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- Ästhetik (1)
- Ätiologie (1)
- Ökologische Ethik (1)
- Überwachung (1)
- Überwinterung (1)
- Übung (1)
- ästhetische Erfahrung (1)
Institute
- Institut für Physik (18)
- Institut für Pharmazie (16)
- Institut für Community Medicine (14)
- Kliniken und Polikliniken für Innere Medizin (13)
- Institut für Hygiene und Umweltmedizin (9)
- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (7)
- Institut für Diagnostische Radiologie (7)
- Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie (7)
- Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie (7)
- Institut für Anatomie und Zellbiologie (6)
Am Institut für Pathologie der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald existiert eine umfangreiche historische makropathologische Sammlung. 101 der insgesamt 1051 Präparate sind fester Bestandteil der Lehrsammlung, welche regelhaft im Studierendenunterricht sowie in der mündlich praktischen Prüfung eingesetzt wird. Eine solche Sammlung zu erhalten bedeutet einen nicht unerheblichen personellen, materiellen sowie räumlichen Aufwand. Studierende und Dozierende bewerteten anhand von Fragebögen die Verwendung der historischen Sammlung im Pathologieunterricht, um die Frage zu klären, ob in Anbetracht der Möglichkeit digitaler und virtueller Darstellungen der Aufwand eine Lehrsammlung zu erhalten weiterhin gerechtfertig ist. Bei der Befragung hat sich gezeigt, dass 89,36% der Studierenden und 92,31% der Dozierenden die Verwendung der Sammlungspräparate positiv bewerten und alle Dozierenden die Verwendung der Präparategläser der Verwendung von Bildern als alleinigem Anschauungsmaterial als überlegen empfinden. Ebenso würden alle Dozierenden weiterhin Sammlungspräparate im Unterricht verwenden, selbst wenn dies nicht mehr wie bisher in der Studienordnung vorgegeben wäre. Hierbei zeichnen sich die Präparategläser vor allem hinsichtlich Dreidimensionalität(Dozierende 100%, Studierende 92,91%), besserer Anschaulichkeit (Dozierende 84,62%, Studierende 83,69%) und für die Studierenden zudem im Bezug auf realistischere Darstellung(90,87%) gegenüber Bildern positiv aus. Auch eignen sich die Präparategläser besonders für die Gestaltung von Unterricht in Kleingruppen. Allerdings wurde seitens der Studierenden deren schlechte Verfügbarkeit für das Selbststudium kritisiert und sowohl Dozierende als auch Studierende beklagten Fixierungsartefakte, welche nicht zu vermeiden sind und die Darstellungsqualität der Präparate reduzieren. Zusammenfassend wurde die Verwendung der historischen Präparate in Unterricht und Prüfung jedoch überwiegend positiv bewertet, so dass die Sammlung mindestens im jetzigen Umfang weiter zu erhalten und zu nutzen ist.
Nasenseptumperforationen stellen ein seltenes Krankheitsbild dar, welches jedoch mit erheblichen physischen und psychischen Beeinträchtigungen einhergehen kann. Eine mögliche Therapieform ist der chirurgische Verschluss. Dieser stellt hinsichtlich der OP-Methode und ihrer Erfolgschancen eine große Herausforderung dar. Ziel dieser Studie war es, anhand standardisierter Fragebögen und objektiver Messungen postoperative Langzeitergebnisse zu gewinnen, um das Abwägen für und wider eine Operation zu erleichtern. Hierfür wurden 57 Patienten aus der Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie der Universitätsmedizin Greifswald befragt, die zwischen 1993 und 2009 mittels Brückenlappentechnik nach Schultz-Coulon operiert worden waren. Es handelte sich um 24 weibliche und 33 männliche Patienten mit einem Durchschnittsalter von 48 Jahren. Das Patientengut wurde in erfolgreich verschlossene (n= 35) und reperforierte Fälle (n= 22) geteilt. Es wurde die Lebensqualität beider Gruppen eruiert und bewertet. Dabei konnten Erkenntnisse durch Ermitteln aus Patientenakten, Befragung mittels standardisierter Fragebögen (SNOT 20-D, Lund McKay, NOSE-D, SF-36) und objektiver Messmethoden (Sniffin‘ Sticks, Akustische Rhinometrie, Rhinomanometrie, Rhinoresistometrie) gewonnen werden. Zur klinischen Nachuntersuchung erschienen 25 der Patienten. Die Auswertung der Fragebögen SNOT 20-D, Lund McKay und NOSE-D lieferte keine signifikanten Ergebnisse bezüglich der spezifischen rhinologischen Lebensqualität. Im SF-36 konnte hingegen eine signifikant verbesserte allgemeine Lebensqualität der Patienten mit erfolgreich verschlossenem Septum nachgewiesen werden. Sowohl die psychischen als auch physischen Skalenwerte waren höher als bei Patienten mit Reperforationen. Diese Spätrezidive traten bis zu 16 Jahre postoperativ auf. Spezifische Riechtests zeigten ein besseres Riechvermögen bei erfolgreicher Operation. Die Akustische Rhinometrie ergab keine signifikanten Unterschiede im Gruppenvergleich. Rhinoresistometrie und Rhinomanometrie deuteten eine leichtgradige Obstruktion der Nase nach erfolgreichem Septumverschluss an. Daraus wird eine Beziehung zwischen der anatomischen Beschaffenheit der Nase und einer Nasenatmungsbehinderung vermutet. Es bestand ein Zusammenhang zwischen objektiver Messung und subjektiver Einschätzung. So korrelierte die objektive Funktionsdiagnostik der Nase signifikant mit der Erhebung der allgemeinen Lebensqualität (Ergebnis des SF-36). Bei älteren Patienten war die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Operation geringer. Es konnte gezeigt werden, dass eine Septumperforation eine relevante Erkrankung ist, die mit dem Leidensdruck von Patienten mit schwerwiegenden chronischen Erkrankungen (Diabetes mellitus, atrophische Rhinitis) gleichzusetzen ist. Nach einem erfolgreichen Verschluss einer Septumperforation konnte eine physische und psychische Verfassung ähnlich der eines Gesunden hergestellt werden. Die postoperative Zufriedenheit war bei 77% der Patienten so groß, dass diese sich einer erneuten Operation unterziehen würden. Zusammenfassend ist es innerhalb der vorliegenden Arbeit gelungen, neue Erkenntnisse über die psychische und physische Verfassung von Septumperforationspatienten vor und nach einer Verschlussoperation zu ermitteln. Diese sollen empfehlend in der klinischen Praxis Anwendung finden. Wünschenswert wäre es, in zukünftigen multizentrischen Studien verschiedene Operationstechniken eines größeren Patientenkollektivs zu vergleichen. Nach unseren Erkenntnissen stellt der SF-36 hierfür einen validen Test dar. Eine Befragung der Patienten könnte sowohl kurz vor und nach der Operation erfolgen, um vergleichbare Daten zu erhalten. Zur Verbesserung der postoperativen Betreuung wäre ferner ein Recallsystem zu entwickeln.
Bei der Bekämpfung chlamydialer Infektionen spielen CD8+ T-Zellen eine wichtige Rolle. Für diese ist die Aktivierung durch MHCI-präsentierte Peptidantigene auf der Oberfläche Chlamydien-infizierter DCs von entscheidender Bedeutung. Die intrazellulären Mechanismen, die zu einer effektiven MHCI-Präsentation führen sind jedoch weitestgehend unbekannt. In dieser Arbeit wurde die Antigenprozessierung und -präsentation chlamydialer Peptidantigene anhand von in vitro-Infektionsstudien und funktionaler Antigenpräsentations-Assays untersucht. Dafür wurde die immortalisierte murine DC-Zelllinie JAWSII und CD8+ T-Zellen aus der Milz Chlamydien-infizierter C57BL/6-Mäuse verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass Chlamydien nach der PDI-abhängigen Aufnahme durch Clathrin- beziehungsweise Caveolin-vermittelte Endozytose eine PV ausbilden, die durch ein Gerüst aus Vimentin stabilisiert wird. Durch die Infektion kommt es zur Reifung der DCs einhergehend mit einer erhöhten Oberflächenexpression von MHCI-Molekülen. Für die Neusynthese dieser ist die TLR-2-abhängige Aktivierung des NF-kB-Signalweges verantwortlich. Für die erhöhte Oberflächenexpression scheint jedoch der p38- und ERK1/2- abhängige Transport vorgefertigter MHCI-Moleküle vom GA zur Plasmamembran der zeitbestimmende Schritt zu sein. Neben dem Oberflächentransport sind p38 und ERK1/2 auch entscheidend für die Aktivierung der cPLA2. Diese produziert nach Hspb-1- vermittelter Translokation an das Vimentin-Gerüst der PV, Arachidonsäure, die sich in die Membran der PV einlagert und somit zur Destabilisierung derselben führt. Dadurch gelangen akkumulierte CPAF-Moleküle ins Zytosol der DCs, wo sie beginnen das Vimentin- Gerüst abzubauen. Dies wiederum führt zur Freisetzung der Chlamydien ins Zytosol. Mit Hilfe verschiedener mikroskopischer Bildgebungsverfahren konnte gezeigt werden, dass die freigesetzten zytosolischen Chlamydien zunächst ubiquitiniert und durch den Adaptorkomplex p62/SQSTM-1 erkannt werden. Dieser führt die Chlamydien anschließend LC-3- positiven Autophagosomen zu, in denen die chlamydialen Antigene durch Cathepsine prozessiert werden. Dabei werden ausschließlich chlamydiale Proteine prozessiert, die im bakteriellen Zytoplasma oder der Membran lokalisiert sind. Die prozessierten Peptidantigene werden im Zytosol weiterprozessiert und gelangen entweder über den klassischen MHCI-Präsentationsweg oder den vakuolaren Kreuzpräsentations-Weg auf die Zelloberfläche. Da Epithelzellen die primären Zielzellen einer Chlamydien-Infektion sind, ist die Erkennung und Eliminierung dieser durch CD8+ T-Zellen essentiell für die anti-chlamydiale Immunantwort. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass Chlamydien-infizierte Epithelzellen in der Lage sind Peptidantigene auf MHCI-Molekülen zu präsentieren und dass die postulierte CPAF-vermittelte Reduzierung der MHCI-Oberflächenexpression nicht stattfindet. Zudem konnte gezeigt werden, dass IFN-gamma-stimulierte Epithelzellen einen DC-Infektionsphänotyp, charakterisiert durch erhöhte cPLA2-Aktivität und Lokalisation der Chlamydien in Autophagosomen, zeigen. Dies deutet daraufhin, dass Epithelzellen, die durch IFN-gamma von aktivierten Effektor-T-Zellen stimuliert wurden, in der Lage sind, chlamydiale Antigene autophagosomal zu prozessieren und zu präsentieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit erlauben erstmals ein erweitertes Verständnis der MHCI- vermittelten Antigenpräsentation in Chlamydien-infizierten DCs und liefern entscheidende Hinweise für zukünftige immunologische Therapieansätze und Impfstrategien.
Natürliche Metabolite sind Ausgangsstoff für eine Reihe von Arzneimitteln wie zum Beispiel Antibiotika. Doch bis zur Anwendung am Menschen sind viele Analyseschritte notwendig. Da viele Naturstoffe nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung gestellt werden können, wird deren Funktionsanalyse und Anwendung erschwert. Für dieses Defizit sind im Wesentlichen zwei Ursachen zu nennen. Entweder ist eine Vielzahl der Produzenten nicht kultivierbar oder eine ausreichende Synthese ist unter Laborbedingungen im Ausgangsstamm nicht möglich. Aus diesem Grund sind alternative Strategien wie zum Beispiel eine heterologe Expression dieser Synthese-Cluster in geeigneten Wirten notwendig. Dies war der Ansatzpunkt für die vorliegende Arbeit. Eine besondere Bedeutung innerhalb der Naturstoffe kommt der strukturell diversen und mitunter sehr komplexen Gruppe der Polyketide und nichtribosomalen Peptide zu, die oft pharmazeutisch relevante Wirkungen aufweisen. Die für ihre Synthese verantwortlichen Enzyme (PKS und NRPS) sind häufig beachtliche Multienzymkomplexe, die durch Gencluster codiert werden, deren Größe von 10–100 kbp reichen kann. Bisher wurden für die heterologe Produktion dieser Metabolite in erster Linie Actinomyceten wie zum Beispiel Streptomyces coelicolor und Myxococcus xanthus, die selbst eine Vielzahl an Polyketiden und nichtribosomalen Peptiden synthetisieren, oder Escherichia coli genutzt. In der vorliegenden Arbeit wurde Bacillus subtilis, der bereits breite Anwendung in der industriellen Herstellung von technischen und pharmazeutischen Proteinen findet, erstmals als heterologer Wirt für die Synthese eines Polyketids (6-Desoxyerythronolid B) und eines nichtribosomalen Peptids (Enniatin B) eingesetzt. Zu diesem Zweck wurde ein Klonierungsprotokoll für die schnelle und wiederholte Genommodifizierung entwickelt. Dieses basiert auf der Kombination von transformationssteigernden Elementen (sogenannten six-sites) mit der chromosomalen Integration einer induzierbaren Kopie des Kompetenzfaktors ComS. Zur Markerentfernung wurde das Cre-lox-System implementiert. Durch die zusätzliche Deletion des Restriktions- und Modifikationssystems wurde eine weitere Voraussetzung zur chromosomalen Integration großer Gencluster geschaffen. Damit steht nun ein optimiertes Protokoll für die Konstruktion von B. subtilis-Expressionsstämmen und deren weiterer genomischer Modifizierung zur Verfügung. Als Vertreter einer komplexen Polyketidsynthase wurde die Desoxyerythronolid B-Synthase (DEBS) aus Saccharopolyspora erythraea ausgewählt. Dieser aus drei ca. 300–350 kDa großen Proteinen (DEBS1–3) bestehende Enzymkomplex ist für die Bildung des Makrolids 6-Desoxyerythronolid B (6dEB) verantwortlich, das die Vorstufe des antibiotisch wirksamen Erythromycins darstellt. Das korrespondierende Gencluster umfasst drei ca. 10 kb große Gene (eryAI–III) und konnte erfolgreich in drei Operonstrukturen im Genom von B. subtilis lokalisiert werden: als i) natürliches Operon, ii) modifiziertes Operon mit optimierten RBS und iii) drei separate Expressionskassetten. Unter fed-batch-simulierenden Bedingungen (EnBase-System) gelang dabei ein positiver Metabolitennachweis für den Stamm mit drei separaten Expressionskassetten. Um das Zellwachstum und die 6dEB-Synthese zu verbessern, wurden weiterführende Genommodifizierungen des Produktionsstammes vorgenommen, von denen sich einige positiv auf die Produktbildung auswirkten. Mit diesem Versuch wurde erstmals die prinzipielle Eignung von B. subtilis als heterologer Produzent für komplexe Polyketide erbracht. Die Enniatin-Synthetase (ESyn) aus dem filamentösen Pilz Fusarium oxysporum wurde als Beispiel einer nichtribosomalen Peptidsynthetase in die Arbeit einbezogen. Aufgrund der handhabaren Größe des esyn-Gens (10 kb) wurde die Expression auf single- und multi-copy-Level untersucht. Dabei wurde auch der Einfluss verschiedener Genommodifizierungen und Änderungen in den Wachstumsbedingungen auf die Produktbildung analysiert. Die Kultivierungsversuche inklusive Metabolitenanalyse wurden in Kooperation mit dem Institut für Biologische Chemie an der TU Berlin durchgeführt. Abschließende Konzentrationen des entsprechenden Metaboliten (Enniatin B), einem zyklischen Hexadepsipetid mit zahlreichen antiinfektiven Wirkungen, wurden auf 4,5 µg/L (single-copy) bzw. 1,2mg/L (multi-copy) beziffert. Damit konnte in B. subtilis zum ersten Mal die heterologe Produktion eines gattungsfremden nichtribosomalen Peptids demonstriert werden. Zusammengefasst beschreibt die präsentierte Arbeit die erfolgreiche Produktion eines komplexen Polyketids und eines nichtribosomalen Peptids. Obwohl weitere Untersuchungen notwendig sind, um einige unerwartete Effekte bestimmter Genommodifizierungen aufzuklären und eine weitere Steigerung in der Produktausbeute zu erreichen, konnte eindeutig belegt werden, dass sich B. subtilis als Wirt für die heterologe Produktion von Sekundärmetaboliten eignet.
Obwohl Forschungsprojekte zum Thema Telemonitoring bei Herzinsuffizienzpatienten häufig an Krankenhäusern angegliedert sind und diese als Erbringer dieser Dienstleistung einige Vorteile aufweisen, gibt es bislang keine Evaluationen, die die Konsequenzen aus Sicht eines diese Leistung erbringenden Krankenhauses bewerten. Die Kenntnis der anfallenden Kosten und Effekte stellen jedoch eine unabdingbare Voraussetzung sowohl für eine Implementierung dieser Leistung über Forschungsprojekte hinaus als auch für Verhandlungen über mögliche Vergütungsformen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es folglich, am Beispiel eines Universitätsklinikums im ländlichen Raum die Kosten und Effekte einander gegenüberzustellen, die durch die telemonitorische Betreuung von Herzinsuffizienzpatienten entstehen. Die Kosten der Intervention wurden bestimmt. Die Effekte ergaben sich aus der monetären Bewertung von Veränderungen in den Outcomeparametern Fallzahl, Verweildauer und Zahl der Fallzusammenführungen, die zwischen Interventionspatienten und Kontrollpatienten einer prospektiven, randomisiert kontrollierten Studie gemessen werden konnten. Über deterministische Sensitivitätsanalysen wurde die Robustheit des Ergebnisses der Wirtschaftlichkeitsrechnung bestimmt. Unter den aktuellen Rahmenbedingungen und den getroffenen Annahmen ist die telemonitorische Betreuung der Herzinsuffizienzpatienten durch ein Krankenhaus betriebswirtschaftlich nicht sinnvoll. Dieses Ergebnis wurde in den meisten Szenarien der Sensitivitätsanalyse bestätigt. Dennoch sollten weitere, nicht primär monetäre Aspekte in die Entscheidung für oder gegen die Leistungserbringung durch ein Krankenhaus berücksichtigt werden.
Heparin is an anticoagulant drug. It is important in the treatment of deep vein thrombosis,pulmonary embolism and during surgeries. Heparin-induced thrombocytopenia (HIT) is a severe adverse reaction caused by the formation of ultralarge complexes of platelet factor 4 (PF4) with unfractionated heparin (UFH). It can lead to limb loss or fatal events like stroke, myocardial infarction or pulmonary embolism. HIT has an incidence of about 3% in patients receiving anticoagulative heparin treatment. PF4 is a tetrameric protein, released from the α-granules of platelets upon activation. PF4 is known to form antigenic complexes with UFH accompanied by structural changes of PF4. In this thesis, the size and size distribution of PF4 and PF4/heparin complexes were analyzed using asymmetrical flow field-flow-fractionation (AF4), photon correlation spectroscopy (PCS) and atomic force microscopy (AFM). PF4 tends to form auto-aggregates and to adsorb to different surfaces, including regenerated cellulose, polyethersulfone, quartz and glass. The aggregates are less pronounced in solutions at isotonic NaCl concentration. Arginine and Tween 20 were identified as possible ingredients to hinder the auto-aggregation of PF4. Also, it is shown by combining circular dichroism (CD) spectroscopy, atomic force microscopy (AFM) and isothermal titration calorimetry (ITC) with UFH and defined chain length (16-, 8-, 6-, 5-mer) heparins that structural changes (i.e., increase in β-sheets) alone are not sufficient to induce antigenicity. While UFH, 16-, 8-, and 6-mer heparins all induced an increase in the antiparallel β-sheet content to > 30% (as determined by CD spectroscopy), complex antigenicity as measured by anti-PF4/heparin antibody binding in an enzyme-linked immunosorbent assay (EIA) was only induced by UFH and 16-mer heparin. Fondaparinux (5-mer heparin), which forms in vitro non-antigenic complexes with PF4, did not induce structural changes of PF4. Interestingly, the structural changes induced by antigenic UFH and 16-mer heparin but not by non-antigenic shorter heparins were reversible at higher heparin concentrations. Furthermore, the complexes formed by PF4 with longer heparins were larger than those formed with shorter heparins as shown by atomic force microscopy (AFM). UFH, HO16 and HO08 are able to form ultralarge multimolecular complexes with PF4. ITC data indicated strong electrostatic interactions and energetically unfavorable conformational changes of PF4 with longer heparins, while for the short heparins, favorable conformational changes in the structure of PF4 are induced. This explains the reversibility of the structural changes seen for UFH and HO16 upon addition of an over-saturating amount of heparin. Finally, using differential scanning calorimetry (DSC) the thermal stability of PF4 and PF4/heparin complexes was assessed. Despite its tendency to form auto-aggregates, PF4 is a heat-stable protein. This stability is, length dependently, even increased in complex with heparins. This work shows important differences in the binding between PF4 and heparins of different chain length and might be relevant for the understanding of other biological functions of heparins (e.g., involvement in allergic and inflammatory reactions).
Anhand einer kleinen, prospektiven Patientenstudie zeigt diese Dissertation die Praxistauglichkeit chairside-gefertigter vollkeramischer Seitenzahnbrücken. Es werden monolithisch hergestellte Brücken aus transluzentem Zirkonoxid (TZI) und aus Zirkonoxidgerüst und Silikatkeramischer Verblendung zusammen gesetze Multilayerbrücken verglichen. Beide Brücken werden abdruckfrei, durch den Behandler, in der Zahnarztpraxis hergestellt. Dabei kommt das Cerec System der Firma Sirona mit der Blue Cam, der Cerec AC Maschine und der Inlab Software > 3.8 zum Einsatz. Parameter wie die Passgenauigkeit am Patienten, die Funktionalität und die Ästhetik der Brücken, aber auch die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens zeigen die Praktikabilität der Herstellung. Ziel ist es zu verdeutlichen, wieweit die Herstellung dieser Brücken mit den im betrachteten Zeitraum der Jahre 2013/2014 auf dem Markt befindlichen Materialien und Möglichkeiten für den Zahnarzt und seine Patienten sinnvoll, erfolgversprechend und wirtschaftlich ist.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Pneumatisation des Processus alveolaris maxillae unterschiedlicher Spezies von Catarrhini und Platyrrhini untersucht. Dazu standen 89 computertomographische Datensätze adulter Schädel mit einer permanenten Dentition beiderlei Geschlechts zur Verfügung. Der Recessus alveolaris wurde als der Teil der Kieferhöhle definiert, der unter einer gedachten Bezugslinie zum Nasenboden liegt. Anhand der CT-Datensätze wurde das Volumen des Recessus alveolaris mit der 3D-Rekonstruktionssoftware „WinSurf® 4-1-0“ (Golden Software Inc., USA) berechnet sowie 3D-Rekonstruktionen zur Beurteilung der Form des Kieferhöhlenbodens angefertigt. Darüber hinaus wurden die Schädel unter vergleichend-anatomischen Gesichtspunkten vermessen. Die Beziehungen der erhobenen Volumina und Messtrecken wurden mit Hilfe von Korrelations- und Regressionsanalysen geprüft. Das Volumen des Recessus alveolaris war bei Altweltaffen größer als bei Neuweltaffen. Der Gorilla zeigte unter den Altweltaffen mit 5,00cm³ bzw. Alouatta unter den Neuweltaffen mit 0,88cm³ das größte Volumen der jeweiligen Gruppe. Das kleinste Volumen des Recessus alveolaris besaß unter den Neuweltaffen Brachyteles mit 0,03cm³ und unter den Altweltaffen der Orang-Utan mit 0,53cm³. Die tiefste Stelle des Recessus alveolaris lag sowohl bei Altweltaffen als auch bei den Spezies Alouatta und Cebus in der Regel auf Höhe des ersten Molaren. Die Morphologie des Recessus alveolaris zeigte inter- und intraspezifisch eine große Variationsbreite. So stellte sich der Recessus alveolaris beim Menschen und Gorilla als wannenförmig oder unregelmäßig dar; bei den Schimpansen, Gibbons und den Neuweltaffen zeigte er eine unregelmäßige Form. Die Zahnwurzeln hatten häufig direkten Kontakt zum Boden der Kieferhöhle und projizieren sich zum Teil in die Kieferhöhle hinein. In einem Fall des Orang-Utans zeigte sich eine Wannenform, im anderen Fall ein flacher, schmaler Recessus alveolaris, der keinen direkten Kontakt zu den Zahnwurzeln aufwies. Asymmetrien von rechtem und linkem Recessus alveolaris traten sowohl bei Neuweltaffen als auch bei Altweltaffen auf. Diese Asymmetrien wurden als fluktuierend eingestuft. Mit der Korrelationsanalyse konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen den Volumina von Recessus alveolaris und Sinus maxillaris sowohl bei Alt- als auch Neuweltaffen nachgewiesen werden. Je größer die Kieferhöhle, umso mehr tendierte sie dazu den Processus alveolaris zu pneumatisieren. Die Ausdehnung der Sinus maxillaris in den Processus alveolaris war jedoch bei den Affengruppen unterschiedlich. Dies bestätigte sich in den unterschiedlichen Anstiegen der Regressionsgeraden. Bei den Altweltaffen wurde das Merkmalspaar von Recessus alveolaris und Sinus maxillaris von der Gesichtsschädellänge beeinflusst. Obwohl unsere Ergebnisse darauf hindeuten, dass ein großes Kieferhöhlenvolumen mit einem großen Volumen des Recessus alveolaris in Zusammenhang steht, vermuten wir, dass eine alleinige strukturelle Erklärung unzureichend ist. Dies begründen wir durch die unterschiedlichen Ergebnisse zwischen den Affengruppen und durch den schwachen Zusammenhang zwischen Recessus alveolaris und Schädelmaßen. Wir nehmen an, dass eine komplexe Interaktion mehrerer Faktoren intrinsischer und extrinsischer Natur für die Morphologie und die Pneumatisation des Recessus alveolaris verantwortlich sind. In welchem Maß extrinsische Faktoren Einfluss auf die Gestalt des Recessus alveolaris nehmen, sollte anhand weiterer Studien geprüft werden.
Der Einfluss der Nahrungsaufnahme auf die Wirkstofffreisetzung aus oral applizierten Darreichungsformen ist eine der zentralen Fragestellungen der Biopharmazie. In der vorliegenden Arbeit wurden die physiologischen Faktoren, die die Wirkstofffreisetzung aus festen oralen Darreichungsformen im postprandialen Magen beeinflussen können, näher charakterisiert. Zu diesem Zweck wurde ein biorelevantes In vitro-Freisetzungsmodell (Fed Stomach Model, FSM) entwickelt, das die Simulation mechanischer Beanspruchungen bei der Passage des postprandialen Magens ermöglicht. In speziellen Durchflusszellen konnten die Bewegungen der Arzneiform im Magen, intragastral auftretende Drücke sowie der Mediendurchfluss individuell kontrolliert und in physiologischen Größenordnungen simuliert werden. Die Eignung des FSM wurde anhand einer Zweischicht-Retardtablette mit dem Wirkstoff Diclofenac-Natrium untersucht. Die regionalen Besonderheiten des Magens hinsichtlich der mechanischen Beanspruchungen wurden dabei in Testprogrammen für den Fundus, das Antrum und die Magenentleerung berücksichtigt. Diese wurden, basierend auf den Ergebnissen einer Magnetic Marker Monitoring-Studie, ferner in drei verschiedenen Testszenarien, die das gastrale Lokalisationsverhalten einer oralen Arzneiform im postprandialen Magen über eine Dauer von 4 h beschreiben, in unterschiedlicher Abfolge miteinander kombiniert. Es konnte in Abhängigkeit der simulierten Testszenarien ein verschiedenartiges Freisetzungsverhalten der untersuchten Arzneiform beobachtet werden. Dabei führte die Simulation der milden Beanspruchungen im Fundus zu relativ geringen Freisetzungsraten. Aus den starken mechanischen Beanspruchungen, die die physiologischen Bedingungen im Antrum und während der Magenentleerung abbildeten, resultierten hingegen höhere Wirkstofffreigaberaten. Der Physiologie des Magens entsprechend, vermag das FSM die mechanischen Beanspruchungen, die potentiell auf eine feste orale Arzneiform einwirken, mit geringen Scherraten, aber mit kurzzeitig hohen Scherkräften zu simulieren. Das FSM wurde erfolgreich als ein biorelevantes In vitro-Freisetzungsmodell etabliert, das speziell die mechanischen Besonderheiten der Magenpassage einer festen oralen Darreichungsform berücksichtigt. Es kann dementsprechend die Entwicklung robuster Arzneimittel mit minimiertem Nahrungsmitteleffekt unterstützen, indem ein ungewünschtes Wirkstofffreigabeverhalten einer Formulierung frühzeitig identifiziert werden kann. Eine Magnetresonanztomographie (MRT)-Studie mit 12 gesunden Probanden lieferte erstmals Erkenntnisse zu den Volumina und Fettgehalten des Mageninhaltes nach Einnahme der hochkalorischen und fettreichen FDA-Standardmahlzeit. Der Mageninhalt wird gemeinhin als Auflösungsmedium für den in der Arzneiform enthaltenen Wirkstoff betrachtet, weshalb das zur Verfügung stehende Volumen ein entscheidender Faktor bei der Wirkstofffreisetzung ist. Das Mageninhaltsvolumen (gastric content volume, GCV) betrug nüchtern 31 ± 19 mL. Die Einnahme der Standardmahlzeit führte zu einem Anstieg des GCV auf 580 ± 38 mL. Verbunden mit dem nach Nahrungsaufnahme ebenfalls hohen Fettgehalt des Mageninhaltes von durchschnittlich 9,5 ± 1,0 %, kann dies eine Erhöhung der oralen Bioverfügbarkeit schlecht wasserlöslicher Arzneistoffe im Vergleich zur Nüchternapplikation bedingen. Während das GCV aufgrund der sich initial ausgleichenden Sekretions- und Entleerungsraten über 50 - 90 min relativ konstant war, überwog im Anschluss die Magenentleerung. Das GCV nahm dabei mit einer Rate von 1,7 ± 0,3 mL/min ab. Die Gabe von 240 mL Wasser 30 min nach Beginn der Nahrungsaufnahme führte zu einer kurzzeitig veränderten Magenentleerungskinetik. Das zugeführte Wasser wurde jedoch innerhalb kurzer Zeit aus dem Magen entleert. Bei entsprechend schneller Freisetzung eines Wirkstoffes aus der Arzneiform besteht somit die Möglichkeit, dass der Arzneistoff den Magen zügig mit dem parallel eingenommenen Wasser verlässt. Es wurde ferner gezeigt, dass selbst mehr als 6 h nach Nahrungsaufnahme sowohl das GCV als auch der Fettgehalt des Mageninhaltes im Vergleich zum Nüchternzustand signifikant erhöht waren. In klinischen Studien, bei denen die hochkalorische und fettreiche Standardmahlzeit verwendet wird, kann dementsprechend für mindestens 5 - 6 h von postprandialen Bedingungen ausgegangen werden. Die sich daraus ergebenden mechanischen und physikochemischen Besonderheiten müssen bei der Beurteilung der Studienergebnisse unbedingt berücksichtigt werden. Darüber hinaus können diese Erkenntnisse zur Optimierung der Testbedingungen von biorelevanten In vitro-Freisetzungsmodellen beitragen. Die In vitro- und In vivo-Ergebnisse der vorliegenden Arbeit belegten, dass die Bedingungen innerhalb des postprandialen Magens kritisch für die Wirkstofffreisetzung aus festen oralen Darreichungsformen sind. Die genaue Charakterisierung der Magenpassage ist für die Beurteilung von Nahrungsmitteleffekten somit von großer Bedeutung.
In der vorliegenden Arbeit sollten zwei verschiedene Wirkstoffklassen auf ihre Fähigkeit Apoptose und Autophagozytose zu aktivieren analysiert werden. Dabei wurden 39 Sigma-Rezeptor-Liganden, die an der Universität Münster (Arbeitsgruppe von Prof. Bernhard Wünsch) synthetisiert wurden, zunächst auf ihre antiproliferativen Eigenschaften in acht humanen Krebszelllinien untersucht. Anhand der Struktur-Wirkungs-Beziehungen konnte gezeigt werden, dass sich große, raumfüllende Substituenten an beiden N-Atomen des Piperazin-Grundgerüstes positiv auf die Hemmung des Zellwachstums auswirken. Da die Multiple Myelom Zellinie RPMI 8226 eine hohe Dichte an Sigma-Rezeptoren exprimiert, wurde sie für weitere Versuche herangezogen. Als repräsentative Liganden wurde das Enantiomerenpaar (S)-11 und (R)-11 für weitere Versuche ausgewählt, da es neben einer guten Affinität zu beiden Rezeptor-Subtypen auch antiproliferierende Eigenschaften in der RPMI 8226-Zelllinie zeigte. Die Behandlung führte zur zeitabhängigen Induktion der Apoptose, die mit den typischen Charakteristika wie morphologische Membranausstülpungen, Annexin-V positive Zellen und der Chromatinkondensation einherging. Die Detektion von aktivierter Caspase-3, -8 und -9 im Durchflusszytometer deutete zunächst auf eine Beteiligung beider Signalwege der Apoptose hin. Da im Western Blot keine Caspase-9-Spaltprodukte detektiert werden konnten und auch die Vorinkubation mit den Caspase-Inhibitoren z-VAD-FMK und M50054 keinen Effekt auf die Apoptoserate bewirkte, scheinen die Caspasen im Sigma-Ligand-vermittelten Zelltod eine untergeordnete Rolle einzunehmen. Die frühe Abnahme des mitochondrialen Membranpotentials verbunden mit der zunehmenden Konzentration des Apoptose-induzierenden Faktors (AIF) im Zytosol der RPMI 8226-Zellen deuten ebenfalls auf eine Caspase-unabhängige Form der Apoptose hin, die besonders für Sigma(2)-Agonisten bereits beschrieben ist. Und auch in diesem Projekt zeigen die Sigma-Liganden zytotoxische Aktivitäten, wenn sie eine Affinität zum Sigma(2)-Rezeptor aufweisen. Neben der Apoptose konnten (S)-11 und (R)-11 auch die Autophagozytose induzieren. Dieser Prozess scheint jedoch der Apoptose nachgeschaltet zu sein und weist darauf hin, dass es sich nicht um einen Schutzmechanismus der Zelle handelt, sondern eher in einer direkten Form des programmierten Zelltodes vom Typ II begründet ist. Dieser ist bisher noch nicht für Sigma-Rezeptor-Liganden beschrieben und könnte einen Vorteil gegenüber anderen Vertretern dieser Wirkstoffklasse darstellen. Eine Gemeinsamkeit von Sigma-Ligand-induzierter Apoptose und Autophagozytose liegt in ihrer Aktivierung durch die Lipidperoxidation. Es wurde ein sehr früher Anstieg von LPO-Produkten detektiert, der sich nur durch das lipophile Antioxidans alpha-Tocopherol beeinflussen ließ. Desweiteren konnte die antiproliferierende Wirkung von (S)- 11 und (R)-11 im MTT-Assay komplett blockiert werden, und auch die Apoptoseraten wurden durch den Radikalfänger signifikant erniedrigt. Die Hemmung der LC3-II-Expression im Western Blot durch alpha-Tocopherol verdeutlicht auch hier die Beteiligung der LPO an der Autophagozytose. Als Vertreter einer weiteren Wirkstoffklasse wurde der phtoaktivierbare Pt(IV)-Komplex FM 165, der in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter Sadler (Universität Warwick, UK) synthetisiert wurde, untersucht. Die antiproliferierenden Eigenschaften der photoaktivierbaren Pt(IV)-Verbindung können nicht mit der Apoptose als Zelltodmechanismus begründet werden. In diesem Fall ließen sich keine morphologischen Charakteristika nachweisen und auch die Annexin-V Anfärbung fiel negativ aus. Die weiteren Untersuchungen zeigten jedoch auch die Aktivierung der Autophagozytose durch Expression von LC3-II und p62 im Western Blot. Eine Hemmung lysosomaler Enzyme durch die Protease-Inhibitoren E64d und Pepstatin A führte zu erhöhten LC3-II-Konzentrationen sowie einer p62-Akkumulation. Im Gegensatz zu den Sigma-Rezeptor-Liganden deutet dies eher auf eine vollständige Verlaufsform hin. Da die Autophagozytose bereits nach 6 h-Behandlung mit FM 165 detektiert wurde, ist es nicht ausgeschlossen, dass es sich zunächst um eine zellschützende Funktion handeln könnte. Auch beim FM 165 scheinen oxidative Vorgänge eine wichtige Rolle hinsichtlich der Autophagozytose-Aktivierung zu übernehmen. Nach erfolgter Photoaktivierung der Zellen ließen sich ansteigende ROS Konzentrationen verzeichnen, die nach 2 h deutlich wurden und somit noch vor der Autophagozytose entstehen.
Ziel der vorliegenden Arbeit war eine vergleichende Darstellung der Kariesprävalenz im Milchgebiss zweier strukturell vergleichbarer jedoch konfessionell unterschiedlichen Landkreise in Niedersachen. Während sich der Landkreis Cloppenburg durch eine wirtschaftlich starke und katholische Struktur mit starker Vernetzung auszeichnet [Vitzthum 2009], ist der überwiegend evangelische Landkreis Uelzen durch eine für Niedersachsen konventionelle, ländliche Struktur geprägt. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde im Jahr 2009 an 679 Kindern im Landkreis Cloppenburg und 541 Kindern im Landkreis Uelzen im Alter von 2-7 (mittleres Alter 4,86 ± 0,99 ) Jahren die Häufigkeit von Milchzahnkaries und Nuckelflaschenkaries untersucht. Ziel der Studie war, neben der Erfassung kariesepidemiologischer Daten, die Überprüfung der Hypothese, ob Kariesverbreitung bei den überwiegend katholischen Kindern mit potenziell intakteren Familienstrukturen im Landkreis Cloppenburg gegenüber den überwiegend evangelischen Kindern im Landkreis Uelzen signifikant geringer ausfällt. Ferner wurde der Einfluss des Geschlechts, der Herkunft und des Alters untersucht. Überraschenderweise betrug der Anteil naturgesunder Milchgebisse im Landkreis Cloppenburg lediglich 60,8 % und lag deutlich unter dem der Uelzener Kinder mit 80,4 %. Die dmft-Werte lagen bei 1,6 ± 2,8 und 0,6 ± 1,1 und damit unter dem für Thüringen in den Jahren 2004/2005 diagnostizierten dmft-Mittelwert bei den 5-Jährigen von 1,87 [Borutta 2007]. Somit konnte die Hypothese nicht bestätigt werden, dass die aufgrund des katholischen Glaubens unterstellten intakteren Familienstrukturen einen signifikant positiven Einfluss auf die Zahngesundheit haben. Aus den vorliegenden Daten ergibt sich ein gegenteiliges Bild. Allerdings sollte hier nicht auf einen Kausalzusammenhang zwischen Religion und Zahngesundheit geschlossen werden, da sich aufgrund der ex-post-facto-Befragung lediglich Aussagen über Korrelationen treffen lassen. Die Studie zeigte ferner, wie zu erwarten, einen Zusammenhang zwischen Alter und dmft-Index. So wurde diagnostiziert, dass mit zunehmendem Alter der dmft-Index stetig von 0,1 dmft bei den 2-Jährigen auf 3,5 dmft bei den 7-Jährigen stieg. Bezüglich des Einflusses des Geschlechtes auf die Zahngesundheit, gemessen anhand des dmft-Indexes, zeigten die ermittelten Werte dieser Arbeit, dass männliche Versuchspersonen mit einem Index von 1,28 ± 2,48 dmft deutlich schlechter abschneiden als die weiblichen mit einem Wert von 0,98 ± 2,13 dmft. Folglich hatten die Mädchen in den Landkreisen Uelzen und Cloppenburg gesündere Zähne als die Jungen. Auch die ethnische Herkunft zeigte einen signifikanten Einfluss auf die Zahngesundheit. So hatten die Kinder westeuropäischer Herkunft mit einem dmft-Wert von 1± 2,1 gut halb so häufig Karies wie osteuropäische Kinder mit 1,9 ± 2,8 dmft. Noch eklatanter fiel der Vergleich mit den Spitzenreitern arabisch-asiatischer Herkunft aus: Hier lag der Wert mit 2,7 ± 3,2 dmft nahezu dreimal so hoch wie bei Kindern europäischer Herkunft. Zusammenfassend ergibt sich das Bild, dass, wie bereits in der Literatur hinreichend beschrieben sozial/ethnische Faktoren [Bice et al. 1974, Robke und Buitkamp 2002, Splieth & Heyduck 2006] und das Alter [Milnes 1996, Wendt 1995] die Zahngesundheit beeinflussen. Die evangelische und katholische Religion und das Geschlecht spielen hingegen in der Entwicklung von Milchzahnkaries eine eher untergeordnete Rolle. Ein arabischer-asiatischer Migrationshintergrund war allerdings überproportional häufig mit hohen Karieswerten assoziiert.
Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus) is a harmless resident of the human nasopharyngeal cavity, and, in general, every individual is likely to be colonized asymptomatically at least once during life. However, under certain conditions, the bacterium can spread to other tissues and organs causing local, non-invasive infections but also lifethreatening, invasive diseases. Pneumococcal carriage and infection is a highly regulated interplay between pathogen- and host-specific factors and the intimate contact of S. pneumoniae with the surface of the nasopharynx is the crucial step in pneumococcal pathogenesis. Pneumococcal adherence to the respiratory epithelium is mediated by surface-exposed adhesins. These adhesins engage host cell receptors either directly or indirectly by recognizing glycoproteins of the extracellular matrix (ECM) including structural components, such as collagens, laminins, and fibronectins, as well as plasma-derived ECM modulators, like vitronectin and Factor H. Pneumococcal surface protein C (PspC) is a surface-exposed protein and important virulence factor of S. pneumoniae. The multifunctional PspC protein promotes pneumococcal adherence to host cells by interacting with the secretory component of the human polymeric Immunoglobulin receptor of respiratory cells. In addition, PspC facilitates pneumococcal immune evasion by recruiting the complement inhibitor proteins C4b-binding protein (C4BP) and Factor H. Moreover, Factor H bound to the pneumococcal surface promotes bacterial adhesion to human epithelial and endothelial cells. S. pneumoniae also interacts with the human glycoprotein vitronectin. In plasma, monomeric vitronectin regulates thrombosis, fibrinolysis and the terminal complement cascade, while it additionally mediates cell-matrix interactions, cell adhesion and migration in the ECM. It was shown that multimeric, ECM-associated vitronectin facilitates pneumococcal adherence to respiratory epithelial cells. In addition, the interaction of pneumococci with vitronectin promotes their uptake by mucosal epithelial cells via the engagement of the integrin αvβ3 receptor and activation of intracellular signaling pathways culminating in cytoskeletal rearrangements. This study aims to identify and characterize the surface-exposed protein(s) that mediate binding of pneumococci to vitronectin and to elucidate the impact of vitronectin on pneumococcal pathogenesis beyond its function as molecular bridge between pneumococcus and host. Flow cytometric, immunosorbent and surface plasmon resonance experiments revealed that PspC is a vitronectin-binding protein of S. pneumoniae. The specificity of the interaction with vitronectin was confirmed using recombinant PspC proteins and Lactococcus lactis heterologously expressing PspC on their surface. Factor H did not hinder vitronectinbinding to PspC indicating that vitronectin recognizes the central part of PspC. Secretory IgA inhibited but not completely prevented vitronectin-binding to PspC, strongly suggesting that vitronectin binds near, but not directly to, the SC-binding region within the R domain(s) of PspC. In addition, PspC proteins comprising two R domains bound with higher affinity to vitronectin than PspC containing only one R domain, indicating that two interconnected R domains are required for efficient vitronectin-binding. Despite the sequential and structural differences to classical PspC, the PspC-like protein Hic specifically interacted with vitronectin with similar affinity than PspC containing two linked R domains. Binding studies confirmed that Factor H interacts with the very N-terminal region of Hic showing high sequence homology to classical PspC proteins, while vitronectin recognizes an adjacent region in the N-terminal region of Hic. The studied PspC proteins bound to both soluble and immobilized vitronectin, and the C-terminal heparin-binding domain (HBD3) was identified as PspC-binding motif in soluble vitronectin. However, in its immobilized form, vitronectin likely exposes additional binding sites for PspC since a region N-terminally to the identified HBD3 conferred binding of PspC. Vitronectin inhibits the terminal complement pathway, thereby preventing proinflammatory immune reactions and tissue damage. In general, pneumococci are protected from opsonization and MAC-dependent lysis by their capsule. However, pneumococci in close contact to human cells can become susceptible to complement attack due to reduced amounts of capsule. In addition, they can be severely affected by TCC-induced inflammatory responses. Vitronectin bound to PspC significantly inhibited the formation of terminal complement complexes. Thus, the interaction of PspC with vitronectin might aid in immune evasion of S. pneumoniae by inhibiting complement-mediated lysis and/or suppressing proinflammatory events. In conclusion, the results revealed the multifunctional PspC and Hic as vitronectin-binding proteins and proposed a novel role for the specific interaction of S. pneumoniae with vitronectin in regulating the complement cascade, beside its function as molecular bridge to the respiratory epithelium.
Durch in vitro-Studien konnte gezeigt werden, dass Polihexanid im Vergleich zu anderen bekannten antimikrobiellen Wirkstoffen sowie in Anwesenheit anwendungsnah simulierter organischer Belastungen ein für die Wundantisepsis geeigneter Wirkstoff ist. Im Kontext mit den bekannten Daten zur Verträglichkeit zumindest im Bereich der medizinischen Anwendungskonzentrationen (0,02 % und 0,04 % Polihexanid) und zum Einfluss auf die Wundheilung stützen die hier erhobenen Daten die bestehende Konsensusempfehlung zur Wundantiseptik, nach der Polihexanid zwar auch zur akuten Wundantiseptik, insbesondere aber zur Behandlung chronischer Wunden als geeignet angesehen wird. Auf Basis der biochemischen und biopysikalischen Grundlagen der Wirksamkeit von Polihexanid wurde die Möglichkeit der weiteren Verminderung der Zytotoxizität des Polihexanids bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der bakteriziden Wirksamkeit durch die Bindung an Phosphatidylcholin-haltige o/w-Emulsionen gezeigt; im Testsystem bei gleichzeitiger Anwesenheit von Bakterien und eukaryotischen Zellen unter simulierten Wundbedingungen war bereits die Kombination 0,05 % PHMB / 0,4 % EPC vollständig bakterizid und dabei ohne zytotoxischen Effekt wirksam. Diese Darreichungsform fungiert weiterhin als PHMB-Depot, das auch nach wiederholter Passage durch eine Bakteriensuspension noch die gleiche wundantiseptische Wirksamkeit aufweist wie in der ersten Passage. Erste in vitro- und in vivo-Erfahrungen mit den hier beschriebenen PHMB-haltigen o/w-Emulsionen wurden bereits durch andere Arbeitsgruppen publiziert. Demnach führt diese neue Darreichungsform zu einer größeren Eindringtiefe des Wirkstoffs in die Haarfollikel, die in Bezug auf die Hautfläche das mit Abstand größte Reservoir für die mikrobielle Hautflora und nicht zuletzt auch für eine Repopulation oberflächlich desinfizierter Haut darstellen. Die in vivo–Daten deuten darauf hin, dass mit partikel-gebundenem PHMB eine bessere und nachhaltigere Antisepsis erreicht werden kann als mit freiem PHMB. Zusätzlich zum Beitrag an der Konsensusempfehlung des Polihexanids zur Behandlung chronischer Wunden wird damit als wesentliches Ergebnis der Dissertation die Erschließung von bisher für wässrige PHMB-Lösungen nicht möglicher medizinischer Einsatzorte wie in sensiblen Geweben oder Anwendung bei Neugeborenen, am Auge, in Gegenwart von Knorpel, am Peritoneum und in anderen Körperhöhlen (Blase, Harnröhre, vereiterte Gelenkhöhlen), zur Mukositis-Prophylaxe, bei der Krebschemotherapie, bei Verbrennungen 3. Grades, aber auch in der antimikrobiellen Behandlung von Zellkulturen vorstellbar. Bis zu einer solchen therapeutischen Nutzung sind jedoch noch weitere Studien notwendig. Als günstig dürfte sich erweisen, dass es sich sowohl beim Polihexanid, als auch bei dem hier verwendeten Lipofundin ® um bereits etablierte und gut verstandene Medizinprodukte handelt. Im Kontext der weltweit zunehmenden Antibiotikaresistenzen und Verbreitungswege nosokomialer Erreger bei entsprechend geringer werdenden chemotherapeutischen Interventionsmöglichkeiten durch Antibiotika gewinnt die Möglichkeit des Einsatzes von Antiseptika mit breitem Wirkungsspektrum und guter Verträglichkeit immer mehr an Bedeutung, und dabei auch umso mehr die Erweiterung bestehender Einsatz-Indikationen. Neben der auf den ersten Blick vordringlich erscheinenden Identifikation neuer Wirkstoffe kann nicht zuletzt auf Basis der hier vorgelegten Ergebnisse die auf das gewünschte Wirkumfeld zugeschnittene Modifikation der Darreichungsform bekannter antiseptischer Wirkstoffe als möglicher Weg zur verbesserten antimikrobiellen Therapie herausgestellt werden. Diesem Gedanken folgen beispielsweise bereits Versuche, die die besonderen Eigenschaften von Nanopartikeln oder Peptid-basierten Nanostrukturen für die Bekämpfung von Infektionen und Kolonisationen zu nutzen, wobei deren Einsatz wegen der zum Teil hohen ökologischen Fremdartigkeit für biologische Systeme kritisch evaluiert werden muss. Im Gegensatz dazu ähnelt die Wirkung des Polihexanids auf die zwangsläufig und physiologisch kaum modifizierbar negativ geladenen bakteriellen Zellwandstrukturen dem Wirkmechanismen natürlich vorkommender antibakterieller Peptide wie dem β-Defensin, die einen wesentlichen Bestandteil des evolutionär sehr alten, angeborenen Immunsystems der Vertebraten darstellen – mikrobielle Zellumhüllungen sind anfällig gegenüber polykationischen Verbindungen mit hydrophoben Domänen. Auch das stellt einen Vorteil des Polihexanids gegenüber anderen Antiseptika dar.
Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Zusammenhänge von Notfallwissen und Notfallerfahrung mit der Risikowahrnehmung für verschiedene Ereignisse (d.h. Brände, Hochwasser, Erdbeben und terroristische Anschläge). Die möglichen Übertragungseffekte von Notfallerfahrung auf die Risikowahrnehmung für andere Ereignisse sowie die Einflüsse von multinationalen objektiven Risikodaten auf Risikowahrnehmung wurden untersucht. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang von Notfallwissen und Notfallerfahrung auch in Bezug auf den empfunden Disstress während eines Brandes analysiert. Sowohl das wahrgenommene Risiko als auch das ereignisbezogene Wissen gelten als wichtige initiale Komponenten des Prozesses zur Initiierung von präventiven Verhaltensweisen bzw. vorbereitenden Handlungen. Notfallwissen kann sowohl theoretisch, zum Beispiel durch eine gedankliche Auseinandersetzung mit dem Thema, als auch praktisch, in Form von direkter Erfahrung mit einer solchen Situation, erlangt werden. Internationale Vergleiche bzw. Vergleiche zwischen verschiedenen Ereignissen sind auf Grund fehlender standardisierter Instrumente kaum möglich, und beziehen sich meist auf ein einzelnes spezifisches Ereignis. Notsituationen wie Brände, Erdbeben oder Hochwasser erfordern Reaktionen zumeist in kurzer Zeit und unter möglicherweise großem Stress. Notfallerfahrung sowie Notfallwissen könnten Faktoren sein, die die wahrgenommene Fähigkeit zum Handeln bzw. Bewältigen einer Situation erhöhen und somit möglicherweise den Disstress während der Ereignisse reduzieren. Zur Beantwortung der Fragestellungen wurden eine multinationale Stichprobe von Notfallbetroffenen sowie eine repräsentative Stichprobe der Bevölkerung Deutschlands herangezogen. Der positive Zusammenhang von Notfallerfahrungen und dem wahrgenommenen Risiko für dasselbe Ereignis konnte in den Studien für alle untersuchten Ereignisse bestätigt werden. Darüber hinaus zeigte sich eine erhebliche Reduzierung der Varianz zwischen den Ländern für die Risikowahrnehmung bezüglich Erdbeben und auch Terrorismus, wenn objektive länderspezifische Risikodaten in die Analyse einbezogen wurden. Der Einfluss von vorheriger Erfahrung auf die Risikowahrnehmung war für das Ereignis Hochwasser besonders groß, während er in Bezug auf Brände geringer war. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse, dass Männer, insbesondere ohne vorherige Notfallerfahrung, eher zur Unterschätzung des eigenen Risikos neigen, während Frauen das eigene Risiko seltener unterschätzen und es eher überschätzen. Neben den direkten Effekten von Notfallerfahrung auf die Risikowahrnehmung konnten auch Übertragungseffekte identifiziert werden, wie z.B. der positive Zusammenhang zwischen der Erfahrung eines Brandes in einem öffentlichen Gebäude und der Risikowahrnehmung für einen Terroranschlag. Ein möglicher Erklärungsfaktor für die gefundenen Übertragungseffekte ist der gemeinsame Kontext dieser Ereignisse (öffentliches vs. privates Setting). Die Erfahrung mit einem Ereignis kann also möglicherweise nicht nur die Vorstellbarkeit des gleichen Ereignisses erhöhen und somit auch die Risikowahrnehmung für dieses Ereignis, sondern, bei ähnlichem Kontext, auch die Leichtigkeit des Abrufs für ähnliche Ereignisse. In Bezug auf das Notfallwissen konnte ein positiver Zusammenhang mit der Risikowahrnehmung für alle untersuchten Ereignisse gefunden werden, während der Zusammenhang zwischen Notfallwissen und der Ausprägung von Disstress während eines Brandes negativ war. Bei der Evaluation von Trainings erfolgt zumeist eine Bewertung des objektiven Wissensstandes, während eine subjektive Einschätzung des Wissens nicht erhoben wird. Die gefundenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine zusätzliche Erhebung dieser subjektiven Einschätzung des Notfallwissens sinnvoll sein kann, da diese den induzierten Disstress reduzieren kann. Zusammenfassend konnten die Untersuchungen zeigen, dass die Effekte von Notfallerfahrung auf Risikowahrnehmung nicht für alle Ereignisse gleich stark sind. Darüber hinaus konnten sowohl Übertragungseffekte von Notfallerfahrung als auch spezifische Effekte auf die Risikowahrnehmung von Männern und Frauen identifiziert werden. Um die Effektivität von Risikokommunikation zu steigern, könnte diese für spezifische Subgruppen angepasst werden. Zukünftige Studien sollten hier auch die möglichen Einflüsse weiterer Faktoren wie z.B. der altersspezifischen Risikodaten einbeziehen. Darüber hinaus könnten die identifizierten Übertragungseffekte darauf hindeuten, dass der Kontext von Ereignissen eine wichtige Rolle spielt. Eine Einführung von Präventionsmaßnahmen und die gleichzeitige Thematisierung der Relevanz für Ereignisse mit vergleichbarem Kontext könnten effektiv sein und so möglicherweise die Bereitschaft erhöhen. Im Hinblick auf die Effekte von wahrgenommenem Notfallwissen wären experimentelle Studien wertvoll, welche den Einfluss von Wissen prospektiv untersuchen.
Zielsetzung: Ziel der vorliegenden Untersuchung ist die Machbarkeitsprüfung und Dosisfestlegung für eine gewichtsadaptierte Kontrastmittelapplikation bei der CTA der kraniozervikalen Gefäße. Material und Methodik: Ein positives Ethikvotum (Registriernummer BB65/09) der fakultätseigenen Ethikkommission lag vor. Das Patientenkollektiv umfasste insgesamt 120 Patienten. 60 Patienten wurden prospektiv in drei Gruppen von je 20 Patienten mit gewichtsadaptierter Kontrastmittelgabe von 1,5 ml/kg, 1,0 ml/kg oder 0,5 ml/kg Körpergewicht des Kontrastmittels Visipaque 270® untersucht. Im retrospektiven Teil der Studie wurden 60 CT-Angiographien der Kopf-Hals-Gefäße ausgewertet, welche nach dem Standard-Protokoll mit 80 ml Kontrastmittel Visipaque 270® durchgeführt wurden. Die Patienten wurden hierfür nach Alter und Geschlecht passend zu den prospektiven Patienten ausgewählt („gematcht“). An definierten anatomischen Zielpositionen im kraniozervikalen Gefäßsystem erfolgte für alle CTAs eine ROI-Analyse mit Bestimmung der maximal erreichten Hounsfield-Einheiten. Hieraus wurden SNR- und CNR-Werte berechnet. Eine Subgruppenanalyse betrachtete die Unterschiede zwischen normalgewichtigen und übergewichtigen Patienten. Die subjektive Bildqualität wurde von zwei erfahrenen, verblindeten Neuroradiologen beurteilt. Ergebnisse: Zwischen Körpergewicht bzw. BMI und dem intravasalen Enhancement konnte bei Verabreichung einer Standarddosis eine negative Korrelation festgestellt werden, die bei gewichtsadaptierter Kontrastmittelgabe geringer war. Die gewichtsadaptierten Protokolle mit 1,5 ml/kg und 1,0 ml/kg waren dem Standardprotokoll teilweise überlegen, teilweise auch gleichwertig im erreichten Enhancement, während eine Dosierung von 0,5 ml/kg eine schlechtere Kontrastierung und Bildqualität ergab. Zwischen den beiden Protokollen mit 1,5 ml/kg und 1,0 ml/kg war dabei kein signifikanter Unterschied nachweisbar. Bei übergewichtigen Patienten wurde mit einer gewichtsadaptierten Dosierung von 1,5 ml/kg oder 1,0 ml/kg im Vergleich zur Standarddosis eine Verbesserung von Kontrastmittelenhancement und Bildqualität erreicht, wobei beide im Vergleich miteinander keinen signifikanten Unterschied zeigten. Bei Patienten mit einem Körpergewicht unter 80 kg wurde durch die gewichtsadaptierte Gabe von 1,0 ml/kg die applizierte Gesamtiodmenge gegenüber der Standarddosis von 80 ml Kontrastmittel reduziert bei gleichbleibendem arteriellen Enhancement und hoher subjektiver Bildqualität. Schlussfolgerung: Hieraus ergibt sich schlussfolgernd, dass für die CTA der kraniozervikalen Gefäße eine gewichtsadaptierte Kontrastmittelapplikation mit einer Dosierung von 1,0 ml/kg Körpergewicht bei einer Iodkonzentration von 270 mg Iod/ml Kontrastmittel empfohlen werden kann.
Die vorliegende Dissertation stellt eine soziologische, historische und gesellschaftspolitische Studie dar, die die Biographien von 735 Promotionen der Universitäts-Frauenklinik Greifswald aus dem Zeitraum 1867 bis 1989 auswertet. Die Arbeit befasst sich mit den in den Dissertationen enthaltenen Lebensläufen und weniger mit deren wissenschaftlichen Inhalten oder dem wissenschaftlichen Profil des Instituts.Es konnte gezeigt werden, dass sich im zeitlichen Verlauf von 122 Jahren neben den historischen Entwicklungen außerhalb der Universität auch strukturelle Veränderungen innerhalb der Fakultät auf die Doktorandenzahlen auswirkten. Der Effekt geschichtlicher Ereignisse ließ sich besonders gut am Beispiel der zwei Weltkriege rekonstruieren. Die Umwandlung eines Teils der medizinischen Fakultät in eine militärmedizinische Sektion im Jahr 1955 führte beispielsweise zur Stagnation der Doktorandenzahlen. Ein weiterer Faktor stellte die Einführung des Diploms für Mediziner im Jahr 1967 dar. Aus den Untersuchungen zu den Ordinarien der Universitäts-Frauenklinik Greifswald lässt sich zusammenfassend sagen, dass neben der Dauer der Amtszeit auch die Forschungsmotivation des Klinikdirektors maßgebend für die Zahl der Promovenden war. Durch eine vergleichende Darstellung der Promotions- und Diplomzahlen aus der Frauenklinik mit den Daten aus der Klinik für Innere Medizin war es außerdem möglich, die vorliegenden Ergebnisse als gültige historische Quelle zu verifizieren. Eine Rekonstruktion der Forschungsakzente der Direktoren anhand der Promotionstitel erwies sich als nicht möglich. Die Auswertung der inhaltlichen Schwerpunkte der Dissertationen zeigte einen deutlichen Fokus auf die Gebiete „Schwangerschaft und Geburtshilfe“ (ca. 46%) und „Tumoren“ (ca. 20%), die gleichzeitig auch die größten Bereiche dieses Faches bilden. Anhand des sich ändernden Anteils weiblicher Promovenden an der Universitäts-Frauenklinik konnten wichtige Eckdaten im Rahmen der Emanzipation der Frau rekonstruiert werden. Um die Allgemeingültigkeit der Daten zu beweisen wurden die Zahlen für den Untersuchungszeitraum mit dem Anteil der weiblichen Promovenden an der Medizinischen Klinik, an der Kinderklinik und mit dem Anteil weiblicher Studierender an der Universität Greifswald verglichen. Insgesamt konnte herausgearbeitet werden, dass die steigende Promovendinnenzahl an der Universitäts-Frauenklinik ab 1915 repräsentativ für die stetige Emanzipation der Frau betrachtet werden kann. Die Ergebnisse bestätigten in diesem Zusammenhang auch die Annahme, dass die Rolle der Mutter über eine sehr lange Zeit weniger relevant war als die des Vaters.Mit der Analyse biographischer Daten der Promotionsstudenten wurde klar erkennbar, dass sich im Untersuchungszeitraum die soziale Herkunft der Autoren stark veränderte. Im Rahmen dieser Untersuchung erwies sich auch die Verdrängung des Anteils der Ärztekinder - stellvertretend für die Kinder akademischer Herkunft - als aufschlussreich. Aus der Analyse des Alters bei Promotion ließ sich nachweisen, dass kriegsbedingt sowie durch die Einführung des Diploms nach 1969 die Studenten später promovierten und damit zum Zeitpunkt der Promotion durchschnittlich älter waren als ihre Kommilitonen in anderen Epochen. Mit den Resultaten zur Glaubenszugehörigkeit der Promovenden konnte der Nachweis erbracht werden, dass die Bedeutung der Religion mit der zunehmenden Säkularisierung im Verlauf von zwölf Dekaden sank. Überstieg anfänglich die Anzahl an christlich-evangelischen Studenten den Anteil der christlich-katholischen Promovenden, dominierte ab 1916 die Gruppe der Studierenden, die überhaupt keine Angabe zur Religion in ihren Biographien machten. Desweiteren nahm die Rückkehr bzw. Zuwanderung katholischer Vertriebener aus den ehemaligen deutschen Siedlungsgebieten in Osteuropa nach 1945 Einfluss auf die Zahlen. Die Auswirkungen der atheistischen Politik der DDR mündeten u.a. darin, dass zwischen 1957 und 1989 99% der Doktoranden keine Aussage zu ihrer Religion trafen.Aus der Analyse der politischen Stellungsnahmen in ca. 57% der Lebensläufe lässt sich ablesen, dass Biographien in den meisten Fällen nicht unabhängig vom geschichtlichen Kontext betrachtet werden sollten. Beispielsweise stieg infolge der Einrichtung der militärmedizinischen Sektion an der Universität Greifswald der Anteil der Promovenden, die der KVP bzw. MMS angehörten, im Jahr 1957 sprunghaft auf 20% an. Zwischen 1958 und 1962 dominierten die Militärärztlichen Promotionsstudenten an der Universitäts-Frauenklinik sogar mit prozentualen Anteilen zwischen 64% und 90%. Als interessant erweisen würde sich die Analyse der Lebensläufe einer weiteren Promovendengruppe; vorzugsweise eines nichtmedizinischen Instituts. Dabei könnten einige der vorliegenden Ergebnisse tragfähige Vergleiche mit anderen Instituten ermöglichen und als Grundlage für weiterführende Studien dienen.
Klinische Ergebnisse nach Meniskusrefixation im Kniegelenk mit und ohne vorderer Kreuzbandplastik
(2014)
Das Ziel der vorliegenden retrospektiven Studie war es herauszufinden, ob es Unterschiede im Ergebnis zwischen isolierten Meniskusrefixationen (Gruppe 1) im Vergleich zu Meniskusrefixationen mit zusätzlicher einzeitiger (Gruppe 2A) oder mit zusätzlicher zweizeitiger (Gruppe 2B) vorderer Kreuzbandplastik gibt. Des Weiteren wurde untersucht, welche Faktoren eine Reruptur des genähten Meniskus beeinflussen. 81 Patienten (Gruppe 1: N=40, Gruppe 2A: N=21, Gruppe 2B: N=20) wurden nachuntersucht, die im Zeitraum von 2001 bis 2009 eine Meniskusrefixation im Kniegelenk in der Abteilung für Unfall - und Wiederherstellungschirurgie der Universitätsmedizin Greifswald erhielten. Nach einem mittleren Follow-up von 42 Monaten (Range 24-91 Monate) wurde die Nachuntersuchung unter Anwendung eines Fragebogens, einer klinischen Untersuchung und der Erhebung verschiedener Kniegelenkscores (Kniegelenksscore nach Lysholm und Gillquist, Kniegelenksscore OAK und Aktivitätsscore nach Tegner) durchgeführt. Patienten der Gruppe 1 erreichten im Lysholm Score / OAK Score durchschnittlich 91,1 / 91,8 Punkte, Patienten der Gruppe 2A 93,8 / 91,2 Punkte und Patienten der Gruppe 2B 85,0 / 85,0 Punkte. Die Unterschiede zwischen den drei Studiengruppen sind statistisch signifikant (p=0,039 / p=0,0045). Im Tegner Score und in der subjektiven Patientenzufriedenheit konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Gruppen ermittelt werden. Die durchschnittliche Zeitdauer bis zur vollständigen Wiedereingliederung in den Berufsalltag betrug bei Studienteilnehmern der Gruppe 1 11,5 Wochen, bei Studienteilnehmern der Gruppe 2A 12,4 Wochen und bei Studienteilnehmern der Gruppe 2B 22,1 Wochen. Der Unterschied zwischen den drei Studiengruppen ist statistisch signifikant (p=0,0123). Die Rerupturrate des refixierten Meniskus betrug bei Patienten der Gruppe 1 12,5 % (5/40), bei Patienten der Gruppe 2A 9,5% (2/21) und bei Patienten der Gruppe 2B 25,0% (5/20) (p=0,40, nicht signifikant). Insgesamt hat sich gezeigt, dass die Rerupturrate in der vorliegenden Studie bei 14,8% (12/81) lag. Die Merkmale Geschlecht, Alter, BMI, Nikotinkonsum, Rissalter, Lokalisation, Risstyp und Risslänge / Nahttechnik zeigten keinen signifikanten Einfluss auf die Rerupturrate. War die Ätiologie der Meniskusverletzung ein Sportunfall, zeigte sich bei 10 der 42 betroffenen Patienten (23,8%) eine Reruptur. Die Rerupturrate bei Meniskusverletzungen ohne sportliche Genese lag bei 5,1% (2/39). Zwischen diesen beiden Rerupturraten konnte ein statistisch signifikanter Unterschied ermittelt werden (p=0,026). In der vorliegenden Arbeit konnten Lösungen zum Management der Meniskusrefixation in Kombination mit einer Kreuzbandversorgung aufgezeigt werden. Patienten mit Meniskusrefixation und gleichzeitiger VKB-Plastik (Gruppe 2A) wiesen ein signifikant besseres Ergebnis im Lysholm Score und OAK Score im Vergleich zu Patienten mit Meniskusrefixation und zweizeitiger VKB-Plastik (Gruppe 2B) auf. Aufgrund der später durchgeführten vorderen Kreuzbandplastik kam es bei Patienten der Gruppe 2B zudem zu einer signifikant späteren Wiedereingliederung in den Berufsalltag und damit zu einer nicht unbedeutenden Belastung für das Sozialsystem. Insgesamt hat sich gezeigt, dass die durchschnittliche Rerupturrate der Meniskusrefixation in der vorliegenden Studie bei 14,8% lag. Im Vergleich mit den Rerupturraten aktuell publizierter Studien konnte damit ein überdurchschnittlich gutes Ergebnis erzielt werden. Obwohl in der vorliegenden Studie keine signifikante Verringerung der Rerupturrate bei Patienten der Gruppe 2A aufgezeigt werden konnte, sollte in der Praxis im Hinblick auf die oben genannten Ergebnisse die Meniskusrefixation mit einzeitiger VKB-Plastik (Gruppe 2A) bevorzugt werden, sofern eine zusätzliche Verletzung des vorderen Kreuzbandes vorliegt. Für den klinischen Alltag ist weiterhin festzuhalten, dass besondere Vorsicht in der Nachbehandlung geboten ist, wenn die Ursache der Meniskusruptur ein sportassoziiertes Trauma war. In der vorliegenden Studie kam es bei diesen Patienten signifikant häufiger zu einer Reruptur. Für den Nachweis statistisch signifikanter Unterschiede zwischen den verschiedenen Rerupturraten sind weiterführende Studien mit einem großen Patientenkollektiv erforderlich. Nur so kann Klarheit darüber geschaffen werden, welche Faktoren eine Reruptur nach Meniskusnaht beeinflussen.
Soziodemografische Merkmale, wie der Migrationshintergrund (MH), Bildung und Erwerbsstatus, sind vielfach mit der Verbreitung von Suchterkrankungen und der Inanspruchnahme von gesundheitsförderlichen Angeboten assoziiert. Ziel der Arbeit ist es, diese sozialen Determinanten von Suchterkrankungen am Beispiel der Prävalenz von Glücksspielstörungen und einer Intervention gegen Tabakrauch zu untersuchen und ihre Bedeutung für die gesundheitlichen Ungleichheiten in der Bevölkerung zu diskutieren. Die Prävalenz von Glücksspielstörungen in der Allgemeinbevölkerung wurde mittels eines deutschlandweiten Telefonsurveys von 15.023 Personen im Alter von 14 bis 64 Jahren geschätzt. Die Befragten wurden nach der Existenz eines MH und ihrer Herkunftsregionen sowie der Anzahl der Symptome von Glücksspielstörungen nach dem Diagnostischen und Statistischen Manual Psychischer Störungen (DSM) kategorisiert. Für die Interventionsstudie wurden alle 3.570 Haushalte mit wenigstens einem Kind im Alter von 3 Jahren oder jünger im Nordosten des Bundeslandes Mecklenburg-Vorpommern eingeladen, an einer Maßnahme zur Senkung der häuslichen Tabakrauchbelastung teilzunehmen. Die Erreichungsraten zur Kontaktherstellung und Auskunftsbereitschaft sowie Studienteilnahme der Familien wurden hinsichtlich Bildung und Erwerbsstatus verglichen. Im Vergleich zur Bevölkerung ohne MH zeigten die für weitere soziodemografische Merkmale adjustierten Zähldatenregressionsverfahren der Prävalenzstudien beim Vorliegen eines MH sowie der Herkunftsregionen Türkei und Jugoslawien, eine um 102,5 % sowie 70,3 % und 87,2 % erhöhte Anzahl der Symptome von Glücksspielstörungen. Insbesondere die Herkunft aus der Türkei geht mit einer höheren Chance auf Symptome von Glücksspielstörungen einher. Die Ergebnisse zur Interventionsstudie zeigten, dass 2.641 der 3.293 erfolgreich kontaktierten Familien Angaben zum Gesundheitsverhalten machten und 917 der 1.282 Familien mit wenigstens einem rauchenden Elternteil an der Intervention teilnahmen. Unter den kontaktierten, auskunftsbereiten Familien waren höhere Raten an besser Gebildeten und Erwerbstätigen als in der Allgemeinbevölkerung. Im Vergleich zu den besser gebildeten und erwerbstätigen Familien zeigte die für weitere soziodemografische Merkmale adjustierte logistische Regressionsanalyse, dass Familien mit zehn bzw. mehr als zehn Bildungsjahren eine höhere Chance (OR=1,5 bzw. OR=1,9) und nicht erwerbstätige Familien eine niedrigere Chance (OR=0,7) auf die Teilnahme an der Studie hatten. Die Effektstärke dieses Zusammenhangs war jedoch mit Cohens f2=.01 klein. Der MH und die Herkunftsregionen bzw. Bildung und Erwerbsstatus der Menschen in Deutschland leisten einen eigenständigen Beitrag für die Erklärung der Prävalenz von Glücksspielstörungen bzw. der Erreichbarkeit für Interventionen gegen Tabakrauch. Die bestehenden gesundheitlichen Ungleichheiten könnten sich dadurch verstärken.
Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und der zunehmenden hausärztlichen Unterversorgung, insbesondere in strukturschwachen ländlichen Regionen diskutieren sowohl Leistungserbringer, Kostenträger und Politik aktuell sehr intensiv über nachhaltige Entlastungspotenziale für Hausärzte. Bisher gibt es keine regionale wissenschaftliche Untersuchung, ob die Einführung von nichtärztlichen Praxisassistentinnen („Gemeindeschwester“) von der Mehrheit der Hausärzte zu ihrer Entlastung akzeptiert und genutzt wird. In einer Vollerhebung wurden zwei Befragungen mittels standartisierter Fragebögen in der Zeit von August 2009 bis Februar 2010 durchgeführt. Es wurden sowohl die hausärztlich tätigen Ärzte als auch alle Pflegeeinrichtungen, Sozialstationen und Beratungsstellen in ausgewählten hausärztlich unterversorgten und von hausärztlicher Unterversorgung bedrohten Regionen sowie der Stadt Potsdam befragt. Eingebettet war diese Befragung in die modellhafte Erprobung des „AGnES-Konzeptes“ im Land Brandenburg, das vom Institut für Community Medicine der Universitätsmedizin Greifswald erarbeitet, implementiert und evaluiert wurde. Die Rücklaufquote betrug bei den Hausärzten 61% ( N=172) , bei den Pflegeeinrichtungen, Sozialstationen und Beratungsstellen 65,5% ( N=87). Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Meinungen der am oben genannten Projekt beteiligten Personen ( Hausärzte, Gemeindeschwestern, Patienten) von denen der in der vorliegenden Studie nicht am Projekt beteiligten befragten Hausärzte und Pflegeeinrichtungen in ihrer Ausprägung unterscheiden. Hinsichtlich des Einsatzes von Gemeindeschwestern in unterversorgten Regionen (Hausärzte 59,0%; Pflege 59,6%) ist zu erkennen, dass beide Berufsgruppen eine auf diese Region eingeschränkte Entlastung von Hausärzten begrüßen, einem uneingeschränkten Einsatz aber skeptisch gegenüberstehen. Beide Befragungsgruppen sprechen sich dafür aus, dass „Gemeindeschwestern“ für mehrere Hausärzte tätig sein sollten ( Hausärzte 84%; Pflege 79,2%). Wird bei diesem Ergebnis zusätzlich Bezug genommen auf die Anstellungsfavoriten, können sich die Befragten einen regelhaften Einsatz von „ Gemeindeschwestern“ vor allem als kommunale Beschäftigte und für mehrere Hausärzte gleichzeitig vorstellen. Der wöchentliche Zeitaufwand für Verwaltungstätigkeiten bei den Hausärzten weist im Mittel 9,71 Stunden und bei den Pflegeeinrichtungen 18,82 Stunden aus. Der Verwaltungsaufwand, ausgehend von einer 40 Stunden Woche ist mit 25% der wöchentlichen Arbeitszeit bei den Hausärzten und 50% bei den Pflegeeinrichtungen und Sozialstationen sehr hoch ist. Der Einsatz der „Gemeindeschwestern“ könnte aus Sicht der Mehrheit der Befragten bei entsprechender Qualifikation zu einer Verbesserung der Lebensqualität der Patienten, zu einer Zeitersparnis für die Hausärzte und auch zu einer Verbesserung der Patientencompliance führen. Voraussetzung für eine flächendeckende Inanspruchnahme von Praxisassistentinnen („Gemeindeschwestern“) ist die Fortführung des Kommunizierens der Betreuungsverbesserungen zwischen den Kostenträgern und Leistungserbringern. Die erwarteten Verbesserungen könnten die Akzeptanz erhöhen. Die zu geringe Vergütung könnte die Akzeptanz vermindern.
Korrekte Händehygiene ist ein maßgeblicher Faktor im medizinischen Pflegealltag zur Vermeidung von nosokomialen Infektionen. Dabei ist nicht nur die richtige Technik nach der EN1500 maßgeblich, sondern vor allem die Compliance des Pflegepersonals, die je nach Fachrichtung sowie einer Reihe von anderen Faktoren zwischen 5-96 % schwankt. Als ein maßgeblicher Grund für mangelnde Compliance wird im Pflegealltag die erforderliche Zeit für die Händedesinfektion angegeben, d.h. die vorgeschriebene Einwirkzeit von 30 s wird im normalen Pflegealltag als zu lange empfunden bzw. auf Grund von zu wenig Zeit werden die Hände zu wenig desinfiziert. In dieser Studie wurde geprüft, ob die minimale Einwirkzeit von 30 s auf 15 s bei gleichbleibender Effizienz herabgesetzt werden kann und ob sich die verkürzte Einwirkzeit auf die Compliance des Pflegepersonals auswirkt. Die Studie wurde als Cross-Over-Anwendungsbeobachtung an 14 Probanden auf einer gynäkologischen Bettenstation durchgeführt. Die Probanden wurde jeweils über eine 8 h Schicht begleitet; dabei wurden die Anzahl ihrer durchgeführten Händedesinfektionen und die Indikationen dazu an Hand der "5 Moments" (WHO-Guideline 2009) erfasst. Bei den Probanden wurde am Anfang ihrer Schicht sowie danach stündlich die Kontaminationsrate der Hände mittels Auskneten der Fingerkuppen in CSL-Lösung sowie Ausstreichen auf Blutagarplatten in verschiedenen Verdünnungsreihen bestimmt. Danach erfolgte eine Händedesinfektion mit entweder 15 s oder 30 s Einwirkungszeit und die eine weitere Bestimmung der mikrobiellen Last in CSL-Lösung mit Desinfektionshemmstoff nach demselben Muster. Die kurz vor der Probeentnahme zuletzt durchgeführten Tätigkeiten wurden an Hand der Fulkerson-Skala klassifiziert. Im Ergebnis der Studie konnte sowohl die Gleichwertigkeit der Effektivität der verkürzten Einwirkzeit der Händedesinfektion bei gleicher mikrobieller Belastung zwischen beiden Versuchsreihen nachgewiesen werden, d.h. im laufenden Pflegealltag besteht kein Unterschied innerhalb der mikrobiellen Reduktionsleistung zwischen 15 s und 30 s Einwirkzeit. Zugleich wurde festgestellt, dass sich die Compliance innerhalb der verkürzten Einwirkzeit von 15 s gegenüber der von 30 s um 15 % signifikant steigerte. Die verkürzte Einwirkzeit ist folglich nicht nur als gleichwertig gegenüber der bisherigen Einwirkzeit von 30s anzusehen, sondern sie erwies sich als sinnvoll zur Verbesserung der Compliance des Pflegeteams auf der untersuchten Station.
Die Nutzung von Hochfeld MRT Systemen zur Volumetrie und Beurteilung intradiskaler Veränderungen ist innovativ und eröffnet einzigartige Möglichkeiten bei der nicht invasiven Diagnostik und Kontrolle von therapeutischen Effekten an der Bandscheibe. In der vorliegenden Studie wurden 76 porcine Bandscheiben von 15 Schweinen in vitro hinsichtlich der Volumenänderung des Nucleus pulposus nach Mikrodiskektomie mit dem MD SpineWand® (Fa. Arthrocare) untersucht. Ziel der Untersuchungen war es, die Größe dieser Volumenänderung mit Hilfe des 7 Tesla Hochfeld MRT (BioSpin ClinScan®, Fa. Bruker) zu objektivieren und einen signifikanten Volumenunterschied bei Durchführung des OP-Verfahrens mit und ohne Applikation der Coblationsenergie nachzuweisen. Das Volumen des Nucleus pulposus konnte durch Anwendung der Mikrodiskektomie sowohl mit als auch ohne Einschalten der Coblationsenergie reduziert werden. Der Vergleich der Gruppen zeigte mit p < 0,001 jedoch eine hochsignifikant größere Volumenreduktion in der Versuchsgruppe. Insgesamt konnte in den Bandscheiben der Versuchsgruppe (n = 38) eine absolute Reduktion des Nukleusvolumen um 229,03 mm³ gemessen werden, wobei der Effekt in den Bandscheiben der LWS (n = 19) mit 257,01 mm³ größer war als in den etwas kleineren Bandscheiben der BWS (201,05 mm³, n = 19). Relativ zu den Ausgangsvolumina entsprechen diese Ergebnisse einer Volumenreduktion des Nucleus pulposus um 24,66 % in der LWS und 22,96 % in der BWS. Für die Kontrollgruppe ohne Anschalten der Coblationsenergie ergaben sich vergleichsweise relative Volumenreduktionen um 6,04 % in der LWS (n = 19) und 4,99 % in der BWS (n = 19). Zieht man zusätzlich die Volumina der hypointensen intradiskalen Läsionen mit in die Berechnungen ein, so ergibt sich ein hypothetischer reduzierender Volumeneffekt in der Versuchsgruppe von 37,47 % (LWS) und 37,23 % (BWS). Die Studie hat als erste ihrer Art die Volumenreduktion nach minimalinvasiver Mikrodiskektomie am porcinen Modell in vitro beschrieben. Die Übertragung der Ergebnisse auf ein in vivo-Modell sowie den Menschen bleibt offen, stellt jedoch eine interessante Zielstellung künftiger Forschung dar.
Das diplomatische Protokoll ist ein integraler Bestandteil der zwischenstaatlichen Beziehungen. Darüber hinaus regelt das Protokoll innerstaatliche zeremonielle Strukturen bzw. die offiziellen Formen der staatlichen Repräsentation. Neben der Pflege der internationalen Beziehungen zwischen Staaten gibt es eine Vielzahl von Bereichen, in denen offizielle Beziehungen zwischen staatlichen und nicht-staatlichen Akteuren bestehen. Beispielsweise nehmen internationale Unternehmen im Rahmen von Global Governance eine zunehmend bedeutende Rolle ein. Hierbei stellt sich die Frage, ob bzw. inwieweit sich Wirtschaftsunternehmen an die Einhaltung protokollarischer Gepflogenheiten gebunden fühlen. Die vorliegende Dissertation widmet sich der institutionellen Komposition von Ordnungen, die sich in der Politik sowie darüber hinaus in anderen Bereichen der Gesellschaft widerspiegeln. Sie untersucht die Anwendung von protokollarischen Gepflogenheiten in Unternehmen. Thematisch bewegt sich die Forschungsarbeit im disziplinenübergreifenden Dreieck aus internationaler Diplomatie, politischer Theorie und Unternehmenskommunikation bzw. -repräsentation. Die zentrale Frage lautet: Gibt es ein mit dem Staatsprotokoll vergleichbares Unternehmensprotokoll, welches entsprechend dem Staatsprotokoll funktioniert? Im Kern der empirischen Studie geht es darum aufzuzeigen, inwieweit das Protokoll in global agierenden Wirtschaftsunternehmen mit dem internationalen diplomatischen Protokoll vergleichbar ist. Die empirische Grundlage bilden zu Teilen Organisations- und Geschäftsverteilungspläne sowie 72 leitfadengestützte Experteninterviews, geführt im Zeitraum von 2008 bis 2012. Das Ergebnis belegt empirisch, dass es sich beim Protokoll um eine politische Institution handelt. Des Weiteren wird eruiert, wie sich das Protokoll aus der Sicht der interviewten Protokollexperten im staatlichen und öffentlichen Bereich darstellt. Vor diesem Hintergrund werden die hierbei gewonnenen Befunde mit denen aus den Interviews mit den Protokollexperten aus der Industrie abgeglichen. Abschließend kommt diese Forschungsarbeit zu dem Fazit, dass das Unternehmensprotokoll in großen Teilen mit dem diplomatischen Protokoll vergleichbar ist.
