grundlagen wie im Bereich akuter Erkrankungen für Diagnostik und Therapie zu erhalten. Zunächst sollten die vorliegenden Ergebnisse anhand der SNiP-Studie jedoch versorgungsepidemiologische Beachtung finden. Demnach sind mehr Leitlinien für chronisch kranke Schwangere nötig und es bedarf der Kontrolle von leitliniengerechtem Handeln in den einzelnen Arztpraxen und Kliniken. Hinzu kommt der Abbau von Verunsicherungen bei Schwangeren in Bezug auf medikamentöse Therapien während der Schwangerschaft. Durch mehr integrierte interdisziplinäre Konferenzen können Probleme rechtzeitig erkannt und gemeinsam Lösungen gefunden werden. Hierbei sind Praxen der ländlichen Regionen eindeutig benachteiligt. Kostenübernahmen und Aufklärungskampagnen könnten zumindest für eine Steigerung des Konsums frei im Handel erhältlicher Präparate sorgen.
Im Gegensatz zu den Hexapoda und Crustacea (Tetraconata) liegen nur wenige Daten zur Architektur des Nervensystems der Chilopoda vor. Ein besonderer Fokus in neuroanatomischen Studien der Arthropoda liegt auf der internen Organisation des Deutocerebrum. Das Deutocerebrum ist ein primärer Verschaltungsort antennaler Sinnesmodalitäten. Es wurde von Schachtner et al. (2005) gezeigt, dass bei Vertretern der Hexapoda und Crustacea spezifische Synapomorphien in Bezug auf die olfaktorischen Glomeruli festzustellen sind. Durch den Einsatz verschiedenster histologischer Techniken, immunhistochemischer sowie histochemischer Methoden, anterograder Backfill-Anfärbungen und der dreidimensionalen Rekonstruktion wurde das Deutocerebrum der Chilopoda in dieser Dissertation untersucht um zu verifizieren, ob das Deutocerebrum ähnlich zu dem der Tetraconata ausgeprägt und ob diese innerhalb der Mandibulata homologisierbar sind. Zudem wurden die gewonnen Daten mit neuroanatomischen Studien zu den Chelicerata verglichen. Das Deutocerebrum der Chilopoda ist durch mehrere Merkmale charakterisiert: (1) Innervierung durch antennale sensorische Neuriten, (2) ein anterior gelegener olfaktorischer Lobus, (3) der posterior gelegene Corpus lamellosum, (4) afferente Projektionen aus der Antenne die in das Unterschlundganglion projizieren sowie (5) Projektionstrakte zwischen dem Protocerebrum und dem olfaktorischen Lobus. Neuroanatomische Daten zeigen, dass ein Schwestergruppenverhältnis zwischen Myriapoda und Chelicerata höchst unwahrscheinlich ist, da das durch sensorische Anhänge innervierte Neuromer bei den Chelicerata nicht durch ein mechanosensorisches Neuropil charakterisiert ist. Basierend auf den Befunden der untersuchten Chilopoda ergibt sich als Apomorphie der Mandibulata, dass der sensorische Eingang durch die homologe deutocerebrale Antenne zwei distinkte Neuropilbereiche innerviert. Sensorische Informationen werden hauptsächlich von antennalen Sensillen wahrgenommen. Mit Ausnahme der Scutigeromorpha, lagen für alle höheren Taxa der Chilopoda Daten zur Struktur und Diversität antennaler Sensillen vor. In der vorliegenden Arbeit konnte diese Lücke geschlossen werden und ein Vergleich der antennalen Sensillen innerhalb der Chilopoda durchgeführt werden. Innerhalb der Chilopoda lassen sich für die Scutigeromorpha drei einzigartige antennale Strukturen feststellen: (1) der Besitz von langen Antennen mit Noden, die „sensory cones“ tragen, (2) der Besitz eines zweigliedrigen Schaftes, der das Schaftorgan trägt und (3) der Besitz des Beak-like Sensillums. Ein dritter Aspekt dieser Arbeit behandelt verhaltensbiologische Untersuchungen bei Vertretern der Chilopoda. Zusammenfassend zeigen die durchgeführten Experimente, dass die Chilopoda (im Speziellen Scutigera coleoptrata) Sinnesreize über die Antenne wahrnehmen kann, spezifische neuronale Strukturen für die Verarbeitung besitzen und auf olfaktorische Reize reagieren.
District hospitals are the only solution to guarantee basic health care including life-saving surgeries and hospitalisations in rural SSA areas. Neither regional nor national hospitals, financially and geographically out of reach for the majority of the population, nor rural health care centres, mostly staffed with a nurse only, can cover these tasks adequately. However, only little research exists on care giving processes, cost and efficiency of district hospitals in SSA. The general problem in health economics is that limited resources should be used in order to maximise health effects. This dissertation evaluates the actual treatment pathways and their average provider’s cost per patient for four different diagnoses at Nouna district hospital in Burkina Faso. A total of 95 patient records was analysed in detail and discussed with the health personnel in charge. Cost information for the year 2005 was taken from the well-established provider cost information system. Cost were broken down to the different sequences of the treatment pathway and summed up at the end. Average provider’s cost for paediatric Malaria were U$ 6.71 for outpatients, US$ 60.59 for inpatients with anaemia and US$ 75.11 for inpatients with neurological affection. Average provider’s cost for treating hypertension were US$ 67.94 per year. Average cost for hernia cure were US$ 146.85 under local anaesthesia, US$ 153.08 under spinal anaesthesia and US$ 169.78 under general anaesthesia. Average provider’s cost for Caesarean sections were US$ 140.15 under spinal anaesthesia and US$ 180.41 under general anaesthesia. This means that cost per patient are comparable to or even lower than provider’s cost found for other SSA setting in the literature. Cost would decrease between 20% (a hypertensive outpatient) and 46% for Malaria with neurological affection as complication, if utilisation rates rose from actually 20 to 80%. Patients paid between 35 and 94% of total provider’s cost in form of user fees. If fees would not change and the utilisation rate increased to 80%, cost-recovery for the considered diseases would then be between 63 and 117%. Although this would not allow the hospital to break even in its current configuration, the cost-recovery rate would be considerably higher, especially when taking into account that a full cost analysis was done including all investment cost. The introduction of clinical pathways based on the actual treatment pathways is suggested to improve process structure and documentation and to standardise the treatment according to national and international guidelines.
Ziel: Diese Studie untersuchte mit CT-Perfusion (CTP), wie sich nach laserinduzierter Thermotherapie (LITT) von pulmonalen Metastasen die lokale Durchblutung im Ablationsbereich ändert. Methoden: Es wurden 22 gesicherte pulmonale Metastasen bei zwölf Patienten vor (U1), am ersten Tag nach (U2) und vier bis sechs Wochen nach der LITT (U3) mit CTP untersucht. Es wurden für jede Perfusion die Perfusionsparameter (PP) Blutfluss (BF), Blutvolumen (BV), mittlere Transitzeit (MTT), und Permeabilitäts-Oberflächenprodukt (PS) berechnet und die Ergebnisse vor und nach LITT miteinander verglichen. Der Therapieerfolg (die technische Effektivität) wurde durch eine Verlaufskontrolle nach zwölf Monaten mit Hilfe der „response evaluation criteria in solid tumors“ (RECIST) ermittelt. Als technisch effektiv galt die LITT bei partieller Remission oder stabiler Erkrankung. Der technische Erfolg der LITT wurde als komplette Ablation definiert. Ergebnisse: Beim Vergleich der U2- mit den U1-Werten konnte ein signifikanter Rückgang der PP Blutfluss (p < 0,001), Blutvolumen (p < 0,001) und Permeabilitäts-Oberflächenprodukt (p = 0,001) beobachtet werden. Es waren keine weiteren signifikanten Änderungen eruierbar. Die Verlaufskontrolle nach RECIST zeigte für elf Metastasen eine partielle Remission (PR), für neun eine stabile Erkrankung (SD) und für zwei eine Progression (PD). 19/22 Ablationsbereiche mit SD oder PR zeigten eine Reduktion von mindestens zwei PP nach LITT. Bei 21/22 Metastasen konnte eine Korrelation zwischen der Änderung der PP BF, BV und PS bei der U2 im Vergleich zur U1 und den Therapieergebnissen nach RECIST ermittelt werden. Es zeigte sich jeweils eine Korrelation zwischen PR und drei reduzierten PP in acht Fällen, zwischen PR und zwei gefallenen PP in zwei Fällen, zwischen SD und drei reduzierten PP in sieben Fällen sowie zwischen SD und zwei gesunkenen PP in zwei Fällen. Im Gegenteil dazu ergab sich für die PD in je einem Ablationsbereich ein Anstieg von drei PP und ein Anstieg von zwei PP. Schlussfolgerung: Es könnte eine Korrelation zwischen postinterventionellen Therapieergebnissen nach RECIST und der Änderung der CT-Perfusionsparameter im Ablationsbereich (U2 im Vergleich zu U1) geben. Die CT-Perfusion hat das Potenzial, frühzeitige vaskuläre Veränderungen im Ablationsbereich nach einer Lungenmetastasen-LITT sensitiv zu erfassen und die technische Effektivität der Intervention durch Beurteilung des technischen Erfolgs direkt nach der Therapie vorherzusagen.
Die Diagnose Krebs konfrontiert den Patienten mit einer Vielzahl von Fragen und Veränderungen. Zusätzlich muss er sich im Zuge seines Krankenhausaufenthaltes in einer ungewohnten Umgebung und Rolle zurechtfinden. In diesem Kontext kommt dem ärztlichen Gespräch eine besondere Bedeutung zu. Das Visitengespräch bedeutet für den Erkrankten eine Möglichkeit, Fragen zu seiner Erkrankung und deren Auswirkung zu stellen. Auch vermittelt eine patientenzentrierte Haltung des Arztes während des Visitengesprächs dem Patienten Sicherheit und trägt damit zu einer konstruktiven Krankheitsbewältigung bei. Für den Arzt wiederum ist die Visite ein Ort der Diagnosefindung und Überprüfung der Therapiewirkung. Diese unterschiedlichen Sichtweisen bedingen einen latenten Konflikt. Visitenanalysen aus der Literatur zeigen, dass dieser Konflikt weitgehend zugunsten des Arztes gelöst wird. Liegt hingegen eine erhöhte Patientenbeteiligung vor, werden positive Auswirkungen auf den Patienten beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welchem Ausmaß es gelingt, auf einer hämatologisch-onkologischen Station sowohl die Arzt- als auch die Patientenperspektive in der Visitengestaltung zu berücksichtigen. Die Analyse der Gesprächsmerkmale zeigt Übereinstimmungen mit den in der Literatur beschriebenen Ergebnissen. Abweichend davon fällt jedoch ein vermehrter Patienteneinbezug auf. Dieser besteht meist in einer Edukation des Patienten und weniger in einem Eingehen auf dessen Gefühlswelt. Das ärztliche Verhalten ist bei einer somatischen Priorisierung klar handlungsorientiert. Insgesamt fluktuiert der Grad des Patienteneinbezugs über die verschiedenen Gesprächsphasen hinweg. Darüber hinaus zeigt sich eine Vielzahl von Einflussgrößen auf das Arztverhalten im Visitengespräch. Die Patienten sind mit den erlebten Visitengesprächen zufrieden. Diese unkritische Haltung könnte möglicherweise durch die soziodemographischen Eigenschaften der Patientengruppe wie hohes Alter und niedriger Bildungsgrad mitbestimmt werden. Gelänge es, die Patientenbeteiligung im Visitengespräch zu steigern, kämen neben der Krankheitsbekämpfung auch gesundheitsfördernde Aspekte der Patientenbetreuung zum Tragen. Gemäß der International Classifikation of Function, Disability and Health (ICF) zählen hierzu die Partizipation und Teilhabe als wesentlicher Bestandteil von Gesundheit. Zur Berücksichtigung dieser Aspekte wären ein sicherer Gesprächsrahmen, eine klare Visitenstruktur sowie der vermehrte Einsatz von Gesprächstechniken zur Förderung des Patienteneinbezugs nötig. Solche Gesprächsvariablen finden sich beispielsweise in der Methode der partizipativen Entscheidungsfindung wieder.
Große epidemiologische Studien haben gezeigt, dass Patienten mit einem Diabetes mellitus oder einem metabolischen Syndrom ein erhöhtes Risiko für die Entstehung eines Hepatozellulären Karzinoms (HCC) besitzen. In einem in der Arbeitsgruppe von F. Dombrowski entwickelten Tiermodell konnte gezeigt werden, dass eine dauerhaft erhöhte Insulin- und Glukosekonzentration nach niedrig-dosierter portal-embolischer Pankreasinseltransplantation in diabetischen Ratten einen karzinogenen Effekt auf die Hepatozyten ausübt. Da der Signalweg über die Proteinkinase AKT und seine Effektormoleküle wie mTOR (mammalian target of Rapamycin) einerseits in der humanen Hepatokarzinogenese aktiviert ist, andererseits aber auch einen typischen intrazellulären Mediatorweg des Insulinsignals darstellt, war das Ziel dieser Arbeit, die funktionelle Bedeutung einer AKT/mTOR-Aktivierung in diesem Tiermodell mittels Western Blot und Immunhistochemie zu charakterisieren. AKT und seine Effektormoleküle (mTOR, NFkB, Bcl-2) sind dabei bereits in den frühesten Präneoplasien verstärkt exprimiert, durch AKT in ihrer Funktion negativ-regulierte Effektormoleküle (FOXO1, 4EBP1 und BAD) werden hingegen inhibiert. Diese Effekte nehmen im Verlauf der Karzinogenese vom Stadium der Präneoplasien zu den HCC deutlich zu. Daher lässt sich schlussfolgern, dass in der Insulin-induzierten Hepatokarzinogenese nach Pankreasinseltransplantation in diabetischen Ratten der AKT/mTOR-Signalweg als intrazellulärer Mediator des Insulinsignals von Beginn an aktiviert ist und an der Entstehung der Präneoplasien und der nachfolgenden Transformation in hepatozelluläre Tumoren eine wesentliche Bedeutung haben dürfte. Die AKT/mTOR Aktivierung ist ferner für die Induktion des lipogenen Phänotyps und die Heraufregulation der lipogenen Enzyme FASN, ACAC, ACLY, ähnlich wie beim HCC des Menschen und im Mausmodell, verantwortlich. Zum einen bietet dieses Modell somit auf molekularer Ebene Erklärungsansätze für die epidemiologisch gesicherte aber bisher pathogenetisch nicht verstandene Entstehung des HCC beim Menschen mit hyperinsulinämischen Diabetes mellitus. Zum anderen bleibt darüber hinaus abzuwarten, inwieweit sich durch Hemmung dieses onkogenen Signalwegs Ansätze für die Therapie des HCC bei Patienten mit dereguliertem Insulinstoffwechsel ergeben könnten.
Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss der Alexithymie und Emotionalen Intelligenz auf das Ergebnis einer stationären psychoanalytisch orientierten Psychotherapie in Deutschland. Weiterhin werden Aussagen über die Entwicklung von Alexithymie und Emotionaler Intelligenz im Laufe des zwölfwöchigen Krankenhausaufenthaltes getroffen. 348 stationäre Patienten wurden mit den deutschen Versionen der Toronto Alexithymie Skala (TAS-20), der Symptom Checkliste (SCL-90-R) und dem Mayer- Salovey- Caruso Emotional Intelligence Test (MSCEIT 2,0) zu zwei verschiedenen Zeitpunkten während der Behandlung untersucht (Aufnahme- und Entlassungszeitpunkt). Die Patienten wurden mit psychoanalytische orientierte Einzel- und Gruppentherapie behandelt. Im Gegensatz zu der hypothetischen Annahme hatte die Schwere der Alexithymie und der Grad der emotionalen Intelligenz hat keinen Einfluss auf die Veränderung der psychischen Gesamtbelastung als positiven Indikator für den Therapieerfolg. Im Verlauf der Behandlung war sowohl eine signifikante Verbesserung der GSI Werte der SCL-90-R und zu einer signifikanten Verringerung der Alexithymie Werte zu beobachten. Im Gegensatz dazu zeigte der Gesamtwert der Emotionalen Intelligenz keine signifikante Veränderung. Die einzelnen Untertests der Emotionalen Intelligenz zeigten unterschiedliche und zum Teil unerwartete Ergebnisse. Diese lassen die Vermutung zu, dass es Unterschiede innerhalb der Patientengruppe gibt, die entweder zur Verbessern oder Verschlechterung emotional intelligenter Fähigkeiten im Behandlungsverlauf führen. Dies könnte Gegenstand weiterer Untersuchungen sein. Die in der Literatur bereits beschriebene negative Korrelation zwischen Emotionaler Intelligenz und Alexithymie konnte durch die Arbeit bestätigt werden.
Die erfolgreiche Behandlung der Sepsis ist bis heute eine Herausforderung in der Intensivmedizin. Antikoagulantien stellen eine neue Therapieoption dar, denn das Gerinnungs- und Immunsystem sind eng miteinander verknüpft sind. Thrombin scheint eines der wichtigsten verknüpfenden Enzyme zu sein, da es sowohl an der Gerinnungskaskade und auch an der Leukozytenrekrutierung und der darauffolgenden Störung der Mikrozirkulation beteiligt ist. In dieser Arbeit wurden die Effekte des direkten Thrombininhibitor Argatroban auf die intestinale Kapillarperfusion und die Endothel-Leukozyten-Interaktion von Ratten während experimentell induzierter Sepsis untersucht. 40 männliche Lewis Ratten wurden in 4 Gruppen eingeteilt (n=10): Schein-Operation (SHAM), experimentelle Sepsis (colon ascendens stent peritonitis – CASP), CASP-Gruppe mit Argatroban-Gabe (CASP+ARG) und SHAM-Gruppe mit Argatroban-Gabe (SHAM+ARG). 16 Stunden nach Einsetzen des Stents oder der SHAM-Operation erhielten die Tiere der CASP+ARG und SHAM+ARG Gruppen 2 mg/kg Argatroban (ARG) intravenös. Die Tiere der anderen Gruppen erhielten einen volumenäquivalenten Bolus an isotonischer 0,9 % Natriumchloridlösung. Anschließend erfolgte nach 60 Minuten die Intravitalmikroskopie. Die Gabe von Argatroban verbesserte statistisch signifikant im Vergleich zu unbehandelten Tieren bei CASP-Tieren die Kapillarperfusion, besonders der Mukosa und verringerte statistisch signifikant in Venolen mit einem Durchmesser von 50-80 µm die Anzahl von aktivierten Leukozyten in der intestinalen Submukosa. Die funktionelle Kapillardichte, als Marker der kapillaren Perfusion, wurde durch Argatroban in septischen Ratten verbessert und gleichzeitig wurden durch die verminderte Leukozytenadhärenz am Endothel antiinflammatorische Eigenschaften nachgewiesen. Die Therapie der Sepsis mit Argatroban könnte durch die verbesserte intestinale Kapillarperfusion vorteilhaft für das Outcome sein.
In vielen wissenschaftlichen Studien konnte die Bedeutung des NO-cGMP-PKG-Signalweges für die Regulation der Spannung von glatten Muskelzellen gezeigt werden. Im Mittelpunkt standen dabei oftmals die Guanylatzyklase, die Proteinkinase G oder zelluläre Kalziumkanäle und deren Bedeutung für die Muskeltätigkeit. In der vorliegenden Arbeit sollte über Modulatoren der zelluläre cGMP-Spiegel in glatten Gefäßmuskelzellen von Ratten verändert und durch Messung der Kontraktionsstärken dessen Einfluss auf das Kontraktionsverhalten nachgewiesen werden. Dabei sollte sowohl die Auswirkung von cGMP-Veränderungen auf die Spannung bei maximaler Stimulation als auch auf die Sensitivität für Phenylephrin untersucht werden. Nach Inkubation der Aorten mit einem cGMP-Modulator und Stimulation mit Phenylephrin wurden die Kontraktionen von Aortenringen über Schreiber direkt aufgezeichnet. Als Modulatoren wurden das Urikosurikum Probenecid, der Phosphodiesterasehemmer Sildenafil und der Inhibitor der löslichen Guanylatzyklase ODQ eingesetzt. Ein besonderer Fokus sollte darauf gelegt werden, inwiefern die Hemmung der MRP-Transportproteine 4 und 5 durch Probenecid- und Sildenafilinkubation auf den cGMP-Spiegel und damit die Spannung der glatten Muskelzellen auswirkt. In den Aufzeichnungen der Kontraktionen zeigte sich unter ODQ-Einfluss eine deutlich gesteigerte Spannung in g pro g Aortengewebe (Mw=2761,44*; SEM=236,4; n=9) bei maximaler Stimulation mit Phenylephrin im Vergleich zur Kontrolle (1515,15; 186; n=9). Unter Vorinkubation mit Sildenafil konnten sowohl mit der geringeren Konzentration von 1 µM (689,15*; 163,3; n=5) als auch bei 50 µM (187,17*; 154,5; n=5) signifikant niedrigere Spannungen festgestellt werden. In höherer Konzentration kommt neben der Inhibition der PDE auch der hemmende Einfluss von Sildenafil auf die MRP-Transporter zum Tragen. Auch nach der Inkubation mit Probenecid konnte sowohl mit 10 µM (783,70; 150,7; n=5) als auch mit 100 µM (693,64*; 128,4; n=5) eine verminderte Kontraktion der Gefäße festgestellt werden. Die Untersuchung der Sensitivität der Aorten auf Phenylephrin über Vergleiche der EC50-Werte ergab, dass insgesamt durch den Einsatz von cGMP-Modulatoren keine Veränderungen der Sensitivität verursacht werden. Schlussfolgernd ergibt sich aus den Ergebnissen dieser Arbeit, dass glatte Gefäßmuskulatur über cGMP-Modulatoren hinsichtlich der Maximalspannungen beeinflussbar ist und dass der cGMP-Transport über MRP 4 und 5 für die Kontraktion von glatten Muskelzellen physiologisch bedeutsam zu sein scheint, was neue Möglichkeiten des medikamentösen Eingreifens in die Gefäßregulation eröffnen könnte.
An zwei modernen Dentaleinheiten der Firmen KaVo und Sirona aus dem ZZMK der Universität Greifswald wurde der endständige Einweg-Membranfilter „Germlyser® ENT“ auf seine Filterleistung untersucht, Kühl- und Spülwasser gemäß den RKI-Richtlinien mit Gesamtkoloniezahlen < 100 KBE/ml zu erzeugen. Im Verlauf der Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die derzeit übliche Betriebswasseraufbereitung mit H2O2 keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert. Der Richtwert von 100 KBE/ml wurde bereits 2 d nach chemischer Intensivdekontamination überschritten. Die Wasseraufbereitung durch den Germlyser® ENT Membranfilter konnte an allen Arbeitsenden beider Dentaleinheiten für 7 d hygienisch einwandfreies Wasser produzieren. Die vom Filterhersteller angegebene Standzeit von 3 Monaten konnte allerdings nicht erreicht werden. Durch zusätzliche Desinfektion des Mikromotors an der KaVo Dentaleinheit konnte die Wasserqualität verbessert und die Standzeit des Filters verlängert werden. Die Gesamtkoloniezahl nach 28 d betrug 72 KBE/ml. Gerätekupplungen, Mikromotoren und Luft-Wasser-Spritzen, für die bisher keine Aufbereitungsmaßnahmen vorgesehen sind, konnten als mögliche Kontaminationsquelle für das Kühlwasser identifiziert werden. Die fehlende Filtrationsmöglichkeit am Spülbecherauslass zieht eine starke Verunreinigung des Spülbecherwassers nach sich. Als alleinige Wasseraufbereitungsmethode in Dentaleinheiten ist der Germlyser® ENT Membranfilter in seiner untersuchten Form daher nicht geeignet. Ergänzend zu systemischen Maßnahmen kann der Filter die Wasserqualität verbessern.
Es wurden Effekte einer Langzeit-Wachstumshormonsubstitution bei Erwachsenen mit einem Wachstumshormonmangel, die in der deutschen KIMS Datenbank (Pfizer International Metabolic Database) erfasst wurden, untersucht. Von 440 Patienten mit einem Wachstumshormonmangel wurden die Daten zu IGF I (insulin-like growth factor I), Nüchternblutglukose, Gesamtcholesterol, LDL-Cholesterol (LDL-C), BMI (body mass index), Taillen- (WC) und Hüftumfang (HC) bei Studieneinschluss und im Verlauf ausgewertet. Außerdem wurde die Lebensqualität mit Hilfe des QoL-AGHDA erfasst. Die hier dargestellten Auswertungen zeigen, dass eine langjährige Wachstumshormonsubstitution bei Erwachsenen zu einer anhaltenden Verbesserung der Lebensqualität führt. Die zuvor in randomisiert kontrollierten Studien oder in kürzeren Anwendungsbeobachtungsstudien beobachteten Effekte auf die Verbesserung der Körperzusammensetzung bzw. den Glukose- oder Lipidstoffwechsel konnten im Langzeitverlauf nicht bestätigt werden.
Entwicklung eines freien Perforator- Fett- Faszienlappens der Arteria epigastrica inferior (DIEAPA) mit geringem Entnahmedefekt zur mikrochirurgischen Rekonstruktion eines Volumendefektes bei querer Gesichtsspalte Einleitung: In der Gesichtschirurgie stellt die Rekonstruktion von reinem Fettgewebe in einer Menge, welche die Möglichkeiten der freien autologen Fettgewebstransplantation mittels Mikrokanülen nach Coleman übersteigt eine besondere Herausforderung dar. In der folgenden Dissertation soll die Entwicklung eines Perforatorgefäß gestielten freien Fett- bzw. Fett- Fascienlappens der Arteria epigastrica inferior und seine erfolgreiche klinische Anwendung zur Volumenrekonstruktion bei einer seltenen Form der queren Gesichtsspalte beschrieben werden. Materieal und Methodik: In anatomischen Studien wurden an 5 formalinfixierten Leichen, davon 2 männliche und 3 weibliche pro Seite jeweils ein periumbilicaler Fett- Fascienlappen gestielt an einem Perforatorgefäß von ca. 2mm präpariert und gehoben. Ein freier Fettlappen der A. epigastrica inferior (DIEA: deep inferior epigastric atery) wurde endoskopisch assistiert gewonnen. In klinischen Studien wurden an 20 Patienten, die sich zur Durchführung von Bauchdeckenreduktionsplastiken in unserer Klinik einfanden, kontinuierliche intra- und postoperative Messungen der interzellulären Sauerstoffkonzentrationen und Gewebetemperaturen mittels Licox Sonden durchgeführt, um den Einfluß der Perforatorgefäße der A. epigastica inferior auf den periumbilikalen Fettpannus zu quantifizieren. Eine Messung erfolgte bei einer Bauchdeckenplastik mit geringer Hautresektion, die endoskopisch assistiert und unter Schonung der lateralen Perforatorgefäße durchgeführt wurde. Bei einer 19 jährigen Patientin mit eine seltenen Form der queren Gesichtsspalte, führten wir eine Volumenrekonstruktion der rechten Gesichtsseite mittels freien Perforatorgefäß gestielten Fett- Fascienlappens der A. epigastica inferior durch. Die Volumenstabilität des mikrochirurgisch anastastomosierten Fettlappens wurde über 2 Jahre mittels Ultraschalluntersuchungen, postoperativen MRTs sowie fotodokumentatorisch nachuntersucht. Ergebnisse: In einem Radius von ca. 8cm um den Bauchnabel herum fanden sich unsymmetrisch 2 bis 5 die Faszie des Muskulus obliquus externus perforierende Gefäße, die nach Präperation in den Muskulus rectus abdominis mikrochirurgisch relevante Gefäßkaliber von mehr als 2 mm aufwiesen. Die intra- und postoperativen interzellulären Sauerstoffkonzentrationen im periumbilikalen Fettpannus zeigten einen massiven Abfall nach Absetzung der Perforatorgefäße der A. epigastrica inferior bei den Bauchdeckenreduktionsplastiken. Ein Perforator gestielter Fett- Fascienlappen der A. epigastrica inferior (DIEAPA) konnte endoskopisch assistiert mit minimalem Entnahmedefekt gehoben und zur Augmentation der Wange bei einer Patientin mit queren Gesichtsspalte eingesetzt werden. Das Transplantat wurde zwei Jahre nachkontrolliert und eine Volumenabnahme von ca. 30% festgestellt werden. Diskussion: Die Entwicklung des perforatorgestielten Fett- Fascienlappens aus der vorderen Bauchregion, sowie seine klinische Anwendung sind nach unserem Wissen in der Literatur noch nicht beschrieben worden und stellen in der rekonstruktiven Chirurgie eine Möglichkeit der autologen Weichgewebeaugmentation mit kaum sichtbaren Entnahmedefekt dar.
