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Verbesserung der Prozessqualität in der prähospitalen Notfallmedizin der Hansestadt Greifswald
(2010)
In dieser Arbeit erfolgte eine Untersuchung der Qualität des in der Hansestadt Greifswald verwendeten Notarzteinsatzprotokolls und der Qualitätssicherung im Rettungsdienst Greifswald durch Analyse der Übereinstimmungen der Einsatzprotokolle mit den Daten, die in die EDV-Software Uni Pro eingegeben wurden. 869 Notarzteinsatzprotokolle der Boden- und Luftrettung aus den Monaten März 2002, Oktober 2002 und Oktober 2003 wurden nach 37 Feldern ausgewertet. Die Gesamtauswertung ergab, dass nur 45,3% der Felder übereinstimmend dokumentiert und bis zu 38,69% der Felder nicht ausgefüllt wurden. Durch eine Fortbildung konnte der Anteil übereinstimmend ausgefüllter Felder von initial 41,42% auf 48,41% erhöht sowie der Anteil nicht ausgefüllter Felder von 38,69% auf 27,35% gesenkt werden. Ein diagnosespezifischer Vergleich bei Fällen mit ACS/MI bzw. TIA/Apoplex zeigte Defizite in der Dokumentation relevanter Parameter. Bei ACS/MI wurden in über 98% systolischer Blutdruck und in 96,26% Puls, aber nur in 86,92% SpO2, in 82,24% EKG und in 73% diastolischer Blutdruck übereinstimmend dokumentiert. Bei TIA/Apoplex wurden systolischer Blutdruck in 95,5%, Puls in 87,88%, SpO2 in 71,21%, EKG in 77,27% und diastolischer Blutdruck in 70% der Fälle übereinstimmend dokumentiert. Häufig erfolgte keine Dokumentation der Psyche (25,76%) oder der Bewusstseinslage (18,18%). Blutzucker und Pupillenfunktion wurden in 19,7% bzw. 18,18% nicht übereinstimmend dokumentiert.
In dieser Dissertation wurde die Biographie des Hochschulprofessors Rolf Hey zur Vervollständigung der Geschichte der Rechtsmedizin und der Medizinischen Fakultät der Universität Greifswald erarbeitet. Im Kontext der damaligen politischen und sozialen Verhältnisse erfolgt die Darstellung seiner persönlichen Entwicklung sowie seiner akademischen Laufbahn und wissenschaftlichen Bedeutung für sein Fachgebiet. Schwerpunkt ist hierbei sein Wirken als Ordinarius und Direktor des Instituts für Gerichtliche und Soziale Medizin an den Universitäten Greifswald und Frankfurt am Main, wo er jeweils die Stellung der Gerichtlichen Medizin als universitäre Einrichtung festigen konnte. Hey erreichte neben einer baulichen und personellen Erweiterung auch die Anhebung des wissenschaftlichen Spektrums in Forschung und Lehre, so dass beide Institute das damalige wissenschaftliche Niveau der Gerichtlichen Medizin repräsentieren konnten. Neben der klassischen gerichtsärztlichen Arbeit beschäftigte sich Hey besonders mit der Sozialen Medizin, der Alkoholbestimmung im Blut und der Blutgruppenforschung. Maßgeblich für Hey's zukünftiges Ansehen sollte sein opportunistisches Verhalten mit dem Beginn des Dritten Reiches werden. Rolf Hey gehörte zu den Greifswalder Professoren, die sich offen zum Nationalsozialismus bekannten. Er trat 1933 u.a. der NSDAP und SA bei und wurde Mitglied am Erbgesundheitsobergericht Stettin. In der Publikation 'Kampf gegen die Minderwertigkeit' von 1934 ließ sich sein geistiger Wandel von seinen bisher vertretenen, positiven Ansichten über die Soziale Medizin hin zur menschenverachtenden, nationalsozialistischen Rassenpolitik nachvollziehen. Insgesamt scheint seine Sympathie für den Nationalsozialismus in seinem Idealismus begründet, die Gesellschaft in ihren sozialen Strukturen verbessern zu wollen. Ausführlich diskutiert wird jedoch ein Wandel seiner politischen Einstellung nach dem Röhm-Putsch 1934, wo sich für Hey die unhaltbare Brutalität und Grausamkeit des Systems gezeigt hatte, von der er sich distanzieren wollte. Infolge dessen war er nach seiner Berufung nach Frankfurt am Main auffällig zurückhaltend mit politischer Agitation und nationalsozialistischen Äußerungen. Möglicherweise hatte sich Hey für eine Art der "inneren Emigration" entschieden, um sich und seine Familie nicht zu gefährden. Eine definitive Aussage über Hey's Einstellung verbleibt aber in einer Grauzone zwischen seiner Sympathie für den Nationalsozialismus, Enttäuschung über dessen Entwicklung in der Praxis und vielleicht auch moralischer Bedenken.
Die vorgestellte Arbeit zeigt die schrittweise Entwicklung eines Systems zweier kurzer Ribonukleinsäuren fähig zur Selbstligation. Den Ausgangspunkt der Arbeit bildete die Suche nach einem System des Musters A+B -> T, wobei die Moleküle A und B unter Katalyse des Moleküls T zu T* ligiert werden. Das Produkt T* ist sequenzidentisch zu T und kann seinerseits die Bildung weiterer T* Moleküle katalysieren. Als Grundlage für die Entwicklung des angestrebten Systems wurde das natürlich vorkommende Hairpinribozym gewählt. Das Hairpinribozym ist ein intensiv untersuchtes katalytisches Motiv, welches Ribonukleinsäuren spezifischer Sequenz spalten bzw. ligieren kann. Das effizienteste hier letztendlich erreichte System ist fähig zur Bildung des Ligationsprodukts unabhängig von der Präsenz des Ribozyms als vollständig kovalent verbundene Einheit, was plausibel mit Bildung aktiver Ribozyme durch Assoziation der Substrat A und Substrat B Moleküle erklärt werden kann. Das vorliegende System zeigt einen zusätzlichen Weg auf, wie sich rein auf Grundlage der Nukleinsäurechemie sehr kurze RNA Fragmente zu längeren organisieren können.