Die Heparin-induzierte Thrombozytopenie (HIT) ist eine seltene, aber lebens-bedrohliche unerwünschte Wirkung einer Therapie mit Heparin. Ausgelöst wird sie durch die Bildung von Antikörpern, die gegen Komplexe aus dem positiv geladenem Thrombozytenprotein Plättchenfaktor 4 (PF4) und negativ geladenem Heparin gerichtet sind und Thrombozyten aktivieren können, welches sich klinisch in einer schweren prothrombotischen Diathese bei gleichzeitiger Thrombozytopenie äußert. Bemerkenswert ist, dass im Widerspruch zur klassischen Immunantwort bei der HIT auch von Heparin-naiven Patienten binnen weniger Tage anti-PF4/Heparin-Antikörper der Immunglobulinklasse G gebildet werden, welche eigentlich eine sekundäre Immunantwort repräsentieren. Darüber hinaus ist bekannt, dass PF4 auch mit verschiedenen polyanionischen Nichtheparinen Komplexe bildet, die von anti-PF4/Heparin-Antikörpern erkannt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob Nukleinsäuren, die aufgrund ihres Reichtums an Phosphatgruppen ebenfalls stark negativ geladenen sind, mit PF4 Komplexe bilden, die von anti-PF4/Heparin-Antikörpern erkannt werden. Da eine Bildung antigener Komplexe mit PF4 für therapeutisch eingesetzte Nukleinsäuren von hoher praktischer Relevanz wäre, wurde außerdem die Interaktion von PF4 mit verschiedenen Aptameren untersucht. Dazu wurde die Interaktion zwischen PF4 und Nukleinsäuren in systematischen Bindungsstudien mit verschieden strukturierten Nukleinsäuren charakterisiert. Mittels Circulardichroismus-Spektroskopie wurde der Einfluss eines Modellaptamers auf die Sekundärstruktur von PF4 mit dem Einfluss von Heparin auf die PF4-Struktur verglichen. Die Kreuzreaktivität von anti-PF4/Heparin-Antikörpern gegen PF4/Nukleinsäure- bzw. PF4/Aptamer-Komplexe wurde mittels Immunassay und Thrombozytenfunktionstest untersucht. Schließlich wurde im Mausmodell die in-vivo-Immunogenität eines PF4/Aptamer-Komplexes überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass Nukleinsäuren längen- und strukturabhängig mit PF4 interagieren. Die Neigung zur Komplexbildung mit PF4 stieg mit der Länge der Nukleinsäure und dem Anteil doppelsträngiger Abschnitte. PF4/Nukleinsäure-Komplexe wurden von anti-PF4/Heparin-Antikörpern erkannt und konnten in Gegenwart dieser Antikörper eine Thrombozytenaktivierung vermitteln. Mit PF4/Aptamer-Komplexen immunisierte Mäuse produzierten anti-PF4/Aptamer-Antikörper, welche gegen PF4/Heparin-Komplexe kreuzreagierten. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass insbesondere Aptamere mit hohem Anteil an doppelsträngigen Abschnitten mit PF4 Komplexe bilden können, die ein ähnliches Epitop exprimieren wie PF4/Heparin-Komplexe und damit ein potentielles Risiko für die Erzeugung HIT-ähnlicher prothrombotischer Komplikationen bergen. Nukleinsäuren könnten einen endogenden Interaktionspartner von PF4 darstellen und das höhere HIT-Risiko von Patienten nach großen orthopädischen Eingriffen oder schweren Infektionen erklären, welche mit höheren Plasmaspiegeln zellfreier Nukleinsäuren einhergehen. Darüber hinaus könnte die Interaktion von PF4 mit endogenen Nukleinsäuren eine Erklärung für die frühe Produktion von anti-PF4/Heparin-Antikörper der Immunglobulinklasse G liefern.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die zytotoxischen Effekte von TRAIL und Docetaxel auf endometriale Adenokarzinomzellen unter kombinierter Stimulation stärker waren, als unter Einzelstimulation. TRAIL ist für seine selektive Induktion von Apoptose in Tumorzellen bekannt, ohne dem normalen Gewebe zu schaden. Doch obwohl für alle fünf untersuchten Zelllinien eine Expression der Todesrezeptoren DR4 und 5 nachgewiesen werden konnte, induzierte TRAIL allein kaum Apoptose. In Kombination mit Docetaxel, dem halbsynthetischen Analogon von Paclitaxel, zeigte sich eine größere Zytotoxizität als unter Docetaxel und TRAIL allein. Es kam zu einer signifikanten Reduktion der Zellzahl sowie zu einem Anstieg der Apoptose- und Nekroserate. Hierbei deuteten sich synergistische Wirkweisen an. Eine ursächliche Veränderung des Rezeptorprofils durch Docetaxel war nicht zu erkennen. Die Schnittstelle liegt möglicherweise auf einer anderen Ebene. Die Freisetzung der Chemokine IL-8, MCP-1 und RANTES wurde durch Docetaxel, TRAIL und besonders stark durch die Kombination von beiden stimuliert. Dies könnte sich sowohl positiv als auch negativ auf die Tumorprogression auswirken, insbesondere im inflammatorischen Kontext und in vivo. Hier wären weitere Untersuchungen indiziert. Insgesamt unterstreichen diese Ergebnisse, dass eine Kombination von TRAIL bzw. agonistischen TRAIL-Rezeptorantikörpern mit Taxanen das Potential hat, in der Therapie von Endometriumkarzinomen eine Rolle zu spielen.
The systemic renin-angiotensin system (RAS) is an endocrine system that is mainly known to regulate blood pressure, fluid and electrolyte balance as well as volume homeostasis in the body through different active metabolites, the angiotensin (Ang) peptides. In addition, local renin-angiotensin systems have been discovered in various tissues, including the islet of Langerhans. Starting with angiotensinogen, the precursor of all angiotensin peptides which is cleaved into the decapeptide Ang I by renin, the RAS is divided into three axes. The main classical RAS axis is composed of angiotensin converting enzyme (ACE), angiotensin (Ang) II, and the Ang II type 1 receptor (AT1R), whereas the two alternative RAS axes comprise either ACE2, Ang-(1-7) and the receptor Mas or the aminopeptidase N (APN), Ang IV and the insulin-regulated aminopeptidase (IRAP). The activation of the main ACE/Ang II/AT1R RAS axis has been associated with metabolic syndrome, type 2 diabetes mellitus, and islet dysfunction. The detrimental effects resulting from the pathological activation of this axis have been shown to be attenuated or even abolished by the pharmacological inhibition of components of the main RAS axis. However, the impact of the two alternative ACE2/Ang-(1-7)/Mas and APN/Ang IV/IRAP RAS axes on islet function is less well understood. Previous studies mainly focused on the possible protective actions of Ang-(1-7) via the receptor Mas in insulin-sensitive tissues and on well known risk factors of metabolic syndrome (insulin resistance, hyperglycemia, obesity, hypertension and dyslipidemia). Thus, the impact of this axis on β-cell function and, in particular, insulin production and release was examined in the present study. Glucose and fatty acids have been subjects of diabetic research because they are established pathophysiologically relevant features of the metabolic syndrome and are known to harm β cells, phenomena which are referred to as gluco- or lipotoxicity, respectively. The pathophysiologically relevant factors glucose, saturated fatty acid (FA) palmitic acid (PA), and the methyl ester of the omega-3 fatty acid docosahexaenoic acid (DHA-ME) were used in the present study to characterize the local β-cell RAS as well as β-cell function under pathophysiological conditions. Results of the present work demonstrate the expression of selected components of the RAS in isolated murine islets of Langerhans and the rat insulinoma cell line BRIN-BD11 under basal conditions. The alternative ACE2/Ang-(1-7)/Mas and APN/Ang IV/IRAP RAS axes were activated by high glucose in BRIN-BD11 cells after 24 h. Coincidently with these findings insulin production was found to be increased. In contrast, the expression of components of the main ACE/Ang II/AT1R RAS axis and the Ang II type 2 receptor (AT2R) were not affected under the same conditions (Härdtner et al., 2013). Both FAs, PA and DHA-ME were shown to alter the expression of components of the renin-angiotensin system in BRIN-BD11 cells. PA increased the expression of AT1R, the receptor of the main RAS axis, and of AT2R, whereas that of the receptor of the alternative ACE2/Ang-(1-7)/Mas RAS axis, Mas, appeared to be down-regulated at basal low glucose concentrations (5.5 mM). These effects were accompanied by a dose-dependent reduction of the insulin production and secretion. In contrast, DHA-ME augmented the expression of components of the ACE2/Ang-(1-7)/Mas axis and IRAP at low glucose concentrations, an effect which could be partially enhanced under high glucose conditions (25 mM). At basal glucose concentrations DHA-ME reduced the insulin secretion, whereas it was increased under high glucose conditions. However, the insulin mRNA amount remained unaffected by DHA-ME. Additionally, in contrast to glucose and palmitic acid, DHA-ME significantly increased the production of reactive oxygen species, at least hydrogen peroxide after 30 min. Expression alterations of components of the alternative ACE2/Ang-(1-7)/Mas RAS axis by glucose and PA correlated strongly with the corresponding insulin secretion and production. Therefore, an involvement of the ACE2/Ang-(1-7)/Mas RAS axis in the regulation of insulin secretion and production was hypothesized and validated in primary islets of Langerhans of both Mas-deficient and wild-type mice. Islets were exposed to the preferred natural ligand for Mas, Ang-(1-7), or to its pharmacological agonists or antagonists, respectively....
Beckenfrakturen machen 3-8% aller Frakturen aus und sind nach Schädel-Hirn-Traumata und Thoraxverletzungen die dritthäufigste Verletzung bei tödlich verlaufenden Verkehrsunfällen. Während Typ A-Verletzungen im Allgemeinen konservativ problemlos behandelt werden können, sind es die instabilen Verletzungen vom Typ B und C, die einer osteosynthetischen Versorgung bedürfen. Auf Grund der schwierigen dreidimensionalen Oberflächenstruktur der Beckenknochen sind Beckenfrakturen mit herkömmlichen Plattenosteosynthesen schwierig zu versorgen. Hierzu müssen die Implantate sorgfältig vorgebogen werden, um diese an die Knochenstruktur anzupassen. Weiterhin diktieren die Plattenlöcher den Ort und die Richtung der Schraubenlage. Um dieses Problem zu umgehen, wurde ein Fixateur interne aus Titan-Aluminium (Ti6Al4V) in Zusammenarbeit mit der Firma Biedermann-Motech entwickelt, der es dem Operateur erlaubt, die Schrauben an jeder gewünschten Stelle und in jeder gewünschten Richtung einzubringen. Die Verbindungen zwischen den Schrauben und dem Stab sind polyaxial ausgelegt. Es ist somit möglich, das Implantat leicht auf die jeweiligen Beckenverhältnisse anzupassen. Der theoretische Vorteil dieses Systems ist daher nicht nur die leichtere Montage, sondern auch die optimalere Platzierung der Schrauben, um eine größtmögliche Stabilität zu erzielen. Der Chirurg kann somit das Implantat der Anatomie des Patienten anpassen. Dieser innere Spanner wurde gegen eine herkömmliche Doppelplattenosteosynthese mittels Beckenrekonstruktionsplatten getestet. Der Zweck dieser Untersuchung war es, einen ersten Vergleich zwischen diesen beiden Stabilisierungsverfahren zu gewinnen, zumal die Vielseitigkeit des Fixateur interne vor allem bei komplexen Beckenfrakturen deutliche Vorteile bringen könnte. In menschlichen Beckenmodellen aus Polyurethan-Schaum der Firma Sawbones® wurde ein 5 mm dicker Polyurethan-Schaum von geringer Dichte zwischen die beiden knöchernen Enden der Symphyse platziert. Durch Zufallsprinzip wurden 3 Becken zuerst mit der Plattenosteosynthese und 3 andere zuerst mit dem Fixateur interne stabilisiert. Zum besseren Vergleich wurden sowohl die Doppelplattenosteosynthese als auch der Fixateur von cranial und von ventral eingebracht. Vor dem endgültigen Festziehen der Schrauben wurde ein Transducer, Tekscan #6900, in der Symphyse platziert, um während der einzelnen Messzyklen die jeweiligen Druckkräfte aufzunehmen. Diese Konstruktion wurde dann zunächst sinusförmig mit 0,5 Hz kraftgesteuert auf der rechten Beckenseite mit einer senkrecht nach unten gerichteten Krafteinwirkung wiederholt belastet bis eine Verschiebung von 2 mm erreicht war. Hierzu wurde das MTS Model 858 MiniBionix II verwendet. Das MTS System wurde so programmiert, dass es automatisch nach einer Dislokation der rechten Beckenhälfte von 2 mm stoppte. Anschließend wurde das Becken um 90° gedreht und in die rechte Beckenhälfte nun von ventral nach dorsal belastet. Im anterior-posterioren Untersuchungsgang war der selbstentwickelte Fixateur interne in nahezu allen Messungen der Plattenosteosynthese signifikant überlegen als Ausdruck der größeren Stabilität. Obgleich in der cranio-caudalen Untersuchungsrichtung nur eine Messung eine signifikantere Stabilität des Fixateur interne aufwies, so zeigten die anderen Untersuchungen deutlich höhere Werte als die der Plattenosteosynthese. Die Doppelplattenosteosynthese war in keiner Messung dem Fixator interne überlegen.
Die Herzinsuffizienz ist eine Erkrankung, die unabhängig von ihrer Ätiologie durch eine Funktionsreduktion des linken und/oder rechten Ventrikels gekennzeichnet ist. Unabhängig von der Genese ist sie trotz medikamentöser und apparativer Therapiemaßnahmen mit einer hohen Morbidität und Mortalität verbunden. Neben Vasopressoren ist vor allem die Gabe von Vasodilatatoren (Nitraten und NO-Donatoren) zur Vor- und Nachlastsenkung die Therapie der Wahl bei akut dekompensierter Herzinsuffizienz ohne schwerwiegende Hypotension. Die letztgenannten weisen zwar eine gute Wirksamkeit auf, jedoch kann es bei langer Therapiedauer zu einer Toleranzentwicklung kommen. Daher wurden neue Moleküle mit ähnlichem Wirkungsprofil entwickelt, sogenannte Stimulatoren (z.B. Riociguat) und Aktivatoren (z.B. Cinaciguat) der löslichen Guanylatzyklase (sGC). Sie aktivieren bzw. stimulieren die sGC unabhängig von NO. In klinischen und tierexperimentellen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass die hämodynamischen Auswirkungen mit denen von NO-Donatoren vergleichbar sind, da die Substanzen keine Toleranzentwicklung induzieren. Cinaciguat weist zudem, gerade bei kardiovaskulären Erkrankungen, eine bessere Wirksamkeit auf. Unbekannt ist bisher, ob diese NO-unabhängigen sGC Stimulatoren und Aktivatoren direkte inotrope und lusitrope Effekte auf isolierte Kardiomyozyten ausüben. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es den Einfluss der sGC-Stimulatoren BAY 41-2772 (10^-11-10^-5M) und Riociguat (10^-10-10^-5M), sowie der sGC-Aktivatoren BAY 63-2770 (10^-12-10^-6M) und Cinaciguat (10^-10-10^-5M) in-vitro auf die Kontraktion und Relaxation, sowie auf die intrazellulären cAMP- und cGMP-Spiegel von isolierten Rattenkardiomyozyten zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden mit Hilfe einer Langendorff-Anlage ventrikuläre Kardiomyozyten aus frisch entnommenen Rattenherzen isoliert und anschließend mit den obengenannten sGC-Stimulatoren und Aktivatoren stimuliert. Mit Hilfe eines „Video-Edge-Detection-Systems“, das an ein Fluoreszenzmikroskop gekoppelt ist, konnten die maximale Kontraktilität, die Kontraktionsgeschwindigkeit, die Relaxationsgeschwindigkeit und der Calcium-Transient ermittelt werden. Die inotropen und lusitropen Veränderungen wurden mit den Effekten von Isoproterenol, Verapamil und den NO-Donatoren (DEA/NO, SIN-1 Chlorid), verglichen. Mittels Radioimmunoassay wurde die durch Stimulation mit Riociguat, Cinaciguat, Isoproterenol und DEA/NO induzierte cAMP- und cGMP-Konzentration in den isolierten Rattenkardiomyozyten gemessen. Für Isoproterenol konnte eine konzentrationsabhängige (10^-8-10^-5M) Zunahme der Inotropie und Lusitropie beobachtet werden, wohingegen für Verapamil eine konzentrationsabhängige Abnahme der Zellverkürzung (10^-7 und 10^-5M), der Kontraktionsgeschwindigkeit (10^-6-10^-5M) sowie der Relaxationsgeschwindigkeit (10^-7M) nachgewiesen werden konnte. Die Vorläufersubstanz von Riociguat BAY 41-2272 induzierte in hohen Konzentrationen (10^-6 und 10^-5M) eine Zunahme sowohl der Kontraktilität wie auch der Relaxation. Nach Gabe der eigentlichen Prüfsubstanz Riociguat, sowie BAY 60-2770 und Cinaciguat konnte im Vergleich zu den NO-Donatoren (DEA/NO, SIN-1 Chlorid) keine Veränderung der Kontraktilität, Relaxation und des Calcium-Transienten der Herzmuskelzellen festgestellt werden. Ausschließlich in der höchsten Konzentration von DEA/NO konnte eine transiente Abnahme der Kontraktilität nach 2 Minuten beobachtet werden. Aufgrund bereits gewonnener Daten an Tiermodellen, wie z.B. Hunden, aber auch an gesunden Probanden, wurde die Induktion eines positiv lusitropen Effekt nach Gabe der Stimulatoren und Aktivatoren angenommen. Diese Annahme konnte jedoch durch die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit nicht bestätigt werden, obwohl die Behandlung der Rattenkardiomyozyten mit DEA/NO und den Aktivatoren und Stimulatoren der sGC zu einem cGMP-Anstieg führten. Die verbesserte Relaxation in den vorangegangenen Studien ist eher eine Folge der Vor- und Nachlastsenkung aufgrund des vasodilatatierenden Effektes unter den Stimulatoren und Aktivatoren der sGC, und weniger eine Folge eines direkt positiv lusitropen Effektes auf die Kardiomyozyten. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Substanzen in den gewählten Konzentrationen keine nennenswerten Effekte auf isolierte Kardiomyozyten gesunder Ratten ausüben, weder hinsichtlich der Kontraktion noch der Relaxation. Ob Effekte an isolierten Kardiomyozyten von herzinsuffizienten Herzen oder in Kombination mit NO-Donatoren erreicht werden können, müssen zukünftige Untersuchungen erst noch zeigen.
Im proximalen Nierentubulus ist SLC2A9 ein bedeutender Bestandteil des „Harnsäure-Transportosoms“, welches ein funktionelles Netzwerk von Aufnahme- und Effluxtransportern der Harnsäure darstellt. Unter diesen sind auch bekannte Arzneimitteltransporter, die zu den Transporter-Familien SLC22A und SLC17A sowie der ATP-abhängigen ABCTransporter-Familie ABC gehören. Ebenso ist SLC2A9 Bestandteil dieses Transporter-Netzwerkes. Es ist wenig darüber bekannt, wie der transzelluläre Transport der Harnsäure koordiniert wird. Ein möglicher Mechanismus wäre die koordinierte transkriptionelle Regulation der Transporter-Expression über einen gemeinsamen Transkriptionsfaktor bzw. Modulator. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Regulation der Genexpression von SLC2A9, einem Faktor der Harnsäure-Homöostase, zu charakterisieren. Außerdem sollte überprüft werden, ob sich unter den identifizierten SLC2A9-regulierenden Transkriptionsfaktoren solche befinden, die auch als Modulatoren des „Harnsäure-Transportosoms“ in Frage kämen.
Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Überprüfung des dermatologischen Nutzens der Einführung eines Hautschutzplans in der Chirurgie. Methode: Die durchgeführten Untersuchungen dienten der prospektiven Beobachtung der Hautbarrierefunktion unter Einfluss von Hautschutz- sowie Hautpflegeprodukten. Dementsprechend wurden mittels hautphysiologischer Messverfahren die Hautparameter Hautfeuchtigkeit, Hautlipidgehalt, TEWL sowie AOP vor und nach der Umsetzung der Standardarbeitsanweisung (SAA) gemessen. Die ersten Messungen vor der Umsetzung der SAA erfolgten über einen Messzeitraum von zwei Wochen. Im Anschluss erfolgten nacheinander zwei weitere Messreihen. In der zweiten Messreihe wurden das Hautschutzprodukt A und das Hautpflegepräparat B verwendet; in der dritten Messphase das Hautschutzmittel A und das Hautpflegeprodukt C, weil das Hautpflegemittel B aufgrund ungenügender Qualität während des Eincremens (krümelige Konsistenzveränderungen) sowie von Hautirritationen bei einem Probanden durch das Hautpflegeprodukt C ersetzt werden musste. Die Messparameter Hautlipidgehalt, TEWL und AOP haben sich als zuverlässige Größen für die Evaluation der Hautveränderungen unter dem Einfluss von Hautschutz- und pflegeprodukten erwiesen. Ergebnisse: Beim TEWL gab es in Messreihe 2 eine signifikante Verbesserung im Vergleich zu den Vorwerten. Es zeigte sich, dass die Hautparameter während der Nutzung des Hautpflegemittels C in der Kombination mit dem Hautschutzprodukt A (Messreihe 3) trotz des zusätzlichen Einsatzes von Irritanzien (aggressiveres Hautdesinfektionsmittel – Manorapid® synergy) nahezu gleichbleibend waren (TEWL) bzw. nur sehr geringfügig abfielen (Hautfeuchtigkeitsgehalt). Die Messwerte der Hautfeuchtigkeit waren auch in Messreihe 2 nicht signifikant verbessert. Zeitgleich lassen die Messwerte (im Mittel zwischen 30 - 40) die Interpretation „trockene Haut“ für den gesamten Verlauf und die gesamte Studienpopulation, d. h. während aller Messreihen zu (Heinrich et al. 2003). Die Messwerte für AOP waren signifikant höher im Vergleich zu den Messergebnissen ohne den Einsatz von Hautschutz- und Hautpflegeprodukten. Das AOP erfuhr in Messereihe 3 im Vergleich zu Messreihe 2 erneut eine signifikante Verbesserung. Beim Hautlipidgehalt wurde in Messreihe 2 keine signifikante Verbesserung nachgewiesen. In Messreihe 3 hingegen konnte eine signifikante Verbesserung für den Hautlipidgehalt gezeigt werden. Schlussfolgerungen: Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Umsetzung eines Hautschutzplans mit regelmäßiger Anwendung von Hautschutz und Hautpflege chirurgischen Disziplinen empfohlen werden kann. Auf Grund der hohen Hautbelastung der Chirurgenhand und möglicherweise auch auf Grund der vergleichsweise kurzen Anwendungsdauer blieb allerdings das Merkmal „trockene Haut“ unbeeinflusst. Im Vergleich der Hautpflegepräparate war Produkt C dem Produkt B überlegen.
Ziel unserer Studie war die Evaluation verschiedener lungenfunktioneller und spiroergometrischer Parameter, welche hinsichtlich ihrer prädiktiven Potenz einer PH bei IPF sowie ihrer Prognostizität analysiert werden sollten. Dazu wurden Daten von 135 IPF-Patienten (82 männlich) mit einem mittleren Alter von 64 Jahren aus 3 deutschen PH-Zentren (Greifswald, Dresden, Berlin) analysiert. Ausgewertet wurden jeweils die Ergebnisse, die im Rahmen der Erstdiagnostik erhoben wurden. Die Patienten erhielten ein Lungenfunktionstest, eine Spiroergometrie sowie eine TTE und einen RHK. Patienten mit Verdacht auf eine Linksherzerkrankung im TTE oder RHK wurden ausgeschlossen. Eine PH wurde mittels RHK und Echokardiografie diagnostiziert bzw. ausgeschlossen. Bei 73 unserer Patienten konnte eine PH festgestellt werden. Alle Ergebnisse wurden als Absolut- und Relativwerte angegeben. Die Relativwerte wurden anhand der vorgestellten Normwertformeln berechnet. Die Gesamtpopulation der Patienten wies eine restriktive Ventilationsstörung sowie eine reduzierte Belastbarkeit und eine gestörte Atemeffizienz in der Spiroergometrie auf. Signifikante Unterschiede zwischen der Gruppe der PH und Nicht-PH-Patienten zeigten sich in der KCO (mmol/min/kPa/l und %pred), FEV1 (%pred), peakVO2 (ml/min und %pred), VO2@AT (ml/min und %pred) und dem VE vs. VCO2 slope. Als bester Prädiktor einer PH zeigte sich die Atemeffizienz, ausgedrückt im VE vs. VCO2 slope gefolgt von der peakVO2 (%pred), der KCO (%pred) sowie der VO2@AT (%pred). Eine begleitend vorliegende PH erwies sich in unserer Studie als stärkster Prognosefaktor der IPF. Neben einer PH waren die peakVO2 (%pred), die VO2@AT (%pred) sowie die KCO (%pred) ebenfalls gute Prognosefaktoren. Die Relativwerte waren sowohl hinsichtlich der Prädiktoren als auch hinsichtlich der Prognosefaktoren den Absolutwerten überlegen. Die Gesamtpopulation hatte eine 1-Jahresüberlebensrate von 87,5 % und eine 2-Jahresüberlebensrate von 79,3 %. Patienten mit PH hatten eine 1-Jahresüberlebensrate von 83,3 % und eine 2-Jahresüberlebensrate von 71,2 %. Im Vergleich dazu wiesen Patienten ohne PH eine bessere 1-Jahresüberlebensrate mit 93,1 % und eine bessere 2-Jahresüberlebensrate mit 91 % auf. Die Datenlage zu Prädiktoren einer PH mittels Belastungstests ist derzeit noch gering. Unsere Ergebnisse decken sich teils mit bereits vorhandenen Studien, können jedoch zahlreiche neue Erkenntnisse beisteuern. So konnten wir als einer der ersten zeigen, dass der VE vs. VCO2 slope ein verlässlicher Prädiktor der PH bei IPF-Patienten ist. Aufgrund der starken prognostischen Konsequenzen einer PH bei Patienten mit IPF ist es unerlässlich, diese frühstmöglich zu diagnostizieren. So stellt unsere Studie die Bedeutung der Spiroergometrie und des Lungenfunktionstest als sinnvolle Ergänzung der Diagnostik einer PH neben dem RHK und der TTE heraus. Die vorliegende Studie ist nach unserem Wissen eine der ersten, welche lungenfunktionelle als auch spiroergometrische Parameter sowohl hinsichtlich ihrer prädiktiven Potenz zur Feststellung einer PH als auch hinsichtlich ihrer Prognostizität der IPF untersucht hat. Zukünftig sind weitere Arbeiten nötig um diese Ergebnisse zu bestätigen und die Bedeutung im klinischen Alltag herauszustellen.
Device-assoziierte Infektionen machen einen erheblichen Anteil der nosokomialen Infektionen aus. Die Inzidenz von Infektionen durch periphere venöse Gefäßkatheter wurde in dieser prospektiven Beobachtungsstudie an 89 peripheren Venenkatheter auf einer allgemein-chirurgischen Station mithilfe eines Infektionserfassungsbogen, erarbeitet vom Institut für Hygiene und Umweltmedizin Greifswald, angelehnt an die Infektionskriterien der CDC, ermittelt. 16 von 20 Infektionen fielen in einen Zeitraum von vier Wochen, in dem Studenten des I. Tertials ihre Pflichtassistenz auf der Allgemeinen Chirurgie erfüllten. Unzureichende Kenntnis in den Bereichen der durchzuführenden Hygienemaßnahmen sowie des aseptischen Arbeitens vor und bei der Insertion eines peripheren venösen Gefäßkatheters sind als Einflussfaktoren anzunehmen. Um zu gewährleisten dass ein einheitlicher Hygienestandard bei der Durchführung der auszuführenden Tätigkeiten vorausgesetzt werden kann, müssen Studenten im Praktischen Jahr vor Beginn ihrer Pflichtassistenzen nicht nur an theoretischen, sondern auch an praktischen Schulungen teilnehmen.
Infektionen durch Toxoplasma gondii treten weltweit häufig auf. Die Toxoplasmose-Chorioretinitis stellt die häufigste Ursache einer posterioren Uveitis dar. In dieser Arbeit wurden Befunde von insgesamt 104 Rezidiven der Toxoplasmose-Chorioretinitis ausgewertet. Das Durchschnittsalter der Patienten bei ihrem ersten beobachteten Rezidiv lag bei 32,4 Jahren mit einer Spanne von 14 bis 75 Jahren. Rezidive betrafen vor allem junge Patienten. Bei 54% der Patienten trat das erste beobachtete Rezidiv zwischen dem 10. und 29. Lebensjahr auf. Die Krankheitslast zeigt sich darin, dass bei 48% der Patienten beidseitige Narben bestanden und 48% der Rezidive in der Makula auftraten. Der Großteil der Rezidive (86%) ging von vorhandenen Narben aus. Im Mittel lagen 23 Monate zwischen zwei Rezidiven. 40% der Rezidive flackerten innerhalb eines Jahres erneut auf. Dies betraf 63% der Patienten. Weder durch die Serologie allein noch durch den Vergleich mit Werten im krankheitsfreien Intervall konnte die Diagnose gesichert werden. Vor allem das klinische Bild bestimmte die Diagnose. Die Therapie der Rezidive zeigte sowohl bei der Verringerung der Größe der Netzhautläsion als auch bei der Visusentwicklung positive Effekte. Bei 43% der Rezidive war die chorioretinale Narbe kleiner als der ursprüngliche Entzündungsfokus und bei 59% der Rezidive konnte der endgültige Visus gegenüber dem Krankheitsbeginn gesteigert werden.
Bats are ancient mammals that evolved more than 50 million years ago. There are 1,240 different species (> 20% of mammalian species) described so far, which represent one of the most abundant, diverse and widely distributed mammalian groups. Bats are the only mammals which actively fly and therefore can migrate to different areas of the world. It has been increasingly recognized that bats are reservoirs for more than 100 virus species, and several are associated with animal and human epidemics. As natural hosts of rabies virus (RABV) and related lyssaviruses, bats have become a focus of research not only in South America and Africa, but also in Europe and North America. Bats are also considered to be unique in their potential to host emerging and re-emerging zoonotic viruses. To evaluate and reduce the potential risk of rabies transmission to humans or carnivore hosts (like fox, raccoon and dog etc.), active and passive surveillance studies of bat have been performed. Using these approaches diverse lyssaviruses have been detected in bats. However, these studies did not explain the rarely discovered epidemics and the underlying resistance or immune mechanisms in bats as natural hosts for lyssaviruses. Probably, bats are more resistant to lyssavirus infections than other animals. This hypothesis is introducing the research questions of the present thesis: (1) How do the innate immune responses protect bats from fatal outcome of lyssavirus infections? Interferon (IFN) responses which can be induced by the recognition of viruses by pattern recognition receptors act as the first line of defense against lyssavirus infections. Therefore, type I and type III IFNs from European bats were cloned and functionally characterized in this thesis (Chapter 2 and 4). (2) How do the lyssaviruses adapt to escape the host defenses by counteracting the IFN-mediated immune responses? And how do the bats control the viral replication via the IFN responses? To explore the complicated interactions and understand how European bats (Eptesicus serotinus, Myotis myotis and Nyctalus noctula) interact with European bat lyssaviruses (EBLV-1 and 2), a natural host related model for investigations of the bat´s immune system and the virus-host interactions has to be established. Since all of 52 identified European bats species are endangered and strictly protected, stable cell lines from different tissues of M. myotis for in vitro studies were developed and used for molecular and functional studies (Chapter 3 and 4). The data obtained from this thesis revealed that: (a) European bat IFNs do have similar but also distinct molecular characteristics compared with other mammalian IFNs (Chapter 2 and 4); (b) Both investigated bat type I IFNs, IFN-Kappa; and IFN-Omega; present potent anti-lyssaviral activities and display a pathogen associated pattern in the tested cell line (Chapter 2); (c) The established immortalized M. myotis cell lines are differently susceptible to lyssaviruses and contain a functional IFN-mediated signaling cascade (Chapter 3); (d) Bat type III IFN-Lambda;s display cell-type specific functions due to the distinct expression of the IFN-Lambda; receptor (Chapter 4); (e) In bat cell lines a possible evasive strategy of lyssavirus is based on the counteraction of IFN production and/or IFN-mediated defensive pathways (Chapter 3); (f) The higher resistance of brain derived cell line MmBr compared to other cell lines to lyssavirus infection indicates the natural ability of bat´s central nervous system to control the growth of neurotropic virus, which might be an essential reason for the nonclinical outcome (Chapter 3). Overall, the present thesis provides first insights into IFN-mediated innate immune responses against RABV and EBLVs infection in their natural reservoir hosts and an useful toolbox for comparative analysis of virus-host interactions.
Prostate volume estimation in MR images for epidemiological and clinical studies – new methods
(2014)
Benign prostatic hyperplasia (BPH) is one of the most widespread diseases among men older than 50 years. The literature provides various cut-off values for pathological enlargement of the prostate. Prostate volume (PV) measurement in large population-based studies would allow deriving more objective reference values and a more valid early BPH diagnosis. A fully automated method is therefore required. In the clinical context, the measurement of the PV is important for treatment response monitoring in the clinical applications for BPH management research, and an accurate method for PV is essential. Magnetic Resonance Imaging was used for PV estimation. Two methods based on the Support Vector Machines (SVM) were developed: the binary Support Vector Machines (C SVM)-based method for epidemiological studies and the single-class Support Vector Machines (S SVM)-based method for clinical studies. The second method was additionally compared to the ellipsoid formula for PV estimation, which is widespread in the clinic. The comparison between volume measurement of the C SVM-based method and manual delineation of observers A and B yielded a strong correlation (Spearmans rank correlation coefficients ñ of 0.936 [p < 0.001] and 0.859 [p < 0.001], respectively). Comparing the C SVM-based method and the two manual delineations by observers A and B shows an agreement with a mean difference of 3.0 ml (95% confidence interval of -3.1 to +9.2 ml) and 1.9 ml (95% confidence interval of −7.1 to +10.8 ml), respectively. The S SVM-based method and the reference PV (manual delineation of observer A) show excellent correlation (Spearmans rank correlation coefficient ñ = 0.965, p < 0.001), while the ellipsoid formula is less well correlated with the reference PV (Spearmans rank correlation coefficient ñ = 0.873, p < 0.001). The mean difference between S SVM and the reference PV was −0.05 ml (95% confidence interval of −3.8 to +3.7 ml); on the other hand, the mean difference between the ellipsoid formula and the reference PV was much greater, with 8.6 ml (95% confidence interval of +1 to +16.2 ml). The C SVM-based method has considerable potential for integration in epidemiological studies. The prostate volumes obtained by the S SVM-based method agreed excellently with the reference and would be clinically useful for urologists in prostate volumetric analysis.
Oral drug delivery is the preferred route of administration for the majority of drugs. Solid dosage forms arewell-accepted because of ease of administration, accurate dosing and high degree of patient compliance. The orodispersible technology platform has attracted increasing interest. Fast disintegrating in the mouth before swallowing, orodispersible dosage forms like orodispersible tablets (ODTs) address the need for patient-compliant medicines. ODTs represent a convenient alternative to conventional tablets or capsules. ODTs are an interesting approach when a rapid onset of therapeutic action is important. So far, ODTs have often been considered as an innovative variant of conventional oral solid dosage forms. Still, the development of ODT formulations is typically assisted by compendial in vitro test methods. However, the techniques described in international pharmacopoeias are non-specific for ODTs. After administration, the dispersion of an ODT in the mouth may provide effects which might influence the absorption of the drug. The performance of ODTs is more comparable to solutions/suspensions than to traditional tablets. To better guide the development of a new ODT formulation, this lack needs to be addressed. It is the aim of this work to design more specific in vitro test methods helping to improve understanding ODT formulations. To reflect the physiological conditions experienced by an ODT after administration, particular attention was given to the mouth where the ODT disperses and releases the drug before swallowing. In vitro biorelevant test setups simulating in vivo conditions were designed. An electronic tongue system was used to assess taste properties of ODTs. These test methods were applied in different stages of the ODT formulation development. Diclofenac being a poorly soluble and weakly acidic NSAID which is a standard medication for acute painful inflammatory conditions was used as a drug model. Three forms, i.e. the free acid and its sodium/potassium salt, were investigated for the formulation of palatable and fast acting ODTs. In Chapter 1, the development of biorelevant test setup reflecting the physiological conditions experienced by ODTs is described in detail. The newly-designed in vitro models successfully discriminated the different diclofenac forms in successive in vitro compartments simulating the mouth, the stomach and the small intestine. It was possible to identify peculiar dissolution profiles with diclofenac salts. Characterizing in-depth the diclofenac free acid and salt particles provided a better understanding of the peculiar dissolution profiles. Critical behaviors of diclofenac salts on their way from the mouth to the stomach and passing different pH conditions were extensively evaluated. Reasons for pH-dependent API precipitation and particle agglomeration were studied in detail. In pre-formulation studies, the proposed biorelevant test setups succeeded in helping to early identify critical pharmaceutical properties for diclofenac salts and to select diclofenac free acid as the most appropriate drug form providing the most stable in vitro performance. In Chapter 2, the electronic tongue method as an in vitro taste assessment tool for ODTs is proposed. Using the TS-5000Z taste sensing system (Insent Inc., Japan), the method was able to differentiate between the taste/aftertaste qualities and intensities of the three diclofenac candidates. The electronic tongue was also successfully used to differentiate different ODT formulations. The results obtained proved that valuable information can be gained. By this means, the taste perception of the diclofenac drug candidates were classified and rank against each other. For manufacturing taste-masked ODTs, diclofenac free acid, could be selected easily. The electronic tongue found out to be a precious tool in assisting the development of a new ODT product and finding the most appropriate multi-component formulation. Both proposed methods successfully showed their discriminative ability and also their utility in pre-formulation studies of ODTs. In the previous chapters, it was indeed possible to early select diclofenac free acid as the most suitable drug candidate for the targeted product profile. In Chapter 3, said methods were further used to guide the development of the taste masked diclofenac ODT formulation. This study highlights the importance of considering in vitro the physiological aspects which may have an impact on the in vivo performance of ODT dosage forms. The contact of ODTs with the mouth should be simulated in vitro for a better understanding of the in vivo behavior. With feasible biorelevant in vitro dissolution methods, an optimized correlation of in vitro and in vivo results may be achieved. The proposed in vitro test methods may provide data of predictive value and may support the rational development of ODT formulations.
Im Rahmen einer multizentrischen Machbarkeitsstudie wurden 44 Patientinnen mit inoperablen Zervixkarzinomen der Stadien IIB und IIIB mit einer neoadjuvanten simultanen Radiochemotherapie behandelt. Studienziele waren die Überprüfung der Wirksamkeit mit Bestimmung von Remissionsgrad und –rate, die Auswertung der Erreichbarkeit einer Operabilität und die Analyse dieser Ergebnisse hinsichtlich eines verbesserten Überlebens. Als sekundäre Ziele waren die Erfassung der unerwünschten Nebenwirkungen unter der Therapie und der Lebensqualität definiert. Die Therapie erfolgte als perkutane Bestrahlung (1,8 Gy/d) mit einer Gesamtdosis von 50,4 Gy. Parallel dazu wurde eine Chemotherapie, bestehend aus drei Zyklen der Zytostatikakombination Carboplatin (AUC 4) an Tag 1 und Ifosfamid (1,2 g/m² KOF) an Tag 1 bis 3, im dreiwöchentlichen Intervall appliziert. Eingeschlossen waren 19 Frauen im Stadium IIB und 25 Frauen im Stadium IIIB. Das mediane Erkrankungsalter betrug 48,5 Jahre. In 91 % der Fälle lag ein Plattenepithelkarzinom und in jeweils 4,5 % der Fälle lagen Adenokarzinome bzw. adenosquamöse Karzinome vor. Insgesamt konnten 124 von 132 Chemotherapiezyklen appliziert werden. Eine Patientin erhielt keine Studientherapie und ist noch vor Therapiebeginn verstorben. Die Analyse der hämatologischen Toxizität zeigte drittgradige Anämien bei 3,2 % der Zyklen, drittgradige Leukopenien bei 7,3 % der Zyklen und dritt- bzw. viertgradige Thrombopenien bei jeweils 0,8 % der Zyklen. Anämien und Leukopenien vierten Grades wurden nicht beobachtet. Nicht-hämatologische Toxizitäten waren selten (< 5 %). Es wurde bei 13 Patientinnen (31 %) eine Komplettremission und bei 27 Patientinnen (64,2 %) eine Teilremission erreicht. Daraus resultierte eine Operabilität bei 36 Patientinnen (85,7 %), von denen 30 Patientinnen vollständig operiert werden konnten. Nach histopathologischer Aufarbeitung wurde bei acht Frauen (26,7 %) eine komplette Remission nachgewiesen. Im Nachbeobachtungszeitraum von median 36 Monaten (Range 5 – 95 Monate) ent-wickelten 39,5 % der Patientinnen ein Rezidiv oder eine Metastasierung. Nach zwei bzw. fünf Jahren betrug die rezidivfreie Überlebensrate jeweils 60,4 % und die Gesamtüberlebensrate betrug 70,7 % bzw. 57,7 % für das Gesamtkollektiv. Die Patientinnen, die die Radiochemotherapie mit drei Therapiezyklen nach Studienprotokoll erhielten und vollständig operiert wurden, erreichten eine Gesamtüberlebensrate von 81,6 % bzw. 74 % nach zwei bzw. fünf Jahren.
In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der präoperativen Diagnostik mit den intraoperativen Befunden verglichen. Hierbei zeigt sich, dass das anteriore Impingement des oberen Sprunggelenks selten präoperativ diagnostiziert wird. Hierfür wurde das Delta-Zeichen entwickelt, welches hoch praktikabel ist und eine hohe Spezifität und Sensitivität aufweist.