1. Hintergrund und Ziele Ziel der Befragung war die Darstellung der Zusammenhänge zwischen der Belastung durch die häusliche Pflege schwerpflegebedürftiger neurologischer Patienten und den Auswir-kungen auf die Gesundheit der Pflegepersonen. 2. Methode Als Pilotstudie konzipiert wurde in Zusammenarbeit mit dem Neurologischen Rehabilitations-zentrum in Greifswald an die pflegenden Angehörigen ein Anschreiben mit Fragebogen ver-schickt. Aufgrund der Ein- und Ausschlusskriterien sowie der geringen Rücklaufquote gingen in die Datenauswertung nur 44 Fragebögen ein. Entsprechend den vier Untersuchungsfragen dienten als Untersuchungsinstrumente: der SF-12 zur Messung der allgemeinen gesundheits-bezogenen Lebensqualität, die Beschwerdeliste zur Messung der subjektiven Beeinträchti-gungen durch körperliche und Allgemeinbeschwerden, der Fragebogen zur Messung der Inan-spruchnahme medizinischer Hilfe, der F-SozU-K14 zur Messung der wahrgenommenen bzw. erhaltenen Sozialen Unterstützung und die soziodemografischen Daten der Befragten aus dem F-SozU. Im Rahmen der Querschnittsstudie mit einem orientierenden beschreibenden Charakter diente als statistisches Verfahren die Beschreibung der Häufigkeitsverteilung. Die Ergebnisse wurden mit Daten aus einer Literaturrecherche verglichen und diskutiert. 3. Ergebnisse Aus der Untersuchung ergaben sich kaum signifikante Ergebnisse, aber es ließen sich tendenzielle Zusammenhänge nachweisen. Im Vergleich zur Normbevölkerung liegt die allgemeine gesundheitsbezogene Lebensqualität der pflegenden Angehörigen deutlich niedriger, dennoch erreicht die Mehrzahl der Untersuchungsgruppe Werte, die für eine hohe psychische Gesundheit sprechen. Die Gesamtbeeinträchtigung durch körperliche und All-gemeinbeschwerden liegt für die pflegenden Angehörigen im niedrigeren bis eher mittleren Bereich. Als Leitbeschwerden geben die Befragten vor allem Schmerzen und Körperfühl-störungen an. Ein größerer Beschwerdedruck steht mit einer niedrigeren allgemeinen gesund-heitsbezogenen Lebensqualität im Zusammenhang. Mit durchschnittlich neun Arztkontakten pro Jahr liegt die Inanspruchnahmerate im Vergleich zur Normstichprobe niedriger. Mit steigendem Beschwerdedruck zeigt sich aber ein Anstieg der Kontaktanzahl zum Hausarzt. Das Maß an wahrgenommener sozialer Unterstützung entspricht dem Maß der Norm-population, nimmt aber kaum Einfluss auf die Lebensqualität der Pflegepersonen. Des Weiteren fiel auf, dass mit steigender Anzahl der Hausarztkontakte auch das Maß an erlebter sozialer Unterstützung steigt. 4. Diskussion/Schlussfolgerung Der Vergleich der Untersuchungsergebnisse mit den Ergebnissen zu Befragungen von pflegenden Angehörigen aus der Literaturrecherche erwies sich als schwierig. Trotz ähnlicher Untersuchungsziele erfassen die Untersuchungen weit Unterschiedliches. Die Gesamtheit aller Aspekte zur Pflegesituation erweist sich als zu großen Umfang für eine Befragung.
Die häufigste primäre Kopfschmerzerkrankung ist der im Vergleich zur Migräne wenig untersuchte Spannungskopfschmerz (engl: tension-type headache). Als pathophysiologische Ursachen werden emotionale Störungen, Stress und Depressionen vermutet. In klinischen Studien wurde mehrfach eine Komorbidität von Spannungskopfschmerzen mit Depressionen und Angststörungen gefunden. Epidemiologische, bevölkerungsbezogene Untersuchungen zur Assoziation von Depressionen und Angststörungen zum Spannungskopfschmerz sind hingegen rar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es auf der Grundlage einer bevölkerungsbezogenen breitangelegten Studie eine Assoziation von Symptomen der Depressionen und Angststörungen zu Spannungskopfschmerzen zu prüfen. Die Arbeit basiert auf der ersten Folgeuntersuchung der SHIP (Study of Health in Pomerania) mit 3300 Probanden, deren Daten zwischen 2002 und 2006 erhoben wurden. Als Vergleichsgrundlage wurde die Prüfung einer Assoziation der Migräne zu Depressionen und Angststörungen herangezogen. Da der Spannungskopfschmerz in chronischer und episodischer Form auftritt, und es Hinweise auf kopfschmerzartunabhängige Zusammenhänge von psychischen Faktoren und chronischen Kopfschmerzen gibt, wurde der Aspekt der Kopfschmerzchronizität ebenfalls mitbetrachtet. Als potentielle Confounder gingen soziodemographische Faktoren, Variablen chronischer Erkrankungen, Variablen des Alkohol- und Tabakkonsums sowie Symptome der Depressionen und der Angststörungen untereinander in diese Arbeit ein. Für den Spannungskopfschmerz zeigte sich keine unabhängige Assoziation von Symptomen der Depressionen oder Angststörungen, wohingegen sich für die Migräne (OR: 1,8 (95%-KI: 1,15 - 2,83)) und den chronischen Kopfschmerz (OR: 3,06 (95%-KI: 1,34 - 6,98)) eine unabhängige Assoziation zu depressiven Symptomen darstellen ließ. Allerdings fand sich in einem zusätzlich berechneten logistischen Regressionsmodell des Spannungskopfschmerzes ein unabhängig signifikant erhöhtes OR der Variable „Angststörungen“ (OR: 1,3 (95%-KI: 1,04 – 1,62)), wenn nicht für Depressionen, aber für alle anderen potentiellen Confounder adjustiert wurde. Dieses Ergebnis führt vor dem Hintergrund einer anzunehmenden hohen Komorbidität von Angst- und Depressionsstörungen zur Annahme, dass ein erhöhtes Risiko für Spannungskopfschmerzen bei Vorliegen von „nicht unabhängig voneinander bestehenden angst- und depressionsbezogenen Symptomen“ bestehen könnte. Ob dies tatsächlich nachweisbar ist, müssen weitere Untersuchungen klären. Für einen Fortschritt im ätiologischen Verständnis primärer Kopfschmerzerkrankungen, insbesondere des Spannungskopfschmerzes, sollten zudem zukünftig longitudinale Studien eine wesentliche Rolle spielen.
Ziel: In der retrospektiven Studie soll anhand der BI-RADS-Klassifikation die diagnostische Wertigkeit von Mammographie, Mammasonographie und Palpation bei Fibroadenomen unter Berücksichtigung der Variablen Dichte der Brust, Alter der Patientin, sonographischer Größe und Palpierbarkeit des Befundes dargestellt werden. Material und Methoden: Es wurden im interdisziplinären Brustzentrum der UFK Greifswald 339 für diese Studie verwendbare Fibroadenome diagnostiziert und histologisch gesichert. Die Dignitätsbeurteilung nach BI-RADS wurde in benigne vs. maligne vereinfacht und mit der Histologie verglichen. Die Spezifitäten wurden in Abhängigkeit von den o.g. Variablen getrennt beurteilt. Für den Chi2-Test wurde ein p-Wert < 0,05 als signifikant angenommen. Die Übereinstimmung von Mammographie und Sonographie wurde mit der Kappa-Statistik nach Cohen berechnet. Ergebnisse: Bei den Gesamtspezifitäten von 100% für Palpation, 83,9% für Mammographie und 88,2% für Sonographie zeigten sich auch unter Berücksichtigung der Variablen deutliche Vorteile der Sonographie gegenüber der Mammographie. Es konnte für die Sonographie eine Abhängigkeit zwischen Dignitätseinstufung und Alter sowie Palpierbarkeit dargestellt werden (p = 0,001 und p = 0,025). Größte Übereinstimmungen in der Dignitätseinstufung zeigten Mammographie und Sonographie bei ACR 1 - 2 sowie Befunden > 1,9 cm. Schlussfolgerung: Für die Diagnostik von Fibroadenomen zeigt die Sonographie auch unter Berücksichtigung von den Variablen eine höhere Spezifität als die Mammographie und sollte daher vor allem bei jüngeren Patientinnen der Vorrang gegeben werden. Bei der Sonographie ist die Abhängigkeit bei der Dignitätseinstufung von Alter und Palpierbarkeit des Befundes zu beachten; in angezeigten Fällen sollte somit trotzdem die Mammographie als ergänzende Methode in Erwägung gezogen werden.
Die Behandlung mit Rituximab bei Patienten mit CD20+-B-Zell Lymphomen ist therapeutischer Standard, auch vor einer allogenen Stammzelltransplantation. Bemerkenswert erscheint jedoch die Aussage in zwei Publikationen der Ann-Arbor Gruppe, die dem monoklonalen Antikörper eine signifikante Wirksamkeit bei der Behandlung der therapierefraktären cGvHD und einer damit verbundenen Zytopenie zusprechen. Bis heute ist jedoch nicht eindeutig geklärt, ob die Therapie mit Rituximab vor einer allogenen Stammzelltransplantation einen Einfluss sowohl auf die cGvHD als auch auf den GvL-Effekt hat. Desweiteren steht Rituximab im Verdacht, das leukozytäre Engraftment nach einer peripheren Stammzelltransplantation negativ zu beeinflussen. Da ein zügiges leukozytäres Engraftment jedoch von großer Bedeutung für die Vermeidung von schweren Komplikationen durch Infektionen darstellt, muss die Therapie mit Rituximab vor einer Stammzelltransplantation kritisch hinterfragt werden. Im Hinblick auf einen Einfluss von Rituximab auf die Inzidenz und den Verlauf einer cGvHD und das Engraftment untersuchten wir das Datenmaterial von Patienten mit malignen B-Zell Lymphomen und Zustand nach Stammzelltransplantation. In einem retrospektiven Vergleich zweier Patientengruppen [n=26], von denen eine mit Rituximab vor allogener Transplantation behandelt worden war [n=17], konnten wir feststellen, dass in der mit Rituximab vorbehandelten Gruppe sowohl das leukozytäre als auch das thrombozytäre Engraftment schneller erfolgten (11 Tage [range 1-18] vs. 15 Tage [range 12-20], p=0,025) und für beide Gruppen in der Inzidenz und Ausprägung der akuten oder chronischen GvHD keine signifikanten Unterschiede bestanden (aGvHD: 58,8% vs. 55,6%, p=0,72 und cGvHD: 52,9% vs. 44,4%, p=0,5). Auch fanden sich keinerlei Hinweise auf eine negative Beeinflussung des GvL-Effektes durch eine signifikant höhere relapse-Rate in der mit Rituximab vorbehandelten Patientengruppe. Daher schließen wir, dass die Behandlung mit Rituximab vor einer allogenen peripheren Stammzelltransplantation im bezug auf die hier untersuchten Parameter nicht nur unbedenklich, sondern sowohl für das leukozytäre als auch für das thrombozytäre Engraftment förderlich sein kann.
Innerhalb eines Jahres wurden 55 Frühgeborene der perinatologischen Abteilung des Zentrums für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Greifswald der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald hinsichtlich der Antikörperbildung auf hexavalente Impfstoffe untersucht. Die Einteilung erfolgte in drei Gruppen mit einer Zuordnung entsprechend dem Geburtsgewicht. Die Grundimmunisierung begann gemäß kalendarischem Alter nach vollendetem zweiten Lebensmonat und umfasste drei Impfstoffgaben des Priming. Es erfolgten Antikörper-Bestimmungen vor Beginn der ersten Impfung und vier Wochen nach der dritten hexavalenten Impfung. Nach Abschluss der ersten drei Impfungen im Rahmen der Grundimmunisierung mit einem hexavalenten Kombinationsimpfstoff erreichten mehr als 94 % der Frühgeborenen einen ausreichenden Impfschutz gegen Tetanus, Diphtherie, Hepatitis B, FHA und Poliomyelitis Typ 1, 2 und 3. Etwa ein Fünftel der Impflinge bildete keine ausreichenden PRP-Antikörper im Langzeitschutz und ein Zehntel keine ausreichenden PT-Antikörper. Frühgeborene sollten wie reife Neugeborene ab vollendetem zweiten Lebensmonat mit Kombinations-Impfstoffen geimpft werden. Für alle Frühgeborenen wäre eine zusätzliche hexavalente Impfung innerhalb des ersten Lebensjahres zu empfehlen, um einen ausreichenden Impfschutz gegen Hämophilus influenzae Typ b im Langzeitschutz, Pertussis und bei sehr kleinen Frühgeborenen mit einem sehr niedrigen Gestationsalter und Geburtsgewicht auch gegen Hepatitis B zu erreichen.
Die dislozierte distale Unterarmfraktur im Kindesalter, nach der Reposition: K-Draht oder nicht ?
(2011)
Retrospektive Analyse des Patientenkollektives und der Behandlungsergebnisse von distalen Unterarmfrakturen im Wachstumsalter an der Klinik und Poliklinik für Kinderchirurgie Greifswald in den Jahren von 1998 bis 2007 Es wurde der Frage nachgegangen, ob dislozierte distale Unterarmfrakturen primär mit einer Osteosynthese versorgt werden sollten. Insgesamt geringe Anzahl an sekundären Dislokationen mit 12,7%. Hoher Anteil an primär osteosynthetisch versorgen Frakturen mit 37,7%. Komplikationen nach osteosynthetischer Versorgung sind sehr selten. Hohe Patientenzufriedenheit auch nach osteosynthetischer Versorgung. Die geschlossene Reposition ohne Osteosynthese ist weiterhin die Methode der Wahl. Der Einsatz einer Osteosynthese sollte stets geprüft und in Erwägung gezogen werden. Die Kirschnerdrahtfixation ist eine effektive und sichere Methode.
Hintergrund: In der Zeit des Nationalsozialismus kam es zu großen Veränderungen in der Dermatologie. Die große Zahl jüdischer Dermatologen, die auf verschiedene Arten von ihrem Beruf ausgeschlossen wurden, und die politischen Umbesetzungen der dermatologischen Lehrstühle führten zu einem Niedergang der Dermatologie in der NS-Zeit. Untersuchung: Die Arbeit gibt einen Überblick über die Entwicklungen und Veränderungen in der Greifswalder Universitäts-Hautklinik (UHK) in der Zeit von 1933–1945. Anhand von knapp 3000 Krankenakten geschlechtskranker Patienten sowie Archiv- und Literaturarbeit konnten sowohl medizinische als auch historische Aspekte der Dermatologie in dieser besonderen politischen Zeit nachvollzogen werden. Ergebnisse: An der UHK ließen sich politisch motivierte Umbesetzungen, nationalsozialistisch geprägte Forschung mit dem Giftgas Lost und die Umsetzung spezifischer NS-Gesetze nachweisen. Die Zahl zwangseingewiesener Patienten nahm während des Krieges um das 16-Fache zu, ebenso die Zahl der geschlechtskranken Patienten an sich. Die Zunahme an sterilisierten Patienten mit einem Gipfel um das Jahr 1936 konnte anhand der Patientenakten gezeigt werden, wobei die UHK selbst in 6 Fällen in die Sterilisationspolitik involviert war.
Kurzzusammenfassung: Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist die Forschung auf der Insel Riems, einem der auch heutzutage wichtigsten Forschungsstandorte für Tierkrankheiten, von 1933 bis 1945 unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes der NS-Zwangsarbeiter. Es wird die durch die geografische Lage, die Forschungsschwerpunkte sowie die innerbetriebliche Struktur besondere Situation der Anstalt verdeutlicht, die eng mit Leben und Werk der leitenden Wissenschaftler verknüpft ist. Neben der Darstellung der Forschung und des Zwangsarbeitereinsatzes zeigt die vorliegende Arbeit das konstante Ringen der jeweiligen Direktoren seit Gründung der Forschungsanstalt mit den verantwortlichen Behörden, um durch eine bestmögliche materielle und personelle Ausstattung des Instituts die Forschungsarbeiten vorantreiben und die Ziele weitestgehend erreichen zu können. Ein Erinnerungsbericht eines ehemaligen Italienischen Militärinternierten eröffnete die Möglichkeit, auch die Lebens- und Arbeitsbedingungen der Zwangsarbeiter auf dem Riems näher zu untersuchen. Aus den untersuchten Archivquellen und der Literaturbasis wurden die Verknüpfungen zwischen wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Zwängen, zwischen den Machtstrukturen des nationalsozialistischen Regimes und der Leitung des Institutes und letztlich zwischen den Betriebsangehörigen und den Zwangsarbeitern analysiert. Hieraus ergibt sich ein differenziertes Bild der Forschung und des Zwangsarbeitereinsatzes auf der Insel Riems, das auch die Hintergründe ausführlich beleuchtet. Es wird in dieser Arbeit deutlich, inwieweit in dem geschichtlichen Umfeld der Zeit von 1933 bis 1945 medizinische Forschung durch hohes Engagement der führenden Persönlichkeit, durch Integration und Kollaboration mit dem NS-Regime sowie dem Einsatz von Zwangsarbeitern hat überleben können. Diese medizinisch-historische Untersuchung definiert einen wesentlichen Teil der Basis, auf der die aktuelle Forschung beruht.
Die Dissertation untersucht den gesellschaftlich geführten Diskurs über die Integration der Russischsprachigen mit einer Diskursanalyse der estnischsprachigen Tageszeitung Postimees für den Zeitraum von 1995 bis 1999, um so die Rolle der aufnehmenden Gesellschaft im Handlungsfeld Integration näher zu beleuchten. Ziel der Arbeit ist es, die im Diskurs sedimentierten von der estnischen Gesellschaft geteilten Wissensbestände zur Integration herauszuarbeiten und zu beschreiben. Die linguistische Diskursanalyse orientiert sich dabei zum einem an dem Diskurslinguistischen Mehrebenen-Analysemodell (DIMEAN) und zum anderen an den Studien zum deutschen Migrationsdiskurs der Düsseldorfer Schule.
Die arterielle Hypertonie (aHT) ist einer der Hauptrisikofaktoren für die Entstehung von kardiovaskulären Erkrankungen. Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in Deutschland. Der Zusammenhang zwischen Testosteronkonzentrationen und aHT sowie den jeweiligen Risikofaktoren und dem Risiko der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen wurde in unterschiedlichen Studien, zum Großteil Querschnittsstudien, untersucht, wobei diese zu widersprüchlichen Ergebnissen kamen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die längsschnittliche Assoziation zwischen Testosteronkonzentrationen und dem Risiko der inzidenten aHT sowie Blutdruckveränderungen über einen Beobachtungszeitraum von fünf Jahren. Datengrundlage bildet die Study of Health in Pomerania (SHIP), eine populationsbasierte Studie im Nordosten Deutschlands. Daraus wurden für die vorliegende Arbeit 1484 Männer im Alter von 20-79 Jahren untersucht. Es erfolgte die Erfassung der Blutdruckwerte und die Bestimmung der Testosteronkonzentration mittels Chemilumineszenz-Immunoassay. Zur statistischen Analyse wurden längsschnittliche Regressionsmodelle verwendet und für Alter, körperliche Aktivität, Alkoholkonsum, Rauchverhalten und Bauchumfang adjustiert. Während des Beobachtungszeitraums stieg die Prävalenz der inzidenten aHT von 50.6% auf 57.1% an. Männer mit einer inzidenten aHT zeigten sowohl zu Beginn als auch am Ende des Beobachtungszeitraums signifikant erniedrigte Testosteronkonzentrationen. Im Gegensatz zu Männern mit höheren Testosteronkonzentrationen war bei Männern mit Testosteronkonzentrationen im niedrigsten Quartil das Risiko einer inzidenten aHT erhöht [odds ratio (OR), 1.19 (95% Konfidenzintervall (CI), 1.10-1.28)]. Darüber hinaus fand sich eine inverse Assoziation zwischen Testosteronkonzentrationen und den einzelnen Blutdruckparametern. Männer mit Testosteronkonzentrationen im niedrigsten Quartil zeigten eine leichte Abnahme des systolischen (-6.01 mmHg) und diastolischen (-2.11 mmHg) Blutdrucks sowie des Pulsdrucks (-3.98 mmHg). Ob Testosteron den Blutdruck direkt über Effekte auf das Endothel der Gefäße oder indirekt über die Beziehung auf die kardiovaskulären Risikofaktoren beeinflusst, kann durch die vorliegende Studie nicht geklärt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass erniedrigte männliche Testosteronkonzentrationen die Entstehung einer inzidenten aHT vorhersagen. Die potenzielle Rolle niedriger Testosteronkonzentrationen als Biomarker für ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko des Mannes muss in weiteren Studien untersucht werden.
In der Querschnittsanalyse der Daten der bevölkerungsrepräsentativen Studie SHIP 0 konnte belegt werden, dass CMD neben Kopfschmerzen den stärksten Einfluss auf Tinnitus hat. Im Anschluss an SHIP 0 wurde im Rahmen einer Longitudinalstudie mit einem Zeitabstand von 5 Jahren SHIP 1 begonnen. Dies ermöglicht es, die Prävalenz für häufig auftretende Erkrankungen mit ihren Risikofaktoren in Mecklenburg Vorpommern zu berechnen. Ziel dieser Arbeit war es zu erforschen, inwieweit Anzeichen und Symptome von CMD als Risikofaktoren für die Entwicklung von Tinnitus identifiziert werden können. Insgesamt wurden nach 5 Jahren 3300 Probanden (76 %) erneut in Hinblick auf Tinnituserkrankungen und den Anzeichen und Symptomen von CMD bewertet. Es wurden die gleichen Fragen und Behandlungsmethoden wie in SHIP 0 verwendet. Um die Einschätzung des relativen Risikos zu berechnen, wurde eine modifizierte Poisson Regression verwendet. Die prävalenten Fälle mit diagnostiziertem Tinnitus wurden ausgeschlossen und es wurden insgesamt 3134 Probanden analysiert. Von den 166 Probanden, die Palpationsschmerzen im Kiefergelenk in SHIP 0 berichteten, entwickelten 24 Probanden (14,5 %) nach 5 Jahren Tinnitus. Unter den 2968 Probanden, die keine Palpationsschmerzen aufwiesen, entwickelten 167 Probanden (5,6 %) Tinnitus. Somit ergibt sich für die Probanden mit diagnostiziertem Tinnitus eine Risikodifferenz von 8,9 % (95 % CI: 1,20- 10,60) und ein relatives Risiko von 2,60 (95 % CI: 1,73- 3,91). Nach Berücksichtigung der potentiellen Störfaktoren wie Geschlecht, Alter, Schulbildung, häufigen Kopfschmerzen und berichteter Schmerz im Kiefergelenk ergab sich ein Risikoanteil von 2,41 % (95 % CI: 1,55- 3,73). Somit scheint CMD ein Risikofaktor für Tinnitus zu sein. Eine Prüfung in Bezug auf CMD sollte im Rahmen einer diagnostischen Untersuchung von Tinnituspatienten erfolgen. Vor allem der Palpation der Kaumuskulatur und des Kiefergelenks sollte eine hohe Priorität zu kommen.
Die Untersuchung zeichnet die Entwicklung von Kernforschung und Kerntechnologie in der DDR in der Zeit zwischen 1945 bis 1965 nach. Als Industriestaat in hohem Maß abhängig vom einzig verfügbaren Primärenergieträger Braunkohle, erregte die ab den 50er-Jahren technisch mögliche zivile Nutzung der Atomkraft frühzeitig die Aufmerksamkeit der Partei- und Staatsführung. Als besonderes Argument hierfür wurde das Vorhandensein größerer Uranlagerstätten auf dem Staatsterritorium gewertet. Nach einem wenig erfolgreichen ersten Anlauf unmittelbar nach der Staatsgründung wurden ab 1955 enorme Anstrengungen unternommen, in der DDR eine weitestgehend eigenständige Kernenergieindustrie zu etablieren. Doch trotz eines breiten Einsatzes materieller und personeller Ressourcen blieb der Aufbau der angestrebten eigenständigen Atomwirtschaft in den Anfängen stecken. Die 1965 gefällte Entscheidung, den Aufbau der Kernenergiewirtschaft der DDR auf der Basis sowjetischer Kerntechnik fortzusetzen, bedeutete eine grundlegende Zäsur der Kernenergiepolitik und letztlich auch das Ende der hochfliegenden Ambitionen auf eine eigenständige Kernenergiewirtschaft. Anhand von Unterlagen der Regierung der DDR, des ZK-Apparates der SED sowie der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin zeigt die Studie die Rahmenbedingungen, Voraussetzungen und Zielsetzungen, unter denen in der DDR versucht wurde, den großtechnischen Einstieg in die Nutzung der Kernenergie zu vollziehen. Vor dem Hintergrund des Kalten Krieges und einer weltweiten „Atomeuphorie“ erfolgt eine Einbindung in den internationalen Kontext von Kernforschung und technischer Entwicklung sowie der globalpolitischen Rahmenbedingungen. Neben den enorm hohen Erwartungen an eine künftig unabhängige Energieerzeugung und eine exportorientierte Nuklearindustrie wird der Fokus auch auf die politischen Zielsetzungen gelegt, die die SED-Führung mit der breiten Entwicklung von Kernforschung und Kerntechnologie verfolgte. Dabei verknüpft der Autor die Ambitioniertheit der Planungen zur Kernenergieentwicklung mit der für die Parteiführung essentiellen Frage der internationalen Anerkennung ihres Staates und der deutsch-deutschen Konkurrenzsituation.
Neuaufgetretene, erstmalig diagnostizierte normo-/mikrozyäre Anämien - führen im Routinebetrieb oft nicht zu zielführenden Laboranforderungen. - geben im Routinebetrieb nur selten Anlass zur Retikulozytenzählung. - werden in einem hohen Prozentsatz von einer Akuten-Phase-Reaktion begleitet, die bei der Verwendung des Ferritins als Standardverfahren oft keine Aussage über den Eisenstatus erlaubt. - können bei Einsatz der neueren Verfahren sTfR, Ferritinindex und Thomas-Plot in einer großen Mehrzahl der Fälle sicher diagnostiziert werden
Gegenstand der Arbeit ist, die in Vorversuchen mittels Microarray - Analyse in Lungenkarzinomen identifizierte, hochregulierte 5-α-Reduktase Typ I (SRD5A1) als einen möglichen Therapieansatzpunkt zu evaluieren. Hierfür wurde ein Knockdown mittels siRNA etabliert, bevor Proliferationsversuche, Zellzyklus - Analysen und Apoptose- /Nekrose- Assays in zwei aus Lungentumoren stammenden Zelllinien (A549 und NCI-H460) durchgeführt wurden. Der Knockdown zeigte auf mRNA - Ebene sehr gute Ergebnisse. Im Western Blot gelang die Darstellung der SRD5A1 nicht durch direkte Antikörper, es konnte jedoch mittels Überexpression und nachfolgender RNAi in der Darstellung mittels V5 - Antikörpern sowohl ein guter Knockdown gezeigt werden, als auch eine ausreichend kurze Halbwertszeit der 5-α-Reduktase angenommen werden. In den ersten Proliferationsversuchen mit 5 μl Lipofectamine zeigten sich Wachstumsverlangsamungen sowohl in allen mit RNA behandelten Gruppen als auch in der Lipofectamine - Gruppe. Ein Unterschied in der Proliferation zwischen den mit zielgerichteter siRNA (siRNA 1 - 3) und den mit mismatch siRNA (mm 1 - 3) behandelten Gruppen war nicht festzustellen. Daraufhin wurde erneut der Knockdown etabliert, nun mit auf 2,5 μl reduziertes Lipofectamine. Bei nun nicht mehr durch Lipofectamine kompromittierter Proliferation war eine unterschiedliche Proliferation in den siRNA - Gruppen gegenüber den mm - Gruppen nicht festzustellen. Auch in der Zellzyklus - Analyse und dem Apoptose- / Nekrose- Assay ergaben sich keine Hinweise auf Unterschiede zwischen siRNA- behandelten Gruppen und mm- behandelten Gruppen. Zusätzlich zu diesen Knockdown - Versuchen sollten drei bereits vorliegende SRD5A1 - Inhibitoren auf ihre wachstumshemmende Kapazität geprüft werden. Auch in diesen Versuchen konnte kein proliferationshemmender Einfluß durch die Inaktivierung der SRD5A1 nachgewiesen werden. Es kann nach Prüfung sowohl durch RNA - Interferenz als auch durch direkte Hemmung der SRD5A1 festgestellt werden, dass die 5-α-Reduktase Typ I nicht ausschlaggebend zur Proliferation von NSCLC beiträgt und insofern kein Therapieziel für diese Art von Tumoren darstellt.
Die Rolle des Immunsystems im Verlauf der Pankreatitis ist ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren. Generell ist festzustellen das infiltrierende Leukozyten im Verlauf der Pankreatitis einen direkten Einfluss sowohl auf den pankreatischen Schaden als auch auf den systemischen Schaden haben. Es konnte gezeigt werden, dass die Pankreatitis in CD18 defizienten Mäusen zeitlich einen anderen Verlauf nimmt im Vergleich zu den Kontrolltieren. Mit der Verschiebung der Infiltration der Leukozyten verschiebt sich auch die Proteaseaktivierung, bzw. die Entstehung des pankreatischen Schadens. Neutrophile als auch Makrophagen/ Monozyten transmigrieren beide CD18 abhängig in das Pankreas und sind in den späteren Zeitpunkten für die Proteaseaktivierung in gleichem Maße verantwortlich. Die Depletion der Neutrophilen Granulozyten als auch die Depletion von Makrophagen/Monozyten vor Induktion der Pankreatitis führt in gleicher Weise zu einer Verminderung des Schweregrades der Erkrankung in den Tieren. Nicht nur in vivo konnte ein Effekt von Leukozyten auf den Verlauf der Pankreatitis gezeigt werden, auch in vitro zeigen Leukozyten einen direkten Effekt auf den Azinuszellschaden sowie auf die intrazelluläre Proteaseaktivierung. Makrophagen als auch Neutrophile zeigen diesen direkten Effekt auf Azinuszellen. Die Depletion von CD4 positiven T-Zellen führt zu einer verminderten proinflamatorischen Antwort in den Tieren welche in einem milderen Verlauf der Pankreatitis resultiert, da weniger Zellen des angeborenen Immunsystems in den Pankreas transmigrieren. Ein von Leukozyten vermittelter Mechanismus der zu einem erhöhten Azinuszellschaden als auch zu einem Anstieg der Proteaseaktivierung führt ist die Freisetzung von TNFα. In isolierten Azinuszellen konnte gezeigt werden das TNFα einen direkten Effekt auf das Überleben der Zellen hat und zu einer Cathepsin B vermittelten Aktivierung von Trypsinogen führt. Cathepsin B knockout Tiere reagieren nicht auf eine Stimulation durch TNFα mit einer Aktivierung von Trypsinogen oder einer Azinuszellnekrose. Dies stellt eine therapeutische Möglichkeit in Aussicht. Durch den Einsatz eines TNFα spezifischen Antikörpers konnte der Azinuszellschaden der durch Leukozyten vermittelt wird als auch die Cathepsin B vermittelte Proteaseaktivierung signifikant gesenkt werden. Dies stellt eine neue Möglichkeit der Therapie der chronischen Pankreatitis dar, da sie in gleicher Weise wie der Morbus Crohn oder die rheumatoide Arthritis als chronische Entzündungsreaktion mit Hilfe von TNFα inhibierenden Antikörpern behandelt werden könnte.