Ziel der Arbeiten war es, ein Hefe basiertes Testsystem zu entwickeln, mit dem in komplexen Proben (Urin, Milch, Ab-, Brack-, See-, Mineralwasser, Lebensmittel, Kosmetika und pharmazeutische Formulierungen) mit möglichst geringem Aufwand/Probevolumen/Kosten estrogene Aktivitäten be-stimmbar sind. Der entwickelte neue Arxula adeninivorans Estrogen-Screen (nAES-Assay) ermöglicht die Detektion estrogen-wirksamer Substanzen als Summenparameter. Der In vitro-Assay basiert auf transgenen A. adeninivorans-Zellen mit zwei Expressionsmodulen (Rezeptorgenmodul mit TEF1-Promotor – hERa-Gen – PHO5-Terminator, Reportergenmodul mit Arxula eigenen GAA-Promotor – phyK/ATAN1-Gen – PHO5-Terminator). Durch die Insertion zweier "Estrogen-Response-Elemente" (EREs) in die GAA-Promotorregion wurde diese zum Estrogen induzierbaren Promotor GAA2xERE–107 modifiziert. Als Reporter wurden zwei nicht-konventionelle Gene benutzt, die Klebsiella sp. ASR1 abgeleitete PhytaseK (phyK-Gen) und die Tannase (ATAN1-Gen) aus Arxula. Um die Genmodule in das Arxula Genom zu integrieren wurde die Transformations-/Expressionsplattform Xplor® 2 mit den Selektionsmarkermodulen ALEU2-/delALEU2-Promotor – ATRP1-Gen verwendet. Vorteil dieser Plattform ist, dass keine dominanten Resistenzmarker (HPH1(r)) in die Hefe übertragen werden und sich mitotisch stabile Hefetransformanten selektieren lassen. Xplor® 2 ermöglicht zudem die komplette Eliminierung aller E. coli-Plasmidbestandteile einschließlich Resistenzgene (Kan(r), Amp(r)). Die im Rahmen der Arbeit selektierten Transformanten wurden bezüglich ihrer Robustheit und Anwendbarkeit als biologische Komponente für den nAES-Assay geprüft. Anhand der auf PhytaseK und Tannase als Reporter basierenden zwei Varianten des nAES-Assays (nAES-P, nAES-T), wurde eine "Standard Operation Procedure – SOP" erstellt, was die Nutzbarkeit des Assays vereinfacht. Die Testplattform umfasst 96-well Arbeitsstandard, lyophilisierten Hefezellen und der validierten Testprozedur mit passender, von der quo data GmbH Dresden entwickelen Auswertesoftware Bioval®. Die Verwendung von A. adeninivorans G1212 [aleu2 atrp1::ALEU2] mit unikal integrierter Kassette in Verbindung mit dem Selektionsprotokoll ermöglichte eine ~2-fache Verbesserung der Messparameter des nAES im Vergleich zum konventionellen A-YES. Die zwei nAES Assay genutzten Reportervarianten wurden hinsichtlich Temperatur-, pH-Optimum und Anwendbarkeit in verschiedenen Proben charakterisiert. So eignet sich nAES-P besser für die Messung von Brack- und Seewasserproben, während der nAES-T die höhere Robustheit gegenüber NaCl aufweist. nAES-T und nAES-P erreichen bei der Bestimmung von estrogenwirksamen Substanzen in Urin und Abwasserproben mit 6–25 h Assaydauer, Nachweis-, Bestimmungsgrenze und EC50-Wert für 17b-Estradiol von 2,8; 5,9; 33,2 ng/l (nAES-P) bzw. 3,1; 6,7; 39,4 ng/l (nAES-T) ähnliche Charakteristika. Dem gegenüber sind die Substratspezifität und der dynamische Messbereich innerhalb der beiden Varianten annähernd gleich. Daraus ergibt sich, dass sich der nAES-Assay basierend auf der nicht-konventionellen Hefe A. adeninivorans besonders für die Analyse von komplexen Umweltproben und im regulatorischen Sektor (Abwasserkontrolle, Steroidanalytik, REACh) eignet. In ersten Versuchen mit Realproben, wie Abwasser zeigten sich durchschnittliche estrogene Belastungen des Abwassers von < 6 ng/l. In Direkteinleitern ohne jegliche Behandlung konnten 17b-Estradiol estrogenequivalente-Aktivitäten (nAES-EEQ) von 8–70 ng/l detektiert werden. Die zusätzliche Messung von 47 Rinderurinen mit dem nAES-Assay auf estrogen-wirksame Substanzen ergab eine gute Korrelation zur parallel durchgeführten chemischen Analysen (ana-EEQ) mit GC/MS. Dies unterstreicht den praktischen Nutzen der nAES-EEQ Ergebnisse. In Kälberurin wurde ein durchschnittlicher nAES-EEQ von 800 ng/l und in Rinderurinen (älter als 24 Wochen) von 13000 ng/l bestimmt. Auch Testserien mit Mineralwasser und Eluaten aus dazugehörigen Verpackungsbestandteilen dokumentierten mit nAES-EEQs von < 6 ng/l die Praxistauglichkeit des nAES Assays. Damit hat sich dieser Assay als ein relativ schneller Assay zu Messung estrogener Aktivitäten in komplexen Probenmatrices (inklusive inhibitorischer Bestandteile), wie Urin und Abwasser, ohne aufwendige Aufkonzentrierungen und Vorbehandlungsschritte erwiesen. Die Vorteile zu vergleichbaren Assays und zelllinienbasierten Testsystemen sind seine leichte Handhabung und das Vorhandensein einer bereits erprobten/validierten Testprozedur.
Makrophagen spielen eine essentielle Rolle bei Entzündungsprozessen sowie bei der Aktivierung von Abwehrmechanismen gegenüber bakteriellen Infektionen. Als Antwort auf inflammatorische Cytokine und bakterielle Produkte setzen Makrophagen Stickstoffmonoxid (NO) und reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) frei, die sowohl redox-sensitive Signaltransduktionswege vermitteln als auch Zellschäden induzieren. Ein wichtiger Bestandteil des zellulären Abwehrsystems stellen unter anderem die ubiquitär exprimierten Peroxiredoxine (Prxs) dar. Sie bilden eine Familie von sechs Thiol-abhängigen Peroxidasen, die Wasserstoffperoxid, organische Peroxide sowie reaktive Stickstoffverbindungen reduzieren können. Neben ihrer antioxidativen Funktion sind sie in die Regulation der Zellproliferation, Signaltransduktion sowie Apoptose involviert. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Peroxiredoxine in Knochenmarkmakrophagen (bone marrow-derived macrophages; BMM) von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen konstitutiv exprimiert werden und die Stimulation mit Lipopolysaccharid (LPS) und Interferon γ (IFNγ) zu einer Änderung der Genexpression von Prxs führt. Während in C57BL/6 BMM die Induktion der Genexpression von Prx 1, 2, 4 und 6 durch LPS und IFNγ von der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) abhängig war, konnte in BALB/c BMM nur eine iNOS-abhängige Induktion der Prx 1- und Prx 6-Genexpression nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Tyrosinkinase JAK2, Tyrosinkinasen der Src-Familie, die Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K), Proteinkinase C-Isoenzyme sowie p44/42 MAPK, p38 MAPK und c-Jun-N-terminalen Kinase (JNK) an der LPS- und IFNγ-induzierten Genexpression von Prx 1, 5 und 6 beteiligt sind. Außerdem konnte erstmals gezeigt werden, dass die Genexpression von Prx 6 durch Nrf2- (nuclear factor-erythroid 2p45 (NF-E2)-related factor 2-) Aktivatoren induzierbar ist und der Genknockout von Nrf2 die LPS- und IFNγ-vermittelte Induktion von Prx 6 in Makrophagen herabsetzt. Des Weiteren war die cytosolische Phospholipase A(2) (cPLA(2)) in die Regulation der LPS- und IFNγ-induzierten Transkription von Prx 5 und Prx 6 involviert. Die Hemmung der stromabwärts der cPLA(2)-gelegenen Cyclooxygenase-Enzyme (COX) führte zu einer signifikanten Abnahme der Prostaglandin (PG) E2-Sekretion sowie der Genexpression von Prx 6. Im Gegensatz dazu resultierte exogen zugeführtes PGD(2)-, PGE(1)-, PGE(2)-, PGF(2α), PGA(1), PGA(2) oder 15-deoxy-Δ12,14-PGJ(2) in einer konzentrations- und zeitabhängigen Zunahme des Prx 6-Transkriptes. Es konnte festgestellt werden, dass an der Regulation der PGD2- und PGE2-induzierten Prx 6-Genexpression die Adenylylzyklase und durch sie generiertes cAMP beteiligt sind, aber die durch cAMP-aktivierbare Proteinkinase A sowie Epac (exchange protein directly activated by cAMP) keine essentielle Bedeutung für die Prx 6-Genregulation besitzen. Die Untersuchungen der Regulation der PGE2- oder PGD2-induzierten Prx 6-Transkription zeigten weiterhin die Beteiligung der JAK2, PI3K, p38 MAPK und einiger Isoenzyme der PKC sowie die Bedeutung von Nrf2 für die Induktion der Genexpression von Prx 6 durch konventionelle und Cyclopentenon-Prostaglandine. In dieser Arbeit wurde zudem der Nachweis erbracht, dass durch die Infektion mit dem Pathogen Burkholderia pseudomallei, das als Modellorganismus Gram-negativer, intrazellulärer Erreger dient, die Genexpression von Prx 1, 5 und 6 in IFNγ-aktivierten Makrophagen von C57BL/6- und BALB/c-Mäusen induziert wird, wobei die mRNA-Induktion von Prx 1 und Prx 6 stärker in C57BL/6 als in BALB/cBMM erhöht wird. In IFNγ-aktivierten und B. pseudomallei-infizierten Makrophagen zeigte sich sowohl eine NO-abhängige Induktion der Prx 1- und Prx 6-Transkription und eine Abhängigkeit der Prx 5- und Prx 6-Genexpression von der NADPH-Oxidase-gebildeten ROS als auch eine Beteiligung von COX-1 und COX-2 an der durch B. pseudomallei-erhöhten mRNA-Expression von Prx 6. IFN&gamma-aktivierte Makrophagen, die mit Stämmen der virulenten Burkholderia-Spezies pseudomallei infiziert wurden, verfügten in den meisten Fällen über eine verstärkte Geninduktion von Prx 6, sowie iNOS- und COX-2-Proteinexpression gegenüber Makrophagen, die mit Stämmen der avirulenten Burkholderia-Spezies thailandensis infiziert wurden. Darüber hinaus zeichneten sich B. thailandensis- im Vergleich zu B. pseudomallei-infizierte BMM überwiegend durch eine geringere Genexpression und Sekretion verschiedener proinflammatorischer Cytokine wie IL-1beta, IL-6 und TNFalpha aus.