Der Diabetes mellitus ist eines der großen Gesundheitsprobleme der westlichen Industrienationen. Laut der Internationalen Diabetes Föderation (IDF) ist Deutschland mit 12 Prozent das Land mit der höchsten Diabetesprävalenz in Europa. Für das Gesundheitssystem stellen die Erkrankung und vor allem die daraus resultierenden Begleiterkrankungen einen erheblichen Kostenfaktor dar. Studien zur Therapiequalität belegen, dass ein Großteil der Diabetiker dauerhaft zu hohe Blutzuckerwerte hat. Oftmals stellt sich in der Behandlung des Diabetes das Problem der regelmäßigen Therapiekontrolle. Dieses Problem wird sich vor allem in ländlichen Räumen mit mangelnder hausärztlicher Versorgung und im Hinblick auf die demographische Entwicklung weiter verschärfen. Ein allgemeiner Lösungsansatz zur Entlastung der Hausärzte wurde mit dem AGnES-Konzept (Arzt-entlastende Gemeinde-nahe E-Health gestützte, Systemische Intervention) entwickelt. Zusätzlich qualifizierte AGnES-Fachkräfte übernahmen in Delegation des Hausarztes Hausbesuche und führten ein standardisiertes Monitoring und indikationsbezogene Vitalwertmessungen durch. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Blutzuckereinstellung, die antidiabetische Arzneimitteltherapie und die arzneimittelbezogenen Probleme einer alten, multimorbiden und in seiner Mobilität eingeschränkten Patientengruppe. In der Follow-up Untersuchung werden Effekte des AGnES-Konzepts beschrieben. Insgesamt befanden sich 355 Patienten (Alter MW=79) mit gemessenen Plasmaglukosewerten (Grenzwerte: präprandiale Messung: 90-130 mg/dl; postprandiale Messung: <180 mg/dl nach ADA Guidelines 2005) und Informationen über den zeitlichen Abstand zur letzten Mahlzeit sowie einer Zustimmung zur Basisanamnese sowie einem vollständig vorliegenden Medikamentendatensatz in der Baseline-Analyse. Zur Abschätzung der Interventionseffekte wurde die gleiche Patientenkohorte im Durchschnitt nach 273 Tagen erneut standardisiert befragt sowie ein zweiter Plasmaglukosewert analysiert. Im Zeitraum dazwischen erhielten die Patienten eine Evaluation durch die behandelnden Hausärzte sowie eine pharmazeutische Betreuung durch die beteiligten Apotheken. Im Follow-up erfüllten 195 Patienten die Einschlusskriterien. Unter den 355 Patienten hatten 67,9% zum Baseline-Zeitpunkt bereits die Diagnose Diabetes mellitus, 32,1% hatten sie nicht. Es zeigte sich, dass 28,5% aller Patienten die Grenzwerte nicht einhielten. Bei den Patienten mit Diagnose Diabetes mellitus waren es 35,3% während es bei den Patienten ohne Diagnose Diabetes 14,1% waren. Die antidiabetische Arzneimitteltherapie der Patienten mit Diagnose Diabetes mellitus zeigte, dass insgesamt 35,7% eine Monotherapie (Insulin oder orales Antidiabetikum), 29,4% eine Kombinationstherapie und 34,9% keine Arzneimittel erhielten. Bei den Patienten, die die Grenzwerte einhielten, hatten 19,9% eine Kombinationstherapie, bei denen die sie nicht einhielten waren es 47,1%. Im Follow-up hielten noch 27,7% aller Patienten die Grenzwerte nicht ein, bei denen mit Diagnose waren es 34,7%, bei denen ohne 7,8%. Im Vergleich zur Baseline Untersuchung hatte es eine leichte Verbesserung gegeben, diese war im McNemar-Test für verbundene Stichproben jedoch für keine der Gruppen signifikant. Bei der antidiabetischen Arzneimitteltherapie zeigten sich Veränderungen in der bevorzugten Therapieart. Die Kombinationstherapie von Insulinen und oralen Antidiabetika reduzierte sich von 19,4% auf 13,9%, gleichzeitig stieg der Anteil an Insulinmonotherapie von 9,7% auf 13,9%. Insgesamt stieg der Anteil von Insulinen an allen Blutzucker senkenden Arzneimitteln leicht von 48% auf 51,2% an, während der Anteil von Sulfonylharnstoffen von 21,4% auf 18,2% fiel. Der Anteil an Diabetikern ohne antidiabetische Arzneimitteltherapie liegt in der Baseline sowie im Follow-up bei ca. 30%. Im Mittelwert haben die Patienten 7,6 weitere Medikamente eingenommen. Die Untersuchung hat gezeigt, dass es Optimierungsbedarf bei der Blutzuckereinstellung von älteren multimorbiden Hausbesuchspatienten gibt. Die Interventionseffekte zeigten keine signifikanten Ergebnisse. Bei der insgesamt hohen Anzahl an eingenommenen Medikamenten ist es eine große Herausforderung, die möglichen Effekte auf den Blutzuckerspiegel sowie die möglichen Interaktionen abzuschätzen. Hierbei kann die kontinuierliche Betreuung durch die beteiligten Apotheker, sowie die regelmäßigen Blutzuckermessungen durch die AGnES-Fachkräfte sowie die Anpassung der Arzneimittel durch die Hausärzte eine Hilfe sein.
The Atomic Force Microscope (AFM) has become an important tool for probing the mechanical properties of cells and microparticles by force-indentation experiments. In this thesis optimized AFM approaches for these experiments are developed and applied to three types of living human cells in order to answer biologically relevant questions about their mechanics. These microscopic investigations are then interpreted with respect to nanoscopic and macroscopic biologic parameters, such as the function of cell surface receptors or the size of human heart ventricles. This thesis comprises two physical/technical chapters and three medical/biological chapters. The physical/technical chapters discuss the measurement process itself, aiming for its improvement with respect to a proper data analysis and contact model (for spherical cells). The medical/biological chapters investigate the elasticity of cells by the use of optimized AFM approaches, with respect to the used data analysis.
Die vorliegende Arbeit liefert Beiträge zur optischen und elektrischen Charakterisierung des dynamischen Verhaltens von Plasmaspezies in Atmosphärendruck-Plasmen insbesondere mit Hinsicht auf den Einsatz in der Plasmamedizin. Dabei wurde ein breites Spektrum verschiedener Diagnostiken angewandt, um die Zugänglichkeit zur Bestimmung weiterer Plasmaparameter an Atmosphärendruck zu prüfen. Diese Arbeit stellt eine neue Methode zur Bestimmung der Ionendichte bei Atmosphärendruck- Bedingungen vor, bei der elektrische Oszillationen ausgewertet werden, deren Ursprung ionenakustische Wellen im Plasma sind. Weiterhin wurden neben relativen optischen Messungen wie der phasenaufgelösten optischen Fotografie (PROI) und der Kreuz- Korrelations-Spektroskopie (CCS) auch absolute optische Messungen mit der interferometrischen Hakenmethode und dem Pockels-Effekt durchgeführt. Anhand von elektrischen Messungen wurde ferner gezeigt, dass mit einer Strom- und Spannungs-Charakteristik der Einfluss von Aufbauparametern, wie der Kapillarposition oder dem Gasfluss, auf das Plasma untersucht werden kann. Gegenstand der Untersuchungen waren verschiedene Plasmaquellen, die für eine Nutzung in der Plasmamedizin entwickelt wurden. Sowohl die elektrischen Messungen des Parametereinflusses als auch die Bestimmung der Ionendichte erfolgten an der selbstpulsenden transienten Funkenentladung in Argon an offener Atmosphäre. Der geringe Filamentdurchmesser und der dennoch hohe Entladungsstrom ermöglichen die Detektion der ionenakustischen Instabilität. Darüber hinaus wurde diese erratisch zündende Entladung räumlich und zeitlich aufgelöst mit der CCS spektroskopisch untersucht. Dabei wird insbesondere die Selbst-Triggerung der CCS ausgenutzt, um einen Zeitbezug trotz des großen Entladungsjitter zu erhalten. Für die PROI wurden die räumlich und zeitlich stabilen Entladungsanordnungen der Nadel-Platte-Geometrie und des Kapillarjets in Helium gewählt. Die Anordnungen wurden mit einer periodischen Sinusspannung betrieben und wiesen Entladungsspalte von d = 5 - 15 mm auf. Eine besondere Anforderung der Messung mit dem Pockels-Effekt ist zu der räumlichen und zeitlichen Stabilität eine dielektrische Gegenelektrode, welche bei der Anordnung des Kapillarjets möglich war. Bei der Anwendung der interferometrischen Hakenmethode kam neben einem Erdgas-Sauerstoff-Mischgasbrenner sowohl eine Mikrowellen-Entladung (Plexc) als auch ein MHz-Plasmajet (kINPen) zur Anwendung. Die Bedeutung der elektrischen Messungen, besonders der Strom- und Spannungscharakteristik einer Entladung, wurde an dem Parametereinfluss der Kapillarposition einer erratisch zündenden transienten Funkenentladung vorgestellt. Es konnte gezeigt werden, dass der Zeitunterschied zwischen dem Stromsignal eines Vorstreamers und der Hauptentladung durch das Einbringen einer Kapillare in den Entladungsspalt deutlich verringert wird. Insbesondere der Beitrag der lokalen elektrischen Feldstärkeerhöhung an der Kapillarkante und der Diffusionsanteil der Umgebungsluft wurden als Ursachen, durch Vergleich einer Feldsimulation mit der Beobachtung der Vorphase an der Kapillarkante in den CCS-Messungen, diskutiert. Anschließend konnte gezeigt werden, dass der Leistungseintrag in die Vorphase durch die Platzierung der Kapillare deutlich reduziert werden kann. Ein wesentliches Ergebnis dieser Arbeit ist die Beobachtung von ionenakustischen Wellen als Oszillationen im Abklingen des Stromsignals einer erratisch zündenden transienten Funkenentladung. Hierzu war es nötig, elektrische Störungen zu erkennen und zu eliminieren. Es konnte ein Erdschleifen-freier Aufbau realisiert werden. In diesem Aufbau zeigt sich, dass die Signale der ionenakustischen Welle ausschließlich in einem bestimmten Gasflussbereich beobachtet werden. Die gemessene Frequenz der Oszillationen wurde als Ionenplasmafrequenz f_{pl ,i} identifiziert und enthält daher Angaben zu den Ionendichten im Bereich von n_{Ar_2^+} = 3•10^{14} cm^{-3} bis 1•10^{12} cm^{-3}. Nach einer Abschätzung der zu erwartenden Elektronendichte, die der gemessenen Ionendichte sehr nahe kommt, wurde die Dispersionsrelation für die vorhandenen Entladungsbedingungen aufgestellt und gelöst. Dabei zeigt sich eine starke zeitliche Dämpfung über die Ionen-Neutralteilchenstöße sowie eine räumliche Verstärkung für die Ionenplasmafrequenz. Aus der Dämpfung der Oszillationsamplituden konnte die Ionen- Neutralteilchen-Stoßfrequenz nu_i = 3•10^7 Hz ermittelt werden. Weiterhin ergibt sich aus der Lösung der Dispersionsrelation ein Existenzbereich für die ionenakustischen Wellen in Abhängigkeit von der Ionendichte und der elektrischen Feldstärke.
Viele als endokrine Disruptoren (EDCs) bezeichnete Schadstoffe gelangen in die Umwelt und können Veränderungen in der Entwicklung und der Funktion des Hormonsystems von Menschen und Tieren hervorrufen. Sie liegen häufig in niedrigen, physiologisch wirksamen Konzentrationen, sowie als Substanzgemische in komplexen Umweltproben vor. Zum Nachweis dieser Umweltchemikalien bedarf es der Entwicklung neuer, effizienter, benutzerfreundlicher und hoch sensitiver Detektionsmethoden. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Validierung von zwei neuen bioanalytischen Testsystemen, welche das biologische Potential von EDCs zuverlässig bestimmen. Das erste System, der neue Arxula adeninivorans yeast androgen screen (A-YAS) Assay, ermöglicht die Detektion von (anti-)androgenen Aktivitäten von EDCs als Reinsubstanzen sowie von Umweltproben. Dieser in vitro Bioassay basiert auf transgenen A. adeninivorans-Zellen, welche konstitutiv das Gen des humanen Androgenrezeptors (hAR) exprimieren. Das induzierbare Gen des Reporterproteins Phytase K (phyK, aus Klebsiella sp. ASR1 stammend) steht unter Kontrolle des aus A. adeninivorans stammenden Glucoamylase(GAA)-Promotors, welcher durch die Insertion von hormone responsive elements (HREs) modifiziert wurde. Bei Anwesenheit von (anti-)androgen wirkenden Substanzen bindet ein Dimer des hAR-Liganden-Komplexes an die HRE-Sequenzen und reguliert die Reportergenexpression. Das gebildete Reporterprotein Phytase K wird in das Medium sezerniert und ermöglicht die photometrische Bestimmung der Absorption als Maß der rekombinanten Enzymaktivität, welche mit der Konzentration der (anti-)androgen wirkenden Substanzen korreliert. Die Xplor®2-Transformations-/Expressionsplattform wurde verwendet, um mitotisch stabile und resistenzmarkerfreie Hefetransformanden zu generieren und geeignete Vertreter als Biokomponenten des Assays zu selektieren. Der A-YAS Assay ist benutzerfreundlich, schnell (Inkubationszeiten zwischen 5 h und 24 h) und als Hochdurchsatzmethode im 96-iger Mikrotiterplattenformat anwendbar. Für die Referenzsubstanz 5α-Dihydrotestosteron wurden ein Wert für die mittlere effektive Konzentration (EC50) von 277,1 ng/l sowie Nachweis- und Bestimmungsgrenzen von 56,5 ng/l bzw. 76,5 ng/l bestimmt. Damit ist der A-YAS Assay der derzeit sensitivste Hefezell-basierte Assay zur Detektion von androgenen Aktivitäten. Darüber hinaus wurden die androgenen und anti-androgenen Aktivitäten verschiedener weiterer EDCs (natürlich vorkommende Androgene und Östrogene, Pharmazeutika, Biozide) ermittelt. Der A-YAS Assay stellt ein robustes Testsystem dar und kann zur Bestimmung der androgenen Äquivalentwerte (AEQs) von komplexen Umweltproben wie Urinen eingesetzt werden. Die durch den Bioassay ermittelten AEQs mehrerer Rinderurinproben korrelierten gut mit den AEQs, welche durch GC-MS Analyse der gleichen Proben bestimmt wurden. Das zweite in dieser Arbeit entwickelte Testsystem ist ein zellfreies Verfahren, welches der rezeptorselektiven Anreicherung und Detektion von östrogen und androgen wirkenden Substanzen dient. Dazu wurden sowohl die vollständigen als auch die für die Ligandenbindungsdomäne (LBD) codierenden Gensequenzen vom humanen Östrogenrezeptor α (hERα) und von hAR mit der codierenden DNA-Sequenz für einen Polyhistidin-Tag (His-Tag) fusioniert. Durch die Wahl geeigneter Expressionssysteme erfolgte die Synthese rekombinanter, N- bzw. C-terminal mit einem His-Tag fusionierte Rezeptorproteine in vier unterschiedlichen Wirtsorganismen, dem Bakterium Escherichia coli BL21(DE3), den Hefen A. adeninivorans und Hansenula polymorpha sowie der Pflanze Nicotiana benthamiana. Zur maximalen Akkumulation von rekombinantem Protein wurden die Kultivierungsparameter der einzelnen Organismen optimiert. Eine Reinigung der nach Zellaufschluss extrahierten Proteine erfolgte durch die Metall-affine Interaktion von His-Tag-Fusionsproteinen mit Ni(II)-Nitrilotriacetat(Ni-NTA)-Gruppen in der immobilisierten Metallionen-Affinitätschromatographie (IMAC). Die in E. coli BL21(DE3)/pET-23a(+)-LBD-hERα synthetisierte, C-terminal mit einem His-Tag fusionierte LBD von hERα (LBD-hERα-6Hp) konnte nach IMAC-Reinigung mit hoher Reinheit (>90 %) und in einer Konzentration von bis zu 4 mg/ml erhalten werden. Die Anwendung unterschiedlicher Ligandenbindungsassays wies die Funktionsfähigkeit des rekombinanten Proteins nach. Durch Immobilisierung auf einer Chipoberfläche und Integration in einer Durchflusszelle wurde LBD-hERα-6Hp zum einen in einem Anreicherungsverfahren eingesetzt, welches Analyte von bisher unbestimmbaren in detektierbare Konzentrationen überführt. Die spezifische Bindung von 17β-Estradiol (17β-E2) wurde anhand der im östrogen-sensitiven nAES-P Assay (Kaiser et al., 2010) bestimmten Wiederfindungsraten von 17β-E2 bestimmt, welche sich nach Inkubation in der Durchflusszelle verringerten. Durch Integration einer optischen Messmethode (Lumineszenz) wurde ein kompetitives Detektionsverfahren entwickelt. Durch den Einsatz von LBD-hERα-6Hp wurde die spezifische Bindung von 17β-E2 gezeigt. Das Detektionsverfahren kann zur sensitiven Bestimmung der hormonellen Aktivitäten von EDCs als Reinsubstanzen sowie in Umweltproben eingesetzt werden. Darüber hinaus könnte das Anreicherungsverfahren als Vorstufe von kostenaufwändigen Nachweisverfahren wie der GC-MS Analyse verwendet werden.
The constructions of Lévy processes from convolution semigroups and of product systems from subproduct systems respectively, are formally quite similar. Since there are many more comparable situations in quantum stochastics, we formulate a general categorial concept (comonoidal systems), construct corresponding inductive systems and show under suitable assumptions general properties of the corresponding inductive limits. Comonoidal systems in different tensor categories play a role in all chapters of the thesis. Additive deformations are certain comonoidal systems of algebras. These are obtained by deformation of the algebra structure of a bialgebra. If the bialgebra is even a Hopf algebra, then compatibility with the antipode automatically follows. This remains true also in the case of braided Hopf algebras. Subproduct systems are comonoidal systems of Hilbert spaces. In the thesis we deal with the question, what are the possible dimensions of finite-dimensional subproduct systems. In discrete time, this can be reduced to the combinatorial problem of determining the complexities of factorial languages. We also discuss the rational and continuous time case. A further source for comonoidal systems are universal products, which are used in quantum probability to model independence. For the (r,s)-products, which were recently introduced by S. Lachs, we determine the corresponding product of representations by use of a generalized GNS-construction.
Rückenschmerzen sind eine häufige Erkrankung mit weitreichenden sozialen und gesundheitsökonomischen Folgen für unsere Gesellschaft. Die Abhängigkeit dieser Diagnose von Indikatoren des sozialen Status und die Annahme, dass sozial privilegiertere Schichten seltener von Dorsopathien betroffen sind, sind bekannte Thesen. Welcher Indikator der sozialen Schicht der Beste ist, um Vorhersagen treffen zu können und welche Unterschiede des sozialen Rückenschmerzgefälles zwischen Ost- und Westdeutschland 2004 zu verzeichnen waren, waren zwei Kernpunkte dieser Arbeit. Zur statistischen Untersuchung der Daten wurden der Chi²-Test auf Unabhängigkeit sowie logistische Regressionsanalysen durchgeführt. Es konnte in allen Tests gezeigt werden, dass sozial benachteiligte Personen signifikant häufiger unter schwergradigen Rückenschmerzen leiden, was sowohl vom Bildungsniveau aber auch vom Einkommen und der beruflichen Position vorhergesagt wurde. Der Schichtindikator "Bildungsniveau" hatte in den bivariaten Analysen jedoch den stärksten Einfluss auf die Assoziation zu Rückenschmerzen. Innerhalb der Drei- und Zwölf-Monats- sowie der Lebenszeitprävalenz ergab sich kein solch eindeutiger Trend. Es zeigte sich, dass die Lebenszeitprävalenz - mit über 80% - in allen Alterskategorien auf etwa dem gleich hohen Niveau liegt und dass diese hohe Prävalenz in jungen Jahren zum größten Teil von leichtgradigen Rückenschmerzen verursacht wird. Es konnte dargelegt werden, dass die schwergradigen Rückenschmerzen altersabhängig sind und außerdem die Tatsache bestätigt werden, dass ihr Anteil seit Jahrzehnten die 15%-Marke nicht überschritten hat. Im Ost-West-Vergleich wurden ähnlich hohe Prävalenzen von etwa 35% für die Punktprävalenz, etwa 65% für die Drei-Monats-Prävalenz, knapp unter 80% für die Zwölf-Monats-Prävalenz und knapp über 80% schließlich für die Lebenszeitprävalenz gefunden. Die soziale Lage schien in den Analysen der Lübecker Daten zunächst einen stärkeren Einfluss auf Rückenschmerzen zu haben als in denen Greifswalds. Bei der Überprüfung von Interaktionseffekten hinsichtlich der Stichprobenherkunft erwies sich diese allerdings als irrelevant, wonach im Vergleich der beiden Standorte von keinem ein erhöhtes Risiko auf Rückenschmerzen ausgeht. Eine Assoziation zum Sozialstatus ist jedoch auch hier zweifelsohne vorhanden. Die gefundenen Ergebnisse verdeutlichen, dass die soziale Schichtzugehörigkeit in einem engen Zusammenhang mit bestimmten Rückenschmerzausprägungen steht, diese jedoch wahrscheinlich nicht verursacht. Das Erkennen dieser Risikoindikatoren und das entsprechende Handeln sind wichtige Bestandteile eines besseren Umgangs mit dieser Diagnose und einer zielführenden Therapie.
Die vorgelegte Studie konnte zeigen, dass Patienten nach operativer Versorgung mittels radiolunärer und radioskapholunärer Fusion eine hohe Zufriedenheit mit dem postoperativen Ergebnis aufzeigen und sehr von dem operativen Eingriff profitieren. Neben den guten funktionellen Ergebnissen, konnte gerade im Hinblick auf Schmerzreduktion und Schwellungsreduktion eine deutliche Verbesserung des präoperativen Ausgangsbefundes erreicht werden. Die operative Versorgung mittels Schrauben erzielte in allen Fällen eine stabile Fusion, ohne dass Komplikationen auftraten. Bei kurzer Ruhigstellung zeigten sich sehr gute funktionelle Ergebnisse. Des Weiteren zeigte sich das durch die radiolunäre und auch die radioskapholunäre Fusion eine Destruktion des Handgelenks nicht aufgehoben werden kann, jedoch verhindern sie das Voranschreiten des ulnaren Abgleitens des Handgelenkes. Die radiolunäre Fusion und auch die radioskapholunäre Fusion stellen somit einen wichtigen rekonstruktiven Eingriff dar, der zum Ziel hat ein weiteres ulnares Abgleiten des Handgelenkes zu verhindern. Das Ergebnis der vorliegenden Studie konnte aufzeigen, dass die Indikation zur operativen Versorgung mittels radiolunärer Fusion bei Patienten in den Stadien II und III nach Larsen, Dale und Eek und mittels radioskapholunärer Fusion bei Patienten in den Stadien III und IV nach Larsen, Dale und Eek gestellt werden sollte.
In this thesis several methods of protein engineering were applied to explore and increase enantioselectivity and thermostability of certain carboxylesterases and to better understand the relationship between sequence, structure and function. For example, we were able to confirm the observed conservation of motifs like GX/GGGX and GXSXG, which was reported earlier. Yet, even more details were revealed and some were designated in numbers. However, the numbers may vary when even more sequences will be available, but the trend should remain the same. The power of the ABHDB lies in the information available throughout the very diverse and quite large superfamily. Structural equal positions can be easily compared and analysed regarding mutations, correlated mutations, prevalence etc., and visualization is simplified through direct output with YASARA software. The ABHDB was the first structural alignment of such a large number of known enzymes of the alpha/beta-hydrolase fold superfamily. With methods of rational protein engineering we were able to show that there is little flexibility of the GGG(A)X motif for the eukaryotic enzyme PLE 1 and the natural motif appears to be a good solution for high activity and enantioselectivity of PLE 1 in the conversion of tertiary alcohol esters. In a focused directed evolution approach, we were able to identify variants of BsteE with moderate, but significantly increased enantioselectivity in the kinetic resolution of tetrahydrofuran-3-yl acetate, and hence, were able to proof that the concept of ‘small but smart’ libraries is an efficient way to find improved mutants, while the screening effort was reduced. Moreover, we were able to show that the domain exchange enhanced the thermostability of BsubE, while expression level and activity were maintained or increased, respectively. Despite the great achievements and possibilities at present, we are not yet in the position to directly modify the gene to alter the structure in a complete predictable fashion to improve functional properties as imagined by Ulmer (1983). Nevertheless, substantial changes can be targeted and as demonstrated in this work, several broadly applicable methods are at hand. Furthermore, bioinformatics tools play an essential role in planning of experiments, analysis and interpretation.
Wir entwickelten ein klinikeigenes evidenzbasiertes Fast-Track-Konzept. Wir untersuchten 180 Patienten, die am Colon oder Rektum reseziert wurden. Die Studiengruppe wurde nach dem entwickelten Fast-Track-Konzept behandelt. Sie bestand aus 134 Patienten. Die Kontrollgruppe wurde nach traditionellem Schema behandelt. Sie bestand aus 46 Patienten. Zwischen den beiden Gruppen bestanden keine signifikanten Unterschiede bei postoperativem Erbrechen während der ersten drei untersuchten Tage. Auch hinsichtlich der Reinsertion einer Magensonde konnten zwischen den Gruppen keine signifikanten Unterschiede nachgewiesen werden. Signifikante Unterschiede in den postoperativen Infusionsmengen bestanden bereits ab dem ersten postoperativen Tag. Die Patienten der Studiengruppe verblieben signifikant kürzer auf der Intensivstation. Der Kostaufbau in der Fast-Track-Gruppe wurde zeitgerecht toleriert und zeigte signifikante Unterschiede zur Kontrollgruppe. Regelmäßige Darmmotilität und Stuhlgänge setzten bei der Studiengruppe signifikant eher ein. Die Rate allgemeiner Komplikationen konnte in der Fast-Track-Gruppe signifikant auf 6% gesenkt werden. Die Rate chirurgischer Komplikationen zeigte keine signifikanten Unterschiede. Die Patienten der Studiengruppe konnten signifikant eher aus dem Krankenhaus entlassen werden.
Simulations of Short Model Peptides and Practically Relevant Modeled Titanium Implant Surfaces
(2014)
One of the aims of this work was to generate a non restrained force field model including carbon contamination to make the adsorption simulations more realistic and comparable with experimental data. Another purpose was to find out how the special recognition of small linker proteins on titanium dioxide is working. During this work a fixed and a non restrained rutile (100) model was used and critical properties were observed which are not only related to the surface. The rigid water layers on top of the oxide are very important for the protein and peptide adsorption. Therefore the first discussing object were the properties of the water layers and how they can be influenced. The charge distribution on the surface was found to have a big effect on them. Depending on the charges of the surface atoms or the functional groups, resulting out of the hydroxylation equilibrium, precisely the first water layer gets more rigid or smother. This has a big effect on biomolecule adsorption. The peptides need to penetrate these water layers to generate direct interaction points. The correct description of the surface in molecular dynamic simulations therefore has a high influence on the results. The better the model is the better the findings are comparable with experimental ones. Additionally carbon contamination was mimicked by using a monolayer of pentanol molecules. This fits very good with experimental data (e.g. contact angle) and make the oxide model more hydrophobic. Interaction of proteins and peptides in experiments or in medical use are often observed under normal air conditions, which means that the scaffold is i) hydroxylated by water and ii) carbon contaminated in a short period of time. Therefore investigations were done to find out how the contamination influences the adsorption of a formally know good or bad binding peptide (TiOBP1; TiOBP2). It was found that the TiOBP1 is able to bind the different surface modifications very well which coincides with observations made in experiments. The way of adsorption (direct or indirect) depends on the water layers properties. The first layer on high charged surface models is that rigid, that the peptide is not able to adsorb in a direct way. On the carbon contaminated oxide model the adsorption is possible by reducing the flexibility of the secondary structure motive. In the case of TiOBP2 adsorption on the clean surface model results in only weak binding or even in no interaction. Whereas on the carbon contaminated dioxide the once know bad binder is able to interact with the Pentanol monolayer. No direct adsorption is observed but the hydrophobic side chains have the possibility to orient themselves according to the hydrophobic layer without changing significantly in the secondary structure motive. An additional test peptide (minTBP) adsorbs without being affected by the contamination. This raises the question if the distribution of hydrophobic to hydrophilic amino acids has influence on the adsorption ability according to clean and contaminated surface. For experimental application it could be of interest to generated peptides (GEPI´s) which bind both surface types without changing the secondary structure motives then as we know functionality is based on these structures. In the case of the PHMB polymer adsorption was observed depending on the hydroxylation ratio and therefore on the charge density of the rutile (100) surface. After analysis of the simulations takeaways from experiments could be substantiated. The PHMB interacts with the negative charged surface via the first water layer as a film. So the new force field model describing the rutile (100) titanium dioxide surface with additional carbon contamination model of one monolayer pentanol fits the experimental data very well. The adsorption studied on this surfaces indicates that the contamination as expected makes the surface more hydrophobic and influences the adsorption behavior of the tested peptides especially the secondary structure of TiOBP1. This indeed enhances experimental investigations. Peptides which e.g. link organic and inorganic parts should be good adsorbing on clean and contaminated surfaces by keeping their functionality. Furthermore experimental data can be substantiated by using atomistic simulations like in the case of PHMB adsorption.
Abstrakt: Fragestellung: Die Kontrastmittelnephropathie (KIN) ist eine, insbesondere bei vorgeschädigten Nieren, ernstzunehmende Komplikation, welche mit einer erhöhten Rate an kardiovaskulären Ereignissen, erhöhter Dialysepflichtigkeit und Mortalität sowie längeren stationären Liegezeiten und Gesundheitskosten einhergeht. Diese Studie soll die Wirksamkeit von Mesna und ACC in der Prävention der KIN überprüfen und vergleichen. Methodik: Im Zeitraum vom 01.01.2009 bis zum 31.03.2010 wurden retrospektiv Daten von Patienten erhoben, welche im Klinikum Greifswald stationär behandelt wurden, erhöhte Serumkreatinin-Werte aufwiesen und eine Kontrastmittel-gestützte CT- oder Angiographie-Untersuchung erhalten haben. Die Patienten wurden je nach Medikation in eine der 4 Gruppen: „Mesna“, „Mesna und ACC“, „ACC“ und „ohne“ eingeteilt. Im Folgenden wurden die Veränderungen der Serumkreatininwerte nach 24-48, 72-96 und 144±24h ermittelt, sowie Differenzen und eGFR (mittels MDRD2) berechnet. Als Endpunkte wurden die KIN, definiert als Serumkreatininanstieg um 0,5mg/dl bzw. um 25% innerhalb von 24-96h, und die Dialysepflichtigkeit sowie der Exitus innerhalb von 144 ± 24h nach der Untersuchung festgelegt. Ergebnisse: Insgesamt konnten 346 Patienten eingeschlossen werden. Hiervon entwickelten 15,61% eine KIN. Hierzu zählen 8,39% der „Mesna-“, 13,73% der „Mesna und ACC-“, 12,28% der „ACC-“ und 32,53% der „ohne Prävention-“ Gruppe. Die Inzidenz ist für alle Präventionsstrategien, jeweils verglichen mit keiner Prävention, signifikant geringer. Ein signifikanter Unterschied zwischen ACC, Mesna oder beidem konnte nicht festgestellt werden. In der Mesna-Gruppe wurden 2 Patienten mit KIN dialysepflichtig und weitere 2 verstarben. Dies ist nicht signifikant. Schlussfolgerung: Die beobachtete Wirksamkeit von Mesna spricht für eine Beteiligung von Sauerstoff-Radikalen in der Pathogenese der KIN. Mesna scheint eine angemessene Alternative zu Acetylcystein in der Prävention der KIN zu sein. Eine medikamentöse Prophylaxe sollte bei verminderter Nierenfunktion unbedingt erfolgen um die Inzidenz der KIN zu mindern.
Frühgeborene stellen eine Kohorte dar, deren Überlebenschance in den letzten Jahrzehnten stetig gestiegen ist. Aufgrund des medizinischen Fortschritts in der Versorgung von Frühgeborenen sind Studien notwendig, die Outcomes von Frühgeborenen unter den veränderten Bedingungen untersuchen. Neben dem Erkenntnisgewinn über den Zusammenhang zwischen Frühgeburtlichkeit und Folgeproblemen dienen solche Studien auch dazu, Neonatologen Beratungssicherheit im Umgang mit Eltern zu geben. Ziel dieser Studie ist es, die Entwicklung von Früh- und Reifgeborenen im Alter von 6 Jahren miteinander zu vergleichen und Entwicklungsunterschiede zu detektieren. Die vorliegende Untersuchung ist eine populationsbasierte Kohortenstudie. Sie verfolgt früh- und reifgeborene Kinder der SNiP-Population (Survey of Neonates in Pomerania) im Rahmen der Schuleingangsuntersuchung der Gesundheitsämter nach. Dadurch ist es möglich, eine repräsentative Studienpopulation zu untersuchen. Die SNiP-Studie erfasste zwischen 2003 und 2008 Daten zu Morbidität, Mortalität, Familien- und Sozialanamnese von Neugeborenen in der Region Greifswald und Ostvorpommern. Der erste Jahrgang der SNiP-Population wurde im Schuljahr 2010/2011 eingeschult. Im Rahmen der Schuleingangsuntersuchung im Jahr 2010 wurden diese Kinder schulärztlich untersucht. Zusätzlich wurden mittels eines Elternfragebogens Daten zu Gesundheit, Entwicklung, erhaltenen Therapiemaßnahmen, Verhalten und Soziodemografie erfasst. Das ermöglicht eine breit gefächerte Untersuchung des Outcomes der Frühgeborenen und die Ermittlung potentieller Risikofaktoren, die das Erleiden einer Frühgeburt begünstigen. Die Daten, die im Rahmen der Schuleingangsuntersuchung erhoben wurden, wurden mittels ID mit den Baselinedaten der SNiP-Studie verknüpft, so dass nur die Daten der SNiP-Population ausgewertet wurden. So konnte das Outcome der Frühgeborenen mit dem Entwicklungsstand gleichaltriger Reifgeborener dieser Kohorte verglichen werden. An der Schuleingangsuntersuchung für das Schuljahr 2010/2011 nahmen in Greifswald und Ostvorpommern 1240 Kinder teil. Davon füllten die Eltern von 459 Kindern die Fragebögen aus. Von diesen 459 Kindern zählen 315 Kinder zur SNiP-Population und bilden die Grundlage für die vorliegende Studie. 270 von ihnen sind reifgeboren und 45 frühgeboren. Den Ergebnissen der Entwicklungsdiagnostik im Rahmen der Schuleingangsuntersuchung und der Elternfragebögen zufolge sind frühgeborene Kinder nicht per se als benachteiligt einzuschätzen. Es zeigen sich in vielen untersuchten Bereichen nur tendenzielle Unterschiede. Statistisch signifikant schlechter bewertet wurden die Frühgeborenen nur in wenigen Items: Sie kamen nach Elterneinschätzung weniger gut im Kindergarten zurecht und frühgeborene Mädchen wurden bei der ärztlichen Schuleingangsuntersuchung im Bereich Artikulation schwächer eingeschätzt als Reifgeborene. Im Alter von 6 Jahren sind signifikante Unterschiede in Größe und Gewicht zu Ungunsten der Frühgeborenen nachweisbar. Bezüglich der Risikofaktoren, die eine Frühgeburt begünstigen können, zeigt sich in der vorliegenden Studie, dass Eltern von Frühgeborenen signifikant häufiger verheiratet und seltener ledig sind. Bei der Verteilung des Haushaltsnettoeinkommens zeigen sich ebenfalls signifikante Unterschiede: Die Eltern der Frühgeborenen sind in den Kategorien 1000-1500 Euro/Monat und >3000 Euro/Monat überrepräsentiert. In der Entwicklungsdiagnostik im Rahmen der Schuleingangsuntersuchung und bei der Elterneinschätzung zu Gesundheitszustand, Entwicklung und erhaltenen Therapiemaßnahmen werden die Frühgeborenen in vielen Items tendenziell schlechter eingeschätzt als die Reifgeborenen, die Ergebnisse sind nicht statistisch signifikant. Die größte methodische Einschränkung der vorliegenden Arbeit ist die geringe Fallzahl. Trotzdem bieten die erhobenen Daten die Möglichkeit, zunächst breitgefächert Zusammenhänge und Einflussfaktoren zu identifizieren und darzustellen. Da die weiteren Jahrgänge der SNiP-Studie noch eingeschult werden und die Zusammenarbeit mit den Gesundheitsämtern besteht, können dort auch in den nächsten Jahren weitere Jahrgänge untersucht werden. Bei einer erhöhten Fallzahl würde die Repräsentativität der Aussagen steigen. Das im direkten Vergleich zu Reifgeborenen nur gering schlechtere Abschneiden von Frühgeborenen im Alter von 6 Jahren ist bezüglich der Prognose für Frühgeborene erfreulich. Trotzdem sollte bedacht werden, dass diese Studie alle Frühgeborenen darstellt und sich nicht auf eine Hochrisikogruppe mit geringem Geburtsgewicht beschränkt. Bei der Beratung von Eltern zur Prognose ihrer frühgeborenen Kinder geht es vor allem um Häufigkeiten. Es können keine spezifischen Aussagen zur Prognose einzelner Kinder gemacht werden. Wichtig bei der Beratung betroffener Eltern ist, trotz früher Diagnostik und Fördermaßnahmen, dass das Outcome wesentlich von perinataler Morbidität abhängig ist.
The impact of inbreeding under different environmental conditions and of artificial selection on cold tolerance was investigated in laboratory populations of the tropical butterfly Bicyclus anynana. The investigation focused on (1) the effects of inbreeding on several fitness-related traits and whether inbred individuals are more susceptible to stress, (2) interactions between inbreeding, genetic adaptation to cold stress and environmental conditions, (3) the effects of artificial selection and inbreeding in the adult stage in other developmental stages, and (4) the effect of inbreeding depression on the heat shock response. Environmental conditions are not constant over time; consequently organisms have to deal with environmental changes. Besides naturally fluctuating conditions, human-induced climate change may increase temperature changes as well as the severity of heat or cold waves. Temperature-stress resistance describes an organism’s ability to cope with stressful temperatures. Enhanced resistance to temperature stress can be reached by phenotypic plasticity or genetic adaptation. Plastic organisms are able to react fast to changing environmental conditions, whereas genetic adaptation is more important for long-term adaptation. Natural habitats may also be affected by human impact, causing habitat loss or fragmentation and changes in population structure. A decrease in the population size may result in inbreeding and inbreeding depression (ID). Consequences of inbreeding are well documented, and inbred individuals are predicted to be more sensitive to environmental stress than outbred individuals. The long term persistence of species and populations depends on their ability to adapt to novel conditions which in turn depends on genetic diversity. Therefore, studies of temperature resistance and its evolution in relation to inbreeding are very important. First a higher susceptibility of inbred individuals to environmental stress was determined in different populations of B. anynana. Inbreeding depression was revealed for several fitness-related traits, but not for immunity traits or heat tolerance. Temperature affected most traits, revealing the importance of temperature on ectotherms; just two hours of thermal stress affected important reproductive, life-history and immunity traits already. Importantly though, no evidence were found that inbred individuals are more susceptible to stressful temperatures than outbred individuals. Genetic adaptation and phenotypic plasticity can interact with one another, resulting in genotype-environmental interactions (G x E). The hypotheses tested here were that some genotypes are more plastic than others and that lines with increased cold stress resistance are less plastic with regard to cold resistance than control lines. To induce plastic responses the exposed lines differed in cold tolerance and inbreeding to different temperatures as well as different feeding regimes and measured fitness-related traits. Several interactions were detected in which a selection regime was involved, but these interactions did not show a clear overall pattern. In summary though, findings were that marginal impacts of directional selection and inbreeding on plastic responses and suggest that, at least for my study organism, the genetic architecture of fitness-related traits is not connected with the architecture of plastic responses. The next investigation concerned with the manifestation of genetic adaptation to produce one specific phenotype across development stages and possible trade-offs. The assumption tested was that there is a genetic link between different developmental stages to produce one definite phenotype by imposing selection in the adult stage only. Lines selected for increased cold resistance in the adult stage were used and increased cold resistance throughout all developmental stages was expected. However, higher cold resistance was found only in the adult stage and not in developmental stages. This could be either the result of a resource allocation trade-off between different stages or that there is no cold resistance phenotype. Thus, if selection takes place in the adult stage it does not affect the others. In the last experiment investigation was directed to determine whether there are negative inbreeding effects on the heat shock protein (HSP) response. Under stressful conditions, organisms produce the HSPs and they act as chaperons required for refolding and repairing of stress degraded proteins. Testing was oriented to find if inbreeding as a genetic stressor´ provokes a higher HSP expression and if there is evidence for higher temperature stress susceptibility on inbred individuals. Findings indeed showed a stronger HSP up-regulation in control compared to inbred lines with a negative inbreeding impact occurrence, which may causally underlie inbreeding depression.