Die Rolle von Foxp3-positiven regulatorischen T-Zellen in der polymikrobiellen murinen Sepsis
(2011)
Trotz moderner intensivmedizinischer Behandlung bleibt die Sepsis eine bedrohliche Komplikation operativer Eingriffe. Welche Rolle regulatorische T-Zellen (Tregs) bei ihrer Pathogenese spielen, wird kontrovers diskutiert. In der vorliegenden Arbeit wurden DEREG-Mäuse verwendet, um die Funktion von Foxp3+ Tregs im murinen Sepsismodell der cecal ligation and puncture (CLP) zu untersuchen. Der Transkriptionsfaktor Foxp3 ist aktuell der beste Marker für Tregs. DEREG-Mäuse exprimieren unter der Kontrolle des foxp3-Lokus ein enhanced green fluorescent protein und Diphtherietoxin-Rezeptoren, sodass endogene Tregs ex vivo einfach visualisiert und in vivo selektiv depletiert werden können. Sepsis führte zu einer schnellen systemischen Aktivierung von Foxp3+ Tregs. 24 h nach CLP waren ihr suppressorisches Potential und die Expression von Aktivierungsmarkern stark erhöht. Zudem wurde das Verhältnis zwischen Tregs und T-Effektorzellen (Teffs) zu Gunsten der Tregs verschoben. Die Depletion endogener Foxp3+ Tregs vor Sepsisinduktion zeigte, dass diese Zellen das Überleben verbessern: Drei Tage nach CLP lebten noch 25 % der Treg-kompetenten Tiere, jedoch nur 5 % der Treg-depletierten Tiere. Dieser Effekt der Treg-Depletion war statistisch signifikant, wurde aber erst mit einer Latenz von 30 h nach CLP sichtbar. Vorher erschien der Verlauf der Überlebenskurve unabhängig von der Kontrolle durch Tregs. Durch einen adoptiven Transfer von präaktivierten Tregs konnte der protektive Effekt von endogenen Tregs bei einer Sepsis nicht vergrößert werden.
HINTERGRUND: Es ist bekannt, dass bei septischen Patienten die Procalcitonin(PCT)-Konzentration im Blut erhöht ist. Die Mikrozirkulation dieser Patienten ist verschlechtert. Diese Veränderung der arteriellen Reaktivität könnte unter anderem mit den erhöhten PCT-Werten in Verbindung stehen. Wir testeten in vitro den direkten Effekt von PCT auf die isometrische Spannung von gesunden Rattenaorten. METHODE: Zu den in unseren Versuchsaufbau in Krebslösung eingespannten 2-3mm langen Aortenringen gaben wir PCT in ansteigenden Dosen; zum Teil präkontrahierten wir die Ringe mit 5*10-7M Phenylephrin (PE), um auch eine mögliche relaxierende Wirkung von PCT festzustellen. Nach Inkubation (30 Minuten oder 24 Stunden) in 5µg/ml PCT wurde die Dosis-Wirkbeziehung von PE mit der Kontrollgruppe verglichen. Für alle weiteren Versuche inkubierten wir die eine Hälfte der Präparationen mit 5µg PCT über 24 Stunden (zum Vergleich wurde die andere Hälfte in reiner Krebslösung inkubiert). Den Präparationen einer Versuchsreihe wurde das Endothel vor Inkubation mechanisch entfernt. Nach Präkontraktion mit PE 5*10-8M bzw. 5*10-7M wurden Veränderungen der Relaxation von Natrium-Nitroprussid (SNP) im Vergleich zur Kontrolle untersucht. In anderen Versuchen inkubierten wir (nach Präkontraktion mit PE) mit Thapsigargin (Ca-ATPase-Hemmer am sakroplasmatischen Retikulum)10-6M, L-NAME (NO-Synthase-Hemmer) 5*10-4M, SQ (cAMP-Produktions-Hemmer)10-4M, bzw. ODQ 10-5M (cGMP-Produktions-Hemmer) über 10 Minuten, um dann SNP in ansteigenden Dosen zu geben. Außerdem relaxierten wir die Ringe mit Isoproterenol (ISO) und Natriumazid (SA), und kontrahierten sie mit Natrium-orthovanadat (SOV). ERGEBNISSE: Es lässt sich für die direkte Gabe von PCT weder eine signifikante Relaxation bzw. Kontraktion feststellen. Des Weiteren hat PCT keinen Effekt auf die Kontraktion mit PE (weder nach 30minütiger bzw. 24stündiger Inkubation). Nach Kontraktion mit PE 5*10-8M lassen sich die Aortenringe mit SNP relaxieren, wobei die in PCT inkubierte Aortenringe (EC50:13,3 ± 0,22) im Vergleich zur Kontrollgruppe (13,5 ± 0,19) signifikant schlechter relaxieren (Mittelwert ± Standardfehlervon EC50; p< 0,024; n=12). Auch nach Präkontraktion mit PE 5*10-7M ist eine signifikante Verschlechterung der Relaxation der inkubierten Gruppe zu erkennen (EC50: 8,2 ± 0,05 für die Inkubation vs. 8,5 ± 0,06 für die Kontrolle; p< 0,017; n=8). Durch den Zusatz von Thapsigargin, L-NAME bzw. SQ nach Präkontraktion mit PE lässt sich der Unterschied, der bei Relaxation mit SNP zwischen den beiden Gruppen bestand, aufheben. Auch die Entfernung des Endothels führt zu einer Angleichung der Dosis-Wirkbeziehung von SNP in beiden Gruppen. ODQ inhibiert die Wirkung von SNP an den Präparationen, und es kommt zu keiner Relaxation. PCT hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Relaxationen mit ISO und SA, bzw. Kontraktionen mit SOV. SCHLUSSFOLGERUNG: PCT hatte keinen direkten Effekt auf die glatte Muskulatur der Aortenringe. Aber nach langer Inkubation (24Stunden) kommt es zur Hemmung der Wirkung von SNP. Es lässt sich vermuten, dass PCT eine Inhibition der Wirkungskaskade von SNP hervorruft. Diesem Effekt könnte die erhöhte intrazelluläre Ca2+-Konzentration und/oder die verminderte Bereitstellung von NO in der glatten Muskelzelle zu Grunde liegen. Begründet werden kann diese These mit der Tatsache, dass nach Inkubation mit Thapsigargin, L-NAME und SQ, bzw. nach Endothelentfernung die SNP-Wirkung nicht beeinflusst wird.
Das Alexithymie-Konstrukt beschreibt eine Störung affektiv-kognitiver Natur mit drei pathophysiologischen Hauptmerkmalen: der Schwierigkeit, Gefühle wahrzunehmen, diese zu kommunizieren und einem stereotypen, an äußeren Ereignissen orientierten Denkstil. Darüber hinaus leiden hochalexithyme Individuen an Schwierigkeiten im Bereich sozialer Interaktionen. Dieser Vulnerabilitätsfaktor wäre ein mögliches Bindeglied zwischen Alexithymie und psychischen sowie psychosomatischen Erkrankungen. Eine Erklärung für die sozialen Schwierigkeiten könnte in einem beeinträchtigten Erkennen emotionaler Gesichtsausdrücke liegen. Diese Studie untersucht die Hypothese eines mit Alexithymie assoziierten Defizites beim Erkennen emotionaler Gesichtsaudrücke an einer klinischen Population. Darüber hinaus werden Hypothesen zur Bedeutung spezifischer Emotionsqualitäten sowie zu Gender-Unterschieden getestet. 38 ambulante und stationäre psychiatrische Patienten (22 Frauen und 16 Männer) wurden mit der Toronto-Alexithymie-Skala (TAS-20), der Montgomery-Åsberg Depression Scale (MADRS), der Symptom-Check-List (SCL–90-R) und der Emotional Expression Multimorph Task (EEMT) untersucht. Als Stimuli des Gesichtererkennungsparadigmas dienten Gesichtsausdrücke von Basisemotionen nach Ekman und Friesen, die zu Sequenzen mit sich graduell steigernder Ausdrucksstärke angeordnet waren. Mittels multipler Regressionsanalyse konnte eine signifikante Assoziation von TAS-20 Punktzahl mit der Anzahl der Gesamtfehler und Fehlern beim Erkennen ängstlicher Gesichtsausdrücke gezeigt werden (beide beta = 0,47; p < 0,05). Die TAS-20 Punktzahl erklärte 12,6% (Gesamtfehler) und 12,5% (ängstliche Gesichtsausdrücke) der Varianz in der Fehlerzahl. In der geschlechtergetrennten Analyse zeigte sich für die weiblichen Stichprobe darüber hinaus eine signifikante Prädiktorqualität von Alexithymie für wütende Gesichtsausdrücke, während im männlichen Stichprobenteil kein signifikanter Zusammenhang zwischen TAS-20 Punktzahl und Fehlern in der Gesichtererkennung zutage trat. Kein Zusammenhang bestand ebenfalls zwischen der Zeit, nach der die Probanden die emotionalen Sequenzen stoppten, um ihre Bewertung abzugeben (Antwortlatenz) und Alexithymie. Die Ergebnisse der Arbeit unterstützen das Vorliegen eines mit Alexithymie assoziierten Defizites beim Erkennen emotionaler Gesichtsausdrücke in einer heterogenen, klinischen Stichprobe. Dieses Defizit könnte die Schwierigkeiten hochalexithymer im Bereich sozialer Interaktionen zumindest teilweise begründen und so eine Prädisposition für psychische sowie psychosomatische Erkrankungen erklären.
Mit der vorliegenden Arbeit wurden über einen Zeitraum von sechs Jahren zwei unabhängige, kleinräumige Windwürfe im Nationalpark Vorpommersche Boddenlandschaft (2000 bis 2005) und im Müritz Nationalpark (2002 bis 2007) ökofaunistisch untersucht. Dabei wurde die Coleopterenfauna von drei Windwurfflächen sowie drei ausgewählten Referenzflächen aus verschiedenen Straten beprobt. Zur Erfassung der xylobionten Coleopteren et Diversa kamen verschiedene Fallensysteme in den unterschiedlichen Straten zur Anwendung (Bodenfallen und Schlitzfallen in allen Jahren; Kronenfallen, Fensterfallen, Farbschalen sowie Käferzuchten und Handaufsammlungen nur teilweise in einzelnen Jahren). Insgesamt konnten 82.981 Coleopteren (exkl. Staphylinidae) aus 708 Arten und 80 verschiedenen Familien ermittelt werden. Dabei zeigte sich besonders in den ersten Jahren nach dem Windwurf eine große Attraktivität der Windwurfgebiete auf xylophage Coleopterenarten. Erst im weiteren Verlauf kam es zu einer Abnahme der Xylophagen zu Gunsten von verschiedenen Pilz- und Mulmbesiedlern. Im gesamten Untersuchungszeitraum ließen sich kaum Unterschiede der Coleopterenzoenosen zwischen dem Windwurf und der entsprechenden Vergleichsfläche herausstellen. Durch den direkten Vergleich mit einer benachbarten Referenzfläche verdeutlichte sich, dass vor allem regionale Einflüsse, insbesondere das Arteninventar der umgebenden Flächen, für die rasche Besiedlung von Bedeutung waren. Als typische Leitarten der Windwurfsukzession erwiesen sich verschiedene Vertreter der Borkenkäferfamilie (Scolytiden), welche auf den Windwurfflächen mit insgesamt etwa 12.500 Individuen aus 44 verschiedenen Arten (entspricht etwa 13 %!) vertreten waren. Dennoch ließen sich keine expandierenden Kalamitäten forstrelevanter Coleopteren ausmachen, lediglich im Darßwald kam es zu einer Gradation des Buchdruckers Ips typographus und seiner Begleitarten, welche im dritten Jahr nach dem Sturmereignis ihren Gipfel erreichte. Für viele Käferarten stellten gerade die Windwurfflächen ein wichtiges Refugium als Lebensraum mit der Möglichkeit zum genetischen Austausch dar. Dabei spielen gerade diese kleinräumigen und mosaikartig verteilten Bereiche der Windwurfareale eine bedeutende Rolle als Trittsteine für die Ausbreitung seltener Coleopteren, was sich sehr eindrucksvoll anhand der ermittelten Zahl der gefährdeten Arten in dieser Untersuchung abzeichnete. Insgesamt konnten 124 Arten aus 49 Familien in der Roten Liste Deutschlands sowie 72 faunistisch bedeutsame Funde für Mecklenburg-Vorpommern erbracht werden. Mit der vorliegenden Arbeit zum Windwurfgeschehen im Norddeutschen Tiefland konnten somit einerseits verschiedene biologische Aspekte, wie die Betrachtung der Phänologie, die Zusammensetzung der Coleopterenzoenosen sowie der Nachweis neuer bzw. seltener Arten aufgezeigt werden. Andererseits wurde herausgestellt, dass diese kleinräumigen Windwürfe kaum eine forstwirtschaftliche Relevanz haben, da es zu keiner lang anhaltenden und sich vergrößernden Kalamität einzelner Schadinsekten (bes. aus der Familie der Scolytiden) kam.
1 Akuter kombinierter akustischer und Immobilisationsstress führt im Mausmodell zu einer HPA-Achsenaktivierung mit Anstieg von Corticosteron im Plasma und transienter Leuko- und Lymphozytopenie, zur Aktivierung des sympathischen Nervensystems und zu Apoptosen des Epithels im terminalen Abschnitt des Ileums, mit vermutlich konsekutiver, bakterieller Translokation in die Blutbahn, die zu Veränderungen im Tryptophanmetabolismus, im Sinne einer Aktivierung der Indolamin-2,3-Dioxygenase führt. 2. Der Sympathikus interagiert bei der Reaktion des Organismus auf Stress eng mit der HPA-Achse und dem Magen-Darm-Trakt. Die HPA-Achse wiederum hat über CRF Einfluss auf die Integrität der Darmbarriere. Zusätzlich reguliert der Sympathikus direkt die Durchblutung und den Tonus des Darmes und hat Einfluss auf die lokale Immunität des Darmes. 3. Mit Hilfe des Ergotaminderivates Reserpin, das 24 Stunden nach subkutaner Applikation zu einem signifikanten und langanhaltenden Abfall des Noradrenalinspiegels im Plasma von sowohl gestressten als auch ungestressten BALB/c Mäusen führte, wurde der Einfluss des Sympathikus auf die stressinduzierten Veränderungen der HPA-Achse und Darmbarriere bewertet. 4. Ein Einfluss der Sympathikolyse auf die HPA-Achse konnte hierbei nicht gezeigt werden, da weder der stressinduzierte Anstieg des Corticosterons noch die Leuko- und Lymphozytopenie durch Reserpin verhindert werden konnten. 5. Einen weiteren, so vorher nicht bekannten, Corticosteron-Anstieg 8 Stunden nach Stressbeginn deuteten wir als durch bakterielle Translokation hervorgerufen. Da sich dieser Peak durch Reserpinbehandlung nicht aufheben ließ, scheint die stressinduzierte bakterielle Translokation durch Sympathikolyse nicht verhinderbar zu sein. Bei genauerer Untersuchung der stressinduzierten Darmbarrierestörung anhand der fluoreszenzmikroskopischen Darstellung der Transsudation von Evans Blue in die Submukosa des Ileums und der durch mikrobielle Produkte hervorgerufenen systemischen Aktivierung der Indolamin-2,3-Dioxygenase, zeigte sich ebenfalls kein protektiver Effekt der Sympathikolyse. 6) Durch einen Zufallsbefund zeigte sich, dass weibliche BALB/c Mäuse, die 4 Wochen zuvor Transportstress ausgesetzt wurden, auf die akute Stresssitzung mit einer verminderten HPA-Achsenantwort und damit assoziierten fehlenden Darmbarrierestörung reagierten, obwohl sie am Ende der Adaptationsphase nur unwesentliche Unterschiede in den untersuchten Stressparametern Gewicht, Plasmacorticosteronkonzentration und Leuko- und Lymophozytenzahl aufwiesen. Diese langanhaltende, zentrale Abschwächung der HPA-Achsensensibilität wird vermutlich über adaptive, inhibitorische monoaminerge Signalwege reguliert, da bei fehlender Sympathikusaktivierung eine HPA-Achsenantwort zu beobachten ist. 7. Zusätzlich lassen die Ergebnisse einen Zusammenhang zwischen HPA-Achsenaktivierung und Darmbarrierestörung vermuten. Als Ursache hierfür erscheint ein CRF- und Mastzell-vermittleter Mechanismus wahrscheinlich. 8. Bereits Routinetätigkeiten wie der Transport von Labortieren beeinflussen basale Stressparameter langfristig und können dadurch die Vergleichbarkeit von Experimentalergebnissen kommerziell erworbener und selbst gezüchteter Mäuse stark einschränken.
Einleitung: In dieser Studie wurden die antidepressiv wirksamen Medikamente Amitriptylin, Fluoxetin, Tranylcypromin und Venlafaxin auf ihre peripheren vasoaktiven Eigenschaften hin untersucht, da sie in der klinischen Anwendung häufig zu Blutdruckveränderungen führen. Material und Methoden: Es wurden in-vitro-Untersuchungen an endothelintakten und endothelfreien Rattenaorten durchgeführt. Wir ermittelten die Effekte der Antidepressiva in kumulativer Dosierung auf mittels KCl, Phenylephrin und Prostaglandin F2α präkontrahierte Aortenringe. Weiterhin wurden die zugrunde liegenden vasoaktiven Mechanismen im Hinblick auf die NO cGMP-Signaltransduktion, den second-messenger cAMP und die Beteiligung von K+ Kanälen sowie Adrenozeptoren näher untersucht. Ergebnisse: Alle vier Antidepressiva haben direkte Effekte auf die Rattenaorta in vitro. Sie dilatieren konzentrationsabhängig vorkontrahierte Aortenringe; pEC50 nach Vorkontraktion mit Phenylephrin (0,1 µM): Amitriptylin (6,98±0,13), Fluoxetin (6,11±0,05), Tranylcypromin (5,33±0,05), Venlafaxin (4,45±0,08) (n=8); mit KCl (20 mM): Amitriptylin (4,89±0,11), Fluoxetin (6,00±0,06), Tranylcypromin (4,99±0,30), Venlafaxin (5,02±0,07) (n=7). Hohe Konzentrationen an Tranylcypromin führen nach Vorkontraktion mit PGF2α zu einer weiteren Kontraktion endothelintakter Aorten. Gegenüber den Kontrollexperimenten führte die Hemmung des NO-cGMP-Signalweges, der cAMP-Produktion sowie die Blockade von K+-Kanälen und Adrenozeptoren zu Verschiebungen der Dosis-Antwort-Kurven der Antidepressiva. Amitriptylin, Fluoxetin und Venlafaxin hemmen die Kontraktionsantwort von Aortenringen auf adrenerge Einflüsse, Tranylcypromin verstärkt diese hingegen. Diskussion: Amitriptylin interagiert mit der pharmakomechanischen Kopplung im glatten Gefäßmuskel, indem es die Aortenringe durch eine antagonistische Wirkung an α1 Adrenozeptoren relaxiert. Auch Venlafaxin interagiert mit Adrenozeptoren. Fluoxetin, Tranylcypromin und Venlafaxin wirken über die elektromechanische Kopplung durch eine K+-Kanal-Aktivierung vasodilatierend. Die Relaxation der glatten Gefäßmuskulatur durch die antidepressiven Medikamente ist teilweise abhängig von der Integrität des Endothels, da insbesondere eine Aktivierung der endothelabhängigen Induktion der NO-cGMP-Signalkaskade durch die Antidepressiva stattfindet. Die zusätzlich vasokonstriktive Wirkung von Tranylcypromin lässt sich durch seine bekannte Interaktion mit dem Prostaglandin-Stoffwechsel erklären. Die Relaxation der Rattenaorta in vitro und das Auftreten hypotensiver Verläufe bei klinischer Anwendung der untersuchten Antidepressiva kann durch die in dieser Studie gezeigten direkten peripheren vaskulären Effekte dieser Medikamente mit erklärt werden.
Ziel der Studie war es, die Dynamik der Mundgesundheit, gemessen an der Kariesverbreitung von Vorschul- und Schulkindern in Mecklenburg-Vorpommern (M-V) zwischen 2002 und 2008 während der schrittweisen Realisierung der Intensivprophylaxe zu analysieren. Das Intensivprophylaxeprogramm mit rund 300 Tsd. Teilnehmern wurde durch die Landesarbeitsgemeinschaft zur Förderung der Jugendzahnpflege (LAJ) in 11 Städten und Kreisen in M-V durchgeführt. Die Kinder besuchten Kindergärten und unterschiedliche Schularten. Diese Einrichtungen wurden in Risiko- und Nichtrisiko-Einrichtungen klassifiziert. Demzufolge gehörten Kinder aus Risiko- und Nichtrisiko-Kindergärten, Risiko- und Nichtrisiko-Regelschulen und Sonderschulen mit und ohne Gruppenintensivprophylaxe zu den Probanden. Um den Zahngesundheitszustand zu bestimmen, wurde der allen bekannte DMF-Index (1938 von Klein, Palmer und Knutson entworfen) verwendet. Im Zuge unseres Intensivprophylaxeprogramms wurden Impulse in jährlichen, halbjährlichen, vierteljährlichen, monatlichen und wöchentlichen Zeitintervallen erfasst und ausgewertet. Deren Inhalt bestand aus einer Wissensüberprüfung zur zahnärztlichen Prophylaxe und einer praktischen Durchführung von Zahnputzübungen mit fluoridhaltigen Präparaten. Alle klinischen Daten wurden für das Programm in speziell dafür vorbereiteten Bögen registriert und anschließend an die Abteilung für Präventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde des ZZMK der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald gesendet. Für die Intensivprophylaxe in den jeweiligen 11 Kreisen wurden folgende Institutionen ausgewählt: allgemeine Förderschulen und Schulen für geistig Behinderte sowie Kindergartenstätten mit erhöhtem Kariesrisiko. Die Auswahl der Einrichtung war abhängig von deren Bereitschaft und Bedürftigkeit, den Vorgaben der Landesarbeitsgemeinschaft zur Förderung der Jugendzahnpflege und dem negativ auffälligen Pflegezustand bei Kindern. In den Kitas und allen Grundschulen wurde die Auswahl getroffen hinsichtlich des dmf-/DMF-Index‘. Mittels eines Fragenbogens wurden Informationen von den Zahnärzten und Zahnarzthelfern eingeholt. Demnach sind die folgenden wichtigsten Daten erhoben worden: in den Kindergärten waren täglich die meisten Kinder am Zähneputzen beteiligt; in keiner Grundschule putzten im Rahmen der Intensivprophylaxe alle Kinder täglich ihre Zähne; nur in einem Kreis putzten die Kinder in den Förderschulen täglich ihre Zähne, meistens waren nur wenige Kinder am Zähneputzen beteiligt; in den Kindergärten bekamen Kinder zum Zähneputzen meistens Kinderzahnpasta; in den Schulen bekamen sie hauptsächlich Fluoridgelee; mit Fluoridgelee putzten die Kinder in den Förderschulen ihre Zähne ein- oder zweimal pro Jahr; beim Zähneputzen waren meist Erzieher, Lehrer oder Prophylaxehelfer beteiligt. Es können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: das Intensivprophylaxeprogramm der Landesarbeitsgemeinschaft zur Förderung der Jugendzahnpflege in M-V war bedarfsorientiert an den aktuellen und kariesepidemiologischen Untersuchungen. Generell ließ sich bei Kindern und Jugendlichen in M-V durch regelmäßige und gruppenprophylaktische Impulse eine Verbesserung der Mundgesundheit erzielen. Die Anzahl der Impulse sowie der Probanden ist kontinuierlich angestiegen. Die mindestens 2 Mal jährliche Applikation der Fluoride stellte im Rahmen der Gruppenprophylaxe eine effektive Maßnahme zur Hemmung der Karies bei Kindern vor allem aus den Nichtrisiko-Einrichtungen dar. Weiterhin war die Kariesentwicklung im Milchgebiss in den Risiko-Einrichtungen nicht zufriedenstellend. In den Nichtrisiko-Einrichtungen zeigte die Kariesprävalenz immer eine abnehmende Tendenz der dmft-Werte. Die Kariesreduktion im permanenten Gebiss war höher als die im Milchgebiss, weshalb weiterhin ein größerer Prophylaxebedarf im Milchgebiss besteht. Es bestand eine klare Korrelation zwischen dem Schultyp und dem Kariesbefall. Außerdem verfügten die Kinder aus den Sonderschulen über größere DMFT-Werte als die Kinder aus den Regelschulen. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass bei den Nichtrisiko-Gruppen ein größerer Kariesrückgang als bei den Risiko-Gruppen zu verzeichnen war. Infolgedessen sollten Risiko-Gruppen zukünftig weiter intensiv und wirksam betreut werden. Die von den Zahnärzten vorgenommene Differenzierung zwischen Risiko- und Nichtrisiko-Einrichtungen war nicht immer richtig, besonders hinsichtlich des Milchgebisses. Die Unterscheidung zwischen Sonderschulen mit und ohne Gruppenintensivprophylaxe erwies sich in dieser Studie als nicht korrekt, weil Sonderschulen immer Risiko-Einrichtungen sind. Es wurde konstatiert, dass bei den 3- und 6-jährigen Mädchen eine bessere Mundgesundheit zu beobachten ist als bei den gleichaltrigen Jungen. Demgegenüber verhielt sich die Mundgesundheit bei den 9- und 12-Jährigen umgekehrt. Demzufolge verfügten Mädchen über ein gesünderes Milchgebiss und Jungen über ein gesünderes permanentes Gebiss.
Vergleichende Analyse des Wachstums frühgeborener Kinder mit einem Geburtsgewicht </= 1500g, die in den Zeiträumen Juni 2001 bis Januar 2005 und Mai 2005 bis Dezember 2007 nach unterschiedlichen Standards ernährt wurden. Fragestellung: Wie hat sich das postnatale Wachstum der Frühgeborenen nach Einführung eines neuen, intensivierten Ernährungsstandard im Vergleich zu dem herkömmlichen Ernährungsstandard bzgl. des initialen Gewichtsverlustes/des Wiedererlangen des Geburtsgewichtes/ der Entwicklung von Körpergewicht, Körperlänge und Kopfumfang/der Körperzusammensetzung verändert? Nach Einführung des neuen, intensivierten Ernährungsstandard zeigte sich ein höheres Wachstum der frühgeborenen Kinder. Die Kinder erreichten die Phase des stabilen Wachstums früher und zeigten infolge dessen im postmenstruellen Alter von 36 Wochen ein signifikant höheres Wachstum bezüglich Körpergröße und Kopfumfang, nicht jedoch bezüglich Körperlänge. Die Inzidenz einer Sepsis sank tendenziell ab und die Körperzusammensetzung der Kinder bei Entlassung unterschied sich im Vergleich der beiden Ernährungsstandards nicht voneinander.