Erhöhte Plasma-Prorenin- und Plasma-Aldosteron-Konzentrationen werden mit der Entwicklung kardialer Endorganschäden in Verbindung gebracht. Beim transgenen Cyp1a1ren-2 Tiermodell sind durch Variation des auf enteralem Wege verabreichten Prorenin-Transgen-Induktors Indol-3-Carbinol (I3C) die Prorenin-Sekretion und in der Folge die Aldosteron-Sekretion sowie die Höhe des Blutdrucks titrierbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob die Hypertonie bei Cyp1a1ren-2 transgenen Ratten (TGR) mit einer kardialen Fibrose bzw. Inflammation einhergeht. TGR und transgen-freie Fischer-F344-Ratten (F344) erhielten für zwei bzw. zwölf Wochen I3C (0,167 bzw. 0,125 %). Die Plasma-Prorenin-, -Renin-, und -Aldosteron-Konzentrationen wurden bestimmt. Im linken Ventrikel wurde mittels real-time RT-PCR der mRNA-Gehalt kardialer Marker für Hypertrophie und Fibrose (Transforming growth factor-ß1 [TGF-ß1], Endothelin-1 [ET1], Kollagen Typ 3 [Col3]), oxidativen Stress (funktionelle Untereinheit der Nicotinamid-Adenindinucleotidphosphat-Oxidase [gp91phox]), und Inflammation (Interzelluläres Adhäsionsmolekül-1 [ICAM1]) bestimmt. Außerdem wurde das Ventrikelgewebe histologisch untersucht. I3C-Gabe führte bei TGR zu einer moderaten kardialen Hypertrophie ohne histologische Anzeichen einer Fibrose oder Inflammation. Zweiwöchige I3C-Gabe führte bei TGR zu einem Anstieg der Plasma-Prorenin- (70-fach), und -Aldosteron- Konzentration (4,6-fach) sowie des kardialen mRNA-Gehaltes von Col3 und gp91phox. Bei zwölfwöchiger I3C-Gabe war die Plasma-Prorenin-Konzentration bei TGR sogar ca. 260-fach und die Plasma-Aldosteron-Konzentration ca. 4-fach gegenüber dem Ausgangswert erhöht. Beide Parameter blieben bis zum Ende der zwölfwöchigen Behandlung erhöht. Die Plasma- Renin-Konzentration war hingegen nach vier Wochen I3C auf ca. 25% des Ausgangwertes erniedrigt und blieb bis Versuchsende auf diesem Niveau. Der kardiale mRNA-Gehalt von TGF-ß1, ET1, gp91phox und ICAM1 war nach zwölfwöchiger I3C-Gabe bei TGR erhöht, während zwölfwöchige I3C-Gabe bei F344 zu einer Abnahme des kardialen mRNA-Gehaltes von ET1 und gp91phox führte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass ein Hyperaldosteronsimus und eine bis zu 260- fach erhöhte Plasma-Prorenin-Konzentration bei TGR in einem Modell der chronischen, nicht-malignen arteriellen Hypertonie keine fibrotischen und inflammatorischen Veränderungen am linken Ventrikel erzeugen.
Funktionelle Magnetresonanztomographie zur Untersuchung von Sprachverarbeitungsprozessen bei Aphasie
(2010)
Ziel der vorliegenden Studie war die fMRT-gestützte Untersuchung neuronaler Aktivierungsmuster bei Gesunden und Aphasikern im Rahmen von sprachlichen Prozessen. Die Ergebnisse der Gesunden zeigten die erwartete Dominanz der linken Hemisphäre, allerdings waren auch ausgeprägte Aktivierungen in der rechten Hemisphäre, insbesondere im Bereich des rechten Broca-Homologs, erkennbar. Der Beitrag dieser rechtshemisphärischen Areale zur sprachlichen Performanz bleibt dabei nicht eindeutig geklärt. Die Haupteffekte entsprachen mit überwiegend frontalen und temporalen Aktivierungen den in der Literatur beschriebenen Ergebnissen für semantische und lexikalische Paradigmen. Die aphasischen Patienten wiesen sowohl in der betroffenen linken als auch in der rechten Hemisphäre insgesamt deutlich weniger Aktivierungen auf als die Gesunden. Dabei zeigte sich insbesondere beim Paradigma Wortgenerierung eine Lateralisierung in die rechte Hemisphäre. Die Ergebnisse lassen eine vorübergehende Beteiligung des rechten Gyrus frontalis inferior in der subakuten Phase nach dem hirnschädigenden Ereignis vermuten. Gemäß der diskutierten aktuellen Literatur ist aber bei zunehmender sprachlicher Erholung und wiederkehrender Dominanz der linken Hemisphäre in der chronischen Phase davon auszugehen, dass die rechte Hemisphäre diesbezüglich zunehmend an Bedeutung verliert.