Ein Netzwerk aus Rezeptoren und Signalkaskaden reguliert Wachstum, Differenzierung und Überleben von Zellen. Wird dieses Netzwerk aus dem Gleichgewicht gebracht, können die Zellen zu Tumorzellen transformieren. Der epidermale Wachstumsfaktor Rezeptor (EGFR) stellt eine treibende Kraft in diesem Netzwerk dar und ist ein Ziel zahlreicher Tumortherapeutika. Aufgrund weitläufiger Resistenzbildung ist die Identifizierung verantwortlicher Strukturen von großer Bedeutung um die entarteten Signalkaskaden synergistisch einzudämmen. Nach Aktivierung des EGFR wird eine signalspezifische Antwort durch Rekrutierung von Adapterproteinen an die intrazelluläre Domäne initiiert. Die veränderte Zusammensetzung der Signalproteine könnte Angriffspunkte für neue Therapieansätze enthüllen. Um die zugrundeliegenden Mechanismen zu entschlüsseln, wurden mehrere Proteom-Untersuchungen auf Zelllysate angewendet. Ungeachtet der Sensitivität moderner Geräte stellt die Identifizierung niedrig-abundanter Proteine im Proteom einer Zelle jedoch eine Herausforderung dar. Die Identifizierung differentieller Proteinmuster des EGFR-Interaktom in Abhängigkeit von Resistenz und Rezeptor variante war das Ziel dieser Arbeit. Der EGFR samt seiner Interaktionspartner wurde aus Zelllysaten präzipitiert. Anschließend wurden die Proteine in einer SDS-PAGE aufgetrennt und nach in-Gel-Verdau mit LC-MS/MS analysiert. Aus Lysaten von A431-Zellen wurden 183 Proteine in vier Bioreplikaten detektiert. Darunter 15 direkte Interaktionspartner, wie GRB2, SHC1, SOS1/2, STAT1/3, AP2 sowie P85B. Die Berechnung des normalized spectral abundance factor (NSAF) anhand der Anzahl gemessener Spektren und der Molekularmasse eines Proteins ermöglichte eine relative Quantifizierung der Proteinmenge. Die Menge der copräzipitierten Proteine war nach EGFR-Aktivierung durch EGF für 14 Proteine mehr als zweifach erhöht. Davon waren Untereinheiten des AP2 Komplexes am stärksten an aktivierten EGFR assoziiert. Abschließend wurde die Interaktion mit AP2 und die neu aufgedeckte Interaktion mit CIP2A durch Immunfluoreszenz und Western Blot-Analyse bestätigt. Nachdem die Funktionalität der Methode gezeigt werden konnte, wurde die Anwendung um das Modell einer akuten Afatinib-Resistenz erweitert. Im A431-Zellmodell wurde durch die Inkubation in Fibroblasten-konditioniertem Medium eine Resistenz gegen Afatinib beobachtet. Im Rahmen dieser Arbeit sollte ermittelt werden, ob sich der Einfluss der temporären Resistenz am Interaktionsmuster des EGFR widerspiegelt. Die MS-Analyse identifizierte 145 Proteine deren Assoziation an EGFR durch Afatinib mindestens zweifach verringert wurde, darunter GRB2, SOS1, SHC1, STAT2/3 sowie PK3CB und P85B. Aus dieser Analyse wurde ein Pool aus 137 Proteinen ermittelt, die potentiell Teil des induzierten Resistenzmechanismus sein könnten. 32 Proteine, darunter TNAP2, AHNK, SPTCS und der Tumorsuppressor DIDO, weisen funktionelle Ähnlichkeit zu Lungenkrebs auf. Daraufhin wurde die Methode auf das Modell einer chronisch erworbenen Resistenz der Lungenkarzinom-Zelllinie HCC4006 gegen Erlotinib angewendet. Die Analyse sollte zunächst differentielle Proteinmuster des Grundzustandes in Abhängigkeit zur erworbenen Resistenz identifizieren. Die Morphologie der Erlotinib-resistenten HCC4006-Zellen weist Merkmale einer EMT auf, die als Resistenzmechanismus für verschiedene Tumore beschrieben ist. Im Einklang mit dieser Beobachtung wurden Hinweise auf rege Veränderungen des Zytoskeletts in der vorliegenden MS-Analyse der resistenten HCC4006-Zellen gefunden. In unbehandelten Zellen wurden abhängig vom Resistenz-Status der Zellen 178 Proteine mit mindestens zweifach veränderter Assoziation an EGFR detektiert. Darunter fanden sich die Proteine der Zytoskelettreorganisation Plectin, Spectrin und ZO1, welche in resistenten Zellen bis zu 70 fach erhöht waren. Das Angiogenese-Protein Nostrin ist hingegen nach Resistenzentwicklung stark vermindert. Nach Behandlung mit Erlotinib und EGF war die Assoziation von 148 Proteinen durch Erlotinib Resistenz verändert. Darunter befanden sich HEAT1, EF1A1, UBS3B und AP3B1 die in sensitiven Zellen durch Erlotinib stärker dissoziierten als in den resistenten Zellen. Abschließend wurde die differentielle Analyse auf zwei EGFR VarianteIII (vIII) transfizierte Glioblastomzelllinien übertragen. In den P3-Zellen sind 95 Proteine in Abhängigkeit der Rezeptorvariante zweifach verändert an EGFR assoziiert. Darunter waren JAK1, GRB2, PRKDC und SNX-3, 17 und 27 vermehrt an vIII assoziiert, wohingegen PHB2 bevorzugt an Wildtyp-EGFR assoziiert. In den NCH421k Glioblastomzellen ist die Affinität für vIII bei 245 Proteinen zweifach verändert. Darunter die Phosphokinasen P85A und P85B mit stark erhöhter vIII-Affinität. Für vIII ist eine bevorzugte Initiierung des PI3K/AKT Signalweges, sowie eine konstitutive Aktivität bereits beschrieben. Mit dem Abschluss dieser Arbeit liegt ein Protokoll zur differentiellen Analyse der EGFR Interaktionsmuster vor
Die Sepsis ist die Haupttodesursache auf nicht kardiologischen Intensivstationen mit einer Mortalität zwischen 30-50%. Auf Grund der epidemiologischen Entwicklung unserer Gesellschaft, einer Indikationsausweitung invasiver und operativer Verfahren sowie steigender Antibiotikaresistenzen und immunsuppressiver Therapien ist die Inzidenz der Sepsis steigend. Forschungsbemühungen zur Verbesserung der Sepsistherapie haben in den letzten Jahrzehnten immer wieder erfolgsversprechende präklinische Ergebnisse in in vitro und in vivo Modellen aufzeigen können. Die Translation in den klinischen Alltag ist dabei jedoch zumeist gescheitert. Die aktuelle Sepsistherapie basiert somit nach wie vor auf den kausalen Säulen der Fokuskontrolle und antimikrobiellen Therapie. Intensivmedizinische Maßnahmen wie die hämodynamische Stabilisierung oder die Durchführung von Organersatzverfahren können definitionsgemäß nicht mehr der kausalen, sondern nur noch der supportiven oder gar adjunktiven Therapie zugeordnet werden. In den letzten Jahren ist die Alteration der endothelialen Barriere im Rahmen systemisch entzündlicher Prozesse mit der Ausbildung eines sogenannten „Capillary leakage syndrome“ mit konsekutiver Ausbildung eines Multiorganversagens auf Grund einer Organminderperfusion zunehmend in den Fokus der Grundlagenwissenschaft gerückt. Trotz dieser enormen pathophysiologischen Bedeutung ist bis heute noch keine Therapieform zur Stabilisierung der Endothelbarriere in septischen Patienten etabliert. Der parazelluläre Spalt der endothelialen Barriere wird durch Adherens- und Tight Junctions abgedichtet, wobei das Adhäsionsprotein Ve-cadherin die Hauptkomponente darstellt und somit die entscheidende Rolle in der endothelialen Integrität einnimmt. Darüberhinaus ist Ve-cadherin in die Endothel-Leukozyten-Interaktion, sowie der makromolekularen Permeabilität partizipiert und kann zusätzlich als Rezeptor für das Fibrinspaltprodukt Bbeta 15-42 dienen. Petzelbauer et al. konnten zeigen, dass eine synthetisch hergestellte Bbeta 15-42 Sequenz (FX06) den Reperfusionsschaden in einem Tiermodell des Herzinfarktes durch eine verminderte leukozytäre Transmigration als Resultat der kompetitiven Interaktion mit Ve-cadherin signifikant reduzieren konnte. In der hier vorliegenden Arbeit wurde der Hypothese nachgegangen, ob FX06 das Überleben in einem Modell der murinen polymikrobillen Sepsis, Colon ascendens Stent Peritonitis, durch eine Stabilisierung der endothelialen Barriere verbessern kann. Des Weiteren wurde der Einfluss von FX06 auf die systemische Zytokinfreisetzung untersucht. Die gewonnen Daten zeigen, dass es durch die Applikation von FX06 zu einer Stabilisierung der Endothelbarriere, vor allem in der Lunge, kommt und somit auch das Überleben signifikant verbessert ist. Das Zytokin- und Chemokinprofil wird dabei nicht durch FX06 beeinflusst. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass FX06 einen möglichen neuen therapeutischen Ansatz zur Stabilisierung der Endothelbarriere darstellt und somit das Überleben in der polymikrobiellen Sepsis verbessern könnte. Zu Evaluierung des genauen Wirkmechanismus von FX06, sowie möglichen Nebenwirkungen und Dosisfindungskurven bedarf es weiterer intensiver Forschungsanstrengungen.
Von Edmund Husserl liegt keine selbstständige Arbeit zur philosophischen Ästhetik vor, aber in seinen Schriften verstreut gibt es zahlreiche Betrachtungen, die das Gebiet der Ästhetik betreffen. Die vorliegende Dissertation ordnet Husserls ästhetische Auffassungen im Rahmen seiner Phänomenologie bewusstseinsmäßigen Erlebens ein. Husserls ästhetische Auffassungen werden in ihrem inneren Zusammenhang systematisch dargestellt. Hierbei zeichnen sich als Schwerpunkte Husserls Überlegungen zum Bildbewusstsein, zu reproduktiven und perzeptiven Phantasien sowie insbesondere zur Dimension des Wertens ab. Zum Abschluss wird im Ausgang von Husserls Betrachtungen zur Fremderfahrung sowie zur Normalität und Anomalität eine weiterführende Konzeption ästhetischen Erlebens im Kontext der Lebenswelt dargelegt.
In this study the potential of molecular RT-PCR based methods for diagnostic or epidemiological investigations concerning negative-sense RNA viruses should be demonstrated exemplary for orthobunyaviruses (segmented genome) and lyssaviruses (non segmented genome). The recent discovery of a novel orthobunyavirus from the Simbu serogroup, Schmallenberg virus (SBV), via next generation sequencing and metagenome analysis led to the development of novel molecular detection methods. Due to the potential emergence of further orthobunyaviruses from the Simbu serogroup, a generic pan-Simbu real-time RT-PCR system was developed. This system was able to detect all tested Simbu serogroup viruses. As additional feature a species classification via sequencing is possible. Moreover, the novel pan-Simbu real-time RT-PCR system seems to offer a broad detection spectrum for orthobunyaviruses in general. Hence, this protocol allows a broad screening of samples predominantly for Simbu serogroup virus genomes but also might allow the identification of some related orthobunyaviruses in mammalian or insect samples. A comparison of the pan-Simbu real-time RT-PCR system with diagnostic real-time RT-PCRs revealed an overall higher sensitivity of the diagnostic assays for SBV detection. The diagnostic SBV-S3 assay convinced with the highest sensitivity and reliability for SBV detection. Additionally, the SBV-M1 assay turned out as highly specific for SBV and therefore is a valuable tool for a precise diagnosis in geographical regions where multiple orthobunyaviruses are endemic. Furthermore, the SBV genome diversity in Germany was investigated using a molecular epidemiological approach. Genome variability was extremely high in the N-terminal region of the putative envelope glycoprotein Gc which might have an impact on immunogenicity or host-cell infection. Phylogenetic analyses indicated that sequence variation is independent of host species and geographical distribution. In contrast to SBV as a novel pathogen, rabies encephalitis (caused by the prototype lyssavirus Rabies virus) is known for more than 4000 years. Thus numerous molecular techniques have been developed for lyssavirus detection, considering the diversity of this genus they all have certain limitations as regards their diagnostic range. Results of a lyssavirus ring trial among European laboratories indicate that RT-PCR could be a highly reliable diagnostic tool if at least two independent tests with broad diagnostic range are applied. Another approach suggested that a change from two-step to one-step PCR strategy or a variation of the RT-chemistry may have a remarkable influence on assay performance. However, no ultimate approach or strategy has been found yet, that would facilitate rabies routine diagnosis or epidemiological surveys on molecular grounds. Thus, there is a need for a potent, reliable and practical system for lyssavirus diagnosis and characterization, suitable as a second diagnostic line next to classical techniques like the fluorescent antibody test. For this purpose a diagnostic two level cascade protocol was developed with emphasis on the most relevant European lyssaviruses. On a first level two independent generic pan-lyssavirus screening assays, targeting different genomic regions, were applied. On a second level two probe-based species-specific multiplex PCR systems for the rapid classification of European lyssaviruses were used. All applied assays displayed an overall highly sensitive and specific detection with an excellent reproducibility and repeatability. Moreover, the diagnostic cascade protocol combines all known advantages of the real-time PCR technology including speed and reduced risk of cross-contamination with improved safety of molecular testing based on a double-check strategy for the screening as well as the confirmatory assays. In the frame of the second Bokeloh bat lyssavirus case in a German bat, the capability of real-time PCR for the quantification of viral loads was demonstrated. Another convenient example for the potential of molecular RT-PCR based methods is the epidemiological investigation of the rabies epizootic in Namibian kudu antelopes. Phylogenetic analyses of a 602 bp fragment of the nucleoprotein gene indicated a separate grouping of the Rabies virus (RABV) isolates from kudu apart from RABV isolates from jackals. Full genome sequencing revealed unique mutations in the glycoprotein gene of RABV isolates from kudu, suggesting an independent rabies cycle in Namibian kudu antelopes. All given examples were used to illustrate the application spectrum of molecular RT-PCR based methods for diagnostic or epidemiological purposes. The advantages of molecular techniques were emphasized and in particular real-time RT-PCR systems proved their fitness for purpose and appear to represent standard techniques for the next decade.
Wir verglichen das Therapie-Outcome von jeweils 21 Patienten, die entweder mit PEEK-Cage oder PMMA nach zervikaler Diskektomie bei degenerativen Veränderungen der HWS fusioniert wurden, nach mindestens 2 Jahren. Wir untersuchten retrospektiv die neurologische Verbesserung, Schmerzreduktion, das subjektive funktionelle Outcome gemäß ODI und SF-36 sowie den Fusionsstatus und die Anschlussdegeneration in der Computertomografie. Der Anteil der präoperativen myelopathischen Symptome war in der PMMA-gruppe diskret höher (14,3 vs. 23,8%). Das Follow-Up-Intervall war in der PMMA-gruppe signifikant länger (27,9 vs. 42,6 Monate). Das Durchschnittsalter zum OP-Zeitpunkt betrug 48,65 Jahre und 59,5% der Patienten waren männlich. In beiden Gruppen erreichten wir akzeptable Erfolge und eine gute Patientenzufriedenheit (81% Cage vs. 76,2% PMMA). Unsere Ergebnisse zeigen ähnlich der bisherigen Literatur eine Tendenz zu einem besseren Outcome in der Cagegruppe. Die Verbesserung der sensiblen bzw. motorischen Defizite war in der Cagegruppe nicht signifikant höher als in der PMMA-gruppe (sensibel: Cage 71,4% vs. PMMA 63,2% bzw. motorisch: Cage 72,8% vs. PMMA 53,3%). Allerdings traten auch bei 4 Cage- und 3 Palacos®patienten neue motorische Defizite, vor allem mit Ursprung in den Nachbarsegmenten, auf. Die Cagegruppe hatte zum Follow-Up einen unsignifikant höheren Anteil an Schmerzpatienten (76,2% vs. 57,1%), jedoch hatten sie präoperativ signifikant mehr Schmerzpatienten (90,5% vs. 61,9%). Der durchschnittliche VAS-Score konnte von 6,1 in der Cage- und 5,0 in der PMMA-gruppe auf 3,3 in der Cage- und 2,6 in der PMMA-gruppe gesenkt werden. 72,2% der Cage- und 57,1% der PMMA-patienten konnten ihre VAS-Scores um mindestens 2 Punkte reduzieren. Der Oswestry Disability Index (Cage 19,9%; PMMA 19,1%) war in beiden Gruppen nahezu identisch. Das Gros der Patienten (Cage 65%, PMMA 73,7%) hatte zum Follow-Up eine minimale Beeinträchtigung. Die Ergebnisse des SF-36 (Cage: PCS 37,5/ MCS 51,1; PMMA: PCS 38,4/ MCS 47,6) sind in beiden Gruppen sehr ähnlich. Unsere Ergebnisse bestätigen die bekannte Tendenz zur mangelnden Fusion mit PMMA im Vergleich zum Cage (Non-Fusion bei Cage 4,8%, PMMA 23,8%). Außerdem zeigen unsere Daten, dass eine sichere knöcherne Fusion signifikant mit mehr Anschlussinstabilität assoziiert ist (72,7 vs. 20%). Der Anteil der Patienten mit mindestens 3 Degenerationszeichen im Anschlusssegment stieg signifikant: in der Cagegruppe von 19,1% präoperativ auf 52,4% beim Follow-Up und in der Palacos®gruppe von 9,5% auf 28,6%. 9,5% der PMMA-patienten mussten wegen symptomatischer Anschlussdegeneration erneut operiert werden. Es konnte kein signifikanter Einfluss des Fusionsstatus und der Anschlussdegeneration auf das Therapieoutcome festgestellt werden. Patienten mit verstärkter Anschlussdegeneration hatten in allen Outcome-Parametern ein tendenziell schlechteres Outcome. Patienten mit Fusion hatten tendenziell weniger Schmerzen und waren signifikant älter als nicht-fusionierte. Zusammenfassend ist eine leichte Tendenz zu einem besseren funktionellen und subjektiven Outcome sowie einer höheren Fusionsrate in der PEEK-Cagegruppe zu erkennen. Nachteilig ist jedoch die erhöhte Rate der Anschlussdegeneration mit PEEK-Cage, welche durch die knöcherne Fusion verstärkt zu sein scheint. Aufgrund des signifikanten Zusammenhangs von Anschlussdegeneration und Fusionsstatus ist die Untersuchung des Langzeit-Therapie-Outcomes mit künstlichen Bandscheibenprothesen durchaus vielversprechend. Um mehr signifikante Unterschiede zwischen der Fusion mit Cage und der mit PMMA erkennen und daraus eine Schlussfolgerung für die operative Therapie ziehen zu können, sind prospektive Studien mit größeren Patientenkollektiven nötig.
Accelerated drug release tests are essential for quality control (QC) of long acting (non-oral) controlled release formulations. Real-time release experiments are usually required for product development, to understand the mechanism of release and to establish a correlation with in vivo release. Ideally, the accelerated test should maintain the biorelevant aspect of the in vitro method and the mechanism of release should not change under accelerated test conditions. At the same time adequate discriminatory ability is a prerequisite as the accelerated test should be able to discriminate between batches with respect to manufacturing variables that can impact on bioavailability. The objective of this thesis was to develop accelerated drug release tests for intravaginal rings (IVRs) and to gain a mechanistic understanding of the principles that facilitate in vitro drug release under accelerated test conditions. A detailed evaluation of the in vitro release characteristics of the formulations under real-time test conditions was considered as a prerequisite for developing predictive accelerated tests. Two formulations were subject of this study, in which the mechanism of release is primarily governed by drug diffusion. One formulation was the commercially available Nuvaring®, a combined hormonal contraceptive IVR that releases etonogestrel and ethinylestradiol with a constant rate over a duration of 3 weeks. The second formulation was a prototype of an investigational IVR that is supposed to be bioequivalent to the marketed formulation. The Nuvaring® provides an example of a reservoir system in which a membrane mediates diffusion, resulting in release rates that are almost constant with time, whereas the investigational IVR is a matrix-type IVR. In these devices drug release is driven by Fickian diffusion through a homogeneous matrix and decays with time. Both IVRs are based on different grades of polyethylene vinyl acetate (PEVA). Accelerated drug release tests were performed at elevated temperature and in hydro-organic solvents since these two parameters were expected to increase drug diffusion through the semicrystalline EVA copolymer. Release experiments with IVRs or endcapped segments were performed in an incubator shaker. The devices were placed in stoppered flasks containing an adequate release medium that was continuously shaken and completely replaced at predetermined time points. Release experiments with endcapped segments were also performed in a small volume version of UPS apparatus 7 (the Reciprocating Holder). Results from release experiments in these two setups were in general comparable when the release from segments was standardized to release per ring with respect to the mass ratio (segment/IVR). Real-time drug release in an aqueous release medium at a temperature of 37 °C from the Nuvaring® was slightly affected by variations in the in vitro test conditions, i.e. media volume and composition (addition of solubility enhancing agents). These variations, however, did not affect the release kinetics that continued to be zero-order with exception of the initial burst. In contrast, real-time drug release from the matrix IVR was affected by the steroid solubility in the release medium, increased with increasing media volume and reached a maximum in release media containing solubility enhancing agents, resulting in distinct release kinetics. Interestingly the steroid solubility had a distinct influence on the release rate under conditions that are commonly assumed to provide sink conditions. Even under experimental conditions that provided minimum drug solubility, the concentration of ethinylestradiol in the receptor medium never exceeded 3 % of the saturation solubility. Accelerated drug release from both IVRs could be observed after exposure to elevated temperature and/or hydro-organic release media. Overall, increased drug release in different hydro-organic media correlated with polymer swelling. The higher swelling capacity of the investigational IVR, when compared with the Nuvaring®, was accounted for a stronger degree of acceleration in different hydro-organic release media. These observations were in agreement with literature sources that report that swelling as well as diffusivity in EVA copolymers increases with increasing VA content, which is lower in the rate-controlling membrane of the Nuvaring®. For the investigational IVR a good correlation between accelerated and real-time release profiles could be obtained if changes in steroid solubility under accelerated conditions were taken into consideration. For example, a good correlation could be observed between accelerated release profiles in hydro-organic media and real-time release profiles in media containing surfactants that provide maximum drug solubility and thus eliminate boundary layer effects. This observation appears reasonable since hydro-alcoholic release media also enhance steroid solubility in the receptor compartment. In case of the Nuvaring® variations in the in vitro test parameters under real-time test conditions did not affect the release kinetics. For this IVR, the mechanism of release was maintained in hydro-organic release media and at elevated temperature. The quantitative relationship between the zero-order release constants and the test temperature could be described by the Arrhenius equation, indicating that accelerated release is governed by an increase in drug diffusion. Validation of the accelerated method with a prototype of the investigational IVR with a different drug load demonstrated that the accelerated methods were able to detect formulation changes with similar discriminatory ability as the real-time test. However, the temperature-controlled accelerated method was less sensitive to detect changes in the release characteristics of a Nuvaring® that have been induced by preliminary heat-treatment, indicating that the accelerated method may be less sensitive to detect changes in IVRs that are a result of physical aging. When the aim is to develop an accelerated method for batch release it is therefore crucial to validate the accelerated method with appropriate samples from non-conforming batches that are out of specification under real-time test conditions and have been obtained by small but deliberate variations in the critical process parameters. In both formulations the degree of acceleration could be further increased by combining the effect of hydro-organic release media with an increase in temperature. Under these test conditions the ability to differentiate between the different prototypes of the investigational IVR was maintained. Moreover, in both IVRs the mechanism of release was not affected by an additional increase in temperature when compared with release profiles in hydro-organic solvents. In conclusion, the results of this study indicate that both temperature and hydro-organic release media are valid parameters to accelerate drug release from delivery systems in which the mechanism of release is primarily governed by diffusion through dense (inert) polymer matrices (i.e. inserts, implants). A correlation between real time and accelerated release will be facilitated if drug release under real-time test conditions is independent of the test parameters. To assure the outcome of the test with respect to quality and safety it is crucial to validate the accelerated method with appropriate batches.
Wie Menschen ihre Mundgesundheit wahrnehmen ist für die zahnärztliche Versorgung von großer Bedeutung. Besonders die Selbsteinschätzung der Mundgesundheit bestimmt darüber, ob Individuen zahnmedizinische Probleme erkennen und Präventionsmöglichkeiten und Therapien in Anspruch nehmen. Um ein umfassendes Bild zur Selbsteinschätzung der Mundgesundheit in Deutschland zu ermitteln, wurden die Deutschen Mundgesundheitsstudien aus den Jahren 1997 (DMS III) und 2005 (DMS IV) herangezogen und die beiden Altersgruppen der 35-44-jährigen Erwachsenen und der 65-74-jährigen Senioren untersucht. Die Selbsteinschätzung wurde mit der Frage “Wenn sie an ihre Zähne denken, wie ist der Zustand ihrer Zähne?” erfasst. Die Ergebnisse wurden mit den folgenden klinisch ermittelten Variablen assoziiert: die Anzahl kariöser, fehlender und gefüllter Zähne, der Anteil der Flächen mit Blutung, der mittlere Attachmentverlust (AV) und die mittlere Sondierungstiefe (ST), der Anteil der Flächen mit AV und ST ≥4mm sowie das Vorhandensein und Fehlen von festsitzendem und herausnehmbarem Zahnersatz. Ein Großteil der klinischen Variablen war signifikant mit der Selbsteinschätzung der Mundgesundheit assoziiert. Die Variable Anzahl fehlender Zähne zeigte den stärksten Einfluss auf die Selbsteinschätzung. Dies ließ die Schlussfolgerung zu, dass Individuen durchaus in der Lage sind, ihre Mundgesundheit wahrzunehmen. Insgesamt lag jedoch auch eine sehr positive Selbsteinschätzung der Mundgesundheit vor. Besonders hervorzuheben ist, dass mehr als die Hälfte der Probanden ihren Mundgesundheitszustand besser einschätzte als dies ihr tatsächlicher klinischer Zustand aufwies. Die Ergebnisse zeigen, dass die Motivation zur Prävention oraler Erkrankungen weiter gefördert und das Wissen um diese Erkrankungen weiter ausgebaut werden sollten. Aspekte der subjektiven Einschätzung der Mundgesundheit und individuell wahrgenommene Bedürfnisse sollten dabei berücksichtigt werden.
Mit dem cholinergen antiinflammatorischen Signalweg (CAP) konnte in den letzten Jahren eine vielversprechende Therapieoption identifiziert werden, um die unverändert hohe Letalität der klinischen Sepsis entscheidend zu senken. Die Untersuchung des therapeutischen Nutzens einer pharmakologischen Parasympathikusstimulation in der murinen polymikrobiellen Sepsis der Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) war eine Hauptfragestellung dieser Arbeit. Untersucht wurden die Auswirkungen von Nikotin auf das Überleben und die Zytokinspiegel in der CASP. Es konnte gezeigt werden, dass die Effektstärke des CAP im Vollbild der polymikrobiellen Sepsis ihre Limitation erfährt. Hierdurch wurde die Hypothese gefestigt, dass eine Stimulation des CAP vornehmlich in Hyperinflammationsmodellen protektiv wirkt, aber keine oder sogar eine nachteilige Wirkung in Sepsismodellen mit wesentlicher Infektionskomponente besitzt. Der CAP wirkt folglich antiinflammatorisch, aber nicht antiinfektiös. Chirurgische Eingriffe besitzen eine immunmodulierende Wirkung. Kleine chirurgische Eingriffe können immunaktivierend wirken, größere Operationen hingegen das Immunsystem paralysieren. Diese beiden diametralen Verläufe könnten einen entscheidenden Einfluss auf das Outcome einer postoperativen Sepsis haben. Ein regelrecht konditioniertes Immunsystem könnte eine Schutzwirkung entfalten und die Sepsismorbidität und -mortalität senken. Diese Arbeit hat gezeigt, dass kleinere, sterile periphere Eingriffe eine Art „operative Impfwirkung“ besitzen. Erkenntnisse über die Reaktions- und Regulationsmechanismen nähren die Hoffnung, durch geeignete Anpassung des operativen Behandlungsregimes eine immunologische Alteration herbeiführen zu können und so den Ausgang großer chirurgischer Eingriffe in Zukunft entscheidend verbessern zu können.
Energetic ions are made to collide with atmospheric molecules. Positively charged ions of argon (Ar^+), helium (He^+), hydrogen (H_2^+ ), and protons (H^+) with energies of 50 keV to 350 keV are used as the bombarding ion. The ion beam of desired energy is produced using a linear ion accelerator at the University of Greifswald. The mass and energy distribution of sputtered particles were analysed using an Electrostatic Quadrupole SIMS (EQS) analyser. The target gases used are oxygen (O_2), sulfur hexafluoride (SF_6), and nitrogen (N_2). The ionized and fragmented particles due to collisions have been investigated. We have discovered a new process for negative ion formation in energetic ion collision with O_2 and SF_6 molecules. The process is a two body reaction between the projectile and the molecule without the need for a third particle (such as an external electron). It requires a direct charge transfer from the projectile to the molecule leaving it intact as O_2^- or SF_6^- . The process is experimentally confirmed by using a proton as projectile which does not have an electron to transfer. In comparison with positive ion fractions (O_2^+ , SF_5^+ ), the negative ions fraction is smaller by 2 orders of magnitude. This shows that the two body charge exchange process is weak due to the larger energy transfer required compared to the positive ion forming mechanisms. The two body charge exchange mechanism is not observed for ion collisions with N_2 molecule. No stable negative ion exist for N_2 molecule. The collision cross section for the ion formation during energetic ion – O_2 collision has been determined within the investigated impact energy. For SF_6 molecule the partial ion fraction of the secondary ions are determined for different projectiles involved. This kind of investigation is of great importance mainly in atmospheric physics. Energetic ions are constantly emitted from mass of the energy sources in the universe (e.g. sun). They interact with planetary objects or atmosphere on their way. A deep knowledge about the interaction processes is necessary to understand the ionospheric physics and space exploration. As second part of my thesis, a GaAs(100) surface is bombarded with 150 keV Ar^+ ion beam. From etching the surface to thin film coating, ion bombardment on solid surface found great role in the fabrication process of modern electronic and optical devices. In order to increase the knowledge on sputtering materials and because of profound importance in modern electronics, we choose GaAs(100) as our target. Among the sputtered atoms and ions, small sized cluster ions having more than 6 atoms have been identified. GaAs is a heteroatomic semiconductor containing gallium and arsenic in equal ratio. A preferential phenomenon of ’abundant sputtering’ of gallium compared to little arsenic (GaAs) has been investigated from their mass intensity. The experimental ion counts are compared with theoretically predicted relative abundance. This phenomenon of preferential sputtering is known for atomic species of sputtered GaAs but not for the sputtered cluster ions. The main reasons for this abundant sputtering of one element is attributed to the difference in ion formation energies and surface compositional change taking place during the sputtering process. Another notable characteristics is the preference in charge state among the sputtered ions. For instance, among sputtered atomic ions the ion counts of Ga^+ is 3 orders larger than As^+ ion and As^- is 2 orders larger than Ga^- ion. To get a clue for this behavior, we have investigated the energy distribution of both negatively and positively charged clusters. Different ion formation mechanisms were discussed. The energy distribution of atomic ion is partially explained by using a modified theory given by M. W. Thompson.
The metabolomic approach is one part of the "-omics" cascade further comprising genomic, transcriptomic, and proteomic investigations. Since information about the metabolome of the important human pathogenic bacterium Staphylococcus aureus is scarce, the aim of this thesis is the characterization of the exo- and endometabolome of this bacterium on a most global scale. For this, the metabolomic platform consisting of the analytical instruments used for 1H-NMR spectroscopy, HPLC-MS, and GC-MS analysis was applied. First, the requirements for an accurate sampling procedure for the analysis of intracellular metabolites are presented, explaining important pitfalls during the sampling and the subsequent metabolome analysis via HPLC-MS and GC-MS (book chapter I). The challenging task of the metabolite identification is demonstrated, as well as the requirements for absolute quantification of intracellular metabolites. In order to enhance the knowledge about the staphylococcal physiology and the biochemical network, the impact of different stresses and varying cultivation media on the bacterial metabolite pool was investigated in several studies. In article I, a first description of the primary metabolism of growing S. aureus COL cells cultivated aerobically in CDM is provided. This study also monitored the adaptation to glucose starvation on the level of metabolites and proteins. The uptake of all amino acids and the secretion and reuse of overflow metabolites were analyzed in a time-dependent manner. During the switch to a non-growing state, a drastic rearrangement of the amino acid pool in the bacterial cells was detected, and intracellular amounts of glycolytic intermediates were found to decrease in parallel to extracellular glucose exhaustion. During infection processes, S. aureus has to cope with varying levels of oxygen supply, including anaerobic conditions. A global metabolomic approach investigated the adaptation of S. aureus COL to strict anaerobic conditions using CDM as the culture medium. Thereby only linear growth was possible despite the higher uptake rate of glucose compared to aerobically, logarithmically growing cells. In an anoxic environment, S. aureus mainly switched on the less reliable lactic acid fermentation. Only serine and threonine but no alanine were significantly taken up. Subsequent glucose limitation led to energy starvation indicated by a drop in the adenylate energy charge. This was accompanied with an arrest of the fermentative metabolism and declining numbers of colony-forming units without taking advantage of the energy supplying arginine deiminase pathway. Compared to the established CDM, the eukaryotic cell culture medium RPMI 1640 provides more in vivo-like growth conditions. In article II, the growth behavior and the metabolic footprint of the S. aureus strains COL and HG001 were investigated during the aerobic cultivation in RPMI 1640 medium. Both strains are commonly used in laboratory research. The observed uptake and secretion pattern of extracellular metabolites provides important information for infection studies in which this medium is used for the precultivation of S. aureus. The extracellular accumulation of the noncanonical D-amino acid D-isoleucine was an interesting outcome. The strain specific metabolic footprint points to noteworthy differences in the biochemical system of both strains. Moreover, this study demonstrates the impact of the cultivation medium on the metabolic status of bacterial cells. Due to increasing resistance against a large number of antibiotics, community- and hospital- acquired infections with S. aureus are of major concern in medical therapy. Thus, greater knowledge about adaptive mechanisms after antibiotic treatment is required. In article III, the response of S. aureus HG001 to antibiotics with varying target sides, such as ciprofloxacin, erythromycin, fosfomycin, vancomycin, and ampicillin, was investigated on the metabolite level. Thereby, the abundances of 176 intracellular metabolites were observed in a time-dependent manner, thus providing the most comprehensive experimental metabolite dataset so far available for S. aureus. None of the antibiotic compounds led to alterations of single metabolite amounts, but mostly entire metabolic pathways were affected. The intermediates of the cell wall biosynthesis were affected by each antibiotic, confirming this pathway as the most potential target for new antibacterial compounds. The metabolite composition of human nasal secretions and human sweat was analyzed, since such secretions present natural habitats of S. aureus during the colonization of typical host sides. The results confirm that the bacteria has to cope with low concentrations of most of the amino acids but large amounts of urea and lactate during host colonization. Considering the supply of amino acids, the results support the usage of the RPMI 1640 medium as a step to more in vivo-like cultivation experiments. Moreover, essential information for future studies about the adaptation of S. aureus to more in vivo growth conditions is provided. Altogether, the metabolomic approach was proven to be an important tool for helping unravel the complex bacterial metabolism and the environmental factors that also play a role in the virulence of Staphylococcus aureus.
This work describes the recent scientific and technical achievements obtained at the high-precision Penning trap mass spectrometer SHIPTRAP. The scientific focus of the SHIPTRAP experiment are mass measurements of short-lived nuclides with proton number larger than 100. The masses of these isotopes are usually determined via extrapolations, systematic trends, predictions based on theoretical models or alpha-decay spectroscopy. In several experiments the masses of the isotopes 252-255No and 255,256Lr have been measured directly. With the obtained results the region of enhanced nuclear stability at the deformed shell closure at the neutron number 152 was investigated. Furthermore, the masses have been used to benchmark theoretical mass models. The measured masses were compared selected mass models which revealed differences between few keV/c² up to several MeV/c² depending on the investigated nuclide and model. In order to perform mass measurements on superheavy nuclei with lower production rates, the efficiency of the SHIPTRAP setup needs to be increased. Currently, the efficiency is 2% and mainly limited by the stopping- and extraction efficiency of the buffer gas cell. The stopping and extraction efficiency of the current buffer gas cell is 12%. To this end, a modified version of the buffer gas cell was developed and characterized with 223Ra ion source. Besides a larger stopping volume and a coaxial injection the new buffer gas cell is operated at a temperature of 40K. The operation at cryogenic temperatures increases the cleanliness of the buffer gas. From extraction measurements and simulations an overall efficiency of 62(3)% was determined which results in an increase by a factor of 5 in comparison to the current buffer gas cell. Aside from high-precision mass measurements of heavy radionuclides the mass differences of metastable isobars was measured to identify candidates for the neutrinoless double-electron capture. Neutrinoless double-electron capture can only occur if the neutrino is its own antiparticle and a physics beyond the standard model exists since the neutrinoless double-electron capture violates the conservation of the lepton number. Due to its expected long half-life this decay has not yet been observed. However, the decay rate is resonantly enhanced if mother and daughter nuclide are degenerate in energy. Suitable candidates for the search of the neutrinoless double-electron capture have been identified with mass difference measurements uncertainties of about 100eV/c². In this work the results of the mass difference measurements of 12 possible candidates are presented.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, mittels RP (rapid pacing) in vitro bzw. RAP (rapid atrial pacing) in vivo die Bedeutung der miRNAs-1 und -328 für Remodeling-Vorgänge bei Vorhofflimmern zu untersuchen. Von Interesse ist dabei einerseits die Bestimmung des zeitabhängigen Expressionsniveaus der miRNAs unter RP, während andererseits die Auswirkungen ihres funktionellen „knock-down“ auf das Protein-Expressionsmuster von Kardiomyozyten untersucht werden. Für die geplanten Analysen (RT-qPCR, 2-D-Gelelektrophorese) solletn primäre Schweine- und Mauskardiomyozyten sowie die murine HL-1-Kardiomyozytenlinie als Modelle dienen. Im Zentrum der Untersuchungen stehen dabei akut eintretende Veränderungen, da diese für den pathophysiologischen Übergang in die persistierende Rhythmusstörung relevant sind, aber aufgrund der möglichen reversiblen Natur interessante therapeutische Optionen eröffnen könnten. Aufbauend auf die bereits gewonnenen Erkenntnisse in der Literatur soll diese Arbeit einen Beitrag für das Verständnis von atrialen Remodeling-Prozessen leisten, die das Vorhofflimmern zu einer chronischen Krankheit mit erheblichen Komplikationen machen.
Late Quaternary evolution and carbon cycling of tropical peatlands in equatorial Southeast Asia
(2014)
Peatlands are an important component in the global carbon cycle as they act as both long-term sinks for carbon dioxide and significant sources for methane. Over the Holocene period (the past 11,700 years) continuous CO2 uptake by peat accumulation exceeded methane emissions in northern peatlands and resulted in a net-radiative cooling effect on the global climate.Although 11% of the global peatland area is located in the tropics, the role of tropical peatlands in the global carbon cycle and in influencing the Earth’s radiative budget has not been resolved. Climate-carbon cycle models have thus far not included tropical peatlands because reliable data on their past rates of carbon uptake and release are not available. In this thesis this problem has been approached by reconstructing peatland expansion and rates of carbon storage and release over the Late Quaternary (Latest Pleistocene and Holocene) for the largest tropical peatland area, which is located in equatorial SoutheastAsia (i.e. Sumatra, Borneo, Peninsular Malaysia). Peat accumulation in the tropics remains an enigmatic phenomenon, because the constantly high temperatures of 26-27°C should theoretically drive rapid soil carbon turnover and thus not enable the accumulation of peat. Therefore this thesis also explores the mechanisms that cause peat formation in the SoutheastAsian tropics as well as the drivers behind changing rates of carbon accumulation. Carbon dynamics were analyzed at the regional scale (103–105 km2) of SoutheastAsia over millennial timescales (paper, I, II) and at the local scale (101–102 m2) of a peatland site on annual to centennial timescales (paper III, IV). Paper I presents the first systematic classification of the nearly 160,000 km2 SoutheastAsian lowland peatlands (below 70 m a.s.l.) into geographic peatland types. The peatlands were divided into 1) coastal peatlands of PeninsularMalaysia, Sumatra, and Borneo (~130,000 km2) and into inland peatlands (~30,000 km2) of 2) Central Kalimantan (southern Borneo), 3) the Kutai basin (eastern Borneo), and 4) the Upper Kapuas basin (western Borneo). Coastal peatlands formed by primary mire formation directly on freshly exposed marine or mangrove soils with the lowering of the sea level during the Late Holocene. In contrast, inland peatlands formed via paludification on either terrestrial sand soils (Central Kalimantan) or by both paludification and terrestrialization (Kutai basin, Upper Kapuas basin). The sequence of peatland initiation was established by applying the common cumulative basal date frequency approach (paper I). This method revealed clear differences in the timing of peatland initiation: 1) the Upper Kapuas peatlands are the oldest postglacial peat formations and date from 20,000-13,000 cal BP (calendar years before present), 2) inland Central Kalimantan peatlands date from 14,500-9000 cal BP, 3) the Kutai peatlands date from 8300-4900 cal BP, and 4) and the coastal peatlands date from 7700-200 cal BP. Coastal peatlands have a Holocene average carbon accumulation rate of 77 g C m-2 yr-1, being recognized as the globally most effective terrestrial ecosystems in terms of long-term carbon sequestration. Except for the Kutai peatlands, the Holocene average carbon accumulation rates of inland peatlands are significantly lower (20-30 g C m-2 yr-1) and very similar to the average long-term rates of northern peatlands. Fluctuations in past rates of carbon accumulation of SoutheastAsian peatlands could for the first time be linked to paleoclimatic changes, primarily variations in moisture availability (paper I, II). Hydroclimatic influences on carbon accumulation rates were related to shifts in the mean position of the Intertropical Convergence Zone, changes in the intensity of theAustral-Asian monsoon system, and variations in the frequency of the El Niño- Southern Oscillation. In contrast, peatland initiation and expansion was driven by sea-level change (paper I, II). The deglacial rise in sea-level is identified as the primary driver for inland peatland formation in Borneo, because the rising sea-level 1) lowered the hydrological gradients in the SoutheastAsian island archipelago inducing rising ground and surface water levels on these islands, and 2) led to higher atmospheric moisture availability due to the associated expansion of marine water masses on the shelf floor. Paper II shows that inland peatland initiation and expansion was most extensive during deglacial meltwater pulses, when the rate of sea-level rise exceeded 10 mm yr-1. Only when the rate of sea-level rise had slowed down to a threshold of 2.4 mm yr-1 by ~7000 cal BP could peat accumulation along the coasts keep up with the sea-level rise and coastal peatlands could form. Hydro-isostatic adjustment of the Sunda Shelf led to a sea-level lowering by ca. 5 m over the past 4500 years. Falling sea levels exposed extensive marine areas that were rapidly colonized by peat swamp forests.Anewly 140 developed method for the reconstruction of past peatland area based on transfer functions (paper II) reveals that 70%of the peatlands of Sumatra and Kalimantan only formed during the past 4000 years.Moreover, this new transfer function approach shows that the common basal dates approach overestimated the extent of peatlands in the past. This method, in general, leads to higher rates of reconstructed cumulative peat carbon uptake for the past. By combining reconstructed peatland areas and mean rates of carbon accumulation over millennial timescales from each peatland type the carbon uptake of all peatlands from Sumatra and Kalimantan could be quantified for the past 15,000 years (paper II). Carbon uptake remained below 1 Teragram (Tg) C yr-1 from 15,000-5000 cal BP because the total area of peatlands was less than 30,000 km2. Rapid peatland expansion driven by the lowering of sea-level over the past 5000 years increased carbon uptake on Sumatra and Kalimantan to over 7 Tg C yr-1 and resulted in an exponential growth of the regional peat-carbon reservoir to a size of over 20 Pg C. SoutheastAsian peatlands therefore had no significant role in the Late Pleistocene and Early Holocene global carbon cycle. However, because of their rapid expansion after 5000 cal BP by over 100,000 km2 the peatlands of SoutheastAsia became a globally important carbon sink during the Late Holocene and likely caused an atmospheric CO2 drawdown of 1-2 ppm (paper II). This previously unrecognized biospheric carbon sink partly compensated for contemporaneous terrestrial carbon losses associated with the desertification of Northern Africa. The mechanisms that enable high rates of carbon accumulation of coastal peatlands were explored in a peat core study presented in paper III. Here the use of a new coring technique for the tropics and the application of noninvasive geophysical measurements were employed to derive a high-resolution record of carbon accumulation rates. This study provides the first description of peatland pools for SoutheastAsia, which form as tip-up pools from falling trees such as Shorea albida. Based on a pollen and macrofossil record a fossil tip-up pool could be identified in the core and an associated carbon accumulation rate of 100 to over 900 g C m-2 yr-1 determined. Thus tip-up pools function as local hot spots for carbon accumulation, fundamentally different from northern hemisphere peatland pools, which act as net-carbon sources. From a time-series of aerial photographs the rate of tree fall and thus pool formation was determined at 0.4 tree ha-1 yr-1 (paper III).Asimulation model indicates that up to 60%of the peat deposited in peat domes of Borneo is derived from filled up fossil pools – changing the paradigm that Southeast Asian peatlands mainly form from belowground biomass and providing an explanation for the rapid carbon accumulation of these ecosystems. The climate impact of peatlands is, however, not only related to their capacity to rapidly store carbon, because peatlands also release the strong greenhouse gas methane – a by-product of anaerobic decomposition.Ametaanalysis of methane emission data from SoutheastAsian peatlands (paper IV) shows that their average annual methane release of 3 g CH4 m-2 yr-1 is lower than the average annual release of ~9 g CH4 m-2 yr-1 from northern peatlands, although the higher tropical soil temperatures should lead to significantly higher emissions. The limited degree of anaerobic decay is explained by the recalcitrance of the deposited biomass, which contains high amounts of lignin and tannin, providing another explanation for rapid carbon accumulation. Low anaerobic decomposition together with high rates of carbon accumulation imply that limits to vertical peat bog growth in SoutheastAsia are not set by cumulative anaerobic decay as in northern raised bogs. Instead peat bog growth is limited by aerobic decomposition related to water-table lowering as shown by a derived linear relationship between the amount of released CO2 from aerobic peat decomposition and the mean annual depth of the peatland water-table (paper IV). The climatic effect of Southeast Asian peatlands was determined by the global warming potential (GWP) method, which compares carbon uptake with methane emissions in terms of CO2-equivalents. The low methane emissions and high carbon accumulation rates of coastal peatlands result in a net annual uptake of 1340 kg CO2- equiv. ha-1 yr-1 over a 100 year GWP time-horizon. Under natural conditions coastal Southeast peatlands exert a significant net cooling effect on the global climate in contrast to northern peatlands, which have a warming effect or act climatic neutral on this time frame. It can be concluded that the tropical peatlands of SoutheastAsia are the strongest carbon sinks among all peatlands globally with a notable influence on the Earth’s radiative budget. However, today an estimated 90,000 km2 of peatlands in SoutheastAsia is drained for agriculture (e.g. oil palm plantations) and deforestation. These drained peatlands release annually over 140 Tg C yr-1 from aerobic peat 141 decomposition. Drainage also facilitates the regular spread of peat fires in this region, which on average release around 75 Tg C yr-1. Ongoing total carbon losses (~220 Tg C yr-1) exceed the natural carbon uptake by a factor of 25 and demonstrate that the entire SoutheastAsian peatland region has recently switched from a globally important carbon sink to a globally significant source of atmospheric CO2 (paper II, IV).