Einfluss der Kochsalzaufnahme auf die renale Genexpression von Komponenten des Endothelinsystems
(2011)
In der vorliegenden Studie wurde das renale Endothelinsystem auf Genexpressions- und Peptidebene bei Variation der diätetischen Kochsalzaufnahme in physiologisch relevanten Größenordnungen bei der Sprague-Dawley-Ratte ubtersucht. Das Ziel war eine systematische Darstellung der Veränderungen der wichtigsten Komponenten des Endothelinsystems mit einer differenzierten Betrachtung von Nierenrinde und Nierenmark. Dazu wurde in einer ersten experimentellen Serie der Kochsalzgehalt der zugeführten Nahrung zwischen 0,15% und 1,80% variiert. Um den Einfluss des Renin-Angiotensin-Systems auf kochsalzinduzierte Veränderungen des renalen Endothelinsystems zu untersuchen, wurde ein Teil der Tiere mit dem AT1-Rezeptorblocker Losartan behandelt. Es wurden simultan Herzfrequenz, arterieller Blutdruck und die renale Na+-Bilanz bei den Tieren gemessen und am Ende des Experimentes die Nieren gewonnen. Anschließend erfolgten die Bestimmung der mRNA-Gehalte von Prä-pro-ET-1, des ETA- und ETB-Rezeptors sowie des renalen immunreaktiven ET-1-Gehaltes. Zur besseren Lokalisierung und Präzisierung der gefundenen Veränderungen schlossen wir eine zweite experimentelle Serie an, in der eine feinere Präparation des Nierenmarks in äußere und innere Medulla, eine weitere Verringerung des Kochsalzgehaltes der Niedrigsalzgruppe (0,05%) sowie eine Erweiterung der Genexpressionsuntersuchungen um das Endothelin-Converting-Enzym-1 (ECE-1) erfolgte. Die Ergebnisse der Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Variation der Salzdiät beeinflusste weder den arteriellen Blutdruck noch die Herzfrequenz der Tiere. Hinsichtlich der Genexpression war eine Niedrigsalzdiät von 0,15% NaCl mit einem Anstieg der mRNA-Expression von Prä-pro-ET-1 (51%), des ETA- (81%) und ETB- Rezeptors (33%) sowie mit einem erhöhten immunreaktiven ET-1-Gehalt (110%) im gesamten Nierenmark assoziiert. In der weiterführenden Untersuchung unter 0.05% NaCl konnte dieser Effekt auf der Genexpressionsebene in der äußeren Medulla reproduziert werden, allerdings in milderer Ausprägung (Prä-pro- ET-1 37%, ETA 20%, ETB n. sign., ECE-1 16%). Diese Diäteffekte ließen sich durch eine selektive AT1-Rezeptorblockade mittels Losartan teilweise bzw. vollständig aufheben. Der renale Cortex blieb durch Variation der Kochsalzaufnahme sowohl hinsichtlich der mRNA-Expression der einzelnen Komponenten des Endothelinsystems als auch hinsichtlich des immunreaktiven ET-1-Gehaltes weitgehend unbeeinflusst. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass vorwiegend das medulläre Endothelinsystem sowohl auf Transkript- als auch auf Peptidebene auf moderate Veränderungen der nutritiven Kochsalzaufnahme reagiert. Die signifikanten Veränderungen auf Genexpressionsebene betreffen dabei Prä-pro-ET-1 und den ETA-Rezeptor insbesondere in der äußeren Medulla unter Niedrigsalzdiät. Diese Alterationen werden zumindest partiell durch AT1-Rezeptoren vermittelt.
Ausgehend von der Tatsache, dass eine effiziente Kompressionstherapie mittels Kompressionsstrümpfen ein fester Bestandteil der konservativen Therapie einer CVI ist, sollte anhand der vorliegenden Studie untersucht werden, welchen Einfluss das Kompressionsmaterial selbst auf die Hautoberfläche hat und in wie weit materialbezogene Beschwerden die Patientencompliance beeinflussen können. Der Einfluss von Kompressionsmaterialien auf die Hautoberfläche lässt sich dabei über die Registrierung von Veränderungen des Funktionszustandes der Hautbarriere objektivieren. Als Funktionsparameter der Hautbarriere dienen dabei der TEWL, die Hautfeuchtigkeit und die Hautrauhigkeit. Ein Verlust der Barrierefunktion der Haut zeigt sich in einer Zunahme des TEWL und der Hautrauhigkeit sowie Abnahme der Hautfeuchtigkeit und führt zu Exsikkation des SC, einhergehend mit dem Beschwerdebild der trockenen Haut. Zur vergleichenden Überprüfung materialassoziierter Beschwerden wurden 42 Patienten mit CVI unterschiedlicher Ausprägung doppelverblindet in eine Gruppe A mit Tragen eines herkömmlichen Kompressionsstrumpfes und eine Gruppe B mit Tragen eines Kompressionsstrumpf mit integrierter harnstoffhaltiger Pflegeemulsion eingeteilt und über eine Trageperiode von 7 Tagen hinsichtlich der Funktionsparameter der Hautbarriere beobachtet. Resultierend konnten wir in der Patientengruppe mit A eine signifikante beziehungsweise hoch signifikante Verschlechterung der Hautbarrierefunktion nachweisen. Demgegenüber konnte in der Patientengruppe B gezeigt werden, dass es unter Verwendung eines pflegeintegrierten Kompressionsstrumpfes zur Aufrechterhaltung der Hautbarriere mit Verhinderung signifikanter Austrocknungserscheinungen der Haut gekommen ist. Die Patientencompliance als schwer messbarer Parameter zeigt bei 7tägiger Trageperiode keine signifikanten Unterschiede.
Zahlreiche Studien liefern Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen reaktiven Sauerstoffspezies und der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen, wie der Hypertonie. Besonders NADPH-Oxidase-abhängige Sauerstoffradikale wurden als wichtige krankheitserzeugende Faktoren in der Entwicklung und Aufrechterhaltung kardiovaskulärer Erkrankungen, wie der arteriellen Hypertonie identifiziert und Substanzen erforscht, die zu experimentellen und therapeutischen Zwecken die NADPH-Oxidase-Aktivität hemmen. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, durch frühzeitige Behandlung spontan hypertensiver Ratten mit einer Substanz, die NADPH-Oxidase-hemmende Eigenschaften hat, eine langfristige Blutdrucksenkung und eine Verbesserung der endothelvermittelten Vasodilatation zu erreichen. Dazu wurde eine Gruppe von 8 SHR über das Trinkwasser mit dem NADPH-Oxidase-Hemmer Apocynin behandelt und mit Hilfe der Radiotelemetrie der systolische, diastolische Blutdruck sowie die Herzfrequenz registriert. Die Apocynin-behandelten SHR wurden mit einer Gruppe von 6 unbehandelten SHR-Kontrolltieren verglichen. Neben diesen Experimenten wurden Untersuchungen zur Endothelfunktion Apocynin-behandelter SHR an isolierten renalen Interlobar- und Koronararterien und zur vasodilatierenden Wirkung von Apocynin an Interlobar- und Koronararterien von F344 Ratten mit einem Small-Vessel-Myographen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten zeigen, dass die Behandlung der SHR mit Apocynin bis zur 8. Lebenswoche keine langfristige Blutdrucksenkung zur Folge hatte. Der Vergleich beider Gruppen hinsichtlich der Blutdrücke ergab keinen statistisch signifikanten Unterschied. Die Untersuchungen zur endothelvermittelten Vasodilatation mit Acetylcholin an isolierten renalen Interlobar- und Koronararterien Apocynin-behandelter und unbehandelter SHR zeigten, dass durch die Behandlung der SHR mit Apocynin keine Verbesserung der renalen und koronaren Endothelfunktion im Vergleich zu den Kontrollen resultierte. Die Experimente zur Klärung der Mechanismen, die die vasodilatierende Wirkung von Apocynin vermitteln ergaben, dass durch die Hemmung der NADPH-Oxidase-abhängigen Sauerstoffradikale, durch die Abwesenheit von extrazellulärem Kalzium, durch Kalium und durch die Inhibition der Proteinkinase A und G die Apocynin-induzierte Vasodilatation nicht signifikant gehemmt wurde. Durch die Inkubation der Arteriensegmente mit dem Rho-Kinase-Hemmer Y-27632 wurde die Vasopressin-induzierte Vasokonstriktion signifikant abgeschwächt und die kumulative Zugabe von Apocynin zeigte keine zusätzliche Wirkung auf die Wandspannung. Diese Ergebnisse belegen, dass die renalen Interlobar- und Koronararterien von SHR und F344 Ratten auf Apocynin mit einem ausgeprägten Dilatationsverhalten reagierten, die Vasodilatation jedoch nicht über eine Hemmung der NADPH-Oxidase, vermutlich aber über eine Hemmung der Rho-Kinase vermittelt wird.
In der vorliegenden Untersuchung wurde bei Probanden aus dem Subprojekt „Psychosoziale Gesundheit in Familien“ der bevölkerungsrepräsentativen Basisstudie „Study of Health in Pomerania, SHIP“ sowohl der Zusammenhang von Temperament, Charakter und Persönlichkeit, als auch des DRD2 rs6276 Genotyps mit der Alkoholtrinkmenge analysiert. Die Untersuchung erfolgte zum einen in einer Gesamtstichprobe, welche sowohl Probanden mit als auch ohne Alkoholdiagnose enthielt und zum anderen in einer Normalstichprobe, welche nur Probanden ohne Alkoholdiagnose enthielt. Die aus der beschriebenen Literatur abgeleiteten Hypothesen bezüglich erhöhter Trinkmengen bei hohem Neugierverhalten und Neurotizismus, sowie niedriger Belohnungsabhängigkeit und Selbstlenkungsfähigkeit konnte in der Gesamtstichprobe signifikant bestätigt werden. Probanden mit niedrigem Beharrungsvermögen zeigten zudem im Trend erhöhte Trinkmengen. Die Hypothese, dass geringe Werte in Schadensvermeidung mit hohen Trinkmengen assoziiert sind, konnte in der Gesamtstichprobe nicht bestätigt werden. Über die aufgestellten Hypothesen hinaus waren auch niedrige Werte in Kooperativität assoziiert mit erhöhten Trinkmengen. Die Auswertung der Normalstichprobe zeigte wenige mit der Gesamtstichprobe übereinstimmende Ergebnisse. Lediglich niedrige Werte für Kooperativität waren in beiden Stichproben mit hohen Konsummengen assoziiert. Die Hypothesen, dass erhöhte Trinkmengen, sowie kürzere Abstinenzphasen mit dem DRD2 rs6276 A/A-Genotyp assoziiert sind, konnten in der Gesamtstichprobe (mit DNA) bei den männlichen Probanden bestätigt werden. Die Interaktion von Beharrungsvermögen bzw. Selbstlenkungsfähigkeit (sowie im Trend auch Kooperativität) und dem DRD2 rs6276 Genotyp war assoziiert mit der Trinkmenge. Bei den weiblichen Probanden konnte dies nicht beobachtet werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass gewisse Merkmalsausprägungen von Temperament, Charakter und Persönlichkeit, sowie der Genotyp des DRD2 rs6276 in Abhängigkeit vom Geschlecht, mit der Trinkmenge assoziiert sind. Niedrige Werte in Kooperativität könnten im Hinblick auf die identischen Ergebnisse in der Gesamt- und Normalstichprobe ein Prädiktor für erhöhte Trinkmengen und somit vielleicht für die Entwicklung einer Alkoholabhängigkeit sein. Es erscheint durchaus plausibel, dass Probanden mit niedrigen Werten in Kooperativität (entspricht: intolerant, teilnahmslos, egoistisch, nachtragend, gewissenlos) höhere Trinkmengen aufweisen. So wäre es denkbar, dass diese den aus der mangelnden Kooperativität entstehenden interpersonellen Stress über Alkohol kompensieren. Niedrige Werte in Kooperativität sind zudem ein Charakteristikum zahlreicher Persönlichkeitsstörungen, welche wiederum mit erhöhtem Substanzkonsum assoziiert sind. Zur Überprüfung dieser Hypothese wäre eine longitudinal angelegte Studie indiziert.
In dieser Arbeit wurden systematisch mehrdimensionale chromatographische Systeme unter Verwendung von Alkyl-, Calixaren- und Resorcinarenphasen untersucht. Deren Analyse bildet einen grundlegenden Schritt on-line gekoppelte Trennungen in der HPLC schneller und effektiver planen und optimieren zu können. Neue Ergebnisse über den Einfluss der Säulenschaltsysteme auf die Retention der Analyten wurden dargestellt. Sowohl Erkenntnisse über die Retentionsmechanismen während der Schaltung als auch mathematische Modelle zur Beschreibung der Retention auf der sekundären stationären Phase wurden ermittelt. Um eine umfassende Betrachtung zu gewährleisten, wurden 43 Analyten verschiedener Struktur (unpolare, polare, ionische Analyten chemischer Leitstruktur sowie pharmazeutisch genutzte Stoffe) verwendet. Mit diesen Analyten erfolgten zunächst eindimensionale Analysen, um anschließend den exakten Einfluss der Säulenschaltungen zu ermitteln. Die Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung bestehender Retentionsmodelle interpretiert. Dabei zeigten sich Unterschiede zwischen konventionellen alkylgebundenen und neuartigen calixarengebundenen stationären Phasen. Erweiterungen und Präzisierungen der bestehenden Modelle wurden vorgeschlagen. Diese vertiefen das Verständnis der Retentionsmechanismen in der RPLC.
Background: Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide. Subclinical alterations of the cardiovascular system, such as increased exercise blood pressure or an endothelial dysfunction confer a higher risk of manifest cardiovascular diseases and incident events. Detecting associations between circulating markers of the endocrine-metabolic system and the subclinical cardiovascular phenotypes could be useful to better understand cardiovascular disease progression and to improve risk prediction for manifest cardiovascular diseases. Methods: The associations between (a) serum thyroid-stimulating hormone and increased exercise blood pressure, (b) serum hemoglobin A1c and endothelial dysfunction as well as (c) serum insulin-like growth factor I and endothelial dysfunction were studied using cross-sectional data from around 1400 subjects aged 25 to 85 years collected during the 5-year follow-up of the population-based Study of Health in Pomerania (SHIP-1). Increased exercise blood pressure was defined as a value above the sex- and age-specific 80th percentile measured at the 100 W stage of a symptom-limited bicycle ergometry test. Endothelial dysfunction was defined as an impaired flow-mediated dilation measured as a continuous decrease or below the median of sex-specific distribution. Non-fasting blood samples were drawn from the cubital vein in the supine position. Results: The odds for increased systolic exercise blood pressure (odds ratio 1.24, 95% confidence interval 0.88; 1.76) and diastolic exercise blood pressure (odds ratio 0.98, 95% confidence interval 0.70; 1.39) as well as for exercise-induced increase of systolic and diastolic blood pressure were not significantly different between subjects with high and low serum thyroid-stimulating hormone levels within the reference range. In women without current use of antihypertensive medication, increasing serum hemoglobin A1c levels were associated with decreasing flow-mediated dilation levels (ß = -1.17, 95% confidence interval -2.03; -0.30). Such an association was not found in men. In men, logistic regression analysis revealed an odds ratio of 1.27 (95% confidence interval 1.07; 1.51) for decreased flow-mediated dilation for each decrement of serum insulin-like growth factor I standard deviation. In women, no significant association between serum insulin-like growth factor I levels and flow-mediated dilation was observed (odds ratio 0.88, 95% confidence interval 0.74; 1.05). Conclusions: Based on the presented results it is concluded that (a) serum thyroid-stimulating hormone levels are not associated with exercise blood pressure in the general population, (b) higher serum hemoglobin A1c levels in non-diabetic subjects are inversely associated with flow-mediated dilation in women without antihypertensive medication, but not in men, and (c) lower serum insulin-like growth factor I levels are associated with impaired endothelial function in men, but not in women. Therefore the metabolic marker hemoglobin A1c and the endocrine marker insulin-like growth factor I might be markers facilitating the identification of subjects at high risk of subclinical cardiovascular alterations.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Score aus klinischen und laborchemischen Routine-Parametern entwickelt, der frühzeitig eine Late-onset-Sepsis bei Frühgeborenen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht diagnostiziert. Er besteht aus 9 Parametern in 5 Kategorien und wird bei mindestens 2 pathologischen Kategorien als positiv angenommen. In der Berechnungskohorte erreichte er eine Sensitivität von 89,3% und eine Spezifität von 100%. In einer unabhängigen Validierungskohorte zeigte er mit einer Sensitivität von 84,0% und einer Spezifität von 91,7% ebenfalls eine gute Aussagekraft. Der Score kann als Entscheidungshilfe am Diagnosetag dienen.
Massenspektrometrie hat sich zur Methode der Wahl für die globale relative und absolute Proteinquantifizierung entwickelt. Da das vorhandene Methodenspektrum in der Anzahl der zu analysierenden Proben limitiert ist und bei der Vermeidung von Vorfraktionierungstechniken keine globale Analyse erlaubt, war es das Ziel dieser Dissertation das Methodenspektrum anhand von anschaulichen Beispielen zur physiologischen Proteomanalyse Gram positiver Bakterien zu erweitern. Dazu erstreckt sich diese Arbeit von der Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten der Isotopen markierten relativen Quantifizierungsmethode, über die Entwicklung eines globalen markierungsfreien relativen Quantifizierungsansatzes bis zur globalen absoluten Quantifizierung und weiter im speziellen der Stöchiometrie-Aufklärung eines Proteinkomplexes. Die Kombination aus 14N/15N metabolischer Markierung mit der GeLC-MS Technik erlaubt eine robuste relative Quantifizierung auf globaler Ebene. Durch die Verwendung eines internen 15N-markierten Referenzextraktes wurde eine bisher nicht erreichte zeitliche Auflösung von zehn Zeitpunkten bei der Untersuchung eines Nährstoffwechsels zwischen den bevorzugten Kohlenstoffquellen, Glukose und Malat, des Gram positiven Modellorganismus Bacillus subtilis erreicht. Dieses Experiment zeigte klar, dass die Anpassung an Malat als zweite Kohlenstoffquelle sehr schnell passiert. Im Gegensatz dazu findet die Anpassung an Glukose als zusätzliche Kohlenstoffquelle mit einer zeitlichen Verschiebung von ca. 45 Min. statt. Diese Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass die Anpassung an Malat hauptsächlich auf post-transkriptioneller Ebene geschieht und die Anpassung an Glukose auf transkriptioneller Ebene stattfindet. Die geringe Reproduzierbarkeit von Vorfraktionierungstechniken beschränkt ihre Anwendung während einer markierungsfreien Quantifizierung. Die eingeschränkte Kombinationsmöglichkeit mit Vorfraktionierungstechniken führt zu einer geringeren Anzahl an identifizierten und quantifizierten Proteinen, was durch den Einsatz von Ausschlusslisten mit optimierten Messparametern in wiederholten Messungen mit einer eindimensionalen Chromatographie ausgeglichen wurde. Im Vergleich zu einer einfachen Wiederholung der Messung konnte die Anzahl an identifizierten Peptiden um 32 % gesteigert werden. Der Ausschlusslistenansatz konnte anschließend erfolgreich für eine markierungsfreie globale Proteinquantifizierung der Stickstoffmonoxid (NO) Stressantwort des humanpathogenen Stapylococcus aureus eingesetzt werden. Die Ergebnisse wurden mittels paralleler Quantifizierung mit 14N/15N metabolischen Markierung verifiziert. Mit dem Ansatz wurden fast 50 % des gesamten Proteoms identifiziert und 70 % davon konnten mit einem zu dem Markierungsexperiment vergleichbaren Ergebnis quantifiziert werden. Die Proteomsignatur der NO-Stressantwort zeigte eine hohe Ähnlichkeit zu der von Antibiotika, die wie NO zu DNA-Strangbrüchen führen. Auch bei der absoluten Proteinquantifizierung kann nicht ohne Weiteres eine Vorfraktionierung eingesetzt werden. Durch die Verwendung einer „multiplexed LC-MS“ (LC-MSE) Methode wurde fast die Hälfte aller zytosolischen Proteine von B. subtilis mit einer hohen durchschnittlichen Sequenzabdeckung von 40 % identifiziert. Die Hi3-Methode ermögliche zusätzlich die absolute Quantifizierung fast aller identifizierten Proteine, die über fast vier Größenordnungen nachgewiesen werden konnten. Die Zuverlässigkeit des Ansatzes wurde für sechs Proteine mit der gut etablierten AQUA-Technik bestätigt. Mit der Hi3-Methode wurden zum einen absolute Proteomsignaturen für unterschiedliche Nährstoffsituationen erstellt, was auch Einblicke in die Regulation der Expression von Aminosäure-Biosynthese und –abbau-Enzyme ermöglichte. Zum anderen konnte gezeigt werden, dass die intrazelluläre Konzentration von ribosomalen und weiteren Wachstumsraten-abhängig benötigten Proteinen sich bei niedrigen Wachstumsraten nicht unterscheidet und erst ab einer Wachstumsrate von 0,8 Std.-1 linear ansteigt. Die vergleichsweise hohe Standardabweichung der Hi3-Methode (~30 %) erschwert ihre Anwendung bei der Bestimmung von nicht gradzahligen Protein-Komplex-Stöchiometrien. Deswegen wurde zur Analyse des RNA-Polymerase-Komplexes von B. subtilis der AQUA-Ansatz gewählt, der sich durch eine sehr geringe Standardabweichung auszeichnet (< 10 %). Dazu wurde ein Protokoll entwickelt, welches auf einer mTRAQ-Markierung der Referenzpeptide und des verdauten Komplexes beruhte. Es war so möglich die bekannte Stöchiometrie des Kernkomplexes RpoA:RpoB:RpoC 2:1:1 zu bestätigen und zusätzlich die zwei ω-Unterheiten und die σ-Faktoren σA und σB absolut zu bestimmen. Die Menge an σB im Komplex nahm nach Glukose-Hunger und Ethanol-Stress auf bis zu 5 % zu und es konnte gezeigt werden, dass sich die Menge einer ω-Unterheit (YloH) sich im gleichen Maße im Komplex ändert, wie die Menge an σA.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der numerischen Lösung von Optimalsteuerungsproblemen. Dazu wird das Maximumprinzip verwendet, dessen Anwendung auf ein Mehrpunktrandwertproblem führt. Die Aufgabe bestand nun darin, ein Programmpaket zu entwickeln, mit dem solche Mehrpunktrandwertprobleme mit der Mehrzielmethode numerisch gelöst werden können. Dabei wurden verschiedene Anforderungen an das zu entwickelnde Programm gestellt, die bereits existierende Programmpakete nicht oder nur eingeschränkt erfüllen. Die Bedienung soll durch die Verwendung einer grafischen Oberfläche intuitiver und komfortabler gestaltet werden. Ein weiteres Ziel besteht in der Problemunabhängigkeit des Quellcodes, sodass der Quellcode unangetastet bleiben kann. Außerdem sollen für die Benutzung des Programms keine Programmierkenntnisse notwendig sein. Der Funktionsumfang soll im Vergleich zu bestehenden Implementierungen erweitert werden, um die Möglichkeiten der Mehrzielmethode besser ausnutzen sowie die Methoden an das jeweilige zu lösende Problem anpassen zu können. Zunächst werden theoretische Grundlagen der optimalen Steuerung und des Maximumprinzips beschrieben. Die Mehrzielmethode wird vorgestellt und erweitert, sodass mit dieser auch Mehrpunktrandwertprobleme gelöst werden können. Ferner wird auf die Umsetzung der weiteren verwendeten mathematischen Methoden eingegangen. Dazu gehören das Newtonverfahren inklusive Dämpfung und Broydenupdate, verschiedenene Anfangswertproblemlöser (Dormand-Prince- und Rosenbrock-Typ-Verfahren) und die Singulärwertzerlegung, mit der die linearen Gleichungsssysteme gelöst werden. Außerdem werden die Komponenten und Funktionen des Programmpakets beschrieben, beispielsweise die Entwicklung der grafischen Oberfläche. Um das Einlesen der Daten eines Optimalsteuerungsproblems aus der grafischen Oberfläche in das Programm zu ermöglichen, wurde ein Parser verwendet. Die Software enthält Funktionen zur Erstellung von Plots und dem Export von Problemdaten in ein PDF-Dokument. Des Weiteren wird beschrieben, inwieweit die implementierten Verfahren an die Anforderungen eines spezifischen Optimalsteuerungsproblems angepasst werden können. Abschließend werden vier in ihrer Gestalt und ihrem Schwierigkeitsgrad sehr verschiedene Optimalsteuerungsprobleme beispielhaft gelöst. Dazu gehören beispielsweise das als Optimalsteuerungsproblem formulierte Brachistochrone- sowie das Min-Energy-Problem. Anhand der Lösung des Rayleigh-Problems wird gezeigt, wie man die zur Verfügung gestellten Optionen des Programmpakets sinnvoll nutzen kann, um eine Lösung zu bestimmen, die ein aussichtsreicher Kandidat für eine optimale Lösung ist. Abschließend wird ein Wiedereintrittsproblem einer Raumkapsel in die Erdumlaufbahn betrachtet, welches eine besondere Herausforderung darstellt, da das Differenzialgleichungssystem sehr empfindlich reagiert und Lösungen nur für einen kleinen Bereich von Startwerten existieren.
Es gibt Notfallsituationen, in denen es unmöglich ist, den Patienten mittels einer Beatmungsmaske, Larynxmaske oder einem endotrachealen Tubus im herkömmlichen Weg zu beatmen. Oft handelt es sich um mechanische Behinderungen der oberen Atemwege oder Verletzungen, die es unmöglich machen an die Gesichtsregion, und insbesondere den Mund heranzukommen.Da eine Cricothyreotomie nicht zum angewandten Standardverfahren der meisten Mediziner gehört, wird die perkutane Punktionstracheotomie vielerorts favorisiert. Durch eine transtracheale Jet Ventilation ist zwar eine „aktive“ verstärkte Inspiration möglich, jedoch erlaubt die Standard-Ausrüstung lediglich eine „passive“ Exspiration über die evtl. noch minimal offenen oberen Atemwege des Patienten oder die sehr enge transtracheale Kanüle. Folge kann ein Barotrauma bei komplettem Verschluss der oberen Atemwege sein. Anhand dieser Studie soll gezeigt werden, dass mittels eines einfach zu handhabenden Beatmungsventils , welches als Venturi-Ventil funktioniert, sowohl eine adäquate „aktive“ Inspiration, als auch eine ausreichende „aktive“ Exspiration möglich ist um einen Patienten sicher zu beatmen und die Notfallsituation zu überbrücken. Methoden: Zunächst wurde das neu gestaltete Beatmungsventil an der mechanischen Lunge getestet mit jeweils variabel einstellbaren und wechselnden Gas-Flows, Widerständen und System-Compliances die Zeit gemessen, die sowohl mit als auch ohne Ventil notwendig war, um die mechanische Lunge mit 1 Liter zu befüllen („aktive“ Inspiration ) beziehungsweise hiernach wieder zu entlüften („aktive“ bzw. ohne Ventil als „passive Exspiration). Jede unterschiedliche Kombination betreffend Gas-Flow, Widerstand und System-Compliance wurde dreimal identisch wiederholt. Ebenso wurden alle Experimente sowohl mit einer 12-Gauge als auch mit einer 16-Gauge Kanüle durchgeführt. Ein druckkompensiertes Flow-Messgerät war ebenso angeschlossen. In einer weiteren Versuchsreihe wurden 5 Schweine mit unterschiedlichen Inspiration-/Exspirationszeit-Verhältnissen beatmet. Bezüglich dem Gas-Flow, dem Widerstand und der System-Compliance wurden sowohl unvorteilhafte als auch optimalere Grundvoraussetzungen als Ausgangssituation gestellt. Die primären Messgrößen dieser Versuche waren die arteriellen Blutgaskonzentrationen von PaCO2 und PaO2. Ergebnisse: Anhand der Versuche mit der mechanischen Lunge zeigte sich, dass ein höheres Minutenvolumen durch das Venturi-Gerät durch die beschleunigte Exspiration möglich ist als bei spontaner, „passiver“ Exspiration. Die durchgeführten Versuche mit narkotisierten Schweinen zeigten zunächst, dass die arteriellen Blutgaskonzentrationen von PaCO2 und PaO2 zu Beginn der Beatmung stets anstiegen, um dann für über eine Stunde konstant zu bleiben (PaO2 470 ± 86,8 mmHg; PaCO2 63,0 ± 7,2 mmHg). Alle Schweine konnten über die Dauer von 60 Minuten mittels des Venturi-Ventil-Systems adäquat beatmet werden. Der maximale Trachealdruck blieb unter 10 cm Wassersäule. Ebenso zeigte sich, dass der mittlere arterielle Blutdruck sowie die Auswurffraktion des Herzens von den verschiedenen Beatmungs-Manövern unbeeinflusst blieben. Diskussion: Bei Durchführung der Versuche mit der mechanischen Lunge sowie mit den ausgewachsenen Schweinen konnte beobachtet werden, dass durch eine transtracheale 16-Gauge-Kanüle für eine längere Zeit in Kombination mit dem Venturi-Ventil eine ausreichende Lungen-Beatmung erreicht werden kann. Über alle Versuche hat sich gezeigt, dass eine „aktive“ Exspiration die Beatmung über einen längeren Zeitraum erlaubt und somit die Gefahr einer Lungenüberblähung und eines Barotraumas optimal verhindert.