Preisbündelung - Eine Analyse von Zahlungsbereitschaften und Variablen des Konsumentenverhaltens
(2010)
Das Konzept der Preisbündelung als Alltagsphänomen verdient eine verhaltenswissenschaftliche Untersuchung. Eine Verbindung preistheoretischer Ansätze, Theorien der Wahrnehmung von Preisen und Eigenschaften sowie Aspekte des Konsumentenverhaltens werden in der vorliegenden Arbeit simultan miteinander in Verbindung gesetzt. Die Arbeit ist in die Theorie des Behavioral Pricings einzuordnen. Die Hauptfragestellung ist zum Einen, wie unterschiedliche Preisbündel durch den Konsumenten wahrgenommen und hinsichtlich des Nutzens beurteilt werden, zum Anderen, welche Motive und Intentionen des Konsumenten hinsichtlich der Nutzenstiftung durch ein Preisbündel relevant sind. Das Ergebnis zeigt Framingwirkungen der Wahrnehmung ausgehend von der Angebotsdarstellung auf. Ebenso werden preistheoretische Annahmen hinsichtlich der Vorteilhaftigkeit eines Preisbündels aus der Sicht des Anbieters aufgegriffen und von Seiten des Konsumenten her untersucht. Die Wahrnehmung von Preisgünstigkeit, Bequemlichkeit, Problemlösung und Transaktionskostenreduktion stehen auf der einen Seite bei dem Angebot von Preisbündeln, auf der anderen treten allerdings eine geringere Wahlfreiheit, geringere Variantenvielfalt und eine geringere Durchschnittsqualität in den Vordergrund. Diese Wahrnehmung von Eigenschaften des Preisbündels im Vergleich zu denselben angebotenen Einzelleistungen wird mit Kaufverhaltensvariablen hinsichtlich der Präferenzbildung für den Kauf eines Preisbündels in Verbindung gesetzt. Diese Variablen umfassen das Preisbewusstsein, das Produktinvolvement, impulsives Kaufverhalten und das Variety Seeking. Ein theoretischer Ansatzpunkt bietet hierbei die Präferenz bzw. Nutzenbewertung von Preisbündeln durch Konsumenten. In diesem Rahmen wird das Konzept der maximalen Zahlungsbereitschaft aufgegriffen und hinsichtlich der Beurteilung des wahrgenommenen und antizipierten Konsumnutzens des Nachfragers anhand verschiedener Modelle erläutert. Ebenfalls wird das Thema der Präferenzoperationalisierung anhand des Sequenzenmodells aufgegriffen. Ein Simultanmodell, bestehend aus Elementen der Wahrnehmung, Motiven und der monetären Nutzenbewertung sowie des Präferenzausdrucks, wird aus bestehenden Theorien und Modellansätzen entwickelt und empirisch anhand eines Praxisbeispiels, welches in der Hotellerie eingebettet ist, überprüft und validiert. Zur Auswertung werden Verfahren von Kausalmodellen bzw. Strukturgleichungsanalysen eingesetzt.
Das aus antarktischem Meereis stammende und auch bei geringen Temperaturen schnell wachsende γ Proteobakterium Pseudoalteromonas haloplanktis TAC125 (PhTAC125) ist ein Modellorganismus für kälteangepasste Bakterien und Enzyme. Zusätzlich ist es ein alternativer Expressionswirt für die lösliche Überproduktion von heterologen Proteinen, die in etablierten Expressionswirten zur Bildung von inclusion bodies neigen. Bisher sind bei PhTAC125 im Rahmen der Erforschung von Kälteanpassungsmechanismen bzw. der Optimierung des kälteangepassten Expressionssystems nur Teilaspekte der Physiologie, des Stoffwechsels und der Bioprozessoptimierung untersucht worden. Bis zum Beginn dieser Dissertation gab es kaum Experimente, die sich mit der dynamischen und nahezu ganzheitlichen Betrachtung der Veränderung zellulärer Zustände und des Stoffwechsels von PhTAC125 beschäftigt haben. Darüber hinaus sind trotz der Fortschritte bei der Etablierung von PhTAC125 als alternativer Expressionswirt die bisher erzielten Biomassekonzentrationen gering. Aus diesem Grund wurden in dieser Dissertation zur Untersuchung des Stoffwechsels die exponentielle Wachstumsphase sowie vergleichende Untersuchungen verschiedener Wachstumsphasen und zellulärer Kompartimente auf Basis der Proteomanalytik durchgeführt. Zusätzlich konnte mit Hilfe der Fed-Batch-Kultivierungstechnik die Biomassekonzentration im Vergleich zu den herkömmlichen Methoden deutlich gesteigert werden. Zur Untersuchung der Physiologie und des Stoffwechsels von PhTAC125 während des exponentiellen Wachstums wurde das Proteom analysiert. Neben den typischen stark exprimierten Kategorien der exponentiellen Wachstumsphase wie Protein- u. Nukleotidbiosynthese, Aminosäure- u. Kohlenstoffmetabolismus, stellten sich vor allem die Proteine des TonB abhängigen Transportsystems (TBDT), sowie der Kategorien Entgiftung und Coenzyme für PhTAC125 als wichtig heraus. Das TBDT ist wegen seiner hohen Abundanz im Proteom und seiner potentiellen Beteiligung am Transport von Proteinabbauprodukten für PhTAC125 ähnlich bedeutend wie die anderen Kategorien mit einer hohen Anzahl stark exprimierter Proteine. Auch die Proteine zum Schutz vor ROS (reactive oxygen species) und die der Biosynthesewege der Coenzyme sind besondere und bedeutende Merkmale von PhTAC125. Der ROS Schutz ist bei kälteangepassten Bakterien während des Wachstums bei geringen Temperaturen (≤ 20°C) mit erhöhter Sauerstofflöslichkeit und der damit verbundenen verstärkten ROS-Bildung essentiell. Die Verfügbarkeit der meisten Biosynthesewege der Coenzyme im Proteom von PhTAC125 ist ein besonderes Charakteristikum gegenüber vielen anderen Wasser- und Bodenmikroorganismen und kennzeichnet einen potentiellen Wachstumsvorteil. Zur vergleichenden Untersuchung der unterschiedlichen zellulären Kompartimente von PhTAC125 wurden 2D-Gelbilder des Cyto- und Periplasmas erstellt und gegenübergestellt. Das periplasmatische Kompartiment war wesentlich durch Signalpeptid-haltige Proteine des TBDT, Porine und periplasmatische Peptidasen und Chaperone charakterisiert. Die Untersuchung der Proteomsignaturen unter Nährstofflimitationsbedingungen basierte auf dem Vergleich der späten exponentiellen und stationären Wachstumsphase mit der exponentiellen Wachstumsphase. Beide Wachstumsphasen waren durch Kategorien mit hoher Anzahl an gering exprimierten Proteinen dominiert. Dabei handelte es sich vor allem um die Kategorien der Nukleotid-, Protein- und RNS-Biosynthese. Diese potentiell reprimierten Kategorien der späten exponentiellen und stationären Wachstumsphase waren in Verbindung mit der Limitation der meisten Aminosäuren ein deutlicher Hinweis auf die stringent response. In diesem Zusammenhang schienen die stärker exprimierten Proteine (TBDT, Porine, Peptidasen/Protease und PilQ) positiv durch die stringent response eguliert zu sein, um das Überleben unter Nährstofflimitationbedingungen zu garantieren. Bei der Bioprozessoptimierung zur Steigerung der Biomassekonzentration von PhTAC125 wurden zwei verschiedene FB-Strategien durchgeführt. Bei der ersten Strategie wurde eine komplexe Aminosäurequelle (Casamino Acids) als Substrat eingesetzt und über konstante oder exponentielle Substratzufütterungsprofile eine optische Dichte (OD) von 30 erreicht. Im Vergleich zu den bisherigen in der Literatur beschriebenen Bioprozessen von PhTAC125 wurde die finale Biomassekonzentration 3 fach erhöht. Bei der zweiten FB-Strategie wurde ein „definierteres“ Substrat bestehend aus Glycerol und Glutamat für die Fütterungslösung eingesetzt. Mit einer anfänglichen exponentiellen gefolgt von einer konstanten Fütterungsrate konnte die Biomassekonzentration (OD = 86) gegenüber den veröffentlichen Ergebnissen 8 fach gesteigert werden. Zusammenfassend konnten erste proteombasierte Aussagen zur Physiologie und zum Stoffwechsel von PhTAC125 getroffen und erste Bioprozessstrategien zur gezielten Biomassesteigerung entwickelt werden.