Obwohl es einen hohen Bedarf an der quantitativen Evaluation von Daten aus der Diffusionstensor-Bildgebung (DTI) in der klinischen Forschung gibt, ist die methodische Anwendung Gegenstand beständiger Diskussion. Neben der fraktionalen Anisotropie (FA) findet der quantitative Vergleich zwischen den Hemisphären des menschlichen Gehirnes mit Hilfe der durch die Diffusionstensor-Traktographie (DTT) rekonstruierten Fasertrakte häufige Verwendung. Jedoch werden die für die Traktographie benötigten Parameter FA, die minimale Fasertraktlänge (LÄNGE) und der Winkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Traktographieschritten (WINKEL) inkonsistent verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 18 Kombinationen dieser Parameterschwellenwerte dahingehend getestet, inwiefern die jeweiligen Schwellenwerte das Traktographieergebnis beeinflussen. Hierzu wurde die Zahl der rekonstruierten Fasertrakte im hinteren Knie der Capsula Interna in beiden Hemisphären für die entsprechende Kombination ermittelt, um möglicherweise empfehlenswerte Schwellenwerte zu finden. In 14 Patienten im chronischen Zustand nach Schlaganfall mit unilateralen Läsionen im Pyramidaltrakt auf Höhe der Capsula Interna und wesentlichen motorischen Defiziten zeigte eine repeated-measures ANOVA eine signifikante Interaktion zwischen den Effekten von FA und WINKEL im Bezug auf den Lateralisationsindex LI der rekonstruierten Fasertrakte, F (2,9; 37,67) = 3,01, p = 0,044. Post-hoc t-Statistiken zeigten, dass diese Interaktion nahezu ausschließlich durch die FA angetrieben wurde und dass mit ansteigendem FA-Schwellenwert die Signifikanzen der enthaltenen Haupteffekte anstiegen. In 22 rechts-händigen, gesunden Probanden konnte keine signifikanten Interaktionen oder Haupteffekte gefunden werden. Die Kombinationen aus den Parameterschwellenwerten mit dem höchsten FA-Wert zeigten die höchste statistische Signifikanz. WINKEL und LÄNGE beeinflussten das Ergebnis nur bei einer sehr liberalen Einstellung, mit ausgesprochen kurzer Länge und großem Winkel. Zusammenfassend sollte die Diffusionstensor-Traktographie mit entsprechender Umsicht eingesetzt werden, da die Ergebnisse sehr stark von den eingestellten Parametern abhängig sind.
Many ethicists consider the rule of nonmaleficence – Do no harm! – to be the most fundamental ethical rule and key to ethics. This rule is taken as the foundation of the present work. I argue that any entity, that can be harmed, ought to be morally considered. Only those entities can be harmed that are inherently goal-directed or striving – in other words, that possess a telos. The reason is that by constantly acting in ways to preserve their being and to prevent their own not-being, goal-directed entities express that they value their own good. To harm such a goal-directed entity therefore means to act against the values and the good of it. The argument so far supports ethical biocentrism, that is, the view that all living, goal-directed beings are harmable, possess interests, and are, thus, morally considerable, while non-living beings are not. Yet, I digress from classical biocentrism since I conclude, based on analysis of evolutionary and biological findings, that the locus of goal-directedness and potential harm is also, if not foremost, situated in genes. Within many species, individual organisms sacrifice themselves for the betterment of their descendants like in praying mantises where males sacrifice themselves and are eaten by the female during copulation. This shows that it is not necessarily the organism as an individual which follows its own interests and goals. Individual organisms are – to a high degree – “directed” by their genes. Even in highly developed animals, genes play a significant role in the goal-directedness of the individuals. An adult human organism, for example, consists of trillions of individual cells. However, all these cells are derived from a single cell – the fertilized egg. Each of our lives begins with a single cell that contains almost all information to finally form our functioning body. Where do all the instructions, the goal-directedness come from to finally form an adult organism if not from the genes contained in this first cell, the zygote? It is the genes of each zygote that contain a set of information for making the appropriate adult. Organisms are largely programmed to do everything necessary to stay in existence, to survive, and finally to pass on their genes successfully – either by reproducing or by helping close relatives that carry a similar set of genes. The main interests of genes lie in their continued existence. This necessitates reproduction since the gene-carrying organisms will inevitably die. Single genes, though, are difficult to morally consider directly since they perform entirely in and through individual organisms. Without the individual organisms, genes cannot survive. The good news for ethics is that the interests of genes and organism usually converge: individual organisms try to survive – as do their genes. In practice, it thus makes much more sense to give moral attention to entire organisms instead of single genes. An advantage of the gene-centric ethical theory proposed here is that the moral relevance of future generations and species can be “directly” justified: Since genes have an interest in their continued existence (in the form of identical copies), they would be harmed if future generations were doomed to inexistence. Within a species with many individuals, each gene is likely to be represented in many organisms. The smaller the gene pool of a species gets, the less likely is the existence of the same gene and, therefore, the less likely is the fulfillment of its fundamental interests. Hence, saving one of the last individuals of an endangered species would be ethically preferable to saving an individual of a populous species. Unfortunately, moral conflicts are abundant – not only concerning biodiversity conservation. We often have to choose between harming either entity A or entity B – for example in the daily questions of food and eating. In such cases, a strictly egalitarian theory (especially an egalitarian biocentric one) would be no real help and without any guiding power. Therefore, on a second level of morality, we have to include additional criteria that help to minimize the overall harm. For these criteria to be objective, universalizable, and thus moral ones, I apply a number of widely accepted ethical principles like the principle of proportionality, impartiality, self-defense, and universalizability. By recurring to these principles, I identify a set of morally relevant criteria for a fair resolution of moral conflict situations which help to minimize the overall harm done. The identified criteria are: (phylogenetic) nearness, endangerment, r- or K-selected species, evolutionary distinctiveness, ability to regrow and to regenerate, pain-susceptibility, and ecosystematic role. In sum, my gene-centric environmental ethical theory provides numerous reasons and arguments for biodiversity conservation – for protecting genes, organisms, species, and ecosystems alike – without neglecting the needs of humans.
Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, wie sich die Mundgesundheit und der zahnmedizinische Therapiebedarf in Deutschland entwickeln werden. In der Arbeit wurden Projektionen zur Entwicklung der Morbidität, der Mundgesundheit und dem Therapiebedarf auf Grundlage der repräsentativen Daten aus den Deutschen Mundgesundheitsstudien III (1997) und IV (2005), den epidemiologischen Begleituntersuchungen zur Gruppenprophylaxe durch die DAJ (2004-2009), den Jahrbüchern der KZBV (2003-2010), den Zahlenberichten der PKV (2006-2011) sowie den Prognosen der Bevölkerungsentwicklung vom Bundesamt für Statistik [2006] vorgenommen. Die Auswertung der Resultate hat ergeben, dass der Trend zur Verbesserung der Mundgesundheit in den nächsten 20 Jahren weiter durch alle Bevölkerungsschichten voranschreiten wird. Am stärksten wird sich die Verbesserung der Mundgesundheit bei Kindern und Jugendlichen (0,3 DMFT bei 12-Jährigen im Jahr 2030) und am schwächsten bei der Risikogruppe der Senioren (22 DMFT) zeigen. Die Anzahl der fehlenden Zähne wird bei Erwachsenen und Senioren stark zurückgehen, besonders in der Basisgruppe der Senioren von 14,1 MT (1997) auf 3,1 (2030). Die Anzahl der gefüllten Zähne wird im Durchschnitt zumeist konstant bleiben. Während Kinder und vor allem die Basisgruppe der Erwachsenen mit 12,3 FT (1997) auf 10,1 (2030) eine Reduktion von Füllungen erleben werden, wird in der Risikogruppe der Erwachsenen und bei Senioren mit deutlich mehr Füllungen gerechnet, insbesondere da hier auch mehr Zähne in Zukunft vorhanden sein werden. Die Verbesserung der Mundgesundheit kann insgesamt zu einem Rückgang des Prothetikbedarfs und zugleich zu einer Verschiebung vom herausnehmbaren zum festsitzenden Zahnersatz führen.
Unfälle im Straßenverkehr sind die führende Todesursache bei jungen Erwachsenen. Junge Verkehrsteilnehmer sind überproportional häufig in der Unfallstatistik vertreten. Die Zahl dieser Unfalltoten zu reduzieren ist das Ziel von zu etablierenden oder bereits etablierten Verkehrssicherheitsmaßnahmen. Der Nutzen und der Impact hängen im hohen Maße von der Akzeptanz und dem Verständnis der Maßnahmen durch den Verkehrsteilnehmer ab. Besonders fahrzeugbasierte Sicherheitsmaßnahmen muss der Verkehrsteilnehmer selbst finanzieren und anwenden. Die Übertragung evident wirksamer Sicherheitsmaßnahmen „in die Köpfe“ der Menschen ist der Schlüssel zur erhöhten Wirksamkeit einer Maßnahme. In der vorliegenden Untersuchung wurden Studenten im Alter zwischen 18 und 30 Jahren der Fachhochschule Stralsund und der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald befragt. Neben demographischen Angaben und dem Motorisierungsstatus wurden die Bewertungen verschiedener Verkehrssicherheitsmaßnahmen hinsichtlich deren Potentials zur Reduktion von Verkehrsunfällen mit Personenschaden untersucht. Des Weiteren wurde die Präferenz einzelner fahrzeugbasierter Sicherheitsmaßnahmen erfragt. Hierbei konnte festgestellt werden, dass die gefühlte Wirksamkeit weitestgehend unabhängig von der objektiven Wirksamkeit beurteilt wurde. Vielmehr wurden Verkehrssicherheitsmaßnahmen, die keine direkten Auswirkungen auf das persönliche Fahrverhalten haben, signifikant besser bewertet als Maßnahmen welche das eigene Fahrverhalten beeinflussen. Die Hochrisikogruppe von jungen, männlichen und motorisierten Fahrern bewertete Verkehrssicherheitsmaßnahmen konstant schlechter als die Vergleichsgruppe. Eine eindeutige altersabhängige Bewertung konnte nicht festgestellt werden. Um die weiterhin hohen Unfallzahlen zu senken muss der Verkehrsteilnehmer vom Nutzen von Verkehrssicherheitsmaßnahmen überzeugt und vermehrt über bestehende Risiken aufgeklärt werden. Besonders Social Marketing-Konzepte gilt es altersbezogen an die Hochrisikogruppe der jungen Fahrer anzupassen. Verkehrsteilnehmer müssen von evident wirksamen Maßnahmen überzeugt werden auch wenn diese sie in ihren persönlichen Freiheiten einschränken.
Das initiale Symptom der pulmonalen Hypertonie (PH), Dyspnoe, tritt häufig nur unter Belastung auf und wird daher verkannt. Es vergehen ein bis vier Jahre bis zur Diagnosestellung. Der diagnostische Algorithmus bei Verdacht auf PH umfasst sowohl nichtinvasive als auch invasive Funktionsuntersuchungen. In der Rechtsherzkatheteruntersuchung (RHK) wird die Ruhehämodynamik im Liegen erfasst, die maßgebend für Diagnose, Klassifikation, Therapie und Prognose der PH ist. Die RHK mit spiroergometrischer Belastung (RHK-CPET) zählt nicht zur Basisdiagnostik der PH, liefert aber zusätzliche Informationen über den Schweregrad der Erkrankung, sowie deren limitierender Kofaktoren. Bisher existieren weder internationale noch nationale Leitlinien zum Ablauf einer RHK-CPET. In der vorliegenden Arbeit wurden die Daten von 80 Belast-RHK retrospektiv ausgewertet, die im Rahmen der PH-Erstdiagnostik an der Klinik für Innere Medizin B von Juni 2006 bis Juni 2010 durchgeführt worden sind. Neben der Deskription des untersuchten Patientenkollektivs sollte die Ruhe- und Belastungshämodynamik bei Patienten mit PH näher betrachtet werden. Es konnten keine signifikanten Unterschiede des mittleren Pulmonalarteriendrucks (PAPm), präkapillären Verschlussdrucks (PCWP), rechtsatrialen Drucks (RAP) und transpulmonalen Gradienten (TPG) zwischen liegender und halbliegender Position festgestellt werden. In allen anderen Belastungsabschnitten waren die oben genannten Parameter, sowie das Herzminutenvolumen (HZV) in der PH-Gruppe statistisch signifikant ansteigend. Lediglich der pulmonal vaskuläre Widerstand (PVR) wies keine statistisch signifikante Erhöhung auf. Der mittlere PAPm/HZV-Slope der PH-Gruppe betrug 9,4 mmHg pro L/min (1,6 mmHg pro L/min bis 42,6 mmHg pro L/min). Innerhalb der PH-Gruppe war eine statistisch signifikante Korrelation von PAPm/HZV-Slope und HZV, Herzindex (CI) und PVR nachweisbar. Individuelle Aussagen bezüglich der Höhe des PAPm/HZV-Slopes und der prognostischen Ruheparameter lassen sich allerdings anhand des untersuchten Patientenkollektivs nicht treffen. Der Vergleich der HZV-Messmethoden, Thermodilutionsmethode und Fick´sches Prinzip, zeigte eine moderate bis hohe Korrelation bei PH-Patienten ohne PFO. Sowohl die Spitzensauerstoffaufnahme als auch die Leistungsfähigkeit waren in der CPET höher als in der RHK-CPET. Die RHK-CPET ermöglicht die Beurteilung der hämodynamischen Veränderung unter Belastung durch simultane Erfassung sowohl invasiver als auch nichtinvasiver Parameter. Daher besitzt die RHK-CPET als diagnostisches Untersuchungsverfahren einen besonderen Stellenwert in der Aufdeckung individueller belastungslimitierender Faktoren. Zukünftige Studien sind notwendig, um die physiologische als auch pathologische pulmonale Belastungsantwort zu untersuchen und zu verstehen. Voraussetzung hierfür ist die Etablierung evidenzbasierter Leitlinien zur Durchführung, um eine Vergleichbarkeit der RHK-CPET zu erreichen.
Etablierung neuer Modelle der Expressionsminderung zur funktionellen Analyse des (Pro)Reninrezeptors
(2014)
Im Rahmen der Promotionsarbeit wurden Modelle der Expressionsminderung für In-vitro-Studien zur Wirkung des (Pro)Renin-Rezeptors ((P)RR) etabliert und Analysen hinsichtlich möglicher Effekte auf pH-Werte in Organellen im Vergleich zu den Effekten des spezifischen V-ATPase-Blockers Bafilomycin A durchgeführt. Einerseits erfolgte ein induzierter Knock-out mittels Cre/loxP-System bei embryonalen Fibroblasten der Maus (MEF), andererseits wurde als mildere Alternative eines konsequenten Knock-out eine transiente Downregulation mittels siRNA smart Pool bei Renin sezernierenden As4.1-Zellen durchgeführt. Anhand beider Modelle konnte nachgewiesen werden, dass sich eine Expressionsminderung des (P)RR sowie ein V-ATPase-Block mittels Bafilomycin A1 negativ auf das Zellüberleben und auf die Proliferation der Zellen auswirkte. Bei den (P)RR-Knock-out-MEF kam es zu keinen pH-Wert-Veränderungen, während unter der Behandlung mit Bafilomycin A1 als Ursache für das Zellsterben eine eindeutige pH-Wert-Erhöhung in späten Endosomen und Lysosomen ausgemacht werden konnte. Sekretionsanalysen zur basalen Renin- und Proreninfreisetzung und Analysen zum jeweiligen Proteingehalt der As4.1-Zellen zeigten in den (P)RR-Knock-down-Zellen keine Veränderungen. Nur der spezifische Block der V-ATPasen mittels Bafilomycin A führte zu einer gesteigerten Rate der basalen Reninfreisetzung. Untersuchungen saurer Organellen der As4.1-Zellen ergaben hingegen interessante Ergebnisse: Während ein V-ATPase-Block erwartungsgemäß zu einer geringen Fluoreszenzintensität der pH-sensitiven Farbstoffe Lysosensor und Lysotracker führte, nahm die Intensität in (P)RR-Knock-down-Zellen überraschenderweise zu. Aus diesem gegensinnigen Effekt ließe sich die Hypothese ableiten, der (P)RR sei ein natürlicher Inhibitor der V-ATPase. Die direkte Interaktion beider Proteine und die Hemmung der V-ATPase-Aktivität durch den (P)RR/ATP6ap2 bleiben jedoch durch funktionelle Analysen zu überprüfen. Die Arbeit trägt mit der Etablierung neuer Modelle der (P)RR-Depletion sowie mit den Daten zu pH-Werten in Organellen zur Aufklärung der Wirkungen des (Pro)Renin-Rezeptors bei.
Intensivstationen sind für den Erhalt des Menschenlebens in bestimmten Situationen unabdingbar und haben als bedeutsames Konzept der klinischen Medizin des 20. Jahrhunderts zu einer erheblichen Reduktion der perioperativen Morbidität und Mortalität geführt. Viele Patienten sind oft infolge ihres prekären Gesundheitszustands, mitunter aber auch durch die intensivmedizinische Behandlung selbst, nicht zu adäquater Kommunikation fähig. Entscheidungen, die im Rahmen dieser Therapie getroffen werden müssen, stellen für Ärzte und Angehörige eine große Belastung dar, sofern diese nicht über den Willen des Patienten im Bilde sind. Um Anhaltspunkte zu Kommunikationsunterschieden bei Angehörigen von Patienten mit bevorstehenden elektiven Eingriffen und nachfolgendem intensivmedizinischem Aufenthalt zu gewinnen, wurde mittels eines selbst erstellten Fragebogens eine Multicenterstudie in fünf deutschen Kliniken durchgeführt. Insgesamt wurden 89 Fragebögen der anonymen, explorativen Studie zur Auswertung herangezogen. Herausgearbeitet wurde, ob Patientenverfügungen sowie unterschiedliche soziodemografische Hintergründe Kommunikationsunterschiede bedingen. Zusätzlich wurden Angehörige zum Erleben auf der Intensivstation und zu ihrer Einschätzung der Situation des Patienten befragt. Hieraus können Handlungsempfehlungen für das medizinische Personal abgeleitet werden, die auf eine Verbesserung der Beziehungen zu Angehörigen im intensivmedizinischen Alltag abzielen. Die Auswertung des ersten Fragekomplexes zeigte, dass soziodemografische Unterschiede keinen Einfluss auf die Kommunikation zwischen Patienten und Angehörigen im Vorfeld einer Operation haben, häufige Gespräche jedoch beiderseits zu vermehrten Ängsten führen können. Gleichzeitig scheinen Ängste zusätzlichen Gesprächsbedarf zu fördern. Der zweite Teil der Studie belegt, dass eine vorhandene Patientenverfügung ursächlich für eine vermehrte mündliche Kommunikation ist. Allerdings haben laut Umfrage nur 30,7 % aller Patienten eine solche verfasst. Der starke Anstieg an Verfügungen in den Jahren 2010 und 2011 von über 50 %, der zeitlich mit einer Gesetzesänderung durch den Bundesgerichtshof zusammenfällt, weist auf ein größeres öffentliches Bewusstsein hinsichtlich der Wichtigkeit dieses Themas hin, das in Zukunft für einen weiteren Anstieg an Verfügungen verantwortlich sein könnte. Dies wäre in weiteren Studien zu überprüfen und gibt Hoffnung auf eine noch steigende Bereitschaft zur Erstellung von Patientenverfügungen. Durch den dritten Teil des Fragebogens konnte gezeigt werden, dass vor allem Angehörige, weniger aber die Patienten selbst, Angst vor dem Tod durch Komplikationen im Zuge der Operation haben. Erstere scheinen umso mehr Angst zu haben, den Verpflichtungen einer Patientenverfügung nachzukommen, je weniger sie sich insgesamt den psychologischen Belastungen im Rahmen des Eingriffs gewachsen fühlen. Gleichwohl ist das vermehrte Gespräch mit dem Patienten über mögliche Komplikationen ein Maß für das Verpflichtungsgefühl der Angehörigen, einer Patientenverfügung Folge zu leisten. Die Akzeptanz und das Verstehen von Inhalten der Patientenverfügung stellt für Angehörige somit ein wichtiges kommunikatives Element in der Bewältigung der Stresssituation auf der Intensivstation dar, was zudem durch eine empathische Betreuung vonseiten des Klinikpersonals unterstützt wird. Obwohl sich 65,6 % der Angehörigen mit der Betreuung auf der Intensivstation zufrieden zeigten, ergab die Umfrage auch, dass ihnen hier teilweise Einfühlungsvermögen, Menschlichkeit und Zuneigung fehlten. Diesen Merkmalen ist demnach in der Kommunikation im Spannungsfeld zwischen medizinischer Präzision und menschlicher Verbundenheit ein hoher Stellenwert einzuräumen. Hierfür können zusätzliche Informationsbroschüren und eine konzentrierte Aufklärung durch einen Verantwortlichen hilfreich sein. Eine weiterführende Studie könnte im konkreten Kontext der Intensivstation ausgewählte Kommunikationsstrategien im Beziehungsraum von Klinikpersonal, Patienten und Angehörigen beleuchten und deren Auswirkungen auf den Heilungsprozess untersuchen.
In summary, the transcriptome data demonstrated that acute RAP for 7h induces significant changes in the expression of several left atrial genes, including those reflecting ANG II-mediated oxidative stress, tissue remodeling, and energy depletion. Furthermore, the results from the dronedarone study demonstrated that this drug is capable of attenuating most of RAP-induced changes in oxidative stress-related gene expression. Accordingly, the haemodynamic parameters also showed that dronedarone reduced RAP-induced microvascular flow abnormalities. This view is supported by the observation that in the used porcine model of acute AF, dronedarone decreased RAP-dependent PKC phosphorylation, NADPH isoform expression, F2-isoprostane release and IκBα phosphorylation. Additionally, the results of the irbesartan study indicate that ET-1 contributes to AF-dependent atrial fibrosis by synergistic activity with ANG-II to stimulate SGK1 expression and enhance phosphorylation of the SGK1 protein which, in turn, induces CTGF. The latter has been consistently associated with tissue fibrosis. In support of this view, in vitro analyses using HL-1 cells verified CTGF induction after short episodes of RAP and additionally in response to exogenous addition of ET-1. Accordingly, irbesartan was shown to attenuate most of the RAP-dependent changes in atrial or ventricular gene expression.
Trotz stetig aktualisierter Empfehlungen und Kursangebote internationaler kardiologischer Kompetenzausschüsse bleibt die Strahlenexposition in der invasiven Kardiologie unverändert beträchtlich und birgt deterministische wie stochastische Risiken: das mediane Dosisflächenprodukt (DFP) diagnostischer Koronarangiographien (KA) und isolierter perkutaner Koronarinterventionen (PCI) beträgt in Deutschland derzeit 19,8 bzw. 35,4 Gy × cm2, entsprechend einer effektiven Dosis (ED) von 4,0 bzw. 7,1 mSv. Ziel dieser Arbeit war – nach Rohdaten-Standardisierung auf Medianwerte und interquartilen Bereich – die Analyse dosisreduzierender Optimierungen der Arbeitstechnik eines Untersuchers von 1997–2011 im Verlauf einer KA. Zudem untersuchten wir in einer Pilotstudie an 200 Patienten (in Analogie zur prospektiv EKG-getriggerten Mehrschicht-Computertomographie) die neue Methode EKG-getriggerter invasiver KA hinsichtlich Durchführbarkeit, Strahlenexposition und Kontrastmittelverbrauch: bei 77% des RR-Intervalls, unmittelbar vor Vorhofkontraktion, erfolgte die diastolische Akquisition nur eines radiographischen Bildes/Herzzyklus. Methodisch dokumentiert wurden vielfältige Einflussparameter der Strahlenexposition: DFP, radiographischer (DFPR) und fluoroskopischer (DFPF) Anteil, Pulsung, Empfängereingangsdosis (EED), Durchleuchtungszeit und Bilder-/Serienanzahl. DFPR/Bild und DFPF/Sekunde gaben Hinweise auf Einblendung und Dosisintensität. Die iterative Optimierung wesentlicher interventioneller und technischer Parameter – Radiographie-/Fluoroskopiezeit, Einblendung, EED, herzfrequenzadaptierte Pulsung, strahlenreduzierende Angulationen – erlaubten einem erfahrenen Untersucher an einer modernen Herzkatheteranlage eine Reduktion des medianen Patienten-DFP einer KA auf 2,4 Gy × cm2. Aufgrund einer DFPR-Fraktion ≥ 70 % erwies sich jegliche Optimierung eines Einflussparameters unter Radiographie deutlich dosiseffizienter als unter Fluoroskopie. In einem nach Gewicht und Herzfrequenz nicht selektionierten Patientengut war die modifizierte Technik der prospektiv EKG-getriggerten KA im klinischen Alltag sicher durchführbar, benötigte bei vergleichbarer Kontrastmittelmenge, Durchleuchtungszeit und Einzelbildauflösung nur 25 Bilder, und ermöglichte mediane Werte für das DFP von 0.64 Gy × cm2, für die ED von 0.13 mSv und für die Hauteingangsdosis von 17 mGy. Zusammenfassend erlaubt das vorgestellte Datenmaterial Interventionalisten einen Einblick in die Effizienz unterschiedlicher dosisreduzierender Strategien und mittels Dokumentation relevanter Parameter eine individuelle Standortbestimmung sowie Autonomie in Kontrolle und Training strahlenreduzierender Arbeitsweise. Zum Zweck stochastischer Risikominimierung bietet sich insbesondere bei jungen Patienten die prospektiv EKG-getriggerte KA als verantwortbare Alternative an.
Untersuchungen zur Phytochemie und zur biologischen Aktivität von Pittosporum angustifolium Lodd.
(2014)
Pittosporum angustifolium Lodd. (Pittosporaceae) ist ein kleiner Baum, welcher ursprünglich in Australien beheimatet ist, wo er in den meisten inländischen Gebieten zwar zerstreut, aber lokal nie gehäuft vorkommt. Von dieser Spezies, welche oft auch mit der Trivialbezeichnung „Gumby Gumby” betitelt wird, werden im Bereich der Ethnomedizin Zubereitungen für verschiedenste Indikationsbereiche wie Schmerzen, Krämpfe, Erkältungen oder Hauterkrankungen verwendet. Auch in der Komplementärmedizin werden Präparationen dieser Pflanze als Additivum bei malignen Erkrankungen eingesetzt. Zielstellung der vorliegenden Dissertation war eine exakte Charakterisierung der Phytochemie von Pittosporum angustifolium sowie eine Untersuchung von Extrakten, Fraktionen und Isolaten auf deren biologische Aktivitäten. Neben zwei grundlegenden Diplomarbeiten [35,36] lagen zu Beginn dieser Arbeit (Januar 2010) keinerlei wissenschaftliche Publikationen diesbezüglich vor. Im Rahmen der Untersuchungen zur Phytochemie wurden aus australischem Drogenmaterial (Blätter und Samen) sowie aus selbstgezogenen Pflanzen (Blätter) insgesamt 55 Triterpensaponine isoliert. Von diesen konnten 33 vollständig und fünf teilweise strukturell aufgeklärt werden, wobei 29 Verbindungen, welche als Pittangretoside A-Z und A1-C1 bezeichnet wurden, erstmalig als Naturstoffe beschrieben werden konnten. Hierbei handelt es sich um Aglyka vom Oleanan-, 17,22 seco Oleanolsäure- und Taraxasterol-Typ, welche mono- oder bisdesmosidisch vorliegen. Zwischen den verwendeten Drogen-Chargen konnten sowohl quali- als auch quantitative Unterschiede hinsichtlich der Phytochemie festgestellt werden. In allen untersuchten Pflanzenteilen (Blatt, Samen, Spross, Wurzel) wurden Triterpensaponine nachgewiesen. Von weiteren 13 isolierten Polyphenolen konnten drei als glykosylierte Flavonole und weitere drei als Derivate von mit Kaffeesäure substituierter Chinasäure identifiziert werden. Es handelt sich hierbei um bekannte Verbindungen. Über weitere Bestimmungen konnten Fettsäuren sowie als Bestandteile des ätherischen Öls Mono- und Sesquiterpene sowie C13 Isoprenoide bestimmt werden. Über verschiedene Testsysteme und Assays wurden Überprüfungen hinsichtlich biologischer Aktivitäten der Polyphenole und insbesondere der Triterpensaponine durchgeführt. Für letztere konnten über Agardiffusionstests antimikrobielle Wirkungen gegen mehrere Candida Arten, hämolytische und gegen mehrere tumorigene Zelllinien zytotoxische Effekte nachgewiesen werden. Weiterhin wurde eine Hemmung der humanen Topoisomerase I belegt. Alle beobachteten Aktivitäten sind an strukturelle Voraussetzungen der Triterpensaponine wie das Acylierungsmuster und die Zuckerverknüpfung gebunden. Hierzu konnten interessante Struktur-Wirkungs-Beziehungen abgeleitet werden. So scheint für viele der gezeigten biologischen Effekte eine Acylierung mit hauptsächlich C5-Resten an Position C-22 bzw. C-21 und C-22 des Aglykons essentiell zu sein, während sich Verbindungen mit fehlender oder an C-28 vorhandener Acylierung in den durchgeführten Untersuchungen als vergleichsweise schwächer oder nicht aktiv erwiesen. Unterschiedliche Zuckerkompositionen zeigten hierbei einen abschwächenden oder verstärkenden Einfluss. Für die isolierten Polyphenole wurde eine antioxidative Aktivität nachgewiesen. Zusätzlich ergaben sich Hinweise auf eine mögliche Induktion von IL8 durch den Rohextrakt der australischen Blattdroge. Eine Überprüfung von Saponinen und Polyphenolen via NMDA-Rezeptor- und Cholinesterase-Inhibitionsassay erbrachte keinen Anhaltspunkt für eine antidementive Wirkung. Ebenso konnte kein Nachweis für eine antiphlogistische Wirkung (Bestimmung von TNFalpha) und für die Beeinflussung weiterer Zytokine (IL1beta und IL10) erbracht werden. Über einige dieser Ergebnisse lassen sich Anwendungsbebiete im Bereich der Komplementärmedizin wie z. B. bei malignen Erkrankungen erklären. Für andere ethnomedizinische Indikationen konnten aufgrund nicht zur Verfügung stehender oder nicht adequater Testsysteme keine abschließenden, beurteilenden Aussagen getroffen werden.
Die sonographische Diagnostik nimmt in vielen Bereichen der Medizin einen hohen Stellenwert ein. Durch den technischen Fortschritt können heutzutage auch die peripheren Nerven inklusive verschiedenster pathologischer Veränderungen dargestellt werden. Die Messung der Nervenquerschnittsfläche (nerve cross sectional area = NCSA) im transversalen Bild hat sich in vielen Studien als geeigneter Parameter zur Beurteilung bzw. zum Vergleich des Nervenkalibers herausgestellt. Polyneuropathien (PNP) sind Erkrankungen des peripheren Nervensystems. Man differenziert zwischen primär demyelinisierenden, axonalen sowie gemischten PNP. Ätiologisch lassen sich u. a. metabolische, toxische und immunologische PNP unterscheiden. In den bisher publizierten Studien zur Sonographie bei PNP konnte beobachtet werden, dass besonders demyelinisierende PNP zu einer Vergrößerung der NCSA führen. Informationen zum sonographischen Erscheinungsbild der in der Gesellschaft häufigen PNP (diabetisch, Alkohol assoziierte, PNP bei Vitamin B12 Defizit) sind jedoch bisher limitiert. In der vorliegenden explorativen Pilotstudie wurde geprüft, ob die NCSA bei PNP größer ist als bei gesunden Nerven und ob Zusammenhänge zwischen der NCSA und dem Schädigungstyp, der Ätiologie oder dem elektrophysiologisch bestimmten Schweregrad bestehen. Um diese Fragestellungen zu beantworten, wurde die NCSA an insgesamt 12 fest definierten, außerhalb physiologischer Engpassstellen liegenden, Messpositionen unterschiedlicher Nerven (N. medianus, N. ulnaris, N. tibialis, Spinalwurzel C6 / C7, Trunci des Plexus brachialis) bestimmt. Die Reliabilität der Ergebnisse wurde bei 5 Probanden durch eine Wiederholung der Messungen im Abstand von mehr als 24 h geprüft. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine gute Reproduzierbarkeit der Messungen besteht, da bei sämtlichen Messpunkten, ausgenommen dem Truncus inferior, ein Variationskoeffizienten von weniger als 20 % vorgelegen hat. Die Untersuchung bei 27 gesunden Probanden ergab, dass keine Abhängigkeit der NCSA von der Körperseite besteht, sodass der Untersuchungsumfang bei den 56 Patienten mit elektrophysiologisch gesicherten PNP auf eine Körperseite reduziert werden konnte. Die wichtigsten Ergebnisse der Studie sind, dass Patienten mit PNP größere NCSA aufweisen als Gesunde. Die Verdickung der Nerven ist sowohl in proximalen als auch in distalen Abschnitten nachweisbar und ist sowohl bei demyelinisierenden als auch bei axonalen PNP vorhanden. Die vorliegende Arbeit liefert weiterhin Hinweise dafür, dass demyelinisierende PNP eine deutlichere Vergrößerung der NCSA aufweisen als primär axonale Schädigungen und dass sie sich dadurch sonographisch voneinander unterscheiden. Außerdem ist die NCSA bei immunvermittelten Neuropathien wie dem GBS, der CIDP und den paraproteinämischen PNP besonders in den proximalen Abschnitten größer als bei PNP anderer Ätiologie. Eine Assoziation zwischen dem Schweregrad und der NCSA konnte nicht beobachtet werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie stehen im Einklang mit dem Grundtenor der Literatur. Anzumerken ist jedoch, dass die bisherigen Publikationen überwiegend Einzelvergleiche beinhalten, in denen meist immunvermittelte PNP im Fokus stehen, oder dass sie sich häufig auf die oberflächlicher gelegenen Nerven der oberen Extremitäten beschränkt haben. Stärken der vorliegenden Studie sind die Vielfältigkeit der ausgewählten Nervensegmente und der Verzicht auf Messungen an Engpassstellen sowie die Mannigfaltigkeit der verglichenen Ätiologien. Ein limitierender Faktor der vorliegenden Studie ist die nicht immer gewährleistete Verblindung des Untersuchers bezüglich der Ätiologien und die teilweise geringen Subgruppengrößen. Aus diesem Grund wurde die vorliegende Studie als explorative Pilotstudie angelegt, mit dem Ziel, Hypothesen zu generieren und die Berechnung eines Stichprobenumfangs zukünftiger konfirmatorischer Studien zu ermöglichen, an Hand derer dann mit ausreichender statistischer Trennschärfe (Power) die aufgestellten Hypothesen überprüft werden können.
Einleitung: Es gibt derzeit zwei anerkannte Therapieoptionen des Typ-1-Diabetes mellitus bei Kindern und Jugendlichen. Diese sind die konventionelle Injektionstherapie und die subkutane Insulinpumpentherapie. Ziel dieser Arbeit ist der Vergleich dieser beiden Therapieformen hinsichtlich der Therapiesicherheit und der Effektivität der metabolischen Einstellung bei Kindern und Jugendlichen in stationärer Rehabilitationsbehandlung. Patienten und Methoden: Eingeschlossen in diese Untersuchung wurden alle Kinder und Jugendlichen (n = 901, 52 % Mädchen, Alter 11,5 ± 4,0 Jahre, Diabetesdauer 4,0 ± 3,6 Jahre, HbA1c 8,61 ± 2,12 %), die im Zeitraum zwischen dem 01.04.2004 und dem 31.10.2010 in Rehabilitationsbehandlung im Inselklinikum Heringsdorf aufgenommen waren. Ergebnisse: Zum Zeitpunkt der Aufnahme werden 707 Patienten mit intensivierter Injektionstherapie und 194 mittels Insulinpumpe behandelt. 10 % der Kinder (n = 92) waren im Vorschulalter (< 6 Jahre), 26 % (n = 232) im Grundschulalter (≥ 6 < 11 Jahre), 49 % (n = 443) im Pubertätsalter (≥ 11 < 16 Jahre) und 15 % (n = 134) waren postpubertär (≥ 16 Jahre). Kinder und Jugendliche mit CSII hatten eine längere Diabetesdauer (5,3 ± 3,7 vs. 3,6 ± 3,5 Jahre, p < 0,01) bei vergleichbarem HbA1c (8,35 ± 1,71 vs. 8,72 ± 2,26 %, p = 0,09), niedrigeren postprandialen Blutglukosewerten (10,0 ± 3,0 vs. 12,2 ± 3,3 mmol/l, p = 0,03), einer vergleichbaren mittleren Blutglukoseschwankungsamplitude (9,8 ± 3,2 vs. 9,4 ± 3,4 mmol/l, p = 0,22) und einer höheren Zahl von Blutglukoseselbstkontrollen (45,4 ± 13,3 ± 38,2 ± 11,5 Selbstkontrollen/Woche, p < 0,01). In der multivariaten Analyse ergab sich die Blutglukoseschwankungsamplitude als wichtigster mit dem HbA1c assoziierter Parameter (ICT-Gruppe R-square = 0,372, ß = 0,184, p < 0,01, CSII-Gruppe: R-square = 0,313, ß = 0,241, p < 0,01). Das Auftreten an Hypoglykämien in der ICT-Gruppe (R-square = 0,09) ist assoziiert mit der Anzahl an Blutglukoseselbstkontrollen (β=0,17, p<0,01), dem HbA1c (β= - 0,12, p<0,01), der Blutglukoseschwankungsamplitude (β=0,08, p=0,04) sowie der Diabetesdauer (β= -0,1, p<0,01). Dementgegen besteht in der CSII-Gruppe (R-square = 0,06) eine negative Assoziation mit der Diabetesdauer (β= - 0,251, p<0,01). Schlussfolgerungen: Kinder und Jugendliche mit Typ-1-Diabetes mellitus werden besonders häufig im Pubertätsalter zur stationären Rehabilitation eingewiesen. Gerade hier benötigen viele Jugendliche zur optimalen Stoffwechseleinstellung und psychosozialen Teilhabe besondere Unterstützung (Empowerment, strukturierte Behandlung und Schulung). In Zusammenschau aller Altersgruppen zeigen die untersuchten metabolischen Parameter zwischen beiden Therapiegruppen einen vergleichbaren Therapieerfolg (HbA1c und Blutglukoseschwankungsamplitude) und keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Therapiesicherheit (Anzahl an Hypoglykämien). Hinsichtlich zukünftiger Ansatzpunkte für eine weitere Verbesserung der metabolischen Kontrolle wäre eine Verringerung der Blutglukoseschwankungsamplitude ein lohnenswertes Ziel.