Ernst Ferdinand Ströter (1846-1922) stammt aus einem reformierten Elternhaus in Barmen. Während seines Theologiestudiums wurde er nachhaltig geprägt von Johann Tobias Beck (1804-1878). Ströter übernahm unter anderem dessen Hermeneutik einer ausgeprägten Schriftbezogenheit, den Ansatz einer wachsenden Offenbarung innerhalb der Schrift und eine ausdifferenzierte zukünftig-heilsgeschichtliche Eschatologie prämillenniaristischer Lesart. Als Hauslehrer einer amerikanischen Familie in Paris konvertierte Ströter zum Methodismus und wanderte 1869 in die USA aus. Dort wirkte er zunächst als Hilfsprediger an der Ostküste unter dem Dach des deutschsprachigen bischöflichen Methodismus und anschließend – mittlerweile verheiratet – als Pionierprediger in Texas. Neben seinen pastoralen Tätigkeiten intendierte er dort die Vereinigung der Bischöflich-methodistischen Kirche mit der Bischöflich-methodistischen Kirche des Südens, gründete eine Schule und unterstützte literarisch die damalige Temperenzbewegung. 1879 wurde er mit dem dispensationalistischen Prämillenniarismus John Nelson Darbys (1800-1882) bekannt. Von Darby übernahm Ströter – in Ergänzung zu Becks Einflüssen – besonders das kirchenkritische Gemeindeverständnis, eine ausgeprägte Erwartung der Wiederkunft Christi, die Entrückungsvorstellung der Gemeinde und die theologisch-heilsgeschichtliche Unterscheidung von Gemeinde und Israel. Allerdings schloss sich Ströter nicht – ebenso wenig wie die dispensationalistisch-prämillenniaristische Bewegung seiner Zeit im Ganzen – der Brüderbewegung und einer von Darby geforderten Lösung von der eigenen Denomination an. Innerhalb des deutschsprachigen bischöflichen Methodismus versuchte Ströter, den dispensationalistischen Prämillenniarismus mit seinen gemeindetheologischen Ableitungen bekanntzumachen. Doch wurden seine Lehransichten dort 1881 verurteilt, was Ströter zur inneren Entfremdung von seiner Kirche führte. Er wirkte noch bis 1884 als Prediger in Minnesota, ging dann als theologischer Lehrer an eine methodistische Hochschule (1884-1890) und schließlich als Professor für Latein an die Universität von Denver (1890-1894). Außerhalb des Methodismus propagierte Ströter weiterhin den dispensationalistischen Prämillenniarismus literarisch und durch Vorträge, etwa auf der Niagara Bible Conference. Anschließend gab Ströter jede Form von Festanstellung auf und wirkte 1894-1899 als freier Prediger gemeinsam mit Clemens Arno Gäbelein unter Juden in New York. Ströters und Gäbeleins Hope of Israel Mission vertrat den Ansatz, Judenchristen nicht aus ihrer national-jüdischen Existenz zu lösen, sondern in Toraobservanz zu belassen. Nach einer ersten Europareise 1896 im Auftrag der Hope of Israel Mission kehrte Ströter 1897 als Judenmissionar und freier Prediger nach Europa zurück. Hier unternahm er zahlreiche Vortragsreisen nach Osteuropa, insbesondere nach Russland, und gründete eine eigene Gesellschaft, die die Ansiedlung von Judenchristen im damaligen Palästina unterstützte. Leidenschaftlich unterstützte er auch den politischen Zionismus. Daneben wirkte er als vielgefragter Redner auf zahlreichen Plattformen der damaligen neueren deutschen Erweckungsbewegung, besonders auf den Blankenburger Allianz-, den Tersteegensruh- und den Harzkonferenzen, in Gemeinschaften und in freien Gemeinden. Auch in Europa verfocht Ströter den Prämillenniarismus sowie sein Gemeindeverständnis, wonach die Gemeinde keine institutionelle Größe, sondern von Gott erwählt sei, nach ihrer Entrückung an Christi zukünftigem Heilsschaffen mitzuwirken. 1908 wurde seine Theologie von der Blankenburger Allianz und der Gnadauer Gemeinschaftsbewegung abgelehnt. Ströter hatte mittlerweile seine eigene reformierte Prägung transformiert und in Verknüpfung mit Prämillenniarismus, Israeltheologie und Gemeindeverständnis zu einer Allversöhnungslehre weiterentwickelt. Diese vertrat er durch weitere zahlreiche Vorträge, mit seiner Zeitschrift Das Prophetische Wort (seit 1907) und durch weitere Veröffentlichungen. Auch Ströters Allversöhnungslehre wurde im Raum der neueren deutschen Erweckungsbewegung in einem literarisch geführten Streit fast überwiegend abgewiesen und vertiefte seine theologische Isolierung. 1912 siedelte Ströter in die Schweiz über – sein Schwiegersohn John Louis Nuelsen (1867-1946) – war dort methodistischer Bischof geworden. Der Erste Weltkrieg unterband die Reisen nach Russland und beeinträchtigte die Vortragstätigkeit in Deutschland. Nach dem Krieg und bis zu seinem Tod in Zürich versuchte Ströter noch einmal verstärkt in Deutschland theologisch Fuß zu fassen, fand mit seinen Lehransichten aber nur bei Einzelpersonen und in kleineren Zirkeln Gehör. Ströter darf als markantester Vertreter des dispensationalistischen Prämillenniarismus innerhalb des deutschsprachigen Methodismus in den USA und innerhalb der neueren deutschen Erweckungsbewegung gelten. Sein Ziel, diesem eine größere Bekanntheit zu verschaffen, hat Ströter jedoch nicht erreicht. Heute lebt Ströters theologisch-heilsgeschichtliches Erbe, dessen theologische Spitze und Summe sich in der Allversöhnungslehre findet, bei kleinen, in der Regel nicht institutionalisierten Gruppierungen fort. Zu würdigen bleiben Ströters Rolle innerhalb des deutschsprachigen Methodismus besonders in den USA und innerhalb der neueren deutschen Erweckungsbewegung, sein Beitrag zur Geschichte der Judenmission, manche seiner theologischen Impulse wie beispielsweise seine aus seiner Israeltheologie resultierende Erwählungslehre, die Einfluss auf Karl Barths (1886-1968) Erwählungslehre genommen hat, sowie seine wache Zeitzeugenschaft, die ihn bereits 1921 vor dem – von ihm so genannten – "Hakenkreuz-Antisemitismus" warnen ließ.
Der Stellenwert der Methodenvalidierung hat seit Einführung der Akkreditierung nach DIN EN 45000 ständig zugenommen und ist mittlerweile als Nachweis dafür, dass eine Methode für Ihren Einsatzzweck geeignet ist und die an sie gestellten Forderungen erfüllt, in allen akkreditierten Laboratorien unabdingbar. Der Bedarf an einer benutzerfreundlichen, eigens für das klinisch-analytische Labor entwickelten EDV Lösung für diesen Zweck, gilt als Anregung für die Entwicklung eines Add-Ins (Abacus) für MS Excel, welches sich besonders dieser Fragestellung annimmt. Abacus erweitert die Funktionen des Tabellenkalkulations- programms MS Excel, mit insgesamt 51 Modulen in drei Kategorien: Methodenvalidierung quantitativer, semiquantitativer und qualitativer Untersuchungsverfahren, Qualitätskontrolle (einschließlich RiliBÄK 2008) und laborrelevante parametrische und nichtparametrische statistische Funktionen. Als Vorlage für die Methodenvalidierungs- und Qualitätskontrollprotokolle galten aktuelle Empfehlungen der relevanten Fachgesellschaften und Expertengruppen (z.B. CLSI, IFCC, CAP, CLIA ´88, FDA, ICH, EURACHEM, RiliBÄK und DIN) sowie anerkannte Publikationen. Die Software deckt weite Bereiche des klinischen Labors ab, einschließlich der Klinischen Chemie, Hämatologie, Urinanalyse, Immunologie, Serologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie und Chromatographie. Die nahtlose Integration in die Excel Umgebung ermöglicht die Bearbeitung der Daten in einem weitgehend bekannten Umfeld und vermeidet daher lange Lernphasen. Berichte sind einheitlich, enthalten alle gesetzlich und behördlich geforderten Angaben, werden mit Hilfe der, in den frei editierbaren internen Datenbanken enthaltenen, Leistungskenndaten für Richtigkeit, Präzision und Gesamtfehler automatisch ausgewertet und folgen dem „WYSIWYG“ Prinzip. Um auch statistisch ungeschultem Personal die Verwendung zu erleichtern, besteht ein hoher Grad an Automatisierung, vor allem für situationsbedingte Entscheidungsabläufe. Ferner ermöglichen die ausführliche Dokumentation (einschließlich einem umfassenden Glossar), die ausgearbeiteten Beispieldateien und ein Dateneingabeassistent den schnellen Einstieg in die Software. Bedingt durch interne Fehlerroutinen ist das Programm sehr robust mit einer geringen Fehlerträchtigkeit und einem hohen Grad an Zuverlässigkeit. Hinzu kommt, dass die statistischen und mathematischen Algorithmen unabhängig getestet und deren Richtigkeit bestätigt wurden. Die ressourcensparende Programmarchitektur sorgt zudem für eine hohe Leistung bei minimaler Systembelastung. Die Bedienung ist, aufgrund der weitläufigen Automatisierung, der einheitlich strukturierten Eingabemasken und der programmspezifischen Funktionstastenbelegung, durch ein hohes Maß an Effizienz gekennzeichnet. Der modulare Aufbau des Codes bewirkt, dass Module, ohne Einfluss auf die Funktionalität des Programms, problemlos ersetzt, entfernt oder ausgetauscht werden können. Änderungen im Rahmen von Korrekturen oder Verbesserungen sind dadurch weitgehend ohne großen Aufwand durchführbar. Der Datenaustausch gestaltet sich durch die Quelldatenentkoppelung der Berichte als problemlos. Zusammenfassend kann daher gesagt werden, dass sich Abacus durch ein hohes Maß an Kompatibilität, Benutzerfreundlichkeit und Zuverlässigkeit auszeichnet und somit ein sinnvolles Software Werkzeug für klinisch-analytische Laboratorien darstellt. Vermutlich liegt darin auch der Grund für den erfolgreichen Einsatz der Software, sowohl in akademischen als auch in niedergelassenen medizinischen Laboratorien.
In Anbetracht der zunehmenden UV-Intensität und des Wissens um die Spätfolgen jedes einzelnen Sonnenbrandes besteht ein großes Interesse an UV-protektiven Wirkstoffen. Daher war es Ziel dieser Arbeit, neue Wirkstofflieferanten aus der Natur für diese Anwendung zu identifizieren. Ein breites Spektrum von verschiedenen Organismen wurde auf ihre protektiven oder regenerativen Effekte auf UVB-behandelte Keratinozyten hin gescreent und anschließend vielversprechende Naturstoffe ausgewählt und genauer untersucht. Zusätzlich war die Auffindung von vitalitätssteigernden sowie zytotoxisch wirkenden Extrakten und Reinstoffen von Interesse. Dazu wurden zunächst in vitro Testmodelle auf Basis der humanen Keratinozytenzelllinie HaCaT etabliert und die Wirkung von UVB-Strahlung auf diese Zellen charakterisiert. Genutzt wurden der MTT-Assay zur Bestimmung der Vitalität und Proliferation, der Neutralrot-Assay zur Bestimmung der Integrität der Zellmembran und Proliferation und der Lactatdehydrogenase-Assay zur Bestimmung der Integrität der Zellmembran. Mittels Durchflusszytometer wurden Zellzyklusanalysen durchgeführt, sowie zur Erfassung von DNA-Schäden die Einzelzellgelelektrophorese (Comet-Assay), außerdem wurde mit Hilfe des Interleukin-6-Assays die zelluläre Zytokinproduktion gemessen. Nach Bestrahlung der HaCaT-Zellen mit UVB ergaben sich zeit- und dosisabhängig folgende wesentliche Effekte: Ein leichter G2/M-Arrest bei geringeren UVB-Dosen (10mJ/cm2-30mJ/cm2), ein G0/G1-Arrest bei höheren UVB-Dosen (50mJ/cm2 und 100mJ/cm2), die dosisabhängige Zunahme des subG1-Peaks (Apoptoseinduktion), die Zunahme der LDH-Freisetzung mit steigender UVB-Dosis, die Stimulation der IL-6-Produktion mit steigender UVB-Dosis, sowie eine dosisabhängige Schädigung der DNA sowohl sofort nach UVB-Bestrahlung als auch nach 24 stündiger Inkubation. Nach Testung verschiedener UVB-Dosen und unterschiedlicher Inkubationszeiten wurde zur Untersuchung der Naturstoffe mit einer Dosis von 20mJ/cm2 UVB und einer Inkubationszeit von 24 Stunden gearbeitet. Die Testung auf UV-protektive Wirkungen der Extrakte gegenüber DNA-Schäden anhand des Comet Assays erfolgte direkt nach UVB-Bestrahlung. In dieser Arbeit wurden insgesamt 100 verschiedene Extrakte und 12 Reinsubstanzen allein oder in Kombination mit UVB-Strahlung untersucht. Die getesteten Naturstoffe stammten von Algen, Cyanobakterien, terrestrischen und marinen Pilzen, sowie von Pflanzen. Im Folgenden sind die wichtigsten Ergebnisse aufgelistet: Eine vitalitätssteigernde Wirkung auf HaCaT-Zellen zeigten 33 Extrakte und Reinsubstanzen. Durch die Inkubation mit 12 Naturstoffen konnte ein Serummangel-induzierter G0/G1-Zellzyklusphasenarrest bei den HaCaT-Zellen verhindert oder überwunden werden. Ein durch UVB-Strahlung induzierter G2/M-Zellzyklusarrest konnte durch Inkubation der Zellen mit 9 Naturstoffen verhindert oder überwunden werden. 11 Naturstoffe führten zu einer verminderten Lactatdehydrogenase-Freisetzung UVB-bestrahlter Zellen. 5 Naturstoffe hemmten die UVB-induzierte IL-6-Produktion der Zellen. 15 Naturstoffe führten auf unterschiedlichen Wegen zu einer Verminderung UVB-bedingter DNA-Schäden an HaCaT-Zellen. Eine zytotoxische Wirkung auf HaCaT-Zellen zeigten 58 Extrakte und Reinsubstanzen Anhand der Ergebnisse sind die drei terrestrischen Pilze Inonotus nodulosus, Piptoporus betulinus und Tricholoma equestre, sowie die beiden Pflanzen Annona muricata und Harpephyllum caffrum aussichtsreiche Kandidaten für eine zukünftige Anwendung als Hautschutz- oder Hautpflegemittel. Des Weiteren haben auch die Extrakte von Nannochloropsis spec., Ganoderma lucidum, Ganoderma pfeifferi, Hydnotrya michaelis, Tricholoma populinum und Tamarix aphylla auffällige Ergebnisse geliefert und verdienen weiteres Interesse. Die Ergebnisse zeigen die Eignung der etablierten Testmodelle zur Auffindung von Wirkstoffen mit UV-protektiven und weiteren Effekten auf Hautzellen. Gleichzeitig wird auch das große Potential von Organismen verschiedener Gruppen zur Bildung von Naturstoffen mit derartigen Eigenschaften deutlich.
This thesis aims at bridging the gap of deficient understanding of effective buffer zone management. The overall research goal of the thesis is to evaluate buffer zone effectiveness and to identify factors influencing effective buffer zone management in forest biosphere reserves. To address the multi-facetted issue of buffer zone effectiveness an integrative research design was applied. To answer the raised research questions a combination of social science (quantitative and qualitative approaches) and natural science (remote sensing) was chosen. To gain global insights into buffer zone management (research question 1) the quantitative approach of social science research was chosen. As part of a global telephone survey of BR management conducted by the research project in which the thesis was embedded, BR managers were asked to evaluate different management aspects. Between July and December 2006, managers from 225 BRs in 79 countries were interviewed, which corresponds to an overall response rate of 42 %. Answers were statistically analyzed using SPSS 17.0. To obtain detailed information of factors influencing buffer zone management (research question 2) the qualitative social science research approach was applied. A case study was conducted in the Lore Lindu Biosphere Reserve, Sulawesi, Indonesia between March and May 2008. Following the snowball sampling approach 47 semi-structured interviews and seven group discussions were carried out representing the local, sub-national, and national level associated with the BR management. These interviews and discussions provide important insights into the institutional dimensions and their interaction within the context of BR management including e.g. implementation of rules and the distribution of responsibilities for buffer zone management. Interviews were conducted in the national language Bahasa Indonesia, fully recorded, and subsequently transcribed and translated into English. Analysis was carried out with ATLAS.ti to specify categories and to formulate theorems. To evaluate buffer zone effectiveness in terms of reducing deforestation in the core area of Lore Lindu Biosphere Reserve (research question 1), satellite image analysis was performed using a GIS. A time series of LANDSAT scenes from 1972, 1983, 1999, 2002, and 2007 was used to classify homogeneous areas of forest cover to ultimately detect deforestation. Deforestation rate was computed for the periods before and after management establishment in 1998. The combination of all three research methods provided important insights into buffer zone management of BRs. Thus, based on these findings, recommendations to improve buffer zone management (research question 3) could be drawn. Overall, the evaluation of buffer zones depicts their importance for BR management effectiveness. Analysis revealed buffer zone effectiveness as important success factor, while it explicitly depends on both the implementation of the BR concept at the national level and coordination of stakeholders on the local level. As more and more PAs create buffer zones to integrate the local people, they may face similar problems. The case study from Lore Lindu exhibited important preconditions for successful buffer zone management. From a methodological perspective the thesis calls for the need of integrated research approaches across disciplines to adequately assess both buffer zone and PA effectiveness. Generally, it is recommended to pay special attention to pre-Seville BRs in the future, since most of these BRs still lack the three zone scheme. Analysis of the case study area revealed particular weaknesses in implementing central elements for effective BR management, such as the four goals of the Seville Strategy, even 15 years after inauguration. Thus, the thesis shows that not only the quantity of PAs but also the quality of its management and thus effectiveness is an important indicator for global conservation targets. Finally, it can be summarized that the idea of establishing buffer zones within BRs and PAs in general, is the right way forward to enhance PA effectiveness and to achieve global reduction of biodiversity loss. Integrating the people living within and adjacent to PAs, must be given more attention in the future. Establishment of buffer zones, where this integration and cooperation is a necessity, should be the central conservation measure, not only within BRs but also within PAs in general.
Background: Computational tools for the investigation of transcriptional regulation, in particular of transcription factor binding sites (TFBS), in evolutionary context are developed. Existing sequence based tools prediction such binding sites do not consider their actual functionality, although it is known that besides the base sequence many other aspects are relevant for binding and for the effects of that binding. In particular in Eukaryotes a perfectly matching sequence motif is neither necessary nor sufficient for a functional transcription factor binding site. Published work in the field of transcriptional regulation frequently focus on the prediction of putative transcription factor binding sites based on sequence similarity to known binding sites. Furthermore, among the related software, only a small number implements visualization of the evolution of transcription factor binding sites or the integration of other regulation related data. The interface of many tools is made for computer scientists, although the actual interpretation of their outcome needs profound biological background knowledge. Results and Discussion: The tool presented in this thesis, "ReXSpecies" is a web application. Therefore, it is ready to use for the end user without installation providing a graphical user interface. Besides extensive automation of analyses of transcriptional regulation (the only necessary input are the genomic coordinates of a regulatory region), new techniques to visualize the evolution of transcription factor binding sites were developed. Furthermore, an interface to genome browsers was implemented to enable scientists to comprehensively analyze their regulatory regions with respect to other regulation relevant data. ReXSpecies contains a novel algorithm that searches for evolutionary conserved patterns of transcription factor binding sites, which could imply functionality. Such patterns were verified using some known transcription factor binding sites of genes involved in pluripotency. In the appendix, efficiency and correctness of the used algorithm are discussed. Furthermore, a novel algorithm to color phylogenetic trees intuitively is presented. In the thesis, new possibilities to render evolutionary conserved sets of transcription factor binding sites are developed. The thesis also discusses the evolutionary conservation of regulation and its context dependency. An important source of errors in the analysis of regulatory regions using comparative genetics is probably to find and to align homologous regulatory regions. Some alternatives to using sequence similarity alone are discussed. Outlook: Other possibilities to find (functional) homologous regulatory regions (besides whole-genome-alignments currently used) are BLAST searches, local alignments, homology databases and alignment-free approaches. Using one ore more of these alternatives could reduce the number of artifacts by reduction of the number of regions that are erroneously declared homologous. To achieve more robust predictions of transcription, the author suggests to use other regulation related data besides sequence data only. Therefore, the use and extension of existing tools, in particular of systems biology, is proposed.
Ziel der Arbeit war es, ein Probenkollektiv zu etablieren und die Expression, Lokalisation und Funktion pharmakologisch und physiologisch relevanter Membrantransporter systematisch zu untersuchen. Dafür wurde aus 70 humanen Plazenten mRNA, Protein und genomische DNA isoliert. Im Anschluss konnte die mRNA-Expression der Membrantransporter ABCB1 (P-gp), ABCC1 (MRP1), ABCC2 (MRP2), ABCC3 (MRP3), (ABCC5), ABCG2 (BCRP), SLC10A6 (SOAT), SLC22A4 (OCTN1), SLC22A5 (OCTN2), SLC22A11 (OAT4) und SLCO2B1 (OATP2B1) bestimmt und hinsichtlich ihrer Assoziation mit dem Gestationsalter und dem Geschlecht analysiert werden. Dabei zeigte sich eine signifikante gestationsabhängige Expressionsabnahme für das P-gp, BCRP, OATP2B1 und OAT4, darüber hinaus war die Expression von MRP1 in Plazenten männlichen Feten im Vergleich zu weiblichen Feten deutlich erhöht. Da fast alle Organe, mit Ausnahme der Leber, Niere und Gehirn, auf eine Carnitinaufnahme aus dem Blut angewiesen sind, spielen Carnitintransporter wie das SLC22A4 (OCTN1) und SLC22A5 (OCTN2) eine entscheidende Rolle: In der Plazenta sind sie bei der Versorgung des Fetus mit L-Carnitin unabdingbar. Auf mRNA-Ebene konnte in diesem Zusammenhang zunächst keine gestationsabhängige Expressionsänderung gezeigt werden, obwohl der Fetus zum Ende der Schwangerschaft einen deutlich erhöhten Carnitinbedarf hat. Die daraufhin durchgeführte Bestimmung der korrespondierenden OCTN2-Proteinexpression, die interessanter Weise nicht mit den mRNA-Werten korrelierte, zeigte tatsächlich eine erhöhte Transporterexpression zum Ende der Schwangerschaft hin. Für das OCTN2 wurden weiterhin Untersuchungen zum Einfluss eines bekannten Promotorpolymorphismus, dem -207G>C, der in anderen Studien mit der OCTN2 Expression assoziiert werden konnte, durchgeführt. Hier zeigte sich, dass diese genetische Variante zwar die mRNA Expression des Transporters beeinflusst, sich dieser Effekt aber wiederum nicht auf die Proteinebene übersetzt, so dass anzunehmen ist, dass die plazentare OCTN2 Expression auch von nicht transkriptionellen Faktoren (z.B. miRNA) bestimmt wird. Mit Blick auf die anderen untersuchten Transporter zeigte sich in vielen Fällen eine Korrelation in der Expression bestimmter Efflux- und Aufnahmetransporter. Ein Beispiel für ein solches Transporterpaar war dabei das BCRP und OATP2B1,das in der Folge weiter untersucht wurde, wobei insbesondere ein mögliches funktionelles Zusammenspiel im Mittelpunkt stand. Aufbauend auf der apikalen Expression des BCRP und der basalen des OATP2B1, wurde ein, auf MDCKII-Zellen basiertes, in vitro Zellsystem verwendet, um die Bedeutung dieser Transporter für den transzellulären Transport von Substanzen wie E1S und DHEAS zu zeigen. In der Tat war ein gerichteter Transporter dieser Substanzen nur zu beobachten, wenn beide Transporter in den Zellen exprimiert wurden. Diese Ergebnisse sind bezüglich der Hormonsynthese durch die Plazenta von Bedeutung, da diese während der Schwangerschaft einen zentralen Syntheseort darstellt, aber einige Vorläufermoleküle nicht selber synthetisieren kann. Zusammengefasst bietet die vorliegende Arbeit ein umfassendes Bild über die Regulation wichtiger physiologischer und auch pharmakologischer Membrantransporter im letzten Drittel der Schwangerschaft. Darüber hinaus konnte für ausgewählte Transporter das Zusammenspiel (OATP2B1 und ABCG2) und die Regulation (OCTN2) näher charakterisiert werden.
Lungenkrebs ist mit rund 40.000 Todesfällen pro Jahr die häufigste Krebstodesursache in Deutschland. Daher ist es nötig neue Behandlungsmethoden zu entwickeln, die gezielt am Tumor angreifen und möglichst geringe Nebenwirkungsraten aufweisen. Dazu eignet sich möglicherweise das inhalative magnetische Drug Targeting, bei dem superparamagnetische Aerosoltröpfchen als Drug Carrier dienen, welche nach der Inhalation mittels eines extern angelegten Gradientenfeldes gezielt am Wirkungsort angereichert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob es möglich ist superparamagnetische Aerosole mit Hilfe von Magnetfeldgradienten von ihrer Flugbahn abzulenken, um sie an einer definierten Abscheidefläche vor dem Magneten abzuscheiden. Dabei wurden einige Parameter, wie die Kerngröße der magnetischen Nanopartikel, der Tröpfchendurchmesser, die Gradientenfeldstärke, die Ferrofluidkonzentration und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft variiert, um deren Einfluss auf die Abscheidung zu beobachten. Die Grundlage dieses magnetischen Aerosols bildet ein Ferrofluid, welches mittels Ammoniak aus Eisen(II)- und Eisen(III)-chlorid-Lösung gefällte Magnetit-Nanopartikel enthält, die durch eine Citrathülle vor Agglomeration und Sedimentation geschützt werden. Nach dem Vernebeln mit zwei Geräten, die auf unterschiedlichen Verneblungsprinzipien beruhen, sind die magnetischen Nanopartikel im Aerosoltröpfchen eingeschlossen. Die mittels Laserdiffraktometrie bestimmten mittleren Massendurchmesser betragen dabei zwischen 2,5 µm mit dem Pari Boy und 5 µm mit dem eFlow. Diese sollten durch Zusatz von Substanzen, die die Oberflächenspannung senken (Cremophor RH 40 und Ethanol), die Viskosität erhöhen (Glycerol, Cremophor RH 40 und Ethanol) oder den Dampfdruck erhöhen (Ethanol) gesenkt werden. Deutliche Effekte zeigen sich insbesondere bei Zugabe von 20 % Cremophor RH 40 und 40 % Ethanol zum Ferrofluid. Dadurch konnten die Durchmesser auf jeweils 2 µm beim Pari Boy und circa 3,4 und 3,9 µm beim eFlow reduziert werden. Die prozentuale Abscheidung des Ferrofluids wurde in verschiedenen Magnetfeldgeometrien unterschiedlicher Gradientenfeldstärke untersucht. Die Variation der Tröpfchengröße des superparamagnetischen Aerosols führt zu unterschiedlichen Ausmaßen der Ferrofluidabscheidung. Tatsächlich ist die Abscheidung des Ferrofluides nach dem Vernebeln mit dem eFlow, dessen Tröpfchendurchmesser etwa doppelt so groß wie der des Pari Boy ist, wesentlich höher. Während mit dem Pari Boy vom 1 molaren Ferrofluid im Gradientenfeld zweier gleichpoliger Stabmagnete (r x l = 15 x 25 mm) mit einer Remanenz von 1450 mT nur circa 30 % des Aerosols impaktiert werden kann, sind es mit dem eFlow unter gleichen Versuchsbedingungen etwa 80 %. Das liegt einerseits an der größeren Magnetitmasse im Tröpfchen und andererseits an der geringeren Aerosolgeschwindigkeit. Je stärker das verwendete Gradientenfeld war, desto mehr Ferrofluid konnte impaktiert werden. Desweiteren wurde die Abscheidung verschieden konzentrierter Ferrofluide (0,5; 1, 2 und 6 M) untersucht. Diese war umso größer, je konzentrierter das Ferrofluid war. Unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten konnten durch Verwendung einer Vakuumpumpe untersucht werden. Es wurden zwei sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten (0,03 und 0,1 m/s) eingestellt, um möglichst nahe an die realen Strömungsgeschwindigkeiten in den terminalen Bronchien zu kommen. Dabei zeigte sich, dass die prozentuale Ferrofluidabscheidung bei langsamen Strömungsgeschwindigkeiten besonders hoch ist. Allerdings weisen die in dieser Arbeit verwendeten Magnete in größerer Entfernung nur noch sehr schwache Gradienten auf und sind daher für eine Anwendung an der menschlichen Lunge nicht geeignet. Die Einführung eines Modellimplantats in die Versuchsröhre sollte die Abscheidung des Ferrofluides erhöhen. Die erzielte Erhöhung der Ferrofluidabscheidung ist allerdings unbefriedigend. Die Simulation mit Mathematica® hat ergeben, dass die experimentelle Ferrofluidabscheidung geringer ist als die theoretische Abscheidung. Beim Pari Boy und 0,1 m/s unterscheiden sie sich um maximal 10 %. Beim eFlow beträgt die Differenz bis zu 8 %. Die Abweichungen zur Simulation werden durch Sedimentation des Ferrofluides verursacht. Diese ist stärker ausgeprägt als in der Berechnung, da sich die Luft beim Vernebeln durch Verdunsten von Wasser und Ausdehnung der Luft aufgrund des Joule-Thomson-Effektes abkühlt. Die kalte Luft bewegt sich nach unten und reißt das Ferrofluid mit herab. Es konnte gezeigt werden, dass sich superparamagnetische Aerosole mit Hilfe von magnetischen Gradientenfeldern gezielt in definierten Bereichen abscheiden lassen. Das Ausmaß der Abscheidung lässt sich durch Erhöhung des Gradienten und des magnetischen Momentes steigern. Mit größeren Permanentmagneten oder starken Elektromagneten ist auch ein pulmonales Drug Targeting an der humanen Lunge denkbar.