Patienten mit Sepsis haben eine schlechte Mikrozirkulation sowie kardiovaskuläre Depression. Zur Therapie müssen unbedingt und schnellstmöglich Antibiotika gegeben werden, die oft kombiniert wird mit Antikoagulantien-Therapie. Nun stellt sich die Frage, welchen direkten Effekt Antibiotika und Antikoagulantien auf den Gefäßtonus beim septischen Patienten haben. Als ersten Schritt dieser Forschung wurden an gesunden Ratten-Aortenringen Antibiotika und Antikoagulantien durch Messung der isometrischen Kontraktion in vitro getestet. Alle Medikamente wurden hinsichtlich ihrer Relaxationsfähigkeit bei Vorkontraktion mit 20/40 mM KCl oder Phenylephrin (5x10-7M oder 5x10-8M) getestet, sowie die Phenylephrin Dosis-Wirkungs-Kurve nach 30 Minuten bzw. 20 Stunden Inkubation (bei 37°C) konstruiert. Zudem wurde die Wirkung des Medikaments in hohen Konzentrationen auf den Ruhezustand der Ringe erprobt. Bei den Antibiotika konnte festgestellt werden, dass Linezolid möglicherweise ein K+-Kanal Aktivator ist, da es bei einer Präkontraktion von 40mM KCl und darauffolgender kumulativer Gabe von Linezolid signifikant weniger stark relaxiert, als bei 20mM KCl Vorkontraktion (P=0,02). Weiterhin könnten sowohl Linezolid als auch Daptomycin intrazelluläre Mechanismen beeinflussen, da sie bei der Inkubation von 30 Minuten (pEC50: 7.47±0.06(Lin)/7.45±0.08(Dap) vs 6.96±0.05(Kon)) und 20 Stunden (pEC50: 7.2±0.04 (Lin)/ 7.45±0.04 (Dap) vs 6.89±0.05(Kon)) und folgender Phenylephrin-Dosis-Wirkungs-Kurve beide eine Linksverschiebung der Kurve im Vergleich zur Kontrolle bewirken (P<0,05). Zudem ist ihre erreichte Maximalspannung in beiden Versuchsreihen signifikant höher als die der Kontrolle. Bei den Antikoagulantien wurde ermittelt, dass bei Enoxaparin (P=0,00002), Tinzaparin (P=0,0002) und Danaparoid (P=0,005) möglicherweise eine K+-Kanal Aktivierung vorliegen könnte, da sie alle bei 20mM KCl Vorkontraktion stärker relaxieren als bei 40mM KCl Präkontraktion. Zudem konnte bei Tinzaparin (P=0,002) und Enoxaparin (P=0,01) nach Vorkontraktion mit Phenylephrin eine signifikante Relaxation im Vergleich zur Kontrolle festgestellt werden, was eventuell hinweist auf eine α-adrenerge Stimulation. Nach 30 Minuten Inkubation fanden wir heraus, dass Argatroban und Danaparoid eine Linksverschiebung der Phenylephrin-Dosis-Wirkungs-Kurve gegenüber der Kontrolle bewirken (pEC50: 7.17±0.08(Arg)/7.12±0.05(Dan) vs 6.96±0.05(Kon)), während Enoxaparin (pEC50: 6.77±0.03) eine Rechtsverschiebung zeigte (bei allen P<0,05). Bei der 20-stündigen Inkubation hingegen zeigten alle Antikoagulantien im Vergleich zur Kontrolle eine erhöhte Sensitivität gegenüber Phenylephrin (pEC50: 7.37±0.05(Arg)/7.13±0.04(Dan)/7.1±0.05(Eno)/ 7.06±0.04(Tin) vs 6.89±0.05(Kon)). Möglicherweise beeinflussen sie also intrazelluläre Mechanismen. Die Maximalspannung war, im Vergleich zur Kontrolle, bei Enoxaparin und Argatroban erhöht. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass einige der getesteten Substanzen möglicherweise eine K+-Kanal Aktivierung, eine α-adrenerge Stimulation oder eine intrazelluläre Modulation bewirken. Ob diese Ergebnisse eine Bedeutung für den Menschen haben und ob sie bedeutsam bei Sepsis sind, muss noch untersucht werden.
In der prospektiven Studie haben wir den Einfluss der modernen Percutanen Dilatationstracheotomie (PDT) bei Patienten mit SHT auf den Verlauf des Hirndrucks, der Hirnperfusion und der kardiopulmonalen Einflussgrössen betrachtet. Anhand der strengen Ein- und Ausschlusskriterien konnten 17 Patienten mit Schädel- Hirn- Trauma in die Studie eingeschlossen und vor, während und nach der Perkutanen Dilatationstracheotomie untersucht werden. Folgende Hypothesen wurden überprüft: • bei Patienten mit SHT ohne intrakraniellen Hypertonus führt die PDT nicht zur Steigerung des intrakraniellen Drucks (ICP) • der zerebrale Perfusionsdruck ändert sich während der PDT nicht • während der PDT treten keine relevanten hämodynamischen Veränderungen auf • der pulmonale Gasaustausch wird durch eine PDT nicht beeinflusst Die Daten dieser Studie zeigen, dass während der Verfahren der Perkutanen Dilatationstracheotomie sowohl ein Anstieg des intrakraniellen Drucks als auch ein Abfall des zerebralen Perfusionsdrucks auftraten. Die Daten gehen mit den von Stocchetti veröffentlichten Daten (75, 111) konform. Börm und Gleixner fanden in ihren Studienergebnissen für die 14 neurochirgischen Patienten keine Anstiege des ICP für den Zeitraum der PDT nach Ciaglia oder Griggs (14). Gumprecht et al. untersuchten den Verlauf der Werte für den ICP während der PDT nach Ciaglia bei 38 Patienten. Hierbei waren keine intrakraniellen Druckanstiege über 14,7 mmHg zu verzeichnen (53). In den Untersuchungen von Escarment et al. von 35 neurochirurgischen Patienten, die nach der Griggs – Methode tracheotomiert wurden, traten ICP – Werterhöhungen auf. Diese waren jedoch statistisch nicht signifikant, die Daten für den CPP sowie für die SVJO2 zeigten keine Veränderungen. Kocaeli et al. verglichen die Veränderungen des ICP bei neurochirurgischem Patientenklientel von früher und später PDT nach der Griggs – Methode miteinander. In beiden Patientengruppen traten Anstiege der Werte für den ICP auf. Hierbei erreichten die Werte in der Patientengruppe mit der frühen PDT höhere Durchschnittswerte als in der Patientengruppe mit später PDT. Dennoch erwiesen sich die Unterschiede zwischen beiden Patientengruppen als statistisch nicht signifikant. Scharf et al. (106) überprüften die Daten von 75 Punktionstracheotomien retrospektiv. Auch hier waren Anstiege der Werte des ICP zu verzeichnen. Die Autoren fanden einen Zusammenhang zwischen dem Zeitpunkt der PDT und der Dimension der Anstiege des ICP. Die einzelnen Studien waren hinsichtlich ihres Designs sehr unterschiedlich konzipiert. Eine Vergleichbarkeit ist daher nur bedingt gegeben. Zusammenfassend traten in fünf Studien, einschließlich der hier vorgestellten, Erhöhungen in den Messwerten für den ICP während der Verfahren der PDT auf (34, 69, 106, 111). Zwei Studien konnten diese Ergebnisse nicht bestätigen, dort ließen sich keine erhöhten ICP – Werte feststellen (14, 53). Die Anwendung der modernen Verfahren der Perkutanen Dilatationstracheotomie hat sich bei intensivtherapiebedürftigen Patienten etabliert. Gerade der intensivtherapiebedürftige Patient profitiert vom bettseitigen Procedere und dem damit entfallenden innerklinischen Transport und seinen Komplikationen, einfacherer Entwöhnung vom Beatmungsgerät, verkürztem Aufenthalt auf der Intensivstation und einer verringerten Pneumonierate. Dennoch bergen die Verfahrenstechniken der PDT spezifische Komplikationsmöglichkeiten wie zum Beispiel Hypoventilation, Hyperkapnie, Blutdruckschwankungen, ungünstige Kopf – Hals – Lagerung sowie suboptimale Narkosetiefe. Diese Faktoren können beim neurochirurgischen intensivtherapiebedürftigen Patientenklientel Einfluss auf den ICP sowie den CPP nehmen und bergen daher das Risiko einer sekundären Hirnschädigung. Bei Patienten mit neurochirurgischem Erkrankungsmuster bleiben Zeitpunkt und Verfahren der Tracheotomie besonders kritisch abzuwägen. Invasives Neuromonitoring, stabile Hirndruckverhältnisse, optimierte Narkoseführung sowie eine zügige schonende Operation sind für die Prävention von Sekundärschäden zu fordern.