Non-thermal atmospheric pressure plasma has drawn more and more attention to the field of wound healing research during the last two decades. It is characterized by a unique composition, which includes amongst others free radicals, ions and electrons. Furthermore, non-thermal plasma exhibits temperatures that are below those inducing thermal cell damage. Next to its well-established anti-bacterial properties, plasma can have lethal as well as stimulating effects on mammalian cells. Therefore, the medical application of non-thermal plasma on chronic wounds seems to be a promising tool to enable healing processes. However, less is known about the plasma-mediated induction of intracellular signaling pathways in human immune cells, which play a leading part in the process of wound recovery and removal of pathogens. Therefore, this thesis examined the cellular effects of a non-thermal atmospheric pressure plasma treatment on human immune cells using the argon plasma jet kinpen 09. Here, the CD4+ T helper cell line Jurkat, the monocyte cell line THP-1 as well as the corresponding primary cells were investigated. First, cell survival and apoptosis induction was assessed in response to non-thermal plasma treatment by growth curves and flow cytometric assays. On the one hand it could be shown that primary cells are more susceptible to plasma treatment than the respective cell lines. On the other hand, monocytes responded less sensitive to plasma exposure than lymphocytes. Furthermore, this thesis outlined the impact of non-thermal plasma treatment on the gene expression level of immune cells. Therefore, DNA microarray analysis was performed with the cell lines Jurkat and THP-1. It became obvious that plasma exposure modulated the expression of several genes in both cell types. Differential expression of distinct target genes was further validated by quantitative PCR in the immune cell lines. Here, elevated gene expression levels of JUN and FOS in Jurkat cells and increased transcription of JUND in THP-1 cells in response to plasma treatment were made visible. JUN, FOS and JUND are components of the transcription factor AP-1, which is involved amongst others in gene expression of IL-8 and HMOX-1. Consequently, transcriptional induction of the inflammatory cytokine IL-8 as well as the enzymes HMOX-1 and GSR was detected in plasma-treated THP-1 cells. In addition, alterations in the protein activation levels were analyzed in plasma-treated Jurkat, THP-1 cells and primary monocytes. Since some of the identified target genes are known to be associated with the MAPK pathways, the regulation of these cascades was further investigated by western blot analysis. In all investigated cell types the pro-proliferative signaling molecules ERK 1/2 and MEK 1/2 as well as the pro-apoptotic signaling proteins p38 MAPK and JNK 1/2 were activated in a plasma treatment time dependent manner. In contrast to Jurkat and primary monocytes, the anti-apoptotic HSP27 was only induced in THP-1 cells in response to plasma exposure. Moreover, modulation of cytokine production and secretion was examined in the different immune cell types and co-cultured THP-1 and HaCaT keratinocytes by ELISA or flow cytometry. While Jurkat cells showed no plasma-mediated regulation of cytokine expression, THP-1 cells revealed an increased IL-8 secretion after long plasma time duration (360 s). Additionally, the intracellular expression levels of IL-6 and IL-8 were modulated in primary monocytes by plasma exposure. While short plasma treatment caused no alteration of the number of cells expressing IL-8 an up-regulation of the intracellular IL-6 level occurred after 30 s of plasma treatment. Long plasma treatment times resulted in a significant decrease of the intracellular IL-8 and IL-6 production levels. Furthermore, co-cultured THP-1 and HaCaT cells as well as mono-cultured THP-1 and HaCaT cells were examined regarding their cytokine secretion profile. Here, cells treated with plasma (180 s) as well as LPS and plasma (180 s and LPS) were compared with untreated cells. IL-6, IL-8 and GM-CSF secretion was induced by both plasma and plasma combined with LPS treatment in mono-cultivated HaCaT cells and co-cultured cells. Though, the highest cytokine secretion levels were reached in the plasma and LPS exposed co-culture. In contrast, mono-cultivated THP-1 cells only showed an increased secretion of IL-6, IL-8 and TNFa after incubation with plasma together with LPS exposed medium. In conclusion, this study revealed for the first time the non-thermal plasma-modulated expression of numerous genes and cytokines and the activation state of various signaling cascades in human immune cells. Thus, it contributes to gain a better understanding of the immune-modulatory impacts of plasma that might promote the wound healing process.
In the search for new antifungal agents, this study dealt with the antimicrobial screening, extraction, isolation, structural elucidation as well as selective biological investigations of the isolated compounds. In addition, the impact of the culture conditions on growth and on biosynthesis of bioactive compounds was also studied. Besides, selective cyanobacteria were axenized and the taxonomy as well as the genetic relationship of axenic cyanobacteria that produced bioactive compounds with some other cyanobacteria was identified basing on the 16S rRNA gene sequences. 22 Vietnamese and 6 German cyanobacterial strains were screened for their antifungal activity using the agar diffusion assay. Among them, the MeOH/water extract from the biomass obtained from a laboratory culture of strain Bio 33, isolated from the Baltic Sea near Rügen Island, exhibited a specific antifungal activity against Candida maltosa and others human pathogenous fungi such as Candida albicans, Candida krusei, Aspergillus fumigatus, Microsporum gypseum, Trichophyton rubrum and Mucor sp. Besides, it was very impressed that extracts of strain Bio 33 showed no antibacterial activity against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, and Staphylococcus aureus. The taxonomy basing on 16S rRNA gene sequence of the axenic Bio 33 identified this strain as Anabaena cylindrica species. As a result of the bioassay-guided fractionation of the crude MeOH/water extract, four new lipopeptides, named balticidins A – D, were isolated. These lipopeptides represent a new structural type with the co-occurrence of a glycosylated cyclic peptide, a fatty acid containing chlorine and a disaccharide moiety. The main active fraction isolated from the MeOH/water extract of the biomass of Bio 33 which contains the four lipopeptides exhibited only marginal cytotoxic activity against the human bladder carcinoma cell line 5637 (IC50 = 93 μg/ml). The weak cytotoxic activity and the absence of antibacterial effects in the used in vitro test systems opens a promising future for further investigations to clarify the antifungal mechanism and for in vivo applications of the new lipopeptides. Different media, temperature, light intensity and period of irradiance, the depletion of nitrate and the trace element cobalt were investigated to figure out conditions at which Bio 33 produces maximum of balticidins under laboratory conditions. Temperature was the most apparent factor influencing the growth of Bio 33 and the production of balticidins. Bio 33 grew best in BG 11 medium plus 0.5% NaCl at 26°C, under white fluorescent continuous light and a light intensity of 20 μmol photons m-2 s-1. Nevertheless, under the same conditions, 22.5°C was the best temperature for the production of balticidins. Besides, harvesting of Bio 33 during the logarithmic growth phase, particularly at 20th day, should supply approximately maximum quantity of balticidins. At 22.5°C and 20 μmol photons m-2 s-1 under 24 h continuous irradiance, the depletion of nitrate had no negative effect on the growth and concentration of balticidin A but increased balticidin B and decreased balticidin C; the absence of cobalt slightly decreased the growth but had no clear effect on the production of balticidins. On the other hand, extracts of the culture medium of the Vietnamese cyanobacterium TVN40, exhibited antifungal activity against Candida maltosa and weak antibacterial activity. Extraction of the culture medium with XAD-16 and elution of the XAD-bounded compounds by different solvents resulted in five fractions (water, 80% MeOH, 100% MeOH, acetone, dichloromethan). Four compounds have been isolated from the 80% MeOH fraction and one was identified as a dioxindole derivative. Structural elucidation of the other three compounds is still in progress. TVN40 was formerly identified as an Anabaena sp. according to the morphological properties, but the 16S rRNA gene sequence confirms that the strain belongs to the genus Nostoc. Microscopic examination of TVN40 revealed that the filamentous strain was not a unialgal but a mixed culture with strange round cells (SRCs) - a unicellular cyanobacterium belonging to the order Chroococcales. Laboratory cultures of the pure filamentous strain TVN40, the isolated SRCs and the mixed culture of both strains were established. Both TVN40 and SRC culture media were responsible for the antibacterial activity against B. subtilis, S. aureus and E. coli. However, only the extract of the culture medium of TVN40 was active against C. maltosa. The supplement of cobalt enhanced the antimicrobial activity of the culture medium. Pure strains showed higher activity in comparison to the mixed culture of TVN40 and SRC.
Die Idee von UNESCO-Biosphärenreservaten besteht darin, den Erhalt der biologischen Vielfalt mit der nachhaltigen Regionalentwicklung unter Beteiligung der Bevölkerung zu verbinden. Inwiefern die Idee unterstützt und in der eigenen Lebensweise berücksichtigt wird, wurde exemplarisch für die Bürgermeisterinnen und Bürgermeister aus drei Regionen analysiert. In Deutschland sind die UNESCO-Biosphärenreservate im Bundesnaturschutzgesetz rechtlich gesichert und gehören in den Zuständigkeitsbereich der Landesumweltministerien. Damit fehlt es ihnen oftmals an Zuständigkeiten, Personal und Geldern über naturschutzfachliche Themen hinaus. Mit dem Auftrag der Gewerbeförderung und dem Ausbau der Infrastruktur ergänzen die Gemeinden die naturschutzfachlichen Kompetenzen der deutschen UNESCO-Biosphärenreservate. Daher ist eine Zusammenarbeit für den Erfolg entscheidend. Die Forschungsfrage lautet somit: Wie ist die Idee der UNESCO-Biosphärenreservate in dem Wissen, den Einstellungen und dem Handeln der Bürgermeisterinnen und Bürgermeister aus den UNESCO-Biosphärenreservaten Schaalsee, Schorfheide-Chorin und Südost-Rügen verankert? Den Anforderungen der qualitativen Sozialforschung entsprechend, wurden die Bürgermeisterinnen und Bürgermeister der drei UNESCO-Biosphärenreservate 2010 interviewt. Das neuartige Konzept Verankerung der UNESCO-Biosphärenreservats-Idee bei Bürgermeisterinnen und Bürgermeistern ergab sich aus einem abduktiven Forschungsprozess: Er bestand aus einem Wechselspiel zwischen der Analyse von 45 leitfadengestützten Interviews nach der Grounded-Theory-Methodologie und dem Studium der sozialwissenschaftlichen Forschungen zu Akzeptanz, Partizipation und Governance in Schutzgebieten. Das Konzept Verankerung umfasst drei Dimensionen: Wissen, Einstellung und Handeln. Diese wurden mit jeweils vier bis fünf Kategorien gefüllt, die durch die explorative Analyse der Interviews identifiziert wurden. Orientiert an der Gesamtbeurteilung der Vor- und Nachteile des UNESCO-Biosphärenreservates vor Ort konnten die Bürgermeisterinnen und Bürgermeister in fünf unterschiedliche Typen der Verankerung unterteilt werden: Für die Unterstützer bringt das Biosphärenreservat vor Ort deutlich mehr Vorteile als Nachteile. Sie verfügen über umfangreiches Wissen zum Biosphärenreservat und zeigen eine hohe Eigeninitiative zur Umsetzung der Biosphärenreservats-Idee. Für die Befürworter überwiegen ebenso die Vorteile gegenüber den Nachteilen, jedoch nicht so deutlich wie bei den Unterstützern. Sie wissen weniger genau über das Biosphärenreservat vor Ort Bescheid, beteiligen sich aber bei Projekten der Biosphärenreservats-Verwaltung. Für die Unentschiedenen sind die Vor- und Nachteile des Biosphärenreservates ausgewogen. Sie kennen im Prinzip die Aufgaben von Biosphärenreservaten, konkrete Aktivitäten vor Ort sind ihnen aber kaum bekannt. Bei formellen Beteiligungsverfahren haben sie negative Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit der Biosphärenreservats-Verwaltung gemacht. Sie loben jedoch einzelne Projekte. Für die Kritiker überwiegen die Nachteile gegenüber den Vorteilen des Biosphärenreservates. Sie bemängeln die Beteiligung der Gemeinden bei der Ausweisung des Biosphärenreservates als unzureichend und beanstanden die Zusammenarbeit mit der Biosphärenreservats-Verwaltung in formellen Beteiligungsverfahren. Sie sind Einheimische und haben im Alltag sehr starke Einschränkungen durch das Biosphärenreservat erfahren. Die Unbeteiligten können weder Vor- noch Nachteile des Biosphärenreservates benennen. Sie wissen kaum etwas über die Aktivitäten der Biosphärenreservats-Verwaltung und arbeiten selten mit ihr zusammen. In der komparatistische Analyse der Typen in den drei Biosphärenreservaten zeigen sich folgende Unterschiede: Im Biosphärenreservat Schaalsee sind die meisten Unterstützer und Befürworter zu finden, so dass dort die Biosphärenreservats-Idee am stärksten bei den Bürgermeisterinnen und Bürgermeistern verankert ist. Im Gegensatz dazu sind im Biosphärenreservat Südost-Rügen die meisten Kritiker. Im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin ist der Anteil der Unentschiedenen am größten. Diese Unterschiede sind eine Momentaufnahme und unterliegen einem ständigen Wandel. Da es durch die Kommunalwahlen regelmäßig zu neuen Konstellationen kommt, sollte diese Untersuchung nach jeder Wahl wiederholt werden. Die Ergebnisse können nicht mit der Verankerung der Biosphärenreservats-Idee bei der Bevölkerung gleichgesetzt werden, wie eine Gegenüberstellung mit den Ergebnissen einer Bevölkerungsbefragung aus 2010 gezeigt hat. Alles in allem liefert das Konzept Verankerung der Biosphärenreservats-Idee und die Differenzierung der Bürgermeisterinnen und Bürgermeister in Typen der Verankerung einen neuen Ansatz zur Analyse von Stakeholdern im Schutzgebietsmanagement. Es gibt dem Management eine bessere Handlungsorientierung: Es geht darum, eigenverantwortliches Handeln der Bürgerinnen und Bürger differenziert anzuregen und zu unterstützen.
Eine möglichst kurze maschinelle Beatmungszeit und -entwöhnung sind relevant für die Vermeidung von Komplikationen und das Überleben des Patienten. Patienten, die sich nur schwer von der maschinellen Beatmung entwöhnen lassen, sind häufig multimorbide und benötigen einen längeren Entwöhnungszeitraum. Von großem Interesse ist daher, inwiefern sich der Weaningverlauf durch prognostische Parameter vorhersagen lässt. Bislang existieren kaum Untersuchungen für das Weaning-Outcome bzw. die Mortalität an einer Studienpopulation speziell mit komplikationsreichen Verläufen. Um die Multimorbidität der Patienten mit dieser Studie adäquat zu reflektieren, wurde eine breit angelegte Anzahl möglicher Prädiktoren aus den Bereichen Medikation, Vorerkrankungen, Funktionsfähigkeit überlebenswichtiger Organsysteme und Beatmungsparameter ausgewählt und auf statistisch signifikante Zusammenhänge mit dem Weaning-Outcome und erhöhter Mortalität untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl die Gabe von Katecholaminen als auch die Dialysepflicht eines Patienten einen unabhängigen Risikofaktor für ein Weaning-Versagen darstellt. Zudem stellt die Gabe von Katecholaminen einen unabhängigen Risikofaktor für eine erhöhte Mortalität während der Weaning-Behandlung dar. Die Untersuchung trägt damit dazu bei, Prädiktoren zu finden, die sich auch mit multimorbiden Patientengruppen verwenden lassen, die typischerweise schwierig zu entwöhnende Patienten sind.
Hintergrund: Bisher wurde kaum untersucht, welche Faktoren im Zusammenhang mit guter bzw. schlechter Interdentalhygiene stehen. Vorhandene Studien zeigen, dass das Transtheoretische Modell der Verhaltensänderung (TTM) für das Interdentalhygieneverhalten anwendbar ist. Die bisherigen epidemiologischen Studienergebnisse zum TTM weisen je nach Erhebungsort und Studienmethodik große Schwankungen auf, wobei es für den deutschsprachigen Raum kaum aussagekräftige Daten gibt. Ziel: Im Rahmen dieser Studie sollen Prävalenzschätzungen zur Interdentalhygiene bei zahnärztlichen Patienten erfolgen sowie Einflussfaktoren, die mit dieser in Zusammenhang stehen, identifiziert werden. Weiterhin sollen entsprechend dem TTM die Stadien der Verhaltensänderung sowie weitere motivationale Faktoren beschrieben und geprüft werden, wie Patienten einer proaktiven Thematisierung der Interdentalhygiene gegenüber stehen. Methode: Über einen Zeitraum von zwei Wochen wurde jeder konsekutive Patient in 10 zufällig ausgewählten Greifswalder Zahnarztpraxen (Teilnahmerate 83,3%) registriert. Von den 1087 eligiblen Patienten im Alter von 18-70 Jahren wurden 906 mittels standardisiertem Fragebogen untersucht. Zum Vergleich der Prävalenzdaten mit der Allgemeinbevölkerung im Erhebungsgebiet wurden Daten der Study of Health in Pomerania (SHIP) aufbereitet. Die Assoziationsanalysen erfolgten mittels multinomialer logistischer Regressionsmodelle. Ergebnisse: Täglich reinigen 30,3% der Befragten ihre Zahnzwischenräume, etwa 43,6% gelegentlich, die übrigen 26% nutzen gar keine Zahnseide bzw. Zahnzwischenraumbürsten. Positiv mit der Interdentalhygiene assoziiert sind das weibliche Geschlecht, steigendes Lebensalter, das Leben in einer festen Partnerschaft, höhere Schulbildung, eine in der Vergangenheit vom Zahnarzt festgestellte Zahnfleischentzündung, die Inanspruchnahme professioneller Zahnreinigungen sowie die zahnärztliche Empfehlung und Einweisung in den Gebrauch von Zahnseide oder Zahnzwischenraumbürsten. Hohe Schulbildung war positiv mit gelegentlicher, aber negativ mit täglicher Interdentalhygiene assoziiert. Auf die Stadien der Verhaltensänderung teilen sich die Probanden folgendermaßen auf: Absichtslosigkeit 13,2%, Absichtsbildung 26,4%, Vorbereitung 12,7%, Handlung 13,9%, Aufrechterhaltung 33,9%. Die Selbstwirksamkeitserwartung und die Entscheidungsbalance steigen mit dem Stadium der Verhaltensänderung signifikant an. Mit 83% erwartet die Mehrheit der Befragten mindestens gelegentlich vom Zahnarzt auf die Reinigung der Zahnzwischenräume angesprochen zu werden. Nur 2% lehnen dies gänzlich ab. Schlussfolgerung: Verglichen mit bisherigen Untersuchungen zeigen die Ergebnisse bei zahnärztlichen Patienten einen höheren Anteil, welcher zumindest gelegentlich die Zahnzwischenräume reinigt. Die leitliniengerechte tägliche Interdentalhygiene praktiziert jedoch nur die Minderheit der Patienten. Aufgrund des erhöhten Risikos für junge Männer aus geringeren Bildungsschichten für unzureichende Interdentalhygiene sollten diese gezielt in Interventionsprogramme einbezogen werden. Personen höherer Bildungsschichten sollten besonders auf die Notwendigkeit der Interdentalraumreinigung im Rahmen der täglichen Mundpflege hingewiesen werden. Die zahnärztliche Empfehlung und Einweisung in die Nutzung von Zahnseide und Zahnzwischenraumbürsten spielen bei der Motivation zur täglichen Interdentalhygiene eine entscheidende Rolle. Außerdem erwarten Patienten eine proaktive Ansprache dieses Themas vom Zahnarzt, wobei eine stadiengerechte Interdentalhygieneaufklärung sinnvoll erscheint.
In einer Untersuchung von 1530 DNA-Proben Neugeborener aus Ostvorpommern wurden mittels PCR 32 Heterozygote der F508del-Mutation gefunden. Unter Berücksichtigung der CF-Allelverteilung der Region wurde eine Inzidenz der Mukoviszidose von 1:4216 errechnet. Es wurde die Notwendigkeit und die Möglichkeiten eines Neugeborenenscreenings auf Mukoviszidose diskutiert.
The central aim of this thesis was the investigation of protein/polyanion interaction using circular dichroism (CD) spectroscopy, enzyme immune assay (EIA), isothermal titration calorimetry (ITC) and flow cytometry (FC). A further aim was to understand why an endogenous protein becomes immuno-genic when forming a complex. The focus was on the protein platelet factor (PF4), which gained wide interest in the clinical field, due to its role in the life-threatening, immune-driven, adverse drug effect heparin-induced thrombocytopenia (HIT). PF4 is a small homotetrameric chemokine with several basic amino acids on its surface, forming a positively charged ring. The antibodies that are formed during HIT recognize an epitope exposed on PF4, when it is in a complex with heparin at a certain molar ratio at which, PF4 tetramers are aligned on the heparin and forced into close approximation. The main results and conclusions of the thesis are summarized below: 5.1 Evolutionary Conservation of PF4 (Paper I – PF4/Evolution) By carrying out an amino acid sequence survey we found that the positively charged amino acids contributing to the heparin binding site on the surface of PF4 and related proteins are highly conserved in all vertebrates, including fish species. PF4 interacts with the phospholipid lipid A, the innermost part of the lipopolysaccharide (LPS) of Gram negative bacteria. We showed that the shorter the sugar chain of the O antigen, outer and inner core of the LPS were the more PF4 was binding. The interaction of PF4 with lipid A is inhibited by heparin, suggesting that the amino acids known to contribute to heparin binding are also involved in binding to lipid A. 5.2 PF4 Interaction with Polyanions (PA) of varying Length and Degree of Sulfation (Paper II – PF4/PA) CD spectroscopy was found to be a powerful technique to monitor structural changes of PF4 caused by binding to various clinically relevant polyanions. Therefore PF4 was titrated with different PA to investigate the dependencies: i. impact of the PF4:PA molar ratio, ii. degree of polymerization of the PA and iii. degree of sulfation of the PA. In all cases, exposure of HIT-relevant epitope(s) was only observed for PA that also induced changes in secondary structure of PF4. A comparison of results of an immune ¬assay with CD spectroscopic data showed that the extent of complex anti¬genicity correlates well with the magnitude of changes in PF4 secondary structure, and that the structural changes of PF4 have to exceed a certain threshold to achieve PF4/PA complex antigenicity. These findings allowed us to calculate expectation intervals for complex antigenicity solely using CD spectroscopic data. To our knowledge, this was the first demonstration that the capability of drugs to induce antigenicity of PF4 can be assessed without the necessity of in vivo studies or the use of antibodies obtained from immunized patients specific for the antigens. The antigenicity of PF4 in complex is not restricted to negative charges originating from sulfate groups, PA with phosphate groups are also capable (binding to phospholipids). We investigated inorganic polyphosphates (polyP) with a chain length of 75 Pi and showed that the induced secondary structural changes are even higher compared to the changes induced by the different heparins and that the PF4/P75 complexes are antigenic as well. 5.3 PF4 Interaction with defined oligomeric Heparins (Paper III – PF4/defined Heparins) We tested highly purified, monodisperse heparins. In contrast to the clinically relevant but relatively undefined (high polydispersity index) glycosamino glycans reported in paper II (PF4/PA). The defined heparins induced higher secondary structural changes. Here we showed for the first time that strong conformational changes during PF4/PA complex formation are necessary but not sufficient for to the expression of the anti-PF4/heparin antibody binding site. Also, the size of the complexes is not the only prerequisite for anti-PF4/heparin antibody binding (tested by atomic force microscopy). By ITC we found that antigenicity is only induced if the PF4/PA complex has a high binding enthalpy and the complex formation leads to a negative change in entropy. 5.4 PF4/Polyphosphates (polyP) Complex Antigenicity and Interaction with Escherichia coli (E. coli, Paper IV – PF4/polyP) PolyP with chain lengths of 45 Pi and 75 Pi induced remarkable secondary structural changes in the PF4 molecule, thereby exposing the epitope recognized by anti-PF4/heparin antibodies. The induced conformational changes were similar to the changes induced by the defined heparins. Again a high binding enthalpy was observed but here in connection with a positive change in entropy. Further we showed that polyP (≥45 Pi) enhance PF4 binding to the surface of Gram negative E. coli at intermediate concentration and disrupt the binding at elevated polyP concentrations. The increased amounts of PF4 on the bacterial surface also improved the binding of anti-PF4/heparin antibodies and thereby the phagocytosis of the bacteria by poly¬morpho¬nuclear leucocytes. 5.5 Nucleic acid based Aptamers induce structural Changes in the PF4 Molecule (Paper V – PF4/Aptamer) Nucleic acids are another class of molecules containing phosphate groups. Especially after cell damage their extra¬cellular concentration can be locally quite high (>2 mg/ml). We found that certain aptamers form complexes with PF4 and thereby inducing anti-PF4/aptamer antibodies which cross-react with PF4/heparin complexes. Moreover by CD spectroscopy we showed that the protein C-aptamer caused similar secondary structural changes of PF4 like heparin, but already at much lower concentration. The maximally induced changes by the protein-C aptamer were even higher and persisted over a broader concentration range. 5.6 Protamine Interaction with Heparin (Paper VI – PS/Heparin) After the intensive investigation of the complex formation between PF4 and many different classes of PA we assessed another protein for structural changes upon complex formation with heparin. Protamine (PS) a protein in routinely used in post-cardiac surgery to reverse the anticoagulant effects of heparin was found to unfold but not to refold with increasing concentration of PA in solution. 5.7 Conclusion and Outlook When starting this thesis, it was believed that repetitive structures formed by PF4 on a heparin chain mold the epitope recognized by antibodies inducing HIT. These repetitive structures might exhibit similarities with viral capsids and are therefore recognized by the immune system of some patients. We found that induced by the close approximation PF4 changes its conformation, thereby exposing a neoepitope. The conserved positively charged amino acids of the heparin binding site and the involvement of these amino acids in the binding to lipid A confirm our hypothesis of PF4 as part of an ancient immune-mediated host defense mechanism. As possible consequence of the “primitive mechanism of defense” the highly variable O-antigens of LPS might have significantly contributed to an efficient escape mechanism by hiding the structures that made the bacteria vulnerable. In turn polyP might be an adaption of the host improve pathogen recognition by PF4 and further by antibodies inducing phagocytosis of the PF4-marked objects. Although shown only for PF4 and PS, our findings might be applicable to other proteins that also express epitopes upon changes in their secondary structure. Our physicochemical methods may further be applied: i. to drug development for the prediction of antigenicity induced by polyanionic drugs, ii. to guide the development of synthetic heparins and other polyanion based drugs, e.g. aptamers, that do not lead to HIT and iii. to provide relevant aspects for other biological functions of heparins.
Die Synthese und der Abbau von mikrobieller Biomasse sind fundamentale biologische Prozesse auf unserer Erde. Im Gegensatz zu zellulären Syntheseleistungen wurde der Eliminierung von mikrobieller Biomasse allerdings bisher weniger Aufmerksamkeit geschenkt. Die Auflösung von Bakterienzellen wird als Bakteriolyse bezeichnet. Innerhalb von natürlichen Bakteriengemeinschaften wird die Bakteriolyse eingeleitet durch verschiedene mikrobielle Prozesse und wird schließlich durch die Degradation komplexer bakterieller Zellwandbausteine bedingt. Sie ist ein fundamentaler Vorgang zur Energie- und Nährstoffversorgung, sowohl im Rahmen der Saprotrophie, also dem Abbau von toten Bakterienzellen, als auch der Bakterivorie, der Prädation an lebenden Bakterien. Der Prozess der Bakteriolyse ist bei beiden Ernährungstypen abhängig von extrazellulären Enzymen und bioaktiven Metaboliten, die den enzymatischen Angriff ermöglichen oder verstärken und letztlich zur Zerstörung des Zellmaterials beitragen. Bakteriolytische Substanzen und Metaboliten besitzen eine hohe Anwendungsrelevanz, beispielsweise für die Zurückdrängung von Bakterien in vielen verschiedenen Bereichen des Lebens und werden in Anbetracht der weltweit steigenden Verbreitung von Krankheits- und Schaderregern sowie von Antibiotikaresistenzen dringend benötigt. Um Zugang zu neuen antimikrobiellen Substanzklassen zu erhalten, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit 35 stark bakteriolytische Bakterienisolate aus Brackwasser gewonnen und charakterisiert, darunter 31 von verschiedenen Probenahmeorten der Ostsee und 4 aus dem brackwasserhaltigen Bereich des Balchaschsees in Kasachstan. Alle bakteriolytischen Isolate wurden morphologisch und physiologisch charakterisiert. Eine Auswahl bakteriolytischer Stämme wurde zusätzlich taxonomisch identifiziert. Von den bakteriolytischen Umweltisolaten aus der Ostsee konnten zehn Stämme eindeutig den vier Bacillus-Arten B. pumilus, B. subtilis, B. megaterium und B. licheniformis zugeordnet werden (Brack et al. 2013). Unter den Isolaten aus dem Balchaschsee wurden drei Stämme als Pseudomonas veronii und ein Stamm als Paenibacillus apiarius identifiziert. Die Isolate aus dem Balchaschsee zeichneten sich durch eine starke Lyseaktivität gegenüber lebenden Zellen von Pseudomonas putida, Escherichia coli, Micrococcus luteus und Arthrobacter citreus aus und waren zum Teil in der Lage, auch autoklavierte Zellen dieser Arten zu degradieren. Für das Isolat Paenibacillus apiarius SBUG 1947 wurde nach Analyse von Wachstumskurven und elektronenmikroskopischen Aufnahmen eine besonders deutliche Lyseaktivität gegenüber lebenden Zellen von A. citreus in Flüssigkultur nachgewiesen (Brack et al. 2014c). In einem umfangreichen systematischen Screening über die bakteriellen Isolate aus der Ostsee zeigten ausgewählte Bacillus-Stämme aller vier identifizierten Arten lytische Aktivitäten gegenüber lebenden Zellen von grampositiven und gramnegativen Bakterien der Arten Arthrobacter citreus, Micrococcus luteus und Pseudomonas putida sowie zum Teil gegenüber Hefen wie Trichosporon mucoides. Diese und weitere Mikroorganismen wie Aeromonas sp., Bacillus subtilis, Chromobacterium violaceum, Citrobacter freundii, Enterobacter aerogenes, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa und Serratia marcescens wurden in Form von autoklavierten und pasteurisierten Zellen ebenfalls durch die Bacillus-Stämme lysiert (Brack et al. 2013). Das stark bakteriolytische Isolat B. pumilus SBUG 1800 zeigte zudem in Flüssigkultur eine deutliche Bakteriolyseaktivität gegen pasteurisierte und lebende Zellen von A. citreus, wobei selbst ein geringes Inokulum von B. pumilus zu einer raschen Abtötung sowie Auflösung der Wirtszellen führte, wie in Wachstumsversuchen und mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Aufnahmen gezeigt werden konnte. Die stärkste Lyseaktivität gegenüber lebensfähigen A. citreus-Zellen konnte nach 3,5 bis 4,5 Stunden der Inkubation in Co-Kultur mit verdünnter Nährbouillon beobachtet werden. Um den Bakteriolyseprozess genauer zu charakterisieren, wurden im Folgenden Veränderungen im extrazellulären Metabolom und Proteom unter verschiedenen Kulturbedingungen untersucht. So wiesen die zellfreien Kulturüberstände von B. pumilus SBUG 1800, coinkubiert mit pasteurisierten Zellen von A. citreus, nachweislich eine starke bakteriolytische Aktivität auf, was auf die Anwesenheit von extrazellulären Lysefaktoren hindeutete. Diese lytischen Faktoren sollten mit Hilfe von analytischen Messmethoden nachgewiesen und biochemisch charakterisiert werden. Mittels gekoppelter Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) und Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) wurden im Kulturüberstand von B. pumilus SBUG 1800, inkubiert in Gegenwart von pasteurisierten Zellen von A. citreus, verschiedene 2,5 Diketopiperazine detektiert. Hierdurch gelang der erste wissenschaftliche Nachweis der Sekretion der Diketopiperazine Cyclo(-Ala-Pro), Cyclo(-Gly-Pro), Cyclo(-Val-Pro), Cyclo( Ile-Pro), Cyclo(-Leu-Pro), Cyclo(-Pro-Pro), Cyclo (-HyP-Pro), Cyclo (-Pro-Met) und Cyclo(-Phe-Pro) durch das Umweltisolat B. pumilus SBUG 1800 aus der Ostsee sowie auch durch den Laborstamm B. pumilus SBUG 1921 (auch B. pumilus Jo2). Beide Stämme reagierten nach 4 h der Inkubation in einem Mineralsalzmedium mit einer erhöhten Produktion der Diketopiperazine Cyclo(-Gly-Pro), Cyclo(-Ala-Pro) und Cyclo(-Val-Pro) auf das Vorhandensein pasteurisierter A. citreus-Zellen. Auch in zehnfach verdünnter Nährbouillon wurden diese Diketopiperazine produziert. Die detektierten antimikrobiellen Diketopiperazine wiesen gegenüber verschiedenen Teststämmen eine Hemmwirkung auf, die bereits bei sehr geringen Konzentrationen von 1 µg ml-1 einsetzte. Für die Diketopiperazine konnte jedoch keine bakteriolytische Funktion nachgewiesen werden, weder gegenüber lebenden noch gegenüber abgetöteten Bakterienzellen (Brack et al. 2014a). Sie wirken daher als Stoffwechsel inaktivierende Vorstufe für einen nachfolgend einsetzenden bakteriolytischen Prozess. Um den unbekannten Lysefaktor aus dem zellfreien Überstand von B. pumilus SBUG 1800 zu identifizieren, wurde unter anderem die Lipopeptid-Fraktion der Zellen gewonnen und mittels LC-MS analysiert. Dabei wurden neun verschiedene Pumilacidine, darunter zwei bislang unbeschriebene Lipopeptide mit den Molekülmassen 1007 und 1021, detektiert. Da die Lipopeptidextrakte lebende Wirtzellen lysierten, können die Pumilacidine als eine erste Gruppe von wirksamen Lysefaktoren im untersuchten Prädator-Wirt-System angesehen werden. Die Konzentration der Pumilacidine ist ähnlich der Diketopiperazin-Konzentration nach vier Stunden der Inkubation in verdünnter Nährbouillon höher in Anwesenheit von pasteurisierten oder lebenden Zellen von A. citreus als im Kontrollmedium ohne Wirtszellen. Neben den antimikrobiellen Diketopiperazinen und den bakteriolytischen Pumilacidinen konnte mittels Gelelektrophorese die bakteriolytische Wirksamkeit einer großen Bandbreite von extrazellulären Enzymen aus B. pumilus SBUG 1800 nachgewiesen werden. Zwei der bakteriolytisch wirksamen Enzyme konnten mit Hilfe massenspektrometrischer Methoden als die Zellwandhydrolasen N-Acetylmuramoyl-L-Alaninamidase und β N Acetylglukosaminidase identifiziert werden (Brack et al. 2014b). Im Kontext der aktuellen Fachliteratur deuten die hier vorgestellten Ergebnisse darauf hin, dass Bacillus-Arten sich als Intragilden-Prädatoren in das marine mikrobielle Nahrungsnetz einordnen lassen. Bei Nahrungsmangel, vergleichbar mit dem Wachstum in der vielfach verwendeten, zehnfach verdünnten Nährbouillon, greift B. pumilus benachbarte Mikroorganismen an, um diese als Nährstoff- und Energiequellen für das eigene Überleben zu nutzen durch die damit verbundene Lyse von Nahrungskonkurrenten den Prozess der eigenen Sporulation zu retardieren. Der Vorgang der Bakteriolyse im untersuchten Prädator-Wirt-System läuft dabei nach dem dargelegten Kenntnisstand folgendermaßen ab. In der Co-Kultur wird das Wachstum der Wirtsbakterienart A. citreus durch neun verschiedene Diketopiperazine mit antibakterieller Wirksamkeit inhibiert. Die Gesamtkonzentration der Diketopiperazine liegt bei über 80 µg ml-1. Gleichzeitig verursachen die ausgeschiedenen Pumilacidine A bis I als Hauptfaktoren der Bakteriolyse die initiale Zellpermeabilisierung, und den Zelltod der Wirtsbakterien, wahrscheinlich bedingt durch eine Desintegration von Membranstrukturen, woraufhin der austretende Zellinhalt im Medium verfügbar wird. Für die Degradation der freiwerdenden makromolekularen Nährstoffe sekretiert B. pumilus ein breites Spektrum von verschiedenen hydrolytischen extrazellulären Enzymen, welche die komplexen Zellbestandteile zu metabolisierbaren Oligomeren und Monomeren zersetzen (Brack et al. 2014b). Auf der Grundlage der neuen Erkenntnisse über den Hergang der Bakteriolyse im ausgewählten Prädator-Wirt-System können neue, anwendungsrelevante Ansätze für die Zurückdrängung von schädlichen Mikroorganismen abgeleitet werden. Neben der detailliert untersuchten Art Bacillus pumilus stehen weitere lytische Bakterien zur Verfügung, deren Wirkstoffe und lytische Enzyme, ein großes Potential zur Zerstörung von mikrobiellen Zellen und
Magnetic reconnection is a fundamental plasma process where a change in field line connectivity occurs in a current sheet at the boundary between regions of opposing magnetic fields. In this process, energy stored in the magnetic field is converted into kinetic and thermal energy, which provides a source of plasma heating and energetic particles. Magnetic reconnection plays a key role in many space and laboratory plasma phenomena, e.g. solar flares, Earth’s magnetopause dynamics and instabilities in tokamaks. A new linear device (VINETAII) has been designed for the study of the fundamental physical processes involved in magnetic reconnection. The plasma parameters are such that magnetic reconnection occurs in a collision-dominated regime. A plasma gun creates a localized current sheet, and magnetic reconnection is driven by modulating the plasma current and the magnetic field structure. The plasma current is shown to flow in response to a combination of an externally induced electric field and electrostatic fields in the plasma, and is highly affected by axial sheath boundary conditions. Further, the current is changed by an additional axial magnetic field (guide field), and the current sheet geometry was demonstrated to be set by a combination of magnetic mapping and cross-field plasma diffusion. With increasing distance from the plasma gun, magnetic mapping results in an increase of the current sheet length and a decrease of the width. The control parameter is the ratio of the guide field to the reconnection magnetic field strength. Cross-field plasma diffusion leads to a radial expansion of the current sheet at low guide fields. Plasma currents are also observed in the azimuthal plane and were found to originate from a combination of the field-aligned current component and the diamagnetic current generated by steep in-plane pressure gradients in combination with the guide field. The reconnection rate, defined via the inductive electric field, is shown to be directly linked to the time-derivative of the plasma current. The reconnection rate decreases with increasing ratio of the guide field to the reconnection magnetic field strength, which is attributed to the plasma current dependency on axial boundary conditions and the plasma gun discharge. The above outlined results offer insights into the complex interaction between magnetic fields, electric fields, and the localized current flows during reconnection.
Bei moderaten sinusförmigen Betriebsspannungen tritt in reinem Stickstoff der diffuse Townsend-Modus (APTD) auf. Das elektrische Feld ist hier über den Entladungsspalt annähernd konstant, weshalb ein anodengerichteter exponentieller Anstieg der Intensität der Emission beobachtet wird. Dementsprechend ist das Intensitätsmaximum direkt vor der Anode lokalisiert. Überraschenderweise lässt sich die APTD unter den gegebenen experimentellen Bedingungen (Breite des Entladungsspalts d_Spalt=1 mm und sinusförmige Betriebsspannung) ebenfalls in einer Helium-BE genieren. Für gewöhnlich wird jedoch in einer Helium-Entladung der diffuse Glimmentladungs-Modus (APGD) beobachtet, wobei der Entladungsspalt zwischen 2-5 mm breit ist. Das Emissionsmaximum einer solchen Entladung befindet sich durch die Ausbildung eines Kathodenfallgebiets vor der Kathode. Die geringe Breite des Entladungsspalts verhindert hier jedoch die Ausbildung der APGD. Entsprechend kann sich das Kathodenfallgebiet nicht entwickeln, wodurch die Spaltspannung nur schwach einbricht. Das Intensitätsmaximum der Emissionsentwicklung befindet sich wie bei der diffusen Stickstoff-BE direkt vor der Anode. Die Zünd- und Brennspannung ist in Stickstoff größer als in Helium, da die Vibrationszustände des Stickstoffs effizient durch Elektronen angeregt werden und diesen dabei Energie entzogen wird. Helium hat jedoch keine Vibrationszustände, weshalb die Elektronentemperatur ansteigt und die Zünd- und Brennspannung deutlich geringer ist. Eine Erhöhung des Spannungsanstiegs dU/dt beeinflusst signifikant die Entladungsentwicklung in der diffusen Helium-Entladung. So führt eine Variation von der Sinus- zur Rechteckspannung zu einem Wechsel des Entladungsmodus, nämlich von der APTD zur APGD. Die Ursache hierfür ist der deutlich höhere Energieeintrag, was sich auf die Ionisationsprozesse auswirkt. Die Verwendung einer Sägezahnspannung stellt in Bezug auf den Spannungsanstieg dU/dt eine Kombination aus der Sinus- und der Rechteckspannung dar. Mit dieser Betriebsspannung war es erstmals möglich, in einer Entladungsperiode entsprechend der Spannungsgradienten beide Entladungsformen (APTD und APGD) zu beobachten und zu studieren. Durch die Oberflächenladungsmessung konnte nachgewiesen werden, dass die während eines elektrischen Durchbruchs im Entladungsvolumen transferierte Ladung vollständig auf den Dielektrika akkumuliert wird. Der Vergleich der phasenaufgelösten Oberflächenladungsdichtemessung mit der zeitlichen Integration der Stromdichte zeigt, dass die Akkumulation von Oberflächenladungen instantan mit dem Auftreten eines Strompulses stattfindet. Nach einem Entladungsstrompuls bleiben die Oberflächenladungen unabhängig vom Entladungsmodus auf dem Dielektrikum konstant, bis die Entladung in der nächsten Halbwelle erneut zündet. In der filamentierten Entladung markieren die Oberflächenladungen den Auftreffpunkt der einzelnen Mikroentladungen. Die Oberflächenladungen sind an diesen Stellen stark lokalisiert. Die gemittelten radialen Oberflächenladungsdichteprofile haben gezeigt, dass diese sowohl für die negativen als auch für die positiven Oberflächenladungen einer Gauß-Verteilung folgen. Die volle Halbwertebreite der entsprechenden Oberflächenladungsdichteprofile unterscheidet sich. Die negativen Oberflächenladungen nehmen eine größere Fläche ein als die positiven Oberflächenladungen. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass Mikroentladungen über viele Entladungsperioden immer wieder an der gleichen Stelle zünden, wo sich aus einer vorhergehenden Entladung ein lokalisierter Oberflächenladungsfleck entgegengesetzter Polarität befand. Dieses Phänomen wird als Memory-Effekt bezeichnet. Durch zeitlich definiertes Abschalten der Entladung konnten die Lebensdauern von Oberflächenladungen beider Polaritäten auf dem BSO-Kristall gemessen werden. Es konnte gezeigt werden, dass der Abbau der Oberflächenladungen in zwei Zerfallsprozesse k_1 und k_2 unterteilt ist. Während des Prozesses k_1 nimmt die Oberflächenladungsdichte innerhalb einiger weniger Sekunden deutlich ab. Die Zeitkonstante k_1 ist trotz der photoleitenden Eigenschaft des BSO-Kristalls unabhängig von der Beleuchtungsfrequenz des Kristalls ist. Der zweite deutlich langsamer ablaufende Prozess zeigte hingegen eine starke Abhängigkeit von der Beleuchtungsfrequenz der BSO-Kristalls. Wurde der Kristall kontinuierlich beleuchtet, verschwanden die Oberflächenladungen unabhängig von ihrer Polarität nach wenigen Sekunden vollständig. Je kleiner die Beleuchtungsrate des Kristalls ist, desto länger waren die Oberflächenladungen nachweisbar. Der Zerfallsprozess k_2 beruht auf intrinsischen Transportprozessen. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die negativen Oberflächenladungen durch Elektronen nahe der Oberfläche gebildet werden. Die positiven Oberflächenladungen sind Löcher im Valenzband, die durch Elektronen-Ionen-Rekombination entstehen.