Forschungsinitiative Lebensqualität - Lebensqualität und Outcome nach Unfällen im (Vor-)Schulalter
(2011)
Unfälle sind in Deutschland die größte Gefahr für die Gesundheit von Kindern und Jugendlichen. Sie stellen die häufigste Todesursache bei Kindern ab dem ersten Lebensjahr und bei Jugendlichen dar. In Deutschland erleiden circa 2 Millionen Kinder unter 15 Jahren jährlich einen Unfall. Nahezu 10% müssen stationär behandelt werden. Dennoch führt der Unfall nur bei einem geringen Anteil der Kinder zu bleibenden Behinderungen (<1%). Häufigster Unfallort ist die Schule mit Kindergarten- und Wegeunfällen (55%). Präventionsmaßnahmen blieben bisher ohne langfristige und nachhaltige Wirkung und führten zu keiner gesicherten Senkung von Unfällen im Schulkindalter. Die vorliegende Untersuchung FILIUS (Forschungsinitiative Lebensqualität im Kindesalter, Unfallvermeidung und Sekundärprävention) ist eine Kohortenstudie, welche den Einfluss einer stattgehabten Verletzung auf die gesundheitsbezogene Lebensqualität von Kindern und Jungendlichen untersuchte. Exponierte wurden aus einer „secondary base“ gewonnen, hierbei handelt es sich um Kinder und Jugendliche, die zwischen 2004 und 2007 aufgrund eines Unfalls in der Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie des Unfallkrankenhauses Berlin ambulant oder stationär behandelt wurden und zum Befragungszeitpunkt zwischen 8 und 16 Jahre alt waren. Die nicht exponierte Vergleichsgruppe wurde an zwei Berliner Schulen generiert. Zur Lebensqualitätsmessung wurde der KINDLR-Fragebogen (Fragebogen zur Erfassung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität bei Kindern und Jugendlichen) eingesetzt, der verschiedene Aspekte (Körper, Psyche, Selbstwert, Freunde, Familie und Schule) erfasst. In der vorliegenden Untersuchung zeigte die Mehrheit ehemals verunfallter Kinder und Jugendlicher eine bessere Lebensqualität, als die nicht exponierte Berliner Vergleichskohorte. Die „Response Shift“ ist als ursächlich anzusehen, wobei angenommen wird, dass die reduzierte Lebensqualität in der Zeit nach dem Unfall zu einer höheren Einstufung der Lebensqualität nach Genesung führte. Bei der Analyse des Unfallherganges zeigte sich, dass über die Hälfte der Kinder und Jugendlichen beim Sport und Spiel (66,4%) und lediglich 8,2% im Straßenverkehr verunfallten. Bei der Betrachtung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität in Bezug zum Unfallhergang zeigten Kinder nach Straßenverkehrsunfällen jedoch den niedrigsten Total Quality of life sum Score mit einem Wert von 67,8. Im Gegensatz dazu erreichten Kinder nach Unfällen beim Sport und Spiel einen Totalsummenscore von 75,6. Es ergibt sich die Frage, wie viel Prävention zur Vermeidung von Unfällen im (Vor-)Schulalter nötig ist - aus ökonomischer Sicht am ehesten dort, wo tödliche und schwere Verletzungen entstehen können. Dementsprechend ist Prävention insbesondere zur Senkung von Unfällen im Straßenverkehr nötig. Präventionsmaßnahmen sollten gezielt, gut strukturiert und wissenschaftlich begleitet werden.
Die Nuckelflaschenkaries als besondere Form der frühkindlichen Karies stellt immer noch ein ungelöstes Problem in der Kariesprävention im Milchzahngebiss dar. Mit zum Teil steigender Prävalenz sind besonders Kinder aus sozial schwachen Familien betroffen. Um zielgerichtete Präventionsmaßnahmen entwickeln zu können, ist es notwendig die Risikofaktoren zu kennen. Ziel dieser Arbeit war es daher, 1. epidemiologische Daten zum Vorkommen von frühkindlicher Karies und insbesondere der Nuckelflaschenkaries und dem Mundhygienestatus zu erheben, 2. mit Hilfe eines Fragebogens die Überzeugungen, Kompetenzen und Umsetzung der Mundhygiene sowie den sozialen Status der Eltern zu ermitteln und 3. diese Daten hinsichtlich festzustellender Korrelationen zu untersuchen und dabei zwei unterschiedlich strukturierte Städte (Universitätsstadt und Industriestadt) zu vergleichen. Insgesamt wurden 235 Kinder in einem Alter von 5-52 Monaten zum Einen in Greifswald (ø 28,04±7,47 Mon.; 137 Kinder) und zum Anderen in Schwedt (ø 27,5±8,4 Mon.; 97 Kinder; p=0,24) zahnmedizinisch untersucht (NFK, dmft, mod. QH-Index, Gingiva Beurteilung). Zuvor wurden die Eltern mittels eines Fragebogens zu Ansichten und Überzeugungen zur Mundgesundheit, sowie zur Umsetzung von Zahnpflegemaßnahmen und dem Inanspruchnahmeverhalten von präventiven Leistungen befragt. Während die beiden untersuchten Städte in ihrer Sozial- und Wirtschaftsstruktur einige Unterschiede aufwiesen (höherer Akademikeranteil in Greifswald, Arbeitslosenzahl in Greifswald höher, unterschiedlich geprägter Gesundheitsdienst), zeigten sich hinsichtlich der zahnmedizinischen Parameter sowie in der Auswertung der Fragebögen nur wenige statistisch signifikante Unterschiede. In beiden Städten wiesen jeweils 3% der Kleinkinder eine frühkindliche Karies mit Defekten auf, 10% hatten bereits Initialläsionen (p=0,91). Bei der Auswertung der Fragebögen zeigte sich, dass die Zahnpflege als Ritual in den meisten Familien bereits fest integriert ist. Bei der wichtigsten Säule der Kariesprävention, den Fluoriden, deuten die Antworten auf Verwirrung hin. Viele Eltern sind hinsichtlich der Bedeutung und Anwendung der Fluorid-Nutzung unsicher. Eine wichtige Rolle in der Prävention der Nuckelflaschenkaries spielt die Ernährung, insbesondere der Inhalt der jeweiligen Nuckelflasche. Hier wiesen die Eltern noch gravierende Wissenslücken auf und achteten eher auf die angebotene Gesamtzuckermenge anstatt der Zahl der Zuckerimpulse eine Bedeutung beizumessen. Zwar ließen sich keine statistisch signifikanten Unterschiede im Vergleich der beiden Städte herausstellen, dennoch zeigte sich eine positive Ten-denz sowohl bei der Auswertung der zahnmedizinischen Parameter als auch bei der Auswertung der Fragebögen hinsichtlich der Universitätsstadt. Nichtsdestoweniger ist erkennbar, dass es auch in der im Bereich der Gruppenprophylaxe bereits sehr engagierten Universitätsstadt notwendig ist, die Bemühung im Krippenalter weiter auszubauen. In beiden Städten wurde ein dringender Handlungsbedarf bei der Prävention der frühkindlichen Karies bereits im Alter der Krippenkinder deutlich. Viele Eltern sind noch immer nicht ausreichend über das Krankheitsbild der frühkindlichen Karies und dessen Prävention aufgeklärt. Aufsuchende Aufklärungsprogramme sind dabei auf mehreren Ebenen von äußerster Bedeutung: für Eltern von Kleinkindern, z.T. im Rahmen von Familienhebammen-Projekten, für Kinderärzte und für Erzieherinnen und Kindergarten-Leiterinnen. Gerade hinsichtlich gruppenprophylaktischer Maßnahmen im Kindergarten zeigten sich gravierende Defizite, welche es in Zukunft ebenso zu schließen gibt wie die frühzeitige Betreuung von Kindern aus Risikofamilien noch vor dem Eintritt ins Kindergartenalter.
Die Regulation der Phospholipid-Biosynthesegene in der Hefe Saccharomyces cerevisiae erfolgt über die Verfügbarkeit der Phospholipid-Vorstufen Inositol und Cholin (IC). Bei ICMangelbedingungen wird die Transkription der Strukturgene stimuliert und bei IC-Überschuss im Medium reprimiert. Im Promotorbereich dieser Gene befinden sich spezifische UAS-Elemente („inositol/choline-responsive element“, ICRE-Motive), welche von den Aktivatoren Ino2 und Ino4 gebunden werden. Bei IC-Mangel kommt es zu einer Anhäufung des Intermediats Phosphatidsäure, wodurch der Repressor Opi1 durch die Interaktion mit Scs2 außerhalb des Zellkerns am endoplasmatischen Reticulum gebunden wird. Wenn ausreichend IC im Medium vorhanden ist, kann der Repressor Opi1 in den Zellkern einwandern und den Aktivator Ino2 binden. Ferner kann Opi1 über seine Opi1-Sin3-Interaktionsdomäne (OSID) mit der PAH1 („paired amphipathic helix“) des Corepressors Sin3 interagieren. Ein Ziel dieser Arbeit war es, ausgewählte Aminosäuren in der OSID durch gerichtete Mutagenese gegen Alanin auszutauschen und die erhaltenen Opi1-Varianten auf ihre Repressorfunktion hin zu untersuchen. Die Substitution einzelner Aminosäuren innerhalb der OSID offenbarte die Notwendigkeit der Aminosäuren L56, V59 und V67 für die Opi1-Sin3 Bindung. Die Ergebnisse legten außerdem nahe, dass die Repression nicht allein über Sin3 vermittelt wird. Tatsächlich konnte gezeigt werden, dass die innerhalb der OSID von Opi1 kritischen Aminosäuren der Opi1-Sin3 Bindung (L56, V59 und V67) auch für die Interaktion von Opi1 mit Cyc8 wichtig sind. Dementsprechend rekrutiert Opi1 mit Hilfe der OSID zwei pleiotrope Corepressoren. Sin3 bindet über die PAH1 an die OSID, während die Opi1-Cyc8- Bindung über die TPR-Motive im Cyc8 vermittelt wird. Desweiteren zeigte sich, dass die sin3 cyc8 Doppelmutante synthetisch letal ist. Sin3 ist eine Untereinheit in mehreren Komplexen der Histondeacetylase (HDAC) Rpd3 und fungiert als Plattform für viele Protein-Protein Wechselwirkungen. Innerhalb des Sin3/Rpd3LKomplexes wurde der Einfluss mehrerer Untereinheiten (Pho23, Sap30, Sds3, Ume1 und Dep1) untersucht. Hier zeigte sich, dass Pho23 einen entscheidenden Einfluss auf die Regulation ICRE-abhängiger Gene hat. In den sich anschließenden Interaktionsanalysen konnte eine Bindung von Pho23, Sds3 und Sap30 an Sin3 gezeigt werden. Eine genauere Kartierung der Pho23-Sin3 Bindung zeigte, dass Pho23 über zwei voneinander unabhängige Domänen (Pho23-Sin3-Interaktionsdomäne; PSID1 und PSID2) mit Sin3 wechselwirkt, wobei die Interaktion der PSID1 und der PSID2 mit der HID (HDAC-Interaktionsdomäne) im Sin3 erfolgt. Die katalytische Aktivität innerhalb der Sin3/Rpd3-Komplexe ist durch die HDAC Rpd3 gegeben. Durch Untersuchungen der HDACs der Klasse I (Rpd3, Hos1 und Hos2) bzw. der Klasse II (Hda1 und Hos3) konnte für ICRE-abhängige Genorte gezeigt werden, dass eine rpd3 hda1 hos1 Dreifachmutante ähnlich dereguliert ist wie eine sin3 Mutante. Bei Interaktionsstudien der HDACs Rpd3, Hda1 und Hos1 mit Sin3 konnten neben der bereits bekannten HID im Sin3 (aa 801-1100) zwei neue HIDs (HID2: aa 473-600, HID3: aa 1100- 1210) identifiziert werden. Die Histondeacetylase Rpd3 bindet an die HID1 und an die HID3, während Hda1 und Hos1 jeweils an HID2 und HID3 binden. Interessanterweise stellte sich heraus, dass die Bindedomäne für die Sin3-Bindung innerhalb der Deacetylase-Domäne (DAC) aller drei HDACs liegt. Für Hos1 konnte die Sin3 Bindedomäne auf einen Aminosäurebereich von 236-400 eingegrenzt werden. Für die Hda1- Sin3 Bindung konnten zwei voneinander unabhängig interagierende Bereiche im Hda1 (aa 201-250 und aa 251-300) beschrieben werden. Neben der Deacetylierung wurde der regulative Einfluss einer weiteren kovalenten Histonmodifizierung, nämlich der der Methylierung durch Histonmethyltransferasen (HMT; Set1, Set2 und Dot1) und der Demethylierung durch Histondemethylasen (HDM; Jhd1, Jhd2, Ecm5, Gis1 und Rph1) auf die Genexpression der Phospholipid-Biosynthesegene untersucht. Hier konnte für die HMT Set2 (spezifisch für Lysin-36 im Histon H3) ein großer Einfluss auf die ICRE-abhängige Genexpression gezeigt werden. Desweiteren konnte gezeigt werden, das Set2 direkt an Ino2 bindet. Die Kartierung der Interaktionsdomäne offenbarte, dass die katalytische SET Domäne im Set2 mit der DNA-bindenden bHLHDomäne von Ino2 wechselwirkt.
Zusammenfassung Das Ubiquitin-Proteasom-System (UPS) ist das wichtigste nicht-lysosomale proteolytische System für den Abbau intrazellulärer Proteine. Die Inhibition des UPS kann dosisabhängig den apoptotischen Zelltod oder die Induktion einer protektiven Stressantwort auslösen. In der therapeutischen Anwendung der Proteasominhibition sind neben der Wirksamkeit auch exakte Kenntnisse der Wirkungsweise essentiell, um die primären Effekte durch die Proteasominhibition besser zu erfassen und die initialen Effekte der Vermittlung dieser zellulären Reaktion besser zu verstehen. In dieser Arbeit wurden Methoden der Proteom- und Transkriptomebene kombiniert, um komplexe zelluläre Veränderungen von Endothelzellen nach Proteasomhemmung zu charakterisieren. Weiterhin wurde mittels Immunpräzipitation Ubiquitin-bindender Proteine untersucht, welche Substrate des Proteasoms nach Proteasomhemmung in Endothelzellen stabilisiert werden. Primäre humane Endothelzellen (Huvec) wurden als Modell gewählt und mit niedrigen bzw. hohen Dosierungen des Proteasominhibitors MG132 behandelt. Das Expressionsprofil wurde in einer Zeitkinetik innerhalb der ersten 6h mittels Affymetrix Chipanalysen bestimmt. Die differentielle Proteinexpression nach zwei Stunden Proteasomhemmung wurde im Gesamtzelllysat durch 2D Gelelektrophorese und anschließende Silberfärbung visualisiert. Dabei konnten mehr als 20 regulierte Proteine identifiziert werden, welche zuvor nicht direkt im Zusammenhang mit der Vermittlung einer protektiven Stressantwort nach niedrig dosierter Proteasomhemmung bekannt waren. Durch Korrelation mit den parallel durchgeführten Expressionsarrays konnte die Regulation dieser Proteine als unabhängig von der Transkription erfasst werden. Die funktionelle Annotation der Daten zeigte dabei eine Anreicherung von Proteinen der zellulären Stressantwort, der intrazellulären Signaltransduktion und des oxidativen Stresses. Diese waren differentiell reguliert nach niedrig bzw. hoch dosierter Proteasominhibition. Während die niedrig dosierte Proteasominhibition ein protektives Genmuster zeigte, induzierten hohe Dosen den apoptotischen Zelltod. Auch konnte, in Abhängigkeit vom Grad der Proteasominhibition, ein deutlicher Anstieg der freien Radikale innerhalb der Zellen nachgewiesen werden, was auf die Vermittlung der Apoptose durch freie Radikale hinweist. Mit DJ-1, Peroxiredoxin-1 und -6 wurden mehrere Sensorproteine für oxidativen Stress identifiziert. Um, neben der Proteom- und Transkriptomanalyse, auch gezielt Substrate der Proteasominhibition zu identifizieren und als mögliche Mediatoren der protektiven Stressantwort zu identifizieren, wurden Gesamtzelllysate mittels Ubiquitin-Immunpräzipitation getrennt und Ubiquitin-bindende Proteine per Massenspektrometrie identifiziert. Dabei konnte ein Set von 22 Proteinen identifiziert werden, welche spezifisch nach 2h an der Ubiquitin-spezifischen Matrix gebunden wurden. In diesem Set finden sich vor allem RNA bindende Proteine, Bestandteile des UPS und ribosomale Proteine. Um gezielt transkriptionelle Mediatoren der protektiven Stressantwort nach partieller Proteasominhibition zu identifizieren, wurde eine Subproteom-Analyse mit nukleären Extrakten von Huvec durchgeführt. Nach Visualisierung mittels DIGE-Labeling und quantitativer Auswertung konnten 361 regulierte Spots nach 2 stündiger Proteasominhibition erfasst werden. Von diesen Spots konnten 319 per MALDI-MS identifiziert werden und 152 verschiedenen Proteinen zugeordnet werden. Die funktionelle Auswertung ergab eine deutliche Überrepräsentation von RNA-bindenden und Splicing-relevanten Proteinen. Auch konnte für HnRNP A1, einem RNA-bindenden Protein, eine funktionelle Methylierung sowie eine Veränderung der subzellulären Lokalisierung nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse deuten auf die Regulation des zellulären Splicings hin. In parallel dazu angefertigten Exon-sensitiven Affymetrix Arrays wurden über 600 Gene mit differentiell regulierten Exons identifiziert, welche vor allem Gene mit Rezeptor- und Transportproteinen kodieren. Auch eine erhöhte Anzahl von Genen mit Methyltransferase-/Kinaseaktivität wurde identifiziert. Insbesondere die Methyltransferasen, welche auch bei der posttranslationalen Modifikation von HnRNP A1 eine Rolle spielen, zeigten dabei eine signifikante Regulation unter niedrig dosierter Proteasominhibition. Zusammengefasst tragen die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse dazu bei, einen detaillierten Überblick über die initialen Prozesse niedrig dosierter Proteasominhibition in Endothelzellen zu geben. Die Daten deuten dabei auf eine schnelle Adaptation der Zellen nach partieller Proteasomhemmung mittels Aktivierung einer anti-oxidativen Stressantwort sowie durch Regulation von Splicingvorgängen hin, die letztendlich in einem veränderten Expressionsprofil der Endothelzellen münden. Mit diesem systematischen Ansatz und der Kombination von Proteom- und Transkriptomanalyse konnten dabei einzelne Targets für die Mediation einer protektiven zellulären Stressantwort nach partieller Proteasomhemmung identifiziert werden.
Funktionelle Bildgebung zur Perzeption affektiver Gesichter bei Patienten mit Multipler Sklerose
(2011)
Multiple Sklerose, eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen, führt neben physischen auch zu neuropsychologischen Defiziten. Dabei wurden in der vorliegenden Arbeit die beeinträchtigten Fähigkeiten hinsichtlich der Wahrnehmung emotionaler Gesichter dargestellt. MS-Patienten, die schon im Vorfeld als beeinträchtigt in der Verarbeitung emotionaler Gesichter eingestuft wurden, wiesen in einer fMRT-Untersuchung im Vergleich zu unbeeinträchtigten Patienten und gesunden Kontrollen eine signifikant niedrigere Aktivierung in verschiedenen Hirnarealen auf. Es zeigte sich, dass die Fähigkeit, negativ valente Expressionen zuzuordnen, mit einer Aktivierung im linken, ventrolateralen Präfrontalcortex korrelierte. Gleichzeitig wiesen die beeinträchtigten Patienten eine Läsion in der weißen Substanz am linken Temporalhorn des Seitenventrikels auf. Eine klinische Beeinträchtigung in der Perzeption von Gesichtsexpressionen kann somit mit einer gestörten Signalübertragung von primär wahrnehmenden zu höher verarbeitenden Arealen erklärt werden, die zu einer verminderten Aktivierung im linken ventrolateralen Präfrontalcortex führt. Diese Ergebnisse sind der Inhalt der Publikation „Prefrontal function associated with impaired emotion recognition in patients with multiple sclerosis“, erschienen 2009 in Behavioural brain research 205, 280-285, welche die Grundlage für die veröffentlichungsbasierte Dissertation darstellt.
Bei Pilon-tibiale Frakturen handelt es sich um intraartikuläre Stauchungsbrüche der distalen Tibiagelenkfläche. Sie stellen eine relativ seltene, aufgrund ihrer komplexen Morphologie und der häufig assoziierten Weichteil- und Knorpelverletzung jedoch eine therapeutisch schwierige Entität dar. International akzeptiert ist ein zweizeitiges operatives Vorgehen mit initialer externer Fixation (möglichst mit primärer Rekonstruktion und Stabilisierung der distalen Fibula) und definitiver Rekonstruktion nach Weichteilkonditionierung. Über die Funktion und die gesundheitsbezogene Lebensqualität nach Pilon-tibiale-Frakturen existieren derzeit wenige verlässlichen Daten. In einer unkontrollierten Fallserie erfolgte die Untersuchung des Funktionellen Outcomes und die Erfassung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität über 1 Jahr nach zweizeitiger operativer Versorgung (ORIF) von Pilon tibiale Frakturen. 54 Patienten wurden zwischen 2004 und 2008 wegen einer AO/OTA 43 B3 bis C3 Fraktur im Unfallkrankenhaus Berlin operativ versorgt. Hiervon konnten 21 (18 Männer, 3 Frauen) in die Studie eingeschlossen werden. Das mediane Intervall zwischen Verletzung und Nachuntersuchung betrug 36 (Interquartilspanne 24-46) Monate. Die Erfassung der Funktionalität erfolgte durch die Range of Motion Messung und den Funktionsfragebogen Short Musculoskeletal Assessment (SMFA-D), zur Ermittlung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität wurden die validierten Fragebögen Short Form 36 (SF-36) und EuroQol 5D (EQ-5D) eingesetzt. Das Risiko für eine Infektion / Pseudarthrose, die eine Arthrodese erforderte, lag bei 14% (95% KI 3 – 36%). Der Bewegungsumfang im betroffenen oberen Sprunggelenk war zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung im Seitenvergelich im Mittel um 32° (95% KI 23 – 40°) reduziert. Für die physischen und mentalen Summenskalen des Short-Form 36 ergaben sich mittlere Werte von 34 (95% KI 29-39) und 46 (95% KI 40-52) Punkte. Der durchschnittliche EuroQol-5D (EQ5D) VAS-Wert betrug 66 (95% KI 55-76) Punkte, der EQ5D Utility-Score 0,75 (95% KI 0,65-0,86). Trotz international etablierter Therapiestandards sind Pilon-tibiale-Frakturen mit einem hohen Risiko für Komplikationen und unbefriedigenden funktionellen Langzeitergebnissen und patientenzentrierten Endpunkten verknüpft. Knorpel-regenerative Strategien sind erforderlich, um die schwerwiegenden Konsequenzen von intraartikulären Frakturen des körperfernen Unterschenkels zu minimieren.
Die Duchenne Muskeldystrophie stellt eine X-chromosomal rezessiv vererbte, schwere Form der Muskeldystrophie dar. Die Ursache ist eine Mutation im Dystrophingen und die Folgen äußern sich in Muskelschwäche, Muskelfasernekrosen und einer verstärkten Fibrosierung. Der genaue Pathomechanismus ist noch nicht abschließend geklärt. Durch Muskelbiopsien von DMD Patienten und mit Hilfe des homologen Tiermodells, der mdx-Maus, konnte herausgefunden werden, dass der intrazelluläre Kalziumgehalt der Dystrophin-defizienten Muskelfasern erhöht ist. Einen möglichen Therapieansatz könnte die Blockierung von Kationenkanälen der Muskelfasermembran, die den pathologischen Kalziumeinstrom ermöglichen, darstellen. In vorangegangenen Arbeiten werden die TRP-Kanäle (Transient Receptor Potential channels) für den pathologischen Kalziumeinstrom mitverantwortlich gemacht. In der vorliegenden Arbeit wurde der Fokus in erster Linie auf einen Vertreter der TRP-Kanal-Superfamilie, den TRPV4, gelegt. Zu diesem Zweck wurde die TRPV4-Knock out Maus näher untersucht. Zunächst führte man eine Standardhistologie mit Hilfe von HE, Sirius RED und ATPase-Färbung durch. Sowohl die Faserkaliberbestimmung als auch die Messung des Bindegewebsanteils zeigten keine Unterschiede zum Wildtypen. Eine anschließende Genstudie mittels RT-PCR ermöglichte die Quantifizierung der mRNA Expression von 22 TRP-Kanälen in der murinen Skelettmuskulatur. Dabei sollte in dieser Arbeit unter anderem die Frage einer möglichen Gegenregulation anderer-Kanäle auf Grund des TRPV4-Mangels in der TRPV4-KO Maus geklärt werden. Des Weiteren wurde auch ein Vergleich der mRNA Kanal-Expression zwischen schnellen (EDL) und langsamen (SOL) Muskel vorgenommen. Die Untersuchungen zeigten, dass von den 22 analysierten TRP-Kanälen 16 auf mRNA Ebene exprimiert werden. Dabei wiesen TRPV2 und TRPV3 eine erhöhte mRNA Expression in der TRPV4-KO Mutante im Vergleich zum Wildtyp auf. Signifikant war dieser Unterschied für TRPV2 im M. soleus und für TRPV3 in allen drei untersuchten Skelettmuskeln (TA, EDL, SOL). Dies könnte für eine Gegenregulation dieser 2 TRP-Kanäle in TRPV4-defizienten Muskelfasern sprechen. Des Weiteren wurde eine signifikant verstärkte mRNA Expression von TRPM3, M4, M6, M8, V2, V4, und V6 im langsam zuckenden M. soleus im Vergleich zum schnell zuckenden EDL beobachtet. Dies trifft sowohl für die TRPV4-KO als auch für die WT Mäuse zu und könnte für eine stärkere Expression dieser TRP-Kanäle in den langsamen TYP 1 Fasern des M. soleus sprechen. Aus den vorliegenden Ergebnissen geht hervor, dass im Falle des Verlustes eines TRP-Kanals höchstwahrscheinlich andere Vertreter dieser Kanalfamilie in der Lage sind durch eine verstärkte Expression den Mangel zu kompensieren. Dies gilt es im Rahmen einer möglichen Therapie der Duchenne Muskeldystrophie, zum Beispiel mit Hilfe von TRP-Kanalblockern, zu beachten.
Die deutsche Gesellschaft altert. Dabei sind Daten zu demographischen, sozioökonomischen, Lifestyle- und medizinischen Faktoren, die mit Gesundheit im Alter gekoppelt sind, schwer zu finden. Die vorliegende Dissertation hat die Zielsetzung, auf einer epidemiologischen Basis Faktoren zu identifizieren, die mit einem hohen Gesundheitsstatus im fortgeschrittenen Lebensalter assoziiert sind und grenzt sich damit von bisherigen Arbeiten zum Thema Alter und Altern ab, die sich vor allem mit krankheitsverursachenden Faktoren beschäftigten. Um aus einer populationsbasierten Stichprobe, der Study of Health in Pomerania (SHIP), aussagefähige Ergebnisse ableiten zu können, wurde angesichts der überragenden Bedeutung kardiovaskulärer Erkrankungen für Morbidität und Mortalität im höheren Lebensalter ein hoher Gesundheitsstatus als Abwesenheit von kardiovaskulären Erkrankungen definiert. Der erste Teil der Study of Health in Pomerania (SHIP-0) begann 1997 mit der Erfassung der Daten von über 4000 Probanden, mit dem Ziel, durch die Herausarbeitung zahlreicher Einflussfaktoren Krankheit in ihrer Komplexität zu verstehen. In der vorliegenden Arbeit wurden nur die 65-Jährigen und älteren Probanden der SHIP-0 in die Untersuchungen eingeschlossen und drei Gruppen zugeteilt: - Kardiovaskulär gesunde Probanden - Probanden mit vorhandenen Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen - Probanden mit kardiovaskulär organmanifesten Erkrankungen. Von den 1019 65-Jährigen und älteren Probanden der SHIP-0-Kohorte gingen 976 Individuen mit vollständigen Datensätzen in die Analysen ein. Nach Adjustierung für Alter und Geschlecht fanden sich folgende demographische, Lifestyle-, psychosoziale und biometrische Variablen, die mit kardiovaskulärer Gesundheit im Alter assoziiert waren: Eine gute psychische Verfassung, erfasst anhand einer modifizierten Form der von Zerssen-Beschwerden-Liste zeigte eine positive Assoziation mit kardiovaskulärer Gesundheit. Aber auch Probanden, die zum Zeitpunkt der Befragung Zigaretten rauchten waren eher kardiovaskulär gesund, wohingegen Probanden, die jemals im Leben geraucht haben, dies zum Zeitpunkt der Befragung jedoch nicht mehr taten, eine verminderte Chance für kardiovaskuläre Gesundheit aufwiesen. Dieses scheinbare Paradoxon ist mit der Angabe eines Großteils der Probanden, das Rauchen aufgrund von gesundheitlichen Problemen beendet zu haben, zu erklären. Wir fanden eine negative Assoziation zwischen regelmäßiger sehr guter Ernährung, beurteilt anhand eines food frequency scores, und kardiovaskulärer Gesundheit. Weiterhin zeigte sich eine negative Assoziation mit kardiovaskulärer Gesundheit bei Vorliegen einer Fettleber/ Leberzirrhose, Hypertonus bei Eltern oder Geschwistern, bei Probanden, die keine abgeschlossene Ausbildung haben und die ein Haustier besitzen. Die Quickwerte der kardiovaskulär kranken Probanden lagen im Schnitt signifikant niedriger, als in den beiden Vergleichsgruppen, erklärbar durch eine bestehende Medikation mit Vitamin-K-Antagonisten. Desweiteren konnte eine negative Assoziation zwischen erhöhten Kreatininwerten, Harnsäurewerten, erhöhten Glukose- und HbA1c-Werten, höheren Leukozytenzahlen, höheren ptt-Werten und kardiovaskulärer Gesundheit gefunden werden. Bezüglich der Lipidwerte zeigten erhöhte Triglyzeridwerte eine negative, höhere Apolipoprotein A1- und HDL-Cholesterinwerte eine positive Assoziation mit kardiovaskulärer Gesundheit. Die Gesamtcholesterin- und LDL-Cholesterinwerte wiesen ebenfalls einen signifikanten Zusammenhang mit kardiovaskulärer Gesundheit auf, wobei die Werte der Kranken deutlich niedriger lagen, als die der Vergleichsgruppen, beeinflusst durch eine häufig bestehende Therapie mit ß-HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren. In den multivariaten Analysen blieb, wiederum adjustiert für Alter und Geschlecht, ein Zusammenhang mit kardiovaskulärer Gesundheit im Alter >=65 Jahren für die folgenden Faktoren bestehen: eine in der Selbsteinschätzung gute psychische Verfassung, das Fehlen einer abgeschlossenen Berufsausbildung, die Tatsache jemals im Leben geraucht zu haben und erhöhte Harnsäurewerte. Bei direkter Gegenüberstellung der Gesunden und der kardiovaskulär kranken Probanden fanden sich zusätzlich Ernährungsgewohnheiten und der Laborparameter Apolipoprotein A1 als unabhängige assoziierte Faktoren für kardiovaskuläre Gesundheit. Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation zeigen auf, dass aus der Fülle der erhobenen Variablen nur einige wenige, einfach identifizierbare und messbare Faktoren verbleiben, die mit dem kardiovaskulären Gesundheitsstatus im höheren Alter assoziiert sind. Darunter finden sich sowohl biographische Faktoren weit zurückliegender, nur langfristig und gesamtgesellschaftlich beeinflussbarer Ereignisse, als auch aktuelle, potentiell gut und einfach modifizierbare Faktoren der Querschnittserhebung.