Bei vielen onkologischen Krankheitsbildern stellt das Vorhandensein und Ausmaß eines Lungenbefalls den das Überleben limitierenden Faktor dar. Die chirurgische Resektion der Lungenmetastasen ist derzeit die einzige potentiell kurative Behandlung. Da bei vielen Patienten aufgrund von Komorbiditäten eine Resektion nicht möglich ist, wurden in den letzten Jahren alternative lokalablative Behandlungsmethoden wie die Laserablation entwickelt, die parenchymsparend, komplikationsarm und potentiell wiederholbar sind und zu einer Steigerung der Überlebenszeit und Verbesserung der Lebensqualität für inoperable Patienten führen können. Aussagen über Langzeiterfolge konnten aufgrund zu kleiner Patientenzahlen und zu geringer Nachbeobachtungszeiträume bisher nicht getroffen werden. Ziel dieser retrospektiven Untersuchung ist die Beurteilung des therapeutischen Potentials der Laserablation bei Patienten mit pulmonalen Metastasen unterschiedlicher Primärtumore anhand von Langzeitergebnissen. Die Studie basiert auf 64 Patienten mit insgesamt 108 behandelten Lungenmetastasen, die im Universitätsklinikum Greifswald in 129 Therapiesitzungen mittels Laserablation therapiert wurden. Für die Behandlungen wurden ein Nd-YAG-Laser (1064 nm) und spezielle Power-Laser-Applikationssysteme perkutan eingesetzt. Alle 64 Patienten tolerierten die Therapie unter Lokalanästhesie und Analgosedierung gut. Die Mortalitätsrate betrug 0 %. Das Auftreten eines Pneumothorax war die häufigste Komplikation während der Laserablation. Insgesamt trat er in 49/129 Ablationssitzungen auf (38 %). In 5 % der Fälle (7/129) handelte es sich um einen behandlungsbedürftigen Pneumothorax, der während der Intervention mittels Drainagenanlage therapiert wurde. Paremchymblutungen kamen in 13 % der Therapiesitzungen vor und waren in allen Fällen selbstlimitierend, in 7 % führten sie zu temporären Hämoptysen. Kleine reaktive Pleuraergüsse traten in 24/129 Fällen (19 %) auf. Diese waren nicht therapiebedürftig. Klinisch relevante Komplikationen, die zu einer verlängerter Hospitalisierung, unerwartetem gesteigerten Behandlungsaufwand oder zu einer stationären Wiederaufnahme führten traten in nur 3 Fällen (2 %) auf. In der Erstbehandlung konnten 78 % aller Metastasen komplett technisch erfolgreich behandelt werden. Das mediane Gesamtüberleben aller Patienten betrug 23,1 Monate (95 % Konfidenzintervall, 11,8 – 34,5 Monate) mit 1-, 3- und 5-Jahres-Überlebensraten von 69 %, 30 % und 18 %. In der Gruppe der komplett erfolgreich behandelten Patienten betrug die mediane Überlebenszeit 32,4 Monate (95 % KI, 17,5 – 47,3 Monate) mit 1-, 2- und 5-Jahres-Überlebensraten von 81 %, 44 % und 27 %. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen einen signifikanten Einfluss der Metastasenanzahl (Median 2) und der Metastasengröße (Median 2,1 cm) auf den technischen Behandlungserfolg. Die Erfolgsrate lag bei pulmonalen Metastasen < 3 cm bei 88 %, bei Metastasen zwischen 3 und 5 cm bei 77 % und bei Metastasen > 5 cm bei 17 %. Mit zunehmender Metastasengröße stieg die Rezidivrate und das rezidivfreie Intervall sank. Die Rezidivrate bei Metastasen < 3 cm betrug 24,6 %, bei Metastasen 3-5 cm 36,4 % und 50 % bei Metastasen > 5 cm. Mit zunehmender Größe der Metastasen sank das rezidivfreie Intervall (31,4 Mon., 14,1 Mon., 4,5 Mon.). Unterschiedliche Primärtumore zeigen unterschiedliche Tendenzen hinsichtlich der Verbesserung der Überlebenszeiten nach Laserablation. So scheinen pulmonale Metastasen mit einem Primärtumor der HNO-Region in unserer Studie am meisten von der Lasertherapie zu profitieren. Allerdings war der Einfluss des Primärtumors auf die Überlebenszeiten in unserer Studie bei geringen Patientenzahlen nicht signifikant und muss in folgenden Studien weiter evaluiert werden. Die Ergebnisse nach 5 Jahren Erfahrung in unserer Studie lassen den Schluss zu, dass die perkutane Laserablation ein effektives Verfahren zur technisch erfolgreichen Behandlung von Lungenmetastasen mit einer Anzahl nicht mehr als 2 und einer Tumorgröße von nicht mehr als 2,1 cm darstellt. Bei einer technisch erfolgreichen Gesamtbehandlung kann eine deutliche Erhöhung der Überlebenszeiten und Senkung der Rezidivraten bei gleichzeitig schonendem und auch beliebig oft zu wiederholendem Therapieerfahren für inoperable Patienten erzielt werden.