Postoperative Wundinfektionen (surgical site infections: SSI) stellen in Deutschland derzeit die häufigste nosokomiale Infektion dar. In der heutigen Zeit sind die Standards zur Prävention von SSI sehr komplex und effizient. Mit der Absicht der weiteren Reduktion von SSI’s wurde der mikrobielle Hautversiegler InteguSeal® entwickelt. Ergänzend zu den bereits veröffentlichten Studien zur Wirksamkeit des Versieglers untersuchten wir die Haut von 128 Patienten, die sich zu geplanten traumatologischen Eingriffen in der Universitätsmedizin Greifswald einfanden. Die Patienten wurden in zwei Gruppen (Kontrollgruppe und Verumgruppe) aufgeteilt. Wir überprüften Koloniezahlen und Erregerspezies von Wundgrund, Wundrand und Wundnaht im Verlauf von operativen Eingriffen an der Wirbelsäule und an den Extremitäten. Im Vergleich mit der Kontrollgruppe ohne Versiegleranwendung konnten bei den Patienten, die der Verumgruppe mit Versiegleranwendung angehörten, an allen drei untersuchten Arealen weniger Koloniezahlen detektiert werden. Statistische Signifikanz wurde aber lediglich an der Wundnaht erreicht. Schlussfolgernd konnten wir zwar einen Trend zu Gunsten des sogenannten Sealings herausarbeiten, zur zukünftigen Integration der Versieglertechnik in die Standards zur präoperativen Vorbereitung zwecks Reduktion der Wundkontamination bzw. von Wundinfektionen müssen allerdings weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Wechselwirkung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) mit organischen Molekülen anhand zweier unterschiedlicher Systeme analysiert. Während einerseits der Einfluss von ROS auf eine organische Monoschicht am Beispiel des synthetischen, kationischen Polyelektrolyten Polyethylenimin (PEI) untersucht wurde, stand andererseits die Wechselwirkung von ROS mit einem DNS-Molekül, dem Biopolyelektrolyten pBR322 im Fokus des Interesses. Für die Untersuchungen der ROS-PEI-Wechselwirkung wurde zunächst verzweigtes PEI flach (RMS-Rauigkeit < 1 nm) auf einem Silizium-Substrat adsorbiert. Mit Hilfe der Fenton-Reaktion wurde die PEI-Monoschicht dem Einfluss von ROS ausgesetzt. Anhand von Kraft-Abstands-Kurven (KAK) konnte gezeigt werden, dass die flache Konformation der PEI-Monoschicht nach dem ROS-Einfluss erhalten bleibt. Des Weiteren konnte mittels Adsorption negativ geladener Gold-Nanopartikel (AuNP) demonstriert werden, dass die PEI-Oberfläche auch nach der Wechselwirkung mit ROS positiv geladene Gruppen enthält. Darüber hinaus konnte mit Hilfe der KAK gezeigt werden, dass sowohl die Oberflächenladungsdichte (OFL) als auch das Oberflächenpotential (OFP) unter ROS-Einfluss um einen Faktor 0,5 reduziert wurden. Es wurde gezeigt, dass die Reduzierung von OFL bzw. OFP auf die Abspaltung positiv geladener Gruppen der PEI-Monoschicht zurückgeführt werden kann. Mit Hilfe der dreidimensionalen Kraftspektroskopie wurde gezeigt, dass OFL und OFP auf einer Längenskala von 1,8 bis 30 µm lateral homogen sind. Darüber hinaus wurde anhand der AuNP-Belegungsdichte demonstriert, dass die Ladungsträger innerhalb der PEI-Oberfläche auf einer Längenskala oberhalb von 36 nm homogen verteilt sind. Hinsichtlich kleiner Längenskalen (< 36 nm) kann konstatiert werden, dass aufgrund einer verzögerten Adsorptionskinetik der AuNP nach der ROS-PEI-Wechselwirkung mit einer partiell reduzierten Bindungswahrscheinlichkeit zu rechnen ist. Vermutlich bewirkt der ROS-Einfluss eine inhomogene Verteilung der positiven Ladungsträger innerhalb der PEI-Monoschicht auf einer Längenskala von einigen nm. Experimentell ergibt sich darüber hinaus, dass eine 50 %ige Reduzierung des PEI-Oberflächenpotentials einer Abnahme von etwa 10 % der maximalen, anteiligen AuNP-Belegungsdichte entspricht. Diese experimentell bestimmten Parameter konnten unter Einbeziehung eines erweiterten drei-Körper RSA-Modelles erklärt werden. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde eine neue Methode der Quantifizierung ROS-induzierter DNS-Schäden eingeführt. Dazu wurden die DNS-Moleküle zunächst mittels Fenton-Reaktion dem Einfluss von ROS ausgesetzt, auf Polyallylamin-Hydrochlorid-funktionalisiertem Glimmer adsorbiert und mittels des RKM im intermittierenden Modus (RKM-IM) abgebildet. Die Klassifizierung der DNS-Moleküle erfolgt unter Berücksichtigung des Kettenhöhenunterschiedes von doppelsträngiger- (dsDNS) und einzelsträngiger (esDNS) DNS. Als ROS-induzierter DNS-Schaden wird hierbei der Konformationsübergang von dsDNS (intakt) in esDNS (defekt) identifiziert. Die zentrale Messgröße der vorgestellten Methode ist demnach die DNS-Kettenhöhe, welche sich im Falle immobilisierter DNS-Moleküle mit einer Genauigkeit im Sub-Ångström-Bereich mit Hilfe des RKM-IM bestimmen lässt. Für die automatisierte Quantifizierung der Flächen, welche mit dsDNS respektive esDNS belegt sind, wurde ein Höhengrenzwert-basierter Auswertungs-Algorithmus konstruiert. Neben der Variation der Stärke der ROS-DNS-Wechselwirkung mittels verschiedener H2O2-Konzentrationen innerhalb der Fenton-Reaktion, wurde der Einfluss eines Radikalfängers am Beispiel des Natriumacetats (NaOAc) auf diese Wechselwirkung untersucht. Mit der Quantifizierung der ROS-DNS-NaOAc-Wechselwirkung wurde gezeigt, dass der anteilige DNS-Schaden mit wachsender H2O2-Konzentration zunimmt und mit steigender NaOAc-Konzentration abnimmt. Darüber hinaus wurde die Anwendbarkeit der in dieser Arbeit eingeführten Quantifizierung ROS-induzierter DNS-Schäden mit Hilfe eines reaktionskinetischen Ansatzes unter Verwendung des Modelles der kompetitiven Hemmung analysiert. Auf diese Weise wurden Ratenkonstanten der Wechselwirkung zwischen NaOAc mit Hydroxylradikalen verifiziert und somit die Validität des eingeführten Konzeptes demonstriert. Des Weiteren ermöglicht die automatisierte Datenanalyse einen vergleichsweise hohen Datendurchsatz und eignet sich daher gut für die Untersuchung der komplexen Wechselwirkung zwischen ROS, Radikalfänger und DNS. Anhand eines Vergleiches mit den etablierten Methoden zur Quantifizierung ROS-induzierter DNS-Schäden ergibt sich unter Einbeziehung des, in dieser Arbeit eingeführten Analyseverfahrens, ein komplementäres Verständnis der ROS-DNS-Wechselwirkung über einen großen Längenskalenbereich.
Der Hautkrebs ist die weltweit am häufigsten auftretende Krebserkrankung. Ziel der Arbeit war es, die Unterschiede in der Organisation der Vorsorgeuntersuchungen, der Behandlung, der Rehabilitation von Patienten in Bezug auf Hautkrebs sowie der Ausbildung von Dermatologen und der Nutzung von medizinischen Kapazitäten in Deutschland (DE) und Russland (RU) festzustellen. Die Analyse erfolgte durch Vergleich der Hautkrebs-Daten inkl. der Screeningprogramme aufgrund von Statistiken des Zentrums für Krebsregister-(KR)-Daten des Robert Koch-Institutes, des KRs Schleswig-Holstein, des gesamtrussischen KRs, des KRs der Kreml-Kliniken, der Statistikämter beider Ländern, des Institutes für das Entgeltsystem im Krankenhaus und aus Publikationen sowie der Befragung von Epithetikern und Mund-Kiefer-Gesichtschirurgen. Sie zeigte, dass die Letalität bei Melanomen (MM) in RU um das 2,6-fache, bei nichtmelanozytären Hautkrebsen (NMSC), die 80 – 90 % aller Hautkrebserkrankungen ausmachen, um das 7,5-fache höher als in DE ist. Die Rezidivraten bei Basalzellkarzinomen (BCC), auf die ca. 80 % aller NMSC ausfallen, machen in RU 25 – 50 % aus, während NMSC in DE nahezu rezidivfrei behandelt werden. In Bezug auf invasive Hautkrebserkrankungen werden in RU Mediziner 6-fach und die Bettaufstellung in Krankenhäuser 9,4-fach weniger effektiver genutzt als in DE. Da in anderen GUS-Staaten ähnliche medizinische Standards wie in RU gelten und die Gesundheitsausgaben in Prozenten zum BIP und BIP pro Kopf niedriger sind, ist es zu erwarten, dass da in Bezug auf Hautkrebs die Situation noch schlechter als in RU ist. Während das Hautkrebs-Screening in DE allen gesetzlich Versicherten ab dem 35. Lebensjahr alle zwei Jahre zu jeder Zeit angeboten wird, kann die Bevölkerung in RU diese Untersuchungen nur im Rahmen des „Melanoma Day“ bekommen. Dabei wird jährlich nur 0,006 % der russischen Bevölkerung untersucht, was zum Verschleppen von Erkrankungen führt. Die in DE vor 30 Jahren ausgearbeiteten, in den Leitlinien empfohlenen, bei NMSC nahezu rezidivfreien, gewebeschonenden Methoden der mikroskopisch kontrollierten Chirurgie (MKC) mit einer lückenlosen histologischen Kontrolle der Schnittränder (3-D-Histologie) sind in RU unbekannt. Während in DE 96,6 - 98,5 % aller MM und 96 % aller NMSC chirurgisch in Lokalanästhesie (LA) behandelt werden, werden daher in RU nichtchirurgische Methoden bevorzugt. So machte deren Anteil in allen angewendeten Therapien bei BCC in Moskau im Jahre 2009 ca. 70 % aus. Die Hälfte von BCC wurde dabei mit Kurzreichweitenstrahlentherapie – häufig in Kombination mit anderen Methoden – behandelt. Die Bestrahlungsschäden werden in RU in Rahmen der gesetzlichen Krankenversicherung (GKV) nicht behandelt. Die chirurgischen Exzisionen von Hauttumoren erfolgen in RU häufig unter Vollnarkose, was besonders bei älteren Patienten, die den größten Anteil an Hautkrebs-Erkrankten ausmachen, schädlich sein kann. Mit 1.675 Euro im Durchschnitt kosten die chirurgische Entfernung eines BCC genauso viel wie in DE (1.624 bis 1.800 Euro). Da es in RU keine Standards zur Dokumentation gibt, wird bei den histologischen Untersuchungen im Gegensatz zu DE die vertikale Tumordicke häufig nicht ermittelt, was eine Prognose der Erkrankungen unmöglich macht. In DE werden jährlich ca. 35.500 plastische Operationen im Kopf-Hals-Bereich an Hautkrebs-Patienten in Krankenhäusern durchgeführt und individuell ca. 1.500 Silikon-Epithesen für den Kopfbereich mit einer Nutzungsdauer von ca. 2 Jahren hergestellt. Obwohl in RU pro 10.000 Einwohner 1,53 mal mehr Dermatologen und 1,4 mal mehr Chirurgen arbeiten (es fehlen Statistiken speziell zu Mund-Kiefer-Gesichtschirurgen), werden in RU – da russische Dermatologen in Chirurgie und plastischer Chirurgie nicht geschult werden – pro Jahr bloß ca. 3.000 rekonstruktive Operationen nach der Entfernung von Tumoren im Gesichtsbereich durchgeführt. Die Tatsache, dass die Labore für Epithesenversorgung pro Jahr ca. 400 Epithesen herstellen, spricht auch dafür, dass in RU die überwältigende Mehrheit von Patienten mit Hautkrebs im Gesichtsbereich keine Möglichkeit hat, von der wirksamsten Behandlungsart (der Exzision des bösartigen Tumors) zu profitieren. Wegen der Unzugänglichkeit der qualitativen medizinischen Versorgung, u. a. der Rehabilitation, für gesetzlich Versicherten in RU wenden sich nicht alle Erkrankten an Ärzte, so dass die Erkrankungen nicht vollständig registriert und behandelt werden. So sind die altersstandardisierten Hautkrebs-Inzidenzraten in den russischen Regierungskliniken, wo ca. 70.000 Staatsbeamte medizinisch bestens versorgt werden, um das 3,8-Fache höher als in gesamt Moskau. Durch Umstellung auf die einfachen und günstigen Tübinger Methoden der MKC mit 3-D-Histologie ließe sich die Patientenzahl in RU jährlich um 16.500 – 33.000 senken. Selbst bei voller Erfassung der Bevölkerung durch Hautkrebs-Screening und voller Detektion von Erkrankungen gäbe es in RU ausreichende Kapazitäten für die medizinische Versorgung der Bevölkerung nach neuesten Standards. Durch die Einführung des Hautkrebs-Screenings in Rahmen der GKV und der einfachen Standards (MKC mit 3D-Histologie unter LA) wäre die Bekämpfung des Hautkrebses in den GUS-Staaten erheblich effektiver. Dafür sind die Anpassung der Ausbildungsprogramme für Ärzte und Pathologen an die deutschen Lernpläne und die Einrichtung von Laboren zur Herstellung von Epithesen im GUS-Raum erforderlich.
Non-healing wounds pose a major burden to patients and health care systems alike. These wounds are chronically stuck in the inflammatory phase of the healing process without transitioning to the proliferative phase. They are also characterized by the excessive presence of leukocytes which are assumed to provoke the persistent inflammation observed in pathological wound healing. Recent studies suggested a beneficial role of cold physical plasma in the treatment of chronic wounds. Hence, it was the central question, whether exposure to cold physical plasma would affect the viability and/or function of human leukocytes. Cold plasma displays various properties of which the generation of reactive molecules, such as reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS), where found to be central in mediating redox changes in leukocytes. Oxidative stress was present especially in lymphocytes that readily underwent apoptosis after exposure to plasma. This was largely a direct consequence of plasma-generated hydrogen peroxide but not superoxide or RNS. Amount of apoptosis was comparable among several lymphocyte subpopulations, with the wound healing-relevant γδ T cells being least affected. Lymphocyte apoptosis was accompanied by mitochondrial membrane depolarization, caspase 3 activation, DNA fragmentation, and phosphatidylserine exposure. These results are in line with previous characterizations of the intrinsic apoptotic pathway in redox biology, and suggest that plasma-induced apoptosis was not mediated by alternative molecular mechanisms. An important immune response mechanism, the proliferation of lymphocytes, was not interrupted in plasma-treated but non-apoptotic cells. In wounds, a central role of leukocytes is to orchestrate the healing response via the release of small communication molecules called cytokines. Non-healing wounds are associated with elevated amounts of pro-inflammatory IL-1β, IL-6, and TNFα, and plasma-treatment of leukocytes strongly decreased their concentrations. At the same time, the expression of anti inflammatory cytokines (IL-10, TGFβ) was markedly increased. The pro inflammatory chemokine IL-8 was the only molecule to be significantly increased in supernatants of plasma-treated cells. IL-8 is the major chemo-attractant for neutrophil granulocytes. Neutrophils are frequently associated with non-healing wounds. These professional phagocytes are the first to migrate to the site of injury where they inactivate invading pathogens by various mechanisms. Importantly, highly relevant effector functions remained mostly unaffected by plasma treatment: the phagocytosis of bacteria, the oxidative burst, and the intracellular killing of microbes. Of note, plasma induced a strong induction of neutrophil extracellular traps (NETs). Decorated with antimicrobial proteins, NETs are web-like chromatin extrusions that entrap pathogens. These results have several implications for wound healing. Plasma-treated neutrophils were still capable of eradicating bacteria, which are frequently associated with non-healing wounds. In addition, plasma-induced NETs could aid in wound healing by providing an antibacterial scaffold to safeguard against further dissemination of microorganisms. Chronic wounds display a state of sustained inflammation and plasma induced apoptosis but not necrosis in lymphocytes. This was an important finding as necrosis, the involuntary cell death, is associated with the release of intracellular content, enhancing inflammation. By contrast, apoptosis dampens it as dead cells are cleared by macrophages inducing anti inflammatory responses. Further, the cytokine signature of plasma-treated leukocytes was largely non inflammatory, which could further decrease inflammation in wounds. Altogether, this work provided first insight with regard to effects and mechanisms of cold physical plasma treatment of wound-relevant leukocytes. Generally, these cells were affected by a plasma mediated modulation of their redox state. Future studies should include the possibility of redox modulation into their experimental approach to further elucidate the role of ROS/RNS in inflammation and possibly to improve existing wound healing therapies.
Carbamoylasen und Hydantoinasen werden im „Hydantoinase-Prozess“ großindustriell zur Synthese enantiomerenreiner Aminosäuren eingesetzt. Durch Verwendung einer Hydantoin-Racemase kann eine Ausbeute von theoretisch 100 % erreicht werden. In dieser Arbeit wurde untersucht, wie die beteiligten Enzyme mittels Protein-Design, an neue Substrate angepasst werden können. Dabei wurde die Carbamoylase aus A. aurescens einem gene-shuffling mit den eng verwandten beta-Ureidopropionasen aus S. kluyveri und A. tumefaciens unterzogen. Weiterhin wurde ein durch Dockingexperimente gestütztes rationales Design durchgeführt und auf dieser Basis gezielte Mutationen im aktiven Zentrum der Carbamoylase eingebracht, sowie fokussierte Bibliotheken des aktiven Zentrums erzeugt. Es konnte die Akzeptanz von β-Aminosäurederivaten als Substrat in dieser Carbamoylase erreicht werden. Das aktive Zentrum einer Hydantoinase aus Ochrobactrum spec. wurde ebenfalls mittels rationalem Design vergrößert um eine Akzeptanz von 5,5-disubstituierten Hydantoinen zu ermöglichen. Die Aktivitätsmessung gegenüber den neuen Substraten wurde in einem mehrstufigen Assaysystem durchgeführt. Dieses System basierte auf einem auf Ammoniummangel beruhenden Wachstumsassay, einem NADH Assay mit Glutamat-Dehydrogenase als Kopplungsenzym, sowie auf direktem HPLC Nachweis.
Die Tumore im Kopf-Halsbereich bildeten eine oft vorkommende Tumorlokalisation. Einen Einfluss von geographischen Faktoren auf den Progress der Erkrankung und die medizinische Versorgung war weitestgehend unbekannt. Zur Analyse wurden Häufigkeiten, die Geschlechterverteilung und das Alter bei Diagnosestellung der Patienten mit benignen und malignen Tumoren herangezogen. Das Plattenepithelkarzinom als häufigstes Malignom wurde stellvertretend bezüglich der Lokalisationen, Beschwerdedauer, TNM-Einteilung mit Grading, Therapieverfahren, des Auftretens von Rezidiven und Zweittumoren sowie der benötigten Zeiten bis zur Diagnosestellung und Einleitung der Therapie genauer untersucht. Die Entfernungen und Fahrtzeiten mit dem Auto, dem Bus oder der Bahn zu den Hausärzten, Fachärzten und Kliniken wurden hinsichtlich des Einflusses auf den Tumorprogress analysiert. Einzelne geographische Barrieren ließen einen Rückschluss auf die Beeinflussung des Krankheitsverlaufs zu. Keine Beeinflussung und Korrelation ergab sich zwischen der initialen Tumorgröße, dem Lymphknotenstatus oder dem Differenzierungsgrad und der Fahrtzeit mit dem Auto zum Arzt oder zu einer Klinik. Bei den auswärtigen Kliniken fanden sich mit sinkender Fahrtzeit mehr Fernmetastasen, dieses lag bei kleinen Fallzahlen eher einem Fehler erster Art zugrunde und war statistisch nicht relevant. Auffällig signifikant korrelierte eine längere Fahrtzeit mit dem Auto vom Wohnort der Patienten zur Universitätsmedizin Greifswald mit dem Auftreten von Fernmetastasen. Zwischen der Autofahrtzeit zum Hausarzt, zum HNO-Facharzt oder zu auswärtigen HNO-Kliniken und einer Fernmetastasierung zeigte sich kein Zusammenhang. Aus der Fahrtzeit mit der Bahn zur Universitätsmedizin Greifswald und zu den HNO Fachärzten resultierte keine Veränderung des T-, N-, M-Stadiums oder des Grading Levels. Die Fahrtzeit mit der Bahn vom Wohnort zum Hausarzt hatte keinen Einfluss auf das T-, N- oder M-Stadium, gleiches galt für die Fahrtzeit mit der Bahn zu den HNO-Kliniken auf das T- und N-Stadium. Keine Zusammenhänge zeigten sich zwischen der Fahrtzeit mit dem Bus vom Wohnort zum HNO-Facharzt sowie zur Universitätsmedizin und dem Grading Level, wie zwischen der Fahrtzeit mit dem Bus zur Universitätsmedizin und der Tumorgröße. Geographische Hindernisse wie Insellage, das Vorhandensein einer Zugbrücke oder Fährverbindung beeinflussten nicht die Beschwerdedauer und die Zeit vom Stellen der Primärdiagnose bis zur Vorstellung in der Universitätsmedizin Greifswald. Insgesamt blieb so im Flächenland Mecklenburg – Vorpommern die medizinische Versorgung speziell im Bereich der Hausärzte, Fachärzte und Kliniken ohne große Auswirkungen auf den Tumorprogress bei den Patienten mit Plattenepithelkarzinomen im Kopf-Halsbereich. Einzig innerhalb der Versorgung durch die Universitätsmedizin Greifswald zeigte sich eine Fernmetastasierung bei zunehmender Fahrtzeit mit dem Auto und sollte Anlass zur Aufrechterhaltung und Verbesserung der Gesundheitsstruktur geben.
In der Arbeit wird die Ganztagsschule als neue Schulkultur analysiert und bestehende Ansätze schulischer Gesundheitsförderung diskutiert. Mit Hilfe einer Zeitbudgeterhebung sowie einer Schülerbefragung zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und zu Schulmerkmalen an Ganztags- und Halbtagsschulen in Mecklenburg-Vorpommern wird empirisch untersucht, welche Bedeutung die Ganztagsschule für die Gesundheit und für den Alltag der Schüler hat. Die erhobenen Daten der Ganztags- und Halbtagsschüler werden gegenübergestellt und mittels statistischer Testverfahren auf Unterschiede hin untersucht. Der Einfluss der Ganztagsschule auf die Gesundheit der Schüler wird mittels Korrelations- und Regressionsanalysen überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass 1. die Ganztagsschüler ihre gesundheitsbezogene Lebensqualität positiver einschätzen und mit ihrem Zeitbudget zufriedener sind als die Halbtagsschüler; 2. sich Ganztags- und Halbtagsschüler im Zeitbudget einzelner Tätigkeitsbereiche unterscheiden, insbesondere in der institutionalisierten Freizeit; 3. die Ganztagsschüler einzelne Schulmerkmale positiver einschätzen als die Halbtagsschüler, was auf eine veränderte Schulkultur in der Ganztagsschule schließen lässt; 4. schulische Merkmale existieren, die in einem signifikanten Zusammenhang zur gesundheitsbezogene Lebensqualität der Schüler stehen.
This study validates a newly-developed scale of consumer culture at individual-level in purchase-consumption context. Following unipolar approach in measurement, the applicable-reliable scale for consumer culture analyzes plausible effects of the seven cultural dimensions on three selected consumer-behaviors; anticipated regret, and two further purchase behaviors of variety-seeking and Quality-consciousness, comparing both Hedonic and Utilitarian aspect of consumer decisions. The interaction among the three behavioral variables are also studied. Feeling the necessity of cultural investigations in rather-unknown countries, Iran and Germany are focused.Iran is among the culturally undiscovered markets with an ever increasing demand; also German consumers have several unknown aspects in their purchase behaviors. Finally, the role of contextual elements — nationality, demographic profile and task— in consumer purchase behaviors are separately analyzed.
Muttermilch ist die optimale Nahrung für Neu- und Frühgeborene. Unter bestimmten Voraussetzungen ist es nötig, für Säuglinge abgepumpte Muttermilch zu pasteurisieren. In der vorliegenden Arbeit werden in Form einer Literaturauswertung verschiedene Verfahren der Pasteurisierung von Muttermilch auf ihre Eignung verglichen. Die eigenen Untersuchungen umfassen die Ermittlung eines Erregerspektrums, wie es in Muttermilchproben in der Universitätsmedizin Greifswald nachgewiesen wurde, und die Auswertung der Routine-Kontrollen des hauseigenen Pasteurisators. Mit dieser Zielsetzung sollte die Eignung eines speziellen Mikrowellengerätes zur Pasteurisierung untersucht werden. Im Unterschied zu im Haushalt benutzten Mikrowellengeräten erzeugt es ein homogenes Mikrowellenfeld, ermöglicht eine Durchmischung der Milchprobe während des Erhitzungsvorgangs mittels Magnetrührstab und genaue Einstellmöglichkeiten der gewählten Parameter sowie die Kühlung per Druckluft und die Temperaturmessung während der Behandlung mittels eingebautem Infrarotsensor. Mit diesem Gerät wurde artifiziell kontaminierte Kuhmilch behandelt und untersucht, ob eine Erregerinaktivierung um mindestens 5 log-Stufen erreicht werden kann. Als Testorganismen wurden S. aureus, E. coli, E. faecium und E. cloacae eingesetzt. Es konnte mit dem Mikrowellengerät und den gewählten Parametern eine bessere Erregerinaktivierung in kürzerer Behandlungsdauer erreicht werden als bei der zum Vergleich herangezogenen Holder- Pasteurisierung. Vor einem routinemäßigen Einsatz müssen allerdings noch verschiedene Probleme gelöst werden. Es bleibt zu klären, inwieweit die sensiblen Inhaltsstoffe der Muttermilch durch Mikrowelleneinwirkung beeinträchtigt oder geschädigt werden. Dabei ist das besondere Augenmerk auf die nicht-thermischen Effekte der Strahlung zu legen. Sollten nach derartigen Untersuchungen keine Bedenken gegen dieses Verfahren bestehen, könnte von der Industrie ein Gerät entwickelt werden, mit dem mehrere Milchflaschen gleichzeitig behandelt werden können. Sollte das gelingen, stände ein neues Pasteurisierungsverfahren für Muttermilch und weitere Anwendungsgebiete zur Verfügung.
Ziel: Im speziellen Fall der Prävention gegen das Zervixkarzinom erfolgt bereits seit 1980 der Pap-Test im Rahmen der gynäkologischen Vorsorgeuntersuchung. Als weitere Option ist seit 2006 eine Impfung gegen HP-Viren, die maßgeblich für die Erkrankung am Zervixkarzinom verantwortlich sind, hinzugekommen. Der Bekanntheitsgrad der Impfung sowie die positive Impfakzeptanz der Zielgruppe sind maßgebliche Kriterien im Entscheidungsprozess für die Durchführung der Impfung. Das Ziel dieser Studie war die Erhebung der Impfbereitschaft junger Frauen und die Bestimmung der Faktoren, die die Impfbereitschaft beeinflussen. Methoden: Die vorliegenden Ergebnisse waren Teil einer 2008 im Querschnittsdesign durchgeführten Studie, die in Kooperation zwischen dem Institut für Politik- und Kommunikationswissenschaften und der Community Medicine der Universität Greifswald entstand. Es wurde die Impfbereitschaft zur HPV-Impfung und der Wissensstand über Gebärmutterhalskrebs, Humane Papillomaviren sowie über die Impfung gegen HPV erhoben. Dafür wurden 60 Frauen im Alter von 14 bis 26 Jahren in Mecklenburg-Vorpommern telefonisch befragt. Mit Hilfe der Erstellung von Kreuztabellen wurden Zusammenhänge zwischen den Faktoren, Alter, Schulabschluss, Wissensstand, Sexualverhalten sowie Gesundheitsverhalten und der Impfbereitschaft untersucht. Ergebnisse: Mehr als die Hälfte der Frauen, 65% (N=39) waren positiv der Impfung gegenüber gestellt: die Frauen, die bereits geimpft waren (23%) und diejenigen, die sich planten impfen zu lassen. Im Vergleich der impfbereiten zu den nicht impfbereiten Frauen zeigte sich eine Tendenz für eine positive Impfbereitschaft zur HPV-Impfung zu einem jüngerem Alter und einer geringeren Schulbildung. Weiterhin hatten die impfbereiten Frauen tendenziell ein jüngeres Alter beim ersten Koitus, eine geringere Anzahl an Geschlechtspartnern und einen selteneren Gebrauch von Kondomen beim Geschlechtsverkehr. Die impfbereiten Frauen waren bereit auf ihre allgemeine Gesundheit zu achten (Ausnahme: sportliche Aktivitäten), nahmen die gynäkologische Vorsorgeuntersuchung eher nicht so regelmäßig wahr und neigten eher zu gelegentlichen Raucheraktivitäten. Große Wissenslücken bestanden in der Kenntnis über Humane Papillomaviren und über Risikofaktoren für eine persistierende HPV-Infektion. Der größte Wissensunterschied zwischen impfbereiten und nicht impfbereiten Frauen war im Thema über das Zervixkarzinom zu beobachten. Schlussfolgerung: Die Schwerpunkte der Wissensvermittlung sollten auf der durch die Infektion mit HPV bedingten Ursache der Entstehung von Zervixkarzinom und der sexuellen Übertragbarkeit der Viren, auf der Beziehung zwischen den Viren und dem Zervixkarzinom und die Rolle anderer Risikofaktoren, wie das Rauchen, gelegt werden. Der Fokus der Aufklärungsarbeit sollte auf den Frauen liegen, die eher skeptisch der Impfung gegenüberstehen. Interventionssettings hierfür wären vor allem gynäkologische Arztpraxen und weiterführende Schulen mit höherem Abschluss. Wichtig ist auch eine fachliche Aufklärungsarbeit der Nebenwirkungen und der Wirksamkeit der Impfung. Die jungen Frauen (14-17 Jahre), die eher eine hohe Impfakzeptanz aufweisen, sollten motiviert werden trotz Impfung zur gynäkologischen Vorsorgeuntersuchung zu gehen. In diesen Rahmen ist auch es wichtig über ein riskantes sexuelles Verhalten zu sprechen und aufzuklären.
Modern cavity QED and cavity optomechanical systems realize the interaction of light with mesoscopic devices, which exhibit discrete (atom-like) energy spectra or perform micromechanical motion. In this thesis we have studied the crossover from the quantum regime to the classical limit of two prototypical models, the Dicke model and the generic optomechanical model. The physical problems considered in this approach range from a ground state phase transition, its dynamical response to general nonequilibrium dynamics including Hamiltonian and driven dissipative chaotic motion. The classical limit of these models follows from the classical limit of at least one of its subsystems. The classical equations of motion result from the respective quantum equations through the application of the semiclassical approximation, i.e., the neglect of quantum correlations. The approach of the results from quantum mechanics to the prediction of the classical equations can be obtained by subsequently decreasing the respective scaling parameter. In order to obtain exact results we have utilized advanced numerical methods, e.g., the Lanczos diagonalization method for ground state calculations, the Kernel Polynomial Method for dynamical response functions, Chebyshev recursion for time propagation, and quantum state diffusion for open system dynamics. We have studied the quantum phase transition of the Dicke model in the classical oscillator limit. Our work shows that in this limit the transition occurs already for finite spin length but with the same critical behavior as in the classical spin limit. We have derived an effective model for the oscillator degrees of freedom and have discussed the differences of both classical limits with respect to quantum fluctuations around the mean-field ground state and spin-oscillator entanglement. In this thesis we have proposed a variational ansatz for the Dicke model which extends the mean-field description through the inclusion of spin-oscillator correlations. The ansatz becomes correct in the limit of large oscillator frequency and in the limit of a large spin. For the latter it captures the leading quantum corrections to the classical limit exactly including the spin-oscillator entanglement entropy. We have studied the dynamics of spin and oscillator coherent states in the nonresonant Dicke model at weak coupling. In this regime periodic collapses and revivals of Rabi oscillations occur, which are accompanied by the buildup and decay of atom-field entanglement. The spin-oscillator wave function evolves into a superposition of multiple field coherent states that are correlated with the spin configuration. In our work we provide a description of the underlying dynamical mechanism based on perturbation theory. Our analysis shows that collapse and revival at nonresonance is distinguished from the resonant case treated within the rotating wave approximation by the appearance of two time scales instead of one. We have extended our study of the Dicke dynamics to the case of increasing spin length, as the system approaches the classical spin limit. We described the emergence of collective excitations above the ground state that converge to the coupled spin-oscillator oscillations observed in the classical limit. With increased spin length the corresponding Green functions thus reveal quantum dynamical signatures of the quantum phase transition. For the dynamics at larger coupling and energy, classical phase space drift and quantum diffusion hinders the direct comparison of quantum and classical observables. As we show in our work, signatures of classical quasiperiodic orbits can be identified in the Husimi phase-space functions of the propagated wave function and individual eigenstates with energies close to that of the quasiperiodic orbits. The analysis of the generic optomechanical system complements our study of cavity QED systems by a quantum dissipative system. In this thesis we have shown for the first time, how the route to chaos in the classical optomechanical system takes place, given as a sequence of consecutive period doubling bifurcations of self-induced cantilever oscillations. In addition to the semiclassical dynamics we have analyzed the possibility of chaotic motion in the quantum regime. Our results showed that quantum mechanics protects the optomechanical system against irregular dynamics. In sufficient distance to the semiclassical limit simple periodic orbits reappear and replace the classically chaotic motion. In this way direct observation of the dynamical properties of an optomechanical system makes it possible to pin down the crossover from quantum to classical mechanics.
Ziel dieser Arbeit war es, die periprothetische Knochendichteänderung von hydroxylapatitbeschichteten Hüftschaftendoprothesen gegenüber unbeschichteten zementfreien Hüftschaftimplantaten zu objektivieren. Hierzu erfolgte die Auswahl von 104 Patienten, die in den Jahren 2007 bis 2009 hüftendoprothetisch versorgt wurden und daneben prä- und postoperativ an der „DEXA-Studie“ der Klinik und Poliklinik für Orthopädie und orthopädische Chirurgie der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald teilgenommen haben. Durch die vorliegende Studie wurde versucht, die kurzfristigen Knochendichteveränderungen nach Implantation der Hüfttotalendoprothesenschäfte vom Typ SL-Plus-Standard® und SL-Plus-Integration® der Firma Smith & Nephew GmbH aufzuzeigen. Da es sich bei den genannten Schäften um Prothesen gleichen Designs handelt, sollte der Einfluss der Hydroxylapatitbeschichtung auf die periprothetische Knochendichte gezeigt werden. Im Verlauf eines Jahres nach Implantation der SL-Plus®-Schäfte, wurden die ermittelten Knochendichten verglichen. Die Knochendichte wurde in sieben ROI’s nach Gruen et al. analysiert. Bei der direkten Gegenüberstellung der Absolutwerte der Knochendichte sowie des prozentualen Knochendichteverlustes beider Implantatgruppen konnte gezeigt werden, dass die Beschichtung mit HA auf der Prothese vom Typ SL-Plus-Integration® gegenüber der unbeschichteten Prothese von Typ SL-Plus-Standard® generell keine Vorteil im Verlauf des ersten postoperativen Jahres bringt. Zudem zeigte sich bei beiden Implantatgruppen ein kontinuierlicher Abfall der Knochendichte innerhalb der ersten sechs Monate postoperativ. Dieser Abfall konnte noch bis zwölf Monate postoperativ gezeigt werden, war jedoch weniger stark ausgeprägt als noch bei sechs Monaten. Aufgrund des Patientenkollektives und der sich daraus ergebenden Datensätze war es möglich, definierte Untergruppen zu bilden, um den Einfluss der HA-Beschichtung auf verschiedene Parameter zu untersuchen. Die Einteilung der Gruppen erfolgte nach Geschlecht, Alter, Gewicht und präoperativer Knochendichte. Anhand dieses Untergruppenvergleichs konnte gezeigt werden, dass in den Patientengruppen „normalgewichtig (BMI < 30 kg/m²)“, „Frauen“, „Alter < 70“ und „BMD normal“ die SL-Gruppe in ROI 1 eine signifikant höhere absolute Knochendichte aufweist als die Ti/HA-Gruppe. Bei den „Gegengruppen“ („adipös (BMI > 30 kg/m²)“, „Männer“ und „Alter > 70“) konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Implantatgruppen gezeigt werden. Bei Patienten mit einer präoperativ verminderten Knochendichte zeigte die HA-Beschichtung hingegen eine signifikante Erhöhung der absoluten Knochendichte. Darüber hinaus bewirkt die HA-Beschichtung auf der Prothese vom Typ SL-Plus-Integration® einen signifikant, geringeren prozentualen Verlust der Knochendichte bei männlichen Patienten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hydroxylapatitbeschichtung im proximalen Bereich der Prothese vom Typ SL-Plus-Integration® im Vergleich mit der Prothese gleichen Designs vom Typ SL-Plus-Standard® generell keinen Vorteil im Verlauf des ersten postoperativen Jahres bringt. Jedoch scheinen einzelne Untergruppen von einer Hydroxylapatitbeschichtung zu profitieren. Es bedarf weiterführender Untersuchungen und Langzeitstudien, um diese Beobachtungen zu überprüfen.
Bedingt durch den demografischen Wandel ist zukünftig mit einer Zunahme von primären Hüftendoprothesenimplantationen zu rechnen. Eine Hauptursache für einen Revisionseingriff stellt dabei die aseptische Lockerung dar, wobei davon auszugehen ist, dass insbesondere septische Verläufe besonders kostenintensiv sind. Ziel dieser Arbeit war die Berechnung und der Vergleich der (täglichen) Deckungsbeiträge für aseptische und zweizeitige septische Hüftendoprothesen-Revisionen aus Sicht der Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Chirurgische Orthopädie der Universitätsmedizin Greifswald. Hierfür sollten variable und fallfixe Kostenanteile in Anlehnung an die InEK-Kostenmatrix analysiert sowie wesentliche Kostenfaktoren im Behandlungsprozess, insbe-sondere unter Berücksichtigung des septischen Ex- und Implantationsfalles, identifiziert werden. Des Weiteren sollten diese mit den fallassoziierten DRG-Erlösen verglichen werden. Final sollte die Frage beantwortet werden, ob durch die Behandlung von aseptischen und septischen Hüft-TEP-Revisionen durch die Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Chirurgische Orthopädie ein Beitrag zur Deckung der krankenhausweiten Fixkosten (z.B. Gebäudeinstandhaltungs- und Verwaltungskosten) geleistet werden kann. Für den Zeitraum 01.01.2009 bis 31.03.2012 wurden 114 aseptische und 30 septische Fälle retrospektiv identifiziert, welche die Einschlusskriterien erfüllten. Die Kosten für die aseptischen (septischen) Fälle lagen bei 4.132,00 € (10.828,10 €). Diesen standen Erlöse in Höhe von 8.570,00 € (20.310,90 €) für die aseptische (septische) Versorgung gegenüber. Es zeigte sich, dass sowohl die aseptische (314,50 €) als auch die septische Versorgung (252,40 €) zu positiven täglichen Deckungsbeiträgen aus Fachabteilungssicht führen und somit ein Beitrag zur Deckung der Krankenhausfixkosten geleistet wird. Den größten Anteil an den Gesamtkosten hatten das Implantat (35,9 %) sowie das Personal (33,6 %). Aus den vorliegenden Analysen lassen sich keinerlei Rückschlüsse auf die Rentabilität der Verfahren aus Krankenhaussicht ziehen, da keine Krankenhausfixkosten einbezogen wurden. Diese lassen sich nur langfristig steuern, liegen nicht im Einflussbereich der ausführenden Fachabteilung und sind somit nicht entscheidungsrelevant. Lediglich mittels der vewendeten und in anderen Branchen etablierten Deckungsbeitragsrechnung lassen sich Rückschlüsse auf die ökonomische Situation der behandelnden Fachabteilung ziehen. Durch die positiven Ergebnisse der betrachteten Prozedere lassen sich andere, nicht kostendeckende Behandlungen ausgleichen.
Somatoforme Störungen, Depression, Angststörungen und Alexithymie stellen eine hohe Belastung bei herzkranken Patienten dar. Aktuelle Studien weisen auf die Relevanz des frühzeitigen Erkennens dieser Komorbiditäten hin. In der vorliegenden Studie wurden 105 Patienten der Klinik für Kardiologie der Universitätsmedizin Greifswald im Zeitraum von April bis Oktober 2010 unter Verwendung des „Goldstandards“ DIA-X, welches aus einem „Zwei-Phasen-Design“ besteht, untersucht. Bei positivem Screening (SSQ/ASQ) erfolgte ein computerassistiertes standardisiertes diagnostisches Interview auf somatoforme Störungen bzw. Depression. Die Angststörungen wurden aufgrund der Zumutbarkeit lediglich als Screening erfasst. Mittels TAS-20 wurde auf das Vorliegen einer alexithymen Persönlichkeit untersucht. Laut aktueller Forschung begünstigen die einzelnen Störungen bzw. Merkmale und die kardiale Erkrankung ihr gegenseitiges Auftreten als Vulnerabilitätsfaktoren. Ein kausaler Zusammenhang ist nicht bekannt. Als Teil eines größeren Projektes fand die Untersuchung zeitgleich in der dermatologischen und neurologischen Klinik der Universitätsmedizin Greifswald statt. Bei spärlicher Literatur bezüglich des subjektiven Unterstützungswunsches wurde dieser mittels Fragebogen erhoben und indirekt zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen dem subjektiven und objektiven Gesundheitszustande genutzt, welcher laut Literaturangaben nicht besteht. Eine komorbiden psychische Störung verlängere Studien zufolge die stationäre Aufenthaltsdauer. Unter diesen Annahmen lag eine hohe Prävalenz psychischer Störungen in der Kardiologie vor (somatoformen Störungen 44%; Depression 33%; Angststörungen 44%). Eine Alexithymie wurde bei 7% der Patienten erfasst. Im Vergleich der drei Kliniken konnte ein signifikanter Unterschied bezüglich des Vorliegens einer somatoformen Störung (p<.0001**) und einer affektiven Störung (p=.002*) ermittelt werden. Ein signifikanter Zusammenhang mit dem Grad der psychischen Störung und dem Vorliegen (p=.013*) einer Alexithymie konnte gezeigt werden. Der subjektive Unterstützungsbedarf wurde von 38% der Patienten angegeben. Es lag kein höherer Unterstützungswunsch bei Patienten mit komorbider psychischer Erkrankung bzw. Multimorbidität vor. Es besteht keine Assoziation zwischen dem objektiven und subjektiven Gesundheitszustand. Bezüglich der Dauer des stationären Aufenthaltes, wiesen Patienten mit komorbider psychischer Störung einen um zwei Tage verlängerten Krankenhausaufenthalt auf (p=.031*).