Theoretischer Hintergrund: Bei High Utilisern oder Heavy Usern handelt es sich um eine Patientengruppe, die eine erhöhte Inanspruchnahme insbesondere stationärer Leistungen im psychiatrischen Gesundheitssystem aufweist und damit einen bedeutsamen Kostenfaktor darstellt. Seit über 20 Jahren werden Analysen zu Unterschieden im Erleben und Verhalten der Menschen aus den neuen bzw. alten Bundesländern publiziert. Entgegen der anfänglichen Erwartung zeigte sich überwiegend, dass Ostdeutsche nicht stärker von psychischen Beschwerden betroffen sind als Westdeutsche. Obschon das Phänomen der High Utilisation bereits seit den 1980er Jahren wissenschaftlich untersucht wird, liegen bisher keine Studien zu Ost-West-Differenzen bei Heavy Usern vor. Fragestellung: Ziel der vorliegenden Arbeit war daher zu ergründen, ob und inwiefern sich Unterschiede zwischen ostdeutschen und westdeutschen High Utilisern in der Inanspruchnahme stationärer Leistungen, der allgemeinen und spezifischen Psychopathologie, der psychosozialen Funktionsfähigkeit, der Lebensqualität, im subjektiven Gesundheitszustand sowie in den Bedürfnissen zeigen. Methodisches Vorgehen: Die Daten der vorliegenden Arbeit entstammen der multizentrischen NODPAM-Studie. Insgesamt gingen 350 Probanden aus den vier Klinikstandorten Ravensburg, Regensburg, Stralsund und Ulm in die Ost-West-Analyse ein. Diese waren durchschnittlich knapp 42 Jahre alt, etwa zur Hälfte weiblich und litten zu 58% primär unter einer Erkrankung aus dem schizophrenen Formenkreis sowie zu 37% unter einer primär affektiven Störung. Als Erhebungsinstrumente dienten das Camberwell Assessment of Need, die Brief Psychiatric Rating Scale, die Hamilton Depression Scale, das Manchester Short Assessment of Quality of Life, der EQ-5D, die Skala zur Erfassung des Funktionsniveaus sowie die Symptom-Checkliste. Die interessierenden Gruppenvergleiche wurden mittels unabhängiger t-Tests gerechnet, eine Kontrolle moderierender Einflüsse erfolgte anschließend durch die Berechnung logistischer Regressionsanalysen. Ergebnisse: Es zeigten sich insgesamt signifikante Ost-West-Differenzen. Während die westdeutschen High Utiliser längere stationäre Aufenthalte aufwiesen, wurden die ostdeutschen Heavy User häufiger stationär behandelt. Lediglich hinsichtlich der kumulierten Liegedauer zeigten sich nach Berücksichtigung moderierender Faktoren keine Differenzen mehr. Darüber hinaus waren die ostdeutschen High Utiliser psychisch deutlich schwerer belastet sowie depressiver, ängstlicher, phobischer, unsicherer im Sozialkontakt, stärker von somatoformen Symptomen betroffen, zwanghafter, aggressiver, in einem geringeren Ausmaß psychosozial funktionsfähig sowie unzufriedener mit ihrer Lebensqualität und ihrem subjektiven Gesundheitszustand, außerdem berichteten sie mehr unerfüllte Bedürfnisse in relevanten Lebensbereichen. Lediglich im Bereich schizophrener Positivsymptomatik und in der Anzahl erfüllter Bedürfnisse konnten nach Kontrolle moderierender Einflüsse keine Ost-West-Differenzen mehr gefunden werden. Diskussion: Die gefundenen Differenzen führen zu dem Schluss, dass ost- und westdeutsche Heavy User nicht der gleichen Population entstammen. Die Befunde werden vor dem Hintergrund der psychiatrischen Versorgung in den neuen und den alten Bundesländern diskutiert. Es ist davon auszugehen, dass die mangelhafte ambulante und komplementäre Versorgung in Ostdeutschland in eine stationäre Kompensation mündet, die High Utilisation strukturell befördert.
The present work provides new insight concerning histidine phosphorylation in proteins, which is an essential regulatory posttranslational modification. To study histidine phosphorylation, a newly developed NMR approach, the HNP experiment, is presented in this thesis. The HNP experiment provides specific experimental evidence of phosphorylated histidines in proteins. It allows for the determination of the regiochemistry of phosphohistidines on the basis of three individual peak patterns for distinguishing all three phosphohistidines i.e. 1- and 3-phosphohistidine and 1,3-diphosphohistidine. This novel NMR approach allows the investigation of histidine phosphorylation in proteins under physiological conditions without resorting to chemical shift comparisons, reference compounds, or radioactively labelled phosphate. In this thesis, histidine phosphorylation in the regulatory domains PRDI and PRDII of the Bacillus subtilis antiterminator protein GlcT was intensely studied. GlcT is a transcription factor, which regulates the phosphotransferase system (PTS) by modulating the expression level of PTS-enzymes (Enzyme I, HPr, Enzyme II) on a transcriptional level. Upon the phosphorylation of conserved histidines in PRDI and PRDII, the function of GlcT is regulated through its aggregation state. In this thesis, it is shown that histidines in both PRDs are primarily phosphorylated at their N(Epsilon-2), forming 3-phosphohistidine. In addition, we found, by newly optimized mass spectrometry conditions, that both PRDs are dominantly onefold phosphorylated. By using tandem mass spectrometry to study PRDI, we identified histidine 170, which is the second of two conserved histidines (His 111 and His 170), as the phosphorylation site. In this thesis, it is also shown through comprehensive mutational studies that both conserved histidines (His 218 and His 279) in PRDII can be individually phosphorylated. This is in good agreement with mass spectrometry results that indicated an additional twofold phosphorylation in PRDII. This can be explained as follows: an intra-domain phosphate transfer between both conserved histidines in PRDII might be involved in the phosphorylation reaction, finally leading to a mainly onefold phosphorylated PRDII at one of the two conserved histidines. This minor twofold phosphorylation has also been found in PRDI. However, the specific peak pattern in the HNP-spectra of PRDI strongly suggest that this additional phosphorylation originates from a 1,3-diphosphohistidine, most likely at histidine 170. Furthermore, for the first time the existence of 1,3-diphosphohistidine in a protein was found. We also show that the phosphorylation of PRDI can be achieved in the absence of Enzyme II which is in contrast to the literature. Shown by analytical gel filtration, the monomeric aggregation state of PRDI obtained upon Enzyme II-free phosphorylation is identical to the monomeric aggregation state which was proposed for the Enzyme II-dependent phosphorylation of GlcT. As shown in this thesis, the combined results of HNP-NMR, mass spectrometry and analytical gel filtration deepen our understanding of regulatory histidine phosphorylation in the individual PRDI and PRDII domains of the Bacillus sub- tilis GlcT. I anticipate that this approach will be applicable to study histidine phosphorylations in other phosphoproteins.
Ziel: In dieser Studie wurde ein menschliches ex-vivo Lungenkrebsmodell verwendet, um Temperaturentwicklung bei der Ablation mit 1 Laserfaser mit der Entwicklung beim Gebrauch von 2 Laserfasern zu vergleichen. Zudem wurde untersucht, ob die Temperaturdiffusion in normalem Lungengewebe von dem in Tumorgewebe abweicht. Material und Methode: 48 Lungenpräparate, die nicht-kleinzellige Bronchialkarzinome enthielten, wurden mit dem Ventilations- und Perfusionsmodell verbunden und mit 1 (22 Präparate, Gruppe 1) oder, in einer zweiten Phase, mit 1 (13 Präparate, Gruppe 2) oder 2 Laserfasern (13 Präparate, Gruppe 3) behandelt. Während der Ablation des Tumors wurden die Temperatur alle 5 Sekunden interstitiell gemessen. Ergebnisse: Eine Laserbehandlung und die Temperaturkontrolle war in allen Fällen technisch durchführbar. 30 min nach dem Beginn der Laserung mit 1 Faser wurde in 10 mm Entfernung von dieser eine Temperatur von 61 ± 17°C in Gruppe 1 und von 74 ± 11°C in Gruppe 2 erreicht (p=0.1). In der Mitte zwischen 2 Laserfasern, die 20 mm voneinander entfernt waren, wurde eine Temperatur von 93 ± 7°C erreicht. Nach 20 minütiger Ablation wurde in normalem Lungengewebe eine Temperatur von 77 ± 15°C in 10 mm Entfernung erreicht. Schlussfolgerungen: Das ex-vivo Modell ermöglicht die Durchführung der Laser-induzierten Thermotherapie an einer perfundierten und ventilierten Lunge. Der Einsatz einer zweiten Laserfaser erhöht die Temperatur signifikant (p<0.05). Die Temperaturentwicklung in normaler Lunge unterscheidet sich nicht signifikant von der in Tumorgewebe (p=0.24).
Zusammenfassung Zielsetzung: Die vorgelegte Untersuchung war ursprünglich als Pilotstudie für eine bundesweite Befragung konzipiert. Wir konnten zeigen, dass der von uns entwickelte internetfähige Fragebogen mit den implementierten Auswertungsmodulen funktionsfähig ist und eine zumutbare zeitliche Belastung für die niedergelassenen Zahnmediziner dargestellt hätte. Die Realisierung des Projekts scheiterte leider an der fehlenden Kooperationsbereitschaft der zuständigen zahnmedizinischen Organisationen. Primäres Ziel der Arbeit war es, anhand eines Fragebogens den Hygienestandard der Greifswalder Zahnarztpraxen zu untersuchen. Um die Nützlichkeit der neuen Empfehlung des Robert Koch-Institutes prüfen zu können, wurden die erhobenen Daten mit denen einer 2002 in Magdeburg und einer zeitgleich in Greifswald durchgeführten Studie gleicher Zielsetzung und Methode verglichen. Methode: In persönlichen Gesprächen wurden in Greifswald 35 Zahnarztpraxen mittels mitgeführtem Fragebogen über den aktuellen Stand der Hygiene in der Praxis befragt. Die Befragung fand nach vorheriger Absprache in den jeweiligen Praxisräumen statt. Der Fragebogen richtet sich nach den Richtlinien des Robert Koch-Institutes und enthielt Fragen über präventive Maßnahmen zur Verhütung von Infektionskrankheiten. Ergebnisse der Greifswalder Befragung 2009: Insgesamt war auffallend, dass in einigen Praxen ein Defizit bei der Ausstattung erkennbar war. 14,3% verfügten in den Behandlungsräumen über keine Fußbetätigung an den Waschbecken. Zum Zeitpunkt der Befragung war die Ausstattung der Toiletten nicht dem heutigen Stand der Hygiene entsprechend. 17% der Zahnärzte stellten Gemeinschaftshandtücher und 11% der Zahnärzte Stückseife auf den Toiletten zur Verfügung. Das Ergebnis der Umfrage zeigte weiter, dass in Greifswald 26% der Zahnärzte bei der allgemeinen Untersuchung am Patienten nicht ausreichend durch präventive Maßnahmen geschützt waren. Bei konservierenden und prothetischen Arbeiten waren es 15% und in Praxen, die chirurgisch arbeiten, 9%. Trotz der immer häufiger auftretenden und stärker werdenden Grippewellen war die Impfrate gegen Influenza in Greifswald zwar deutlich gestiegen (7% 2002), aber mit 35% der Zahnärzte immer noch gering. 11% der Zahnärzte führten keine dokumentierte Anamnese durch. Dazu kam, dass in 29% der Praxen Patienten, bei denen ein erhöhtes Infektionsrisiko besteht, nicht separat einbestellt wurden. Bei der Befragung und der Auswertung fielen Defizite bei der Aufbereitung von Medizinprodukten auf. Die Bereitschaft der Zahnärzte an Fortbildungen teilzunehmen, die dieses oft komplexe Thema behandeln, wurde von 23% der Zahnärzte abgelehnt. So kam es, dass 17% der Zahnärzte gar nicht wussten, welcher Sterilisator-Typ in ihrer Praxis vorhanden war und Winkelstücke nur von 15 Zahnärzten nach jedem Patienten ordnungsgemäß aufbereitet wurden. Vergleich mit der Magdeburger und der Greifswalder Studie 2002: Trotz einiger Defizite ist der Stand der Hygiene in Greifswald als hoch anzusehen. Insbesondere nach dem Erscheinen der überarbeiteten RKI-Richtlinie haben sich im Vergleich zu 2002 die Hygienestandards in Teilbereichen deutlich verbessert. Die Zahl der Zahnarztpraxen, die für infektiöse Patienten spezielle Termine vereinbarten, hat sich im Vergleich zur Magdeburger Studie von 35% auf 70% erhöht. 2002 waren es in Greifswald 43%. Eine deutliche Besserung war bei der Aufbereitung von Hand- und Winkelstücken zu erkennen. In Magdeburg waren es 8% und 2002 in Greifswald 10%, die eine ordnungsgemäße Aufbereitung durchführten. In Greifswald sind es heute mit 43% zwar immer noch zu wenig, jedoch ist eine Verbesserung erkennbar. Schlussfolgerung: Die Kritik von Zahnarztpraxen, die neue Richtlinie des Robert Koch-Institutes führe nicht zu einer substanziellen Verbesserung des Hygienestandards und stelle überdies eine Überforderung dar, kann anhand des Vergleichs mit der 2002 durchgeführten Greifswalder und Magdeburger Studie und der Greifswalder Umfrage von 2009 nicht bestätigt werden. Die neuen Empfehlungen des Robert Koch-Institutes, die präventiv dem Schutz des Patienten dienen, wurden bis auf wenige Ausnahmen in Greifswald erfolgreich implementiert und damit die hygienischen Bedingungen entscheidend verbessert.
In this thesis, two novel assay systems had been developed, which allow a fast and easy screening for amine transaminase activity as well as the characterization of the amino donor and acceptor specificity of a given amine transaminase. The assays overcome some limitations of previously described assays but of course have some limitations themselves. The relatively low wavelength of 245 nm, at which the production of acetophenone is detected with the spectrophotometric assay, limits the amount of protein/crude extract that can be applied, which eventually results in a decreased sensitivity at higher enzyme loads due to an increased initial absorbance. Otherwise, this assay can be used very easily for the investigation of the amino acceptor specificity and both pH and temperature dependencies of amine transaminases. The conductometric assay is – by its very nature – limited to low-conducting buffers, a neutral pH and constant temperatures. In summary, the assays complement one another very well and the complete characterization of the most important enzyme properties can be accomplished quickly. Furthermore, we developed and applied a novel in silico search strategy for the identification of (R)-selective amine transaminases in sequence databases. Structural information of probably related proteins was used for rational protein design to predict key amino acid substitutions that indicate the desired activity. We subsequently searched protein databases for proteins already carrying these mutations instead of constructing the corresponding mutants in the laboratory. This methodology exploits the fact that naturally evolved proteins have undergone selection over millions of years, which has resulted in highly optimized catalysts. Using this in silico approach, we have discovered 17 (R)-selective amine transaminases. In theory, this strategy can be applied to other enzyme classes and fold types as well and for this reason constitutes a new concept for the identification of desired enzymes. Finally, we applied the seven most promising candidates of the identified proteins to asymmetric synthesis of various optical pure amines with (R)-configuration starting from the corresponding ketones. We used a lactate dehydrogenase/glucose dehydrogenase system for the necessary shift of the thermodynamic equilibrium. For all ketones at least one enzyme was found that allowed complete conversion to the corresponding chiral amine with excellent optical purities >99% ee. Bearing in mind that until last year there was only one (R)-selective amine transaminase commercially available and two microorganisms with the corresponding activity described, the identification of numerous enzymes is a breakthrough in asymmetric synthesis of chiral amines.
Maligne Erkrankungen zeigen oft charakteristische genetische Veränderungen. Das Auffinden derartiger Veränderungen wurde in den letzten Jahren durch verfeinerte molekulare Techniken erleichtert. Viele genetische Ereignisse in den maligne transformierten Zellen sind jedoch noch ungeklärt. Die präzise Bestimmung der Bruchpunktregionen chromosomaler Veränderungen bei T-Zell akuten lymphatischen Leukämien ist Inhalt dieser Arbeit. Hierzu wurde die „Fine Tiling-Comparative Genomhybridisierung“ (FT-CGH) mit der „Ligation mediated-PCR“ (LM-PCR) kombiniert. Diese Methoden wurden zunächst an Zelllinien etabliert und anschließend in verschiedenen Leukämieproben eingesetzt. Chromosomale Aberrationen gehen häufig mit Verlust oder Gewinn von genetischem Material einher. Diese unbalancierten Anomalien lassen sich durch die Comparative Genomhybridisierung (CGH) ermitteln. Dieses Verfahren ermöglicht Differenzen der DNA-Menge einer zu untersuchenden Probe bezogen auf eine interne Kontrollprobe zu detektieren. Bei der Fine Tiling-CGH werden gezielt chromosomale Abschnitte hochauflösend auf eventuelle Abweichungen des DNA-Gehaltes analysiert. Anschließend werden die detektierten Bruchpunktregionen der DNA Schwankungen mittels der LM-PCR untersucht. Ein Abgleich mit einer internen Kontrollzelllinie HEK 293-T lässt atypische PCR-Fragmente bei der untersuchten Probe aufspüren. Der anschließende Sequenzabgleich unter der Verwendung des BLASTn Suchprogramms (National Center for Biotechnology Information) führte in den untersuchten Zelllinien, wie auch in den T-Zell akuten lymphatischen Leukämieproben zur Identifizierung verschiedener genomischer Veränderungen. Neben einfachen Deletionen wurden auch bisher ungeklärte komplexere chromosomale Translokationen nachgewiesen. So konnte unter anderem bei einer lymphoblastischen T-Zell-Leukämie die Translokation t(12;14)(q23;q11.2) auf genomischer Ebene geklärt werden. Hierbei fand im Abschnitt 14q11 innerhalb des TRA/D Locus eine Deletion von 89 Kilobasen statt. Die Bruchenden wurden mit der Sequenz des open reading frames C12orf42, welches im 12q23 Chromosomenabschnitt lokalisiert ist, zusammengelagert. Bei dieser chromosomalen Aberration wurde die C12orf42 Sequenz zerstört und 1,3 Kilobasen deletiert. Des Weiteren konnte bei einer akuten lymphoblastischen T-Zell-Leukämie die Inversion inv(14)(q11q32) mit involvierten TRA/D und IGH Locus auf Sequenzebene geklärt werden. Der Bruch des 14q11 Bereiches fand zwischen dem Genabschnitt der konstanten Region (TRAC) des TRA/D Locus und dem DAD1 (defender against cell death 1) Gens statt, wobei im beteiligten genetischen Abschnitt keine Rekombinasesignalsequenz (RSS) zu finden ist. Dieses belegt, dass fehlerhafte Umlagerungen innerhalb des Genoms nicht ausschließlich auf die Rekombinase zurückzuführen sind. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Kombination aus FT-CGH und LM-PCR eine präzise Bruchpunktanalyse unbekannter chromosomaler Aberrationen, welche mit Imbalancen einhergehen, ermöglicht. Diese genaue Analyse dient der Identifizierung von Genen, welche direkt und indirekt durch diese genomischen Umlagerungen betroffen sind. Das Wissen über diese Veränderungen kann für das Verständnis der Pathogenese, für diagnostische Zwecke und zum Nachweis der minimalen Resterkrankung eingesetzt werden. Eine Klärung beteiligter Gene und Signalwege wird es erlauben, zielgerichtete und individualisierte Therapiestrategien zu entwickeln.
IL-10 drives the re-establishment of peritoneal macrophage populations in bacterial peritonitis
(2011)
The aim of this thesis work was to explore the physiological and functional properties of peritoneal macrophage populations in both the steady state and in inflammatory conditions. In the steady state there are two populations of macrophages in the peritoneum which I refer to as the R1 and R2 populations. The R1 cells are a rapidly turning over population which constitute around 20% of the peritoneal macrophages. I show that these cells have the capacity to efficiently present peptides on MHC-II to CD4+ T cells but that they are poor at phagocytosis. Monocytes transferred into the un-infected peritoneum give rise almost exclusively to this R1 population, suggesting that the R1 fate is the default pathway of monocyte development under steady state conditions. In contrast, the R2 population in the peritoneum turns over very slowly in the steady state and is composed of cells which are poor at the presentation of peptide to T cells but which are efficient at phagocytosis. Both of these populations are lost from the peritoneum within an hour of the induction of a poly-microbial peritonitis. A large fraction of the R2 population relocates from the peritoneal wash fraction to the omentum, the fate of the R1 population is less clear. Over the course of the next three days, the macrophage populations in the peritoneum are re-established. Transfer experiments using genetically marked cell populations demonstrated that neither the R1 nor the R2 populations which “disappeared” one hour after infection contributes to the re-established peritoneal wash fraction macrophage pool at day 3. While the re-established R1 population retains the functional properties and the FACS phenotype of the steady state R1 cells, the re-established R2-like population is clearly not identical to the R2 cells present in the pre-infection environment. In particular, this R2-like population can be split into two sub-populations which have non-identical functional properties. In this inflammatory situation monocytes transferred into the peritoneum now acquire the capacity to differentiate not only into R1-like cells but also into R2-like macrophages. I looked for the molecular basis driving this change of monocyte differentiation in the infected peritoneum by using a solid phase cytometry based ELISA procedure to examine the spectrum of cytokines produced in the peritoneum in response to poly-microbial infection. One of the most prominent cytokines produced early in infection is IL-10. To determine whether IL-10 is directly involved in assigning monocyte fate in the peritoneum I looked at the ability of mice carrying a targeted deficiency of either the IL-10 gene or of the IL-10 receptor gene to form the R2-like cells after infection. Neither mouse strain efficiently generates the R2-like population after infection. Adoptive transfer of genetically marked wild type or mutant monocytes into appropriate hosts demonstrated that the effect of IL-10 is not direct. Rather, the IL-10 responding cell produces a mediator which then directs monocyte fate. Thus, the bystander IL-10R deficient monocytes are driven by the mediator produced by wild type monocytes to generate R2 cells with high efficiency. The crucial role of this IL-10 dependent pathway was underscored by supplementation experiments. Mice carrying a targeted deficiency of the IL-10 gene fail to generate the R2 population during peritonitis. However, injection of IL-10 into these animals rescues the capacity to form the R2 population. In addition the normal default pathway of monocyte development in un-infected animals which leads to the R1 population is modulated by injection of IL-10 so that the monocytes can now differentiate into the R2 population. The work presented in this thesis describes the steady state populations of phagocytes in the un-infected peritoneum and the dynamics of these populations during the induction of peritonitis. It also uncovers an IL-10 dependent pathway which regulates the choice of monocyte developmental fate within the peritoneum.
Multiple sclerosis (MS) and stroke share a number of mechanisms of neuronal damage. In both cases the balance between neurodestruction and neuroprotection appears modulated by the function of the adaptive immune system. MS is a chronic inflammatory disease of the central nervous system (CNS), leading to permanent disability. It seems certain that an autoimmune response directed against the CNS is central to the pathogenesis of the disease. While these CNS-specific T cells are activated in MS patients, they are inactive and naive in healthy. Therefore it is believed that an activation of autoreactive T cells by cross-reactivity with pathogens occurs outside of the CNS. In consequence T cells express adhesion molecules and proteinases which enable them to cross the blood-brain barrier. In stroke, however, the blood-brain barrier is disturbed in its integrity caused by the decreased blood flow. Cells can freely migrate from the periphery into the brain. CNS autoreactive cells from the periphery can be activated within the CNS and thus contribute to further tissue damage. While the local autoimmune response remains temporary in stroked brains, it is chronically destroyed in MS. The differences between the underlying mechanisms are not understood. This thesis investigated T cell responses in Multiple Sclerosis in response to the therapeutics Mitoxantrone and IFN-b. The induction of a TH1 to TH2 cytokine response appears to be a shared mechanism of action between both therapeutic agents. Primarily the post stroke immune response was investigated. Patients developed a stroke induced immune suppression characterized by monocytic dysfunction and lymphocytopenia explaining the high frequency of post stroke infections. Moreover early post stroke predictors of subsequent infections, like the CD4+ T cell count, were identified. The T cell response of stroke patients appeared primed to proinflammation and unsuppressed after mitogen stimulation. A detailed understanding of post stroke immune alterations may offer new avenues of intervention to improve the clinical fate of stroke victims. In addition, such knowledge could also further our understanding of Multiple Sclerosis, because, while increasing the infection risk, the dampening of the immune system could have an important protective function, if it limits autoimmune brain damage triggered by the massive release of brain antigens during stroke. If these two pathways could be modulated separately it would create the opportunity to develop distinct therapeutic approaches that inhibit autoimmunity and strengthen antibacterial defenses. To further delineate these mechanisms it is crucial to investigate the role of the innate immune system as compared to the adaptive immune system in stroke induced immune suppression.
HINTERGRUND: Der Konsum von Tabak ist weltweit die größte, vermeidbare Todesursache. Aktuell rauchen 1,3 Milliarden Menschen auf der Welt. Ohne aktive Prävention wird die Anzahl der Raucher auf 1,9 Milliarden Menschen ansteigen. Schätzungen zufolge werden im Jahr 2030 ungefähr 8,3 Millionen Menschen an Folgen des Tabakkonsums sterben. Aktuelle Interventionsmaßnahmen unterstützen überwiegend Raucher, welche aus eigenem Antrieb mit dem Rauchen aufhören wollen. Somit wird nur ein geringer Teil der Raucher erreicht. Vor diesem Hintergrund werden derzeit proaktive Konzepte auf der Basis des transtheoretischen Modells diskutiert, welche in primär-medizinischen Einrichtungen ihre Anwendung finden sollen. In der vorliegenden Arbeit werden die Möglichkeiten der Implementierung eines computergestützten Interventionsmodells zur Raucherberatung in zahnärztlichen Praxen untersucht, für welches bisher aussichtsreiche Erfahrungen im Setting der hausärztlichen Versorgung gemacht wurden. ZIEL: Es wird geprüft, in welchem Umfang rauchende Zahnarzt- im Vergleich zu Hausarztpatienten durch proaktive, computergestützte Kurzinterventionen erreichbar sind. Weiterhin werden mögliche Unterschiede in der Charakteristik der erreichbaren Interventionsteilnehmer beider Settings exploriert. Abschließend folgt die Beschreibung der gegenwärtigen Praxis und Barrieren der Beratung von Rauchern aus der Sicht von Zahnärzten. METHODE: Für die vorliegende Arbeit wurde auf bereits vorhandene Daten einer Erhebung in der hausärztlichen Versorgung zurückgegriffen und eine ergänzende Erhebung in zahnärztlichen Praxen mit angeglichener Methodik durchgeführt. Dazu wurde eine Zufallsauswahl von jeweils 10 zahnärztlichen und 10 hausärztlichen Praxen in Greifswald einbezogen (Teilnahmeraten 77% bzw. 87%). In beiden Settings wurde jeder konsekutive Patient über einen Zeitraum von 2 (Zahnarztpraxen) bzw. 3 Wochen (Hausarztpraxen) registriert und zum Rauchstatus und Alter befragt. Tabak rauchenden Patienten im Alter von 18 bis 70 Jahren wurde die Teilnahme an einer Raucherberatung angeboten. Unter den teilnehmenden Patienten wurden über einen standardisierten Fragebogen soziodemografische Merkmale, Variablen des Rauchverhaltens und weitere psychologische Faktoren, die mit der Veränderung des Rauchverhaltens im Zusammenhang stehen, erfasst. Weiterhin wurden alle niedergelassenen Zahnärzte Greifswalds befragt. ERGEBNISSE: In den hausärztlichen Praxen wurden, verglichen mit den zahnärztlichen, signifikant mehr Konsultationen und Patienten pro Erhebungswoche registriert. Insgesamt konnten von 98,2% (2799/2850) der hausärztlichen und von 95,2% (1387/1457) der zahnärztlichen Patienten Informationen zum Rauchstatus und Alter erhoben werden. Für den erfassten Altersbereich ergeben sich unter den Probanden der Hausarztpraxis mit einer Prävalenz des derzeitigen Tabakrauchens von 33,2% und unter den zahnärztlichen Probanden mit einer Prävalenz von 27,9% keine statistisch signifikanten Unterschiede. Bei statistischer Kontrolle von Alter und Geschlecht zeigen sich jedoch insgesamt und für die jüngeren Patienten signifikant höhere Raucherraten unter den hausärztlichen Patienten. Bezüglich der Teilnahmerate unter den eingeschlossenen Probanden zeigte sich mit jeweils 78% kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Stichproben. Der multivariate Vergleich der Charakteristik der Interventionsteilnehmer zeigte signifikante Unterschiede zwischen den Settings in Bezug auf die Variablen Alter, Schulbildung sowie Schwere der Nikotinabhängigkeit und eine daraus resultierende günstigere Prognose für die Erreichung der Tabakabstinenz bei den zahnärztlichen Patienten. Insgesamt finden sich nur geringe Unterschiede in Bezug auf tabakabstinenzbezogene motivationale Faktoren. In beiden Settings befanden sich mehr als zwei Drittel der Interventionsteilnehmer in Bezug auf eine Beendigung des Tabakrauchens im Stadium der Absichtslosigkeit. Als einziger statistisch signifikanter Unterschied, der möglicherweise auf einen günstigeren motivationalen Einfluss des hausärztlichen Settings hindeutet, zeigte sich eine höhere Gewichtung der Nachteile des Nichtrauchens bei zahnärztlichen Patienten. Die Befragung der Zahnärzte ergab eine noch unzureichende systematische Integration von Raucherinterventionen in der Routineversorgung. SCHLUSSFOLGERUNG: Die Ergebnisse legen nahe, dass die positiven Befunde zur Bevölkerungswirksamkeit von computergestützten Raucherinterventionen aus der hausärztlichen Versorgung auf die zahnärztliche Versorgung übertragbar sind. Für die praktische Umsetzung von Konzepten der Prävention tabakassoziierter Erkrankungen in der zahnärztlichen Versorgung zeigt sich jedoch ein enormer Bedarf an Aufklärung in der zahnärztlichen Aus- und Fortbildung sowie an praxisgerechten Implementationsmodellen.