Doppelkronensysteme mit definierter und reproduzierbarer Haftkraft, mit einem dem natürlichen Prämolaren ähnlichen Aussehen und Wegfall der bisher bestehenden Korrosionsproblematik stehen im Mittelpunkt dieser Arbeit. Hierfür wurden 9 Zirkonoxidprimärkronen aus Cercon® (Fa. DeguDent, Hanau) zusammen mit NEM-Sekundärkronen aus Vi-Comp® (Fa. Austenal, Köln) hergestellt. Mit Hilfe einer Folienprägetechnik wurde für alle Prüfkörper jeweils eine Mesostruktur aus einer 50µm Gold-Platin-Folie gefaltet, welche dann mittels Composit Attachment Cement (Nimetic Cem®, Seelfeld) auf V2A-Stahlstäbe befestigt wurden. Diese Prüfkörper wurden mit je 50, 100, 200N belastet und unter Luft, Wasser und Clandosane® (cell pharm, Hannover) mit je 125, 150 und 500mm/min durch die Universalprüfmaschine Zwick Z 050 abgezogen. Anschließend wurde die für die Trennung notwendige Abzugskraft Fz gemessen. Pro Probenkörper wird ein Vorlauf von 100 Zyklen mit 50N Belastung durchgeführt. Die Messung wurde für alle 9 Prüfkörper je 3 mal wiederholt. Der Prüfkörper Nr. 4 wurde aufgrund seiner zu hohen Medianwerte von vergleichsweise >50% der Abzugskraft als Ausreißer von der Analyse ausgeschlossen, so dass 648 Messwerte resultierten. Mit Hilfe des Hystereseprogrammes testXpert® der Universalprüfmaschine Z 050 (Fa. Zwick, Ulm) konnte die Abzugskraft Fz entsprechend des Kurvenpeaks unterhalb der Nulllinie bestimmt werden. Die vorab erwarteten Ergebnisse haben sich alle bestätigt: Milieu (Viskosität), Aufpresskraft Fp und Abzugsgeschwindigkeit v haben in genannter Reihenfolge in absteigender Wertigkeit Einfluss auf die Haftkraft Fz. Die Abzugskraft FZ steigt bei gleich bleibender Abzugsgeschwindigkeit v mit zunehmender Aufpresskraft Fp bei gleichem Milieu bei Zimmertemperatur (ca. 20°C). Ebenso steigt sie mit zunehmender Milieuviskosität, bei gleicher Aufpresskraft Fp, bei gleich bleibender Abzugsgeschwindigkeit v und bei Zimmertemperatur (ca. 20°C). Die Abzugskraft FZ sinkt mit steigender Abzugsgeschwindigkeit v bei gleich bleibender Aufpresskraft Fp, sowohl bei gleichem Milieu, als auch bei Zimmertemperatur (ca. 20°C). 1 In vitro-Abzugsversuche an Mesostrukturen mittels Folienprägetechnik auf Primärkoni aus Zirkonoxidkeramik (ZrO2) und Sekundärkoni aus Kobalt-Chrom-Molybdän (Co-Cr-Mo) Autor: Annette Siebert-Steeb Vergleichbare Abzugswerte sind bei der konventionellen Folienkonusversion NEM-NEM 5° und der hier verwendeten ZrO2-NEM 6° Version zu finden. Der Zahntechniker kann über Variieren des Entlastungsspaltes mit Hilfe der Dicke des Platzhalterlackes auf die Haftungseigenschaften der Folienkonuskronen Einfluss nehmen, d.h. je kleiner der Spalt, desto schneller ist das Kraftmaximum erreicht. Wodurch extraoral die Haftkraft definiert werden, ohne nach intraoraler Verklebung böse Überraschungen zu erleben. Ursächlich für die Haftkraft ist das Tribologische System (der hydraulische und adhäsive Effekt), vergleichbar mit den Galvanodoppelkronen. Es zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Aufpresskraft Fp auf die Abzugskraft FZ. Die Haftkraft des Konus durch den Winkel wirkt primär, dann sinkt bei steigender Abzugsgeschwindigkeit die Haftkraft entgegen den Galvanoteleskopen. Somit besteht ein umgekehrter linearer Zusammenhang zwischen Abzugskraft FZ und Abzugsgeschwindigkeit v.
Das humanpathogene Bakterium Staphylococcus aureus kann verschiedene, zum Teil lebensbedrohliche Erkrankungen wie Hautinfektionen (Furunkel, Karbunkel), Lungen-entzündung, Osteomyelitis (Knochenmarksentzündung), Endokarditis (Entzündung der Herzinnenhaut) und Sepsis auslösen. Dabei gehört S. aureus zu den häufigsten Erregern von Krankenhausinfektionen, sogenannten Nosokomialinfektionen. Deren Behandlung mittels Antibiotika stellt aufgrund von multiplen Antibiotikaresistenzen von S. aureus eine immer größere Heraus¬forderung dar, da dieser fähig ist, sich rapide an verändernde Umweltbedingungen anzu¬passen. Die Interaktion des pathogenen Bakteriums mit seiner Umwelt und seinem Wirt ist insbesondere durch den Proteinbestand, der auf der Zelloberfläche exponiert ist, bestimmt. S. aureus exprimiert ein Arsenal an Zellober-flächen-gebundenen Virulenzfaktoren, die zur Kolonisierung und Infektion von humanem Gewebe führen. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Anwendung von Massen¬spektrometrie-basierten Methoden zur Identifizierung und Quantifizierung der Zellober¬flächen¬-assoziierten Proteine von S. aureus. Dabei ist es gelungen, durch die Gel-freien und GeLC-MS/MS-basierten Methoden Biotinylierung und Trypsin-Behandlung 77% aller be-kannten Oberflächenproteine und zwei Drittel aller nach außen ragenden Membran-veran-kerten Lipoproteine von S. aureus zugänglich zu machen. Bei der Biotinylierung handelt es sich um eine Methode, bei der die Oberflächenproteine von intakten Zellen mit einem membranimpermeablen Reagenz markiert und anschließend über Affinitäts¬chroma-tographie aufgereinigt werden. Dagegen erfolgt bei der Trypsin-Behandlung die proteo-lytische Abspaltung der Oberflächen-exponierten Protein¬domänen. Erstmalig ist durch Markierung der Proteine mit stabilen Isotopen, dem sogenannten 14N/15N-metabolischen Labeling, auch eine relative Quantifizierung der Oberflächenproteine von S. aureus möglich. Bei der Analyse des Oberflächenproteoms von wachsenden und nicht-wachsenden S. aureus Zellen konnten mittels Biotinylierung 146 Oberflächenproteine identifiziert werden. Durch relative Quantifizierung wurde gezeigt, dass Zelloberflächen-assoziierte Adhäsine von S. aureus, wie der Fibrinogen-bindende clumping Faktor B, vorzugsweise während des Wachstums exprimiert werden, während nicht-wachsende Zellen erhöhte Mengen an clumping Faktor A aufweisen. Desweiteren war die Menge an immunodominanten Antigen B auf der Zelloberfläche in der stationären Phase mehr als 10-fach erhöht. Bei dieser Arbeit wurde erstmalig das Gesamt¬proteom des Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus COL, bestehend aus cytosolischem, extra¬zellulärem, Membran- und Oberflächenproteom, um¬fassend identifiziert und quantifiziert (Becher et al., 2009). Um die Pathogenität von S. aureus näher zu erforschen, wurde das Oberflächenproteom des Wildtyps mit dem einer sigB-Mutante verglichen. Der alternative Sigma-Faktor SigmaB kontrolliert ein großes Regulon bestehend aus etwa 300 Genen, von denen viele in die Virulenz von S. aureus involviert sind. Durch Kombination von 14N/15N-metabolischen Labeling, Biotinylierung und GeLC-MS/MS konnten 98 Oberflächen-proteine quantifiziert werden. Von den 49 Proteinen, die in der sigB-Mutante verändert vorlagen, waren 21 schon als SigmaB-abhängig oder durch SigmaB beeinflusst bekannt. In dieser Arbeit konnten weitere 28 Oberflächenproteine erstmalig als SigmaB-abhängig beschrieben werden. Die Gruppe der Zelloberflächen-assoziierten Proteine und Virulenz-faktoren, die durch SigmaB beeinflusst werden, wurde so erweitert (Hempel et al., 2010). Durch Trypsin-Behandlung wurden insgesamt 63 Oberflächen¬proteine beim Vergleich vier verschiedener S. aureus Stämme identifiziert. Hierbei konnte gezeigt werden, dass das Oberflächenproteom verschiedener S. aureus Stämme extrem variabel ist. Weniger als 10% der identifizierten Oberflächenproteine aller vier Stämme stimmten überein (Dreisbach et al., 2010). Eine optimale Analyse der Oberflächen¬proteine von S. aureus wird durch eine Kombination von Biotinylierung und Trypsin-Behandlung erreicht. Es konnte gezeigt werden, dass Sortase-Substrate insbesondere durch Trypsin zugänglich sind, während Lipoproteine optimal durch Biotinylierung analysiert werden können. Das Protokoll zur Trypsin-Behandlung wurde modifiziert, stark vereinfacht und ist auch zur Quantifizierung von Oberflächen¬proteinen geeignet. Durch Kombi¬nation beider Methoden mit 14N/15N-metabolischen Labeling konnten 221 Oberflächen¬proteine identifiziert und 158 quantifiziert werden. Hierbei wurde S. aureus unter Eisenmangel-bedingungen untersucht. In den Körperflüssigkeiten von Säugetieren herrschen Eisenmangelbedingungen, und diese fungieren als wichtiges Wirtssignal für die Bakterien um Virulenzproteine zu exprimieren. Unter diesen infektionsrelevanten in vitro Bedingungen wurden insbesondere Zelloberflächenproteine wie die eisenabhängigen Häm-bindenden Proteine IsdA, IsdB, IsdC und IsdD, sowie lipidver¬ankerte Eisen-bindende Proteine stark induziert gefunden (Hempel et al., unpublished).
Pneumokokken haben verschiedene Virulenzfaktoren, die nicht nur den Kolonisierungsprozess unterstützen, sondern auch das Vordringen des Pathogens in tiefere Gewebsschichten ermöglichen oder einen Schutz vor den Komponenten des Immunsystems vermitteln. Diese Virulenzfaktoren stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen für die aktuelle Impfstoffentwicklung. Die genomische Analyse verschiedener Streptococcus pneumoniae Stämme identifizierte den Pneumococcal adherence and virulence factor B (PavB) als LPXTG-verankertes Oberflächenprotein. PavB enthält repetitive SSURE-Sequenzen (Streptococcal Surface Repeats), die mit humanem Fibronektin interagieren. Das Molekulargewicht des hochkonservierten Proteins wird von der Anzahl der SSURE-Domänen bestimmt und variiert zwischen den unterschiedlichen Pneumokokkenstämmen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass PavB ein Adhäsin auf der Oberfläche von Pneumokokken darstellt und am Kolonisierungsprozess der Pneumokokken unter in vivo Bedingungen beteiligt ist. Mäuse, die intranasal mit pavB-Deletions-Mutanten infiziert wurden, überlebten signifikant länger als die mit den Wildtypbakterien infizierten Tiere. Der PavB-defiziente Stamm zeigte im Vergleich zum parentalen Wildtyp eine verringerte Kolonisierung des Nasopharynx sowie eine verzögerte Ausbreitung in die Lunge. Dies konnte in Echtzeit unter Verwendung von biolumineszierenden Pneumokokken gezeigt werden. In Koinfektionsexperimenten mit gleichen Infektionsdosen von Wildtyp-Pneumokokken und isogenen pavB-Mutanten war die Mutante in ihrer Fähigkeit, sich in den Organen der oberen und unteren Atemwege auszubreiten, eingeschränkt. Im Gegensatz dazu war die Pathogenese einer Meningitis nach intrazerebraler Injektion der Pneumokokken, sowie die Erkennung und Phagozytose durch phagozytierende Zellen des angeborenen Immunsystems, unabhängig von der Produktion des PavB Proteins. Die Immunogenität des Oberflächenproteins unter relevanten Bedingungen wurde durch den Nachweis von PavB-spezifischen Antikörpern in Patientenseren gezeigt. Auf eine Rolle des Oberflächenproteins PavB während der bakteriellen Adhäsion an eukaryotische Zellen deuteten die Infektionsexperimente mit humanen Epithelzelllinien. Es wurden verschiede His6-getaggte PavB-Derivate (SSURE2, SSURE2+3, SSURE1-5) für die weitere funktionelle Charakterisierung von PavB gereinigt und in Bindungsstudien eingesetzt. Die Funktion von PavB als Adhäsin konnte in Kompetitionsexperimenten unter Verwendung eines PavB-Derivats als Inhibitor bestätigt werden. Ebenso konnte die direkte Bindung des Proteins an eukaryotische Zellen nachgewiesen werden, wobei der eukaryotische Rezeptor noch nicht identifiziert wurde. In Protein-Protein-Interaktionsstudien wurden zusätzlich zu Fibronektin weitere humane Proteine des Plasmas und der extrazellulären Matrix (EZM), die im Laufe einer Infektion mit Pneumokokken einen Vorteil für das bakterielle Überleben im Wirt vermitteln könnten, als Bindungspartner für die drei gereinigten SSURE-Proteine identifiziert. Als neues Fibronektin-Bindungsprotein (FnBP) von S. pneumoniae diente PavB desweiteren für die Bestimmung der Bindungsregion von FnBPs von Pneumokokken im Fibronektinmolekül. Die Verwendung rekombinanter Fibronektinfragmente (His6-FnIII-Fragmente) ermöglichte den Nachweis der Beteiligung der Typ III-Domänen des C-terminalen Bereichs von Plasmafibronektin an der Interaktion zwischen PavB-Derivaten und Fibronektin. Die Bedeutung von Plasmafibronektin (pFn) für die Pathogenese einer Pneumonie wurde in einem induzierbaren knockout-Mausmodell für Plasmafibronektin untersucht. Nach intranasaler Infektion der Mäuse mit S. pneumoniae hatte der Verlust des Plasmaproteins unter den verwendeten Bedingungen keine signifikante Auswirkung auf die Entstehung einer Lungenentzündung oder die Überlebensaussicht der pFn-knockout-Mäuse. Unter in vitro Bedingungen bewirkte die Bindung von pFn an phagozytierende Zellen eine erhöhte Bindung der Pneumokokken an die Phagozyten. Dagegen beeinflusste die Rekrutierung von pFn an die Pneumokokkenoberfläche nicht die Phagozytose. Bisher konnte nicht eindeutig geklärt werden, welche Funktion Fibronektin während der Infektion mit Pneumokokken ausübt. Neben seinen multifunktionellen Bindungseigenschaften stellt das hochkonservierte Protein PavB einen interessanten Bestandteil für ein neues, Protein-basiertes Pneumokokkenvakzin dar.
Im Bereich der Orthopädie und Traumatologie fordern die zunehmende Zahl an Non-Union- und Delayed-Union-Frakturen sowie auch aus volkswirtschaftlicher Sicht die zunehmend alternde Gesellschaft mit entsprechend medizinischen Komplikationen neue Ansätze im Bereich des Tissue Engineerings. Bisherige Fortschritte diesbezüglich lassen sich hauptsächlich im Bereich des viralen Gentransfers mit