Untersuchungen zur Morphologie der retinalen Gefäße gehören zu der heutigen klinischen Routine in der Augenheilkunde. Die funduskopischen Ermittlungen der AV-ratio aus der Fotodokumentation gelten als eine der validesten Indikatoren arteriosklerotischer Veränderungen. Mit den technischen Weiterentwicklungen der Gefäßanalyse z.B. der dynamischen Gefäßanalyse können immer diskretere Veränderungen valide erfasst werden. Gleichzeitig könnten aber auch „Störeffekte“ für die Untersuchung der Netzhautgefäße so relevant werden, dass diese vor einer dynamischen Gefäßanalyse berücksichtigt bzw. ausgeschlossen werden müssen. Untersucht wurden deshalb die Struktur und Funktion der Gefäße im Augenhintergrund mit dem RVA (statische und dynamische Gefäßanalyse) vor und nach (0.5, 1.5, 2.5h) intensiver sportlicher Betätigung über 20 Min. bei 40 gesunden Probanden im Alter von 20 bis 31 Jahren. Sport hat einen sofort einsetzenden signifikanten Effekt auf Struktur und Funktion der arteriellen und venösen Gefäße des Augenhintergrundes. Dieser Effekt hält bis mindestens 2.5 Stunden nach Sport bei gesunden Probanden an. Sowohl die Arterien als auch die Venen sind direkt nach dem Sport (0.5h Messung) vergrößert und ihre Reagibilität, auf Flickerprovokation, ist auf die Dilatation vermindert, auf die Konstriktion vergrößert. Dieser Effekt hält bis zur 2.5h Postsportmessung an und ist für das venöse Gefäßsystem ausgeprägter als für das arterielle. Der Effekt auf die Gefäße ist nicht mit den konventionellen Methoden der Funduskopie einschließlich der Fotodokumentation und dem AV-ratio nachweisbar, sondern nur mit der dynamischen Gefäßanalyse. Für die Augenheilkunde haben die hier vorgestellten Ergebnisse klinisch praktische Auswirkungen. Es muss somit vor jeder dynamischen Gefäßanalyse sichergestellt sein, dass der Patient vor der Untersuchung keine sportliche Aktivität ausgeübt hat. Außerdem legen die Ergebnisse nahe, dynamische Gefäßanalysen in der kardiovaskulären Physiologie oder Sportmedizin einzuführen.
Triple helix-forming oligonucleotides (TFOs) are one of the most specific DNA duplex binding agents and offer new perspectives towards oligonucleotide-mediated gene regulation and manipulation. However, the poor thermodynamic stability of DNA triplexes under physiological conditions limits a successful application in the antigene strategy. Thus, the conjugation of TFOs with small triplex-specific binding ligands is a promising approach to stabilize the formed complexes and to enhance their overall binding affinity. The present study focused on the synthesis of novel TFO conjugates with triplex-binding indolo[3,2-b]quinoline derivatives (PIQ) and on their ability to form and stabilize intermolecular triplexes through their recognition of a duplex target. During the course of the work the thermodynamics of conjugate binding and structural aspects of drug-DNA interactions have been characterized by a variety of spectroscopic and calorimetric techniques.
Schutzgebiete sind Gebiete, die speziell zum Schutz und zur Sicherung der Biodiversität sowie natürlicher und damit verbundener kultureller Ressourcen ausgewiesen sind. Europäische Gesellschaften stellen im Schnitt zwischen 20 % und 30 % ihrer Flächen unter Schutz. Dadurch sind viele Interessen berührt. Der Umgang mit diesen erfordert zudem ein hohes Maß an Verantwortung. In der vorliegenden Dissertation werden neue beziehungsweise verbesserte Instrumente für die Planung und das Management von Schutzgebieten aufbereitet. Diese sind vom Autor an der Schnittstelle zwischen Forschung und Management-Praxis“ entwickelt worden. Die Dokumentation erfolgt vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussion um Funktionen, Aufgaben und Entwicklung der globalen Schutzgebietssysteme. Schwerpunkt der Aufbereitung sind die technisch–planerischen Instrumente. Dabei wird das Konzept eines Integrierten Managements unter Zusammenführung ökologischer, ökonomischer und soziokultureller Aspekte hinterlegt. Die dargestellte IPAM-Toolbox (IPAM für Integrated Management of Protected Areas) ist ein interaktives Expertensystem, das für ein einzelnes Schutzgebiet eine Standortbestimmung (Self-Assessment), spezifische Empfehlungen (Recommendations) und den Zugriff auf vorselektierte Detailinformationen (Knowledge Base) ermöglicht. Es ist für alle europäischen und internationalen Schutzgebietstypen verwendbar. Die derzeit verfügbaren Informationen beziehen sich hauptsächlich auf (Zentral- und Ost-) Europa. Das System ist mittlerweile in Forschung, Lehre und Planungspraxis im Einsatz. Es ist multilingual (derzeit sieben Sprachen) und kostenlos verfügbar (www.ipam.info). Dem Expertensystem ist ein Lebenszyklusmodell für Schutzgebiete hinterlegt, welches Planung und Management in drei Phasen (Vorphase, Planungsphase, laufendes Management) und 25 Aktivitätsfelder (FoAs für Fields of Activity) untergliedert. Dadurch können die Informationen fokussiert bereitgestellt werden. Aufbauend auf Vorarbeiten wird Integriertes Schutzgebietsmanagement anhand von acht disziplinsformenden Prinzipien (Forming Principles) als neue wissenschaftliche Disziplin verstanden und definiert. Im zweiten Teil der Dissertation wird der Einsatz neuer bzw. weiter entwickelter Ansätze, Technologien und Instrumente anhand von Beispielen aus der Forschungs-, Planungs- und Beratungspraxis dargestellt. Diese Beispiele beleuchten die jeweiligen Gebiete, die Frage- und Aufgabenstellung, fokussieren aber auf die angewandten Methoden. Die Ergebnisse sind exemplarisch und illustrierend hinzugefügt. Die Projekte (Auswahl siehe unten) sind unterschiedliche Beispiele für aktuelle Fragen im Schutzgebietsmanagement bzw. in der Schutzgebietsplanung. Sie werden diskutiert unter den Aspekten: Methode im Kontext: Wie ist die angewandte Methode aus der Ergebnisperspektive zu beurteilen? Stellung im Lebenszyklus: Wie kann das Projekt im Lebenszyklus des Schutzgebietes eingeordnet werden? Disziplinen: Welches disziplinäre Design war erforderlich, die Planungs-/Managementaufgabe zu lösen? Bezug zu Forming Principles? Welche der postulierten Grundprinzipien von Schutzgebietsmanagement als neuer Wissenschaft sind durch das Projekt berührt? Als Selektionskriterien für die Projekte werden Innovationsgrad, Relevanz und Übertragbarkeit sowie die Praxistauglichkeit bzw. praktische Relevanz herangezogen. Da die Projekte allesamt Auftragsprojekte sind, wird unterstellt, dass sie zu einem hohen Grad den aktuellen Bedarf im Schutzgebietsmanagement widerspiegeln. Die Aufbereitung der Projekte folgt der Struktur der FoAs. Durch Beispiele abgedeckt sind die folgenden FoAs: Entwicklung von Idee und Vision, Machbarkeitsprüfung, Eingliederung in Schutzgebietssysteme, Planungshandbuch, Kommunikation und Partizipation in der Planungsphase, Grundlagenerhebung, Einrichtungskonzept, Leitbild und Rahmenkonzept, Entwicklung von (regionalen) Wirtschaftsprogrammen, Ermittlung der Management-Effektivität, Verträglichkeitsprüfungen und Beschränkungen, Forschung und Monitoring, Kommunikation und Partizipation im laufenden Management, Entwicklung der Schutzgebietsregion sowie der Bereich Besuchermanagement, Dienstleistungen und Infrastrukturen. Naturgemäß illustrieren die Beispiele jeweils nur Teilaspekte der umfassenden FoAs. Durch die Darstellung soll der aktuelle Stand des Methodenwissens in diesem Bereich gesichert und für kritische Reflexion und Weiterentwicklung zur Verfügung gestellt werden. In der zusammenfassenden Aufbereitung kann gezeigt werden, dass die Forming Principles sich in den Projekte tatsächlich identifizieren lassen, dass sie in Planungsschritten sowie in der Evaluierung in besonderer Intensität festzustellen sind. Planung und Evaluierung haben auch einen starken Bezug zu anderen FoAs und einen hohen interdisziplinären Ansatz. Sie werden als besonders anspruchvolle und erfolgskritische FoAs identifiziert. Als möglicherweise weiterführende Forming Principles wären Wissensmanagement und Ethik zu diskutieren. Die dargestellten Projekte lassen sich einem, meist mehreren FoAs zuweisen, die Liste der FoAs scheint für mitteleuropäischen Kontext vollständig zu sein. Darüber hinaus werden als zusätzliche FoAs Law Enforcement und Entwicklungszusammenarbeit zu prüfen bzw. zu erarbeiten sein. Im Abgleich der angewandten Schutzgebietskonzepte wird diskutiert, ob integriertes Management von Schutzgebieten auch einen neuen Typ von Schutzgebieten, nämlich „Schutzgebiete der dritten Generation“ konstituieren kann. In Schutzgebieten der dritten Generation spielen die Forming Principles für integriertes Management eine konstituierende Rolle. Ein weiterführender Handlungs- und Forschungsbedarf wird sichtbar.
Northern peatlands are ecosystems with unique hydrological properties, storing about 400-500 Gt of carbon. As the production rate of organic material is higher than its decomposition, which is slowed down in the wet and cold environment, peatlands store a great amount of carbon. Carbon assimilated from the atmosphere during photosynthesis by plants is partly lost due to autotrophic and heterotrophic respiration as carbon dioxide (CO2), as methane (CH4) or/and as dissolved organic carbon. The proportion of each carbon component is strongly controlled by environmental conditions as temperature, radiation, precipitation and subsequent water table changes and active role of vegetation. With predicted changes in the global climate, changes in the influence of environmental parameters on peatland ecology are expected. Thus thorough research is essential for a better understanding of mechanisms which influence carbon cycling in peatlands. In this thesis, various components of the carbon cycle were studied at two boreal peatland sites (Ust Pojeg in Komi Republic in Russian Federation and Salmisuo in Eastern Finland) using the micrometeorological eddy covariance method. The focus was placed on the temporal changes of the controlling parameters, ranging from a few days during short snow thawing through the rest of the year. At the Salmisuo site, two measurement seasons allowed to address possible inter-annual variation. We observed that diurnal variations in methane emissions which are typically controlled by vegetation during the growing season, might appear during snow melt as a result of the influence of physical factors rather than biological factors. The diurnal pattern in methane emissions was caused by the interaction of the freeze-thaw cycle and near urface turbulence. During the night time, when surface temperatures fell below zero and caused formation of the ice layer, methane emissions were only around 0.8 mg m-2 h-1, however after the increase in temperature and melting of the ice layer they reached peak values of around 3 mg m-2 h-1. The near surface turbulence had a significant influence on methane emissions, however only after the thawing of the ice layer. The effect of changing environmental parameters over the year was further elaborated on a carbon dioxide time series from the Ust Pojeg site. The generally accepted effects of temperature on ecosystem respiration during the night are not stable throughout the year and can change rapidly during the growing season. Using moving window regression analysis I could show that the strength of the exponential relationship between ecosystem respiration and temperature is changing during the year. This was in correspondence with recent publications elaborating on sub-seasonal changes of the controlling parameters. In general, measurements from the Ust Pojeg site represent estimates of annual CO2 and CH4 fluxes with an annual carbon balance of -94.5 g C m-2 and a new contribution to the quantification of trace gases emissions from a Russian boreal peatland. The inter-annual comparison of net ecosystem exchange (NEE) measurements with previously published data on CH4 and DOC flux from the Salmisuo site showed that the NEE of CO2 is the most important component of the carbon balance at this site. However, primary production was not responsible for the inter-annual changes in NEE. Rather, the effects of water table position during the year had a strong influence on ecosystem respiration, which was probably due to the influence on soil respiration, and higher NEE was observed during the year with smaller primary production, but higher water table levels. The effects of higher precipitation and higher water table during the wet year were shown to increase CH4 flux and the export of DOC, but their effects could not compensate for changes in ecosystem respiration. In the presented thesis intra- and inter- annual changes in carbon flux components and their controls, in our case attributed mostly to hydrological conditions in combination with other environmental parameters as temperature and the role of peatland vegetation, are discussed.
Interactive Visualization for the Exploration of Aligned Biological Networks and Their Evolution
(2011)
Network Visualization is a widely used tool in biology. The biological networks, as protein-interaction-networks are important for many aspects in life. Today biologists use the comparison of networks of different species (network alignment) to understand the networks in more detail and to understand the underlying evolution. The goal of this work is to develop a visualization software that is able to visualize network alignments and also their evolution. The presented software is the first software for such visualization tasks. It uses 3D graphics and also animations for the dynamic visualization of evolution. This work consists of a review of the Related Work, a chapter about our Graph-based Approach for Interactive Visualization of Evolving Network Alignments, an explanation of the Graph Layout Algorithm and some hints for the Software System.
In dieser Studie aus dem Jahre 2012 wurden zwei verschiedenen Operationsmethoden zur Therapie des zervikalen Radikulärsyndroms verglichen im Bezug auf klinische, radiologische und bewegungsanalytische Operationsergebnisse/ Parameter. Dabei wurde die Goldstandardmethode der Fusion, die seit 1950 angewendet wird mit der neuen Innovation der Bandscheibenendoprothetik verglichen. Insgesamt nahmen 80 Patienten an dieser Studie teil. Von diesen 80 Patienten erhielten 35 Patienten die ACDA- Methode (anterior cervical decompression and arthroplasty) und 45 Patienten die ACDF- Methode (anterior cervical decompression and fusion). Diese beiden Hauptgruppen wurden dann entsprechend der Anzahl der versorgten Segmente in ihre Untergruppen unterteilt. Diese waren: Gruppe A= monosegmentale ACDA (n= 18), Gruppe B= bisegmentale ACDA (n= 17), Gruppe C= monosegmentale ACDF (n= 16), Gruppe D= bisegmentale ACDF (n= 17) und Gruppe E= trisegmentale ACDF (n= 12). Dann wurden sowohl die beiden Hauptgruppen, als auch alle Untergruppen im Bezug auf klinische (40), radiologische (15) und bewegungsanalytische (12) Parameter mit einander verglichen. Anschließend wurden beide Hauptgruppen und alle Untergruppen mit einer Kontrollgruppe (n= 25) verglichen hinsichtlich der bewegungsanalytischen Parameter. Die Statistik für diese Studie wurde in dem Institut für Biometrie und medizinische Informatik der Ernst- Moritz- Arndt- Universität Greifswald angefertigt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass wir bei der Notwendigkeit einer monosegmentalen Versorgung die ACDA- Methode empfehlen müssen hinsichtlich klinischer und bewegungsanalytischer Parameter. Ist aber eine bisegmentale Versorgung notwendig, dann ist die ACDF- Methode das bessere Verfahren im Bezug auf klinische und bewegungsanalytische Parameter. Kernaussage dieser Studie ist: Die Anzahl der zu versorgenden Segmente stellt einen wesentlichen Parameter bei der Entscheidung zw. ACDA und ACDF da.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Erregerdirektnachweis von Chlamydophila pneumoniae als Erreger akuter respiratorischer Erkrankungen bei Kindern und Jugendlichen. Der Erregerdirektnachweis erfolgte über die Polymerasekettenreaktion (PCR). Chlamydophila pneumoniae ist ein obligat intrazelluläres Bakterium der Ordnung Chlamydiales. Der Erreger kann intrazellulär in der Rachenschleimhaut persistieren. Die Übertragung des Erregers erfolgt über einen Wirt und wird mittels Tröpfcheninfektion von einer infizierten Person zur nächsten übertragen, so dass es leicht zu kleineren Epidemien kommen kann. Über einen Zeitraum von 31 Monaten wurden bei hospitalisierten Kindern mit respiratorischen Erkrankungen Rachenabstriche entnommen und prospektiv auf eine Infektion mit Chlamydophila pneumoniae untersucht. Hierzu wurden mikrobiologische, klinische und meteorologische Verlaufsparameter erhoben. Bei den 983 untersuchten Kindern wurde bei 9,0% Chlamydophila pneumoniae mittels PCR im Rachenabstrich nachgewiesen. Eine Altersabhängigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Die Zirkulation des Erregers fand bei den untersuchten Kindern mit respiratorischen Erkrankungen vor allem in der kalten Jahreszeit statt. Optimale Bedingungen, welche das Auftreten einer Chlamydophila pneumoniae Infektion erleichtern, liegen im Herbst bei einer Durchschnittstemperatur von 5,7°C, einer durchschnittlichen Luftfeuchtigkeit von 83,9% sowie einem mittleren Dampfdruckwert von 8,9 hPa vor. Schlussfolgern kann man aus den Ergebnissen, das die Ursache der Infektionshäufung in der kälteren Jahreszeit in der Schleimhautbarriere bzw. der reduzierten Abwehrlage / Immunsituation zu suchen ist. Dies zeigt, dass der Erreger bei reduzierter Abwehrlage seine volle Virulenz entfalten kann. Unsere Studie bestätigt, dass die Serologie als diagnostische Methode zum Nachweis einer akuten Chlamydophila pneumoniae Infektion nicht geeignet ist. Bei nur 18,2 % der PCR - pos. getesteten Kinder, konnte auch ein positives serologisches Ergebnis nachgewiesen werden Der direkte Chlamydophila pneumoniae Nachweis, z.B. mittels PCR, und der indirekte Infektionsnachweis mittels Serologie sollten zumindest im Kindesalter nicht gleichgesetzt, sondern differenziert verwendet werden. Das klinische Bild einer akuten Chlamydophila pneumoniae Infektion zeigt sich im Verlauf der Erkrankung relativ milde. Die häufigste Diagnose, welche mit dem Erreger zusammen auftritt ist die Pneumonie in einem milden Verlauf mit schwacher Signifikanz. Der fehlende Auskultationsbefund spricht nicht gegen eine Infektion. 32,2% der untersuchten Kinder hatten einen trockenen, unproduktiven Husten. Der trockene Reizhusten ohne Fieber ist häufig anzutreffen. Die Laborparameter sind mit erhöhter BSG und nur mäßig erhöhtem CRP eher unspezifisch. Bei Erkrankung der unteren Atemwege betrug die Prävalenz 54,5 %. Bezüglich des Rachens zeigt sich kein vermehrter pathologischer Befund. Dagegen zeigte sich in der Gruppe der PCR - pos. Kinder mit 36,8 % ein hoch signifikanter Anteil an Kindern mit pathologischem Tonsillenbefund. Empfehlen lässt sich, dass der Tonsillenabstrich prinzipiell besser zum Infektionsnachweis geeignet scheint, als der Rachenabstrich. Dies sollte man bei der Probenentnahme beachten.
Obwohl der Myokardinfarkt eine der häufigsten Todesursachen überhaupt ist, sind die zellulären und molekularbiologischen Pathogenesemechanismen und seine Therapiemöglichkeiten nicht ausreichend untersucht. Es ist bekannt, dass die Entzündungsreaktion für die Folgen eines Myokardinfarkts eine große Rolle spielt. In dieser Arbeit wurde ein Modell zur näheren Untersuchung grundlegender intrazellulärer und interzellulärer Mechanismen dieser Entzündungsreaktion entworfen. Es wurde ein in vitro Kokultursystem zwischen mononukleären Zellen (MNC) und Kardiomyozyten (H9c2 Zellen) etabliert. Damit konnten nicht nur bisher unbekannte Zellmechanismen aufgezeigt, sondern auch ein Modell zum Screening neuer therapeutischer Substanzen im Rahmen eines Myokardinfarkts entwickelt werden. So können beispielsweise neue Wirkstoffe für den Patienten sicherer gestaltet werden. Dieses Modell wurde durch die Simulation vieler bereits in vivo beschriebener Befunde im Rahmen eines Myokardinfarkts verifiziert. Dazu zählen die Verstärkung der Expression von ICAM‑1 auf Herzzellen sowie eine Erhöhung von ICAM‑1 und LFA‑1α auf MNC. Diese Befunde konnten mit dem entwickelten in vitro Kokultur‑Modell in Bezug auf Lymphozytensubpopulationen differenziert werden. Zusätzlich wurden Aussagen über LFA‑1α speziell auf B- und T‑Lymphozyten sowie auf H9c2 Zellen, über MHC Klasse I und II auf T‑Lymphozyten sowie auf H9c2 Zellen und über den Aktivierungsgrad der T‑Lymphozytensubopulationen getroffen. Durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen kommt es zu Veränderungen von Oberflächenstrukturen auf beiden Zelltypen. Es kann von einem erhöhten Aktivierungszustand der MNC nach der Kokultur ausgegangen werden, da die Expressionsdichte von Aktivierungsmarkern (IL‑2 Rezeptoren, MHC Klasse II) auf MNC durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen erhöht war. Die verstärkte Expression von ICAM‑1, LFA‑1α, MHC Klasse I und MHC Klasse II auf H9c2 Zellen sowie die erhöhten prozentualen Anteile an CTL und T‑Helferzellen und die erhöhten Expressionen von LFA‑1α und ICAM‑1 auf MNC durch die Kokultur lassen auf eine Interaktion zwischen mononukleären Zellen und Kardiomyozyten schließen. Insbesondere die Ergebnisse aus den an den H9c2 Zellen adhärierten MNC verstärken diesen Aspekt. Es gibt verschiedene Interaktionsmöglichkeiten zwischen MNC und H9c2 Zellen. Einerseits ist die Rezeptorbindung zwischen LFA‑1α auf MNC oder H9c2 Zellen und ICAM‑1 auf Kardiomyozyten oder MNC wichtig, andererseits spielt die Rezeptorbindung über MHC Klasse I/CD8 beziehungsweise über MHC Klasse II/CD4 eine Rolle. Durch die Kokultur wurde die erhöhte Produktion und Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen und löslichen Mediatoren für TNF‑α, IL‑6 und NO gezeigt. Da H9c2 Zellen unter Kontrollbedingungen kein TNF‑α in das Kulturmedium freisetzten, wird deutlich, dass die gemessene erhöhte Menge an TNF‑α nach der Kokultur von MNC stammte. Andererseits konnte nicht geklärt werden, ob das erhöhte IL‑6 durch die MNC oder durch die H9c2 Zellen produziert wurde, da sowohl MNC als auch H9c2 Zellen in der Kultur unter Kontrollbedingungen geringe Mengen an IL‑6 freisetzten. Es muss davon ausgegangen werden, dass die erhöhte IL‑6 Konzentration aus der infolge der Kokultur vermehrten Produktion beider Zelltypen hervorgegangen ist. Aufgrund dessen, dass besonders IL‑6 für die Induktion der Expression von ICAM‑1 verantwortlich ist, scheint eine Signaltransduktion zwischen MNC und H9c2 Zellen von TNF‑α über IL‑6 und ICAM‑1 wahrscheinlich. H9c2 Zellen sowie MNC sezernieren unabhängig von der Kulturzeit eine geringe NO Menge, die durch die Kokultur gesteigert wurde. Durch eine längere Kokulturzeit wurde quantitativ nicht mehr NO sezerniert als bereits nach 24 Stunden, sodass geschlussfolgert werden kann, dass die NO Freisetzung besonders in der frühen Inflammationsphase eine Rolle spielt. Da IL‑6 erst verzögert nach 48 Stunden Kokultur verstärkt freigesetzt wird, TNF‑α aber bereits nach 24 Stunden ein Maximum im Kulturüberstand erreichte, wird die Induktion der NO Freisetzung eher auf TNF‑α oder andere proinflammatorische Zytokine, nicht aber auf IL‑6 zurückzuführen sein. Es ist nicht bekannt, ob NO durch IL‑6 induziert werden kann. Mit Hilfe durchflusszytometrischer und molekularbiologischer Auswertung konnte ein lokales RAS in den MNC nachgewiesen werden. In der mRNA Analyse wurden sowohl AT1AR als auch AT1BR detektiert. Ebenso wurde in den MNC der F344 Ratten mRNA für Angiotensinogen, AT2 Rezeptoren, ACE, Renin und Exon 1A Renin nachgewiesen. Renin, AOGEN und ACE von sMNC, die mit Hilfe einer quantitativen PCR untersucht wurden, werden durch die Kokultur von MNC und H9c2 Zellen signifikant vermindert. Der Anteil AT1R positiver Zellen verminderte sich durch die Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen und die AT2 Rezeptordichte auf sMNC und speziell auf T‑Lymphozyten erhöht sich. Jedoch spiegelt die Kokultur nicht in allen Parametern die Aktivierung des lokalen RAS innerhalb der nicht adhärierten MNC wieder. Die adhärierten MNC waren für die PCR Untersuchung nicht zugänglich. Es bleibt offen, inwieweit es zur Aktivierung des lokalen RAS in MNC durch die Kokultur kommt. Da sowohl sMNC als auch PBMC über alle RAS-Komponenten zur Generierung von ANG II verfügen, kann geschlussfolgert werden, dass sie ein lokales Renin‑Angiotensin‑System besitzen. Es können durch die Kokultur bedingte Veränderungen hinsichtlich der Oberflächenexpression einiger Strukturen durch den Einsatz von spezifischen Hemmstoffen des RAS vermindert oder aufgehoben werden. Dieser Effekt ist ein Indikator dafür, dass das lokale RAS in der Kokultur von MNC mit H9c2 Zellen eine wichtige Rolle spielt. Beispielsweise verminderte der AT1 Rezeptorblocker DUP753 signifikant den prozentualen Anteil an LFA‑1α und ICAM‑1 exprimierenden T‑Lymphozyten. Zusätzlich kam es zur Verminderung der Dichte von MHC Klasse II Oberflächenmolekülen auf T‑Lymphozyten und der IL‑2 Rezeptordichte auf CTL gegenüber den ohne Inhibitor kokultivierten Zellen. Diese Befunde lassen auf einen geringeren Aktivitätszustand der MNC und auf eine schwächere Interaktion zwischen MNC und H9c2 Zellen durch Behandlung mit einem AT1 Rezeptorblocker schließen. Dies ist ein Indiz dafür, dass das lokale RAS der MNC in der Kokultur von MNC und H9c2 Zellen aktiviert wird. Im Gegensatz dazu lässt sich die durch die Kokultur bei H9c2 Zellen induzierte Apoptose und Nekrose durch AT1R und AT2R Blockade nicht verhindern. Dieses Modell ist geeignet, zelluläre und molekulare Prozesse des Myokardinfarkts zu simulieren. Es könnte künftig ein wichtiger Bestandteil des Arzneimittelscreenings der Herzinfarkttherapie darstellen und als Grundlage für weitere Studien in der Behandlung des Myokardinfarktes dienen. Zur Optimierung dieses Modells sollte eine Methode etabliert werden, die es ermöglicht, die adhärierten MNC von den H9c2 Zellen zu trennen, um sie molekularbiologisch untersuchen zu können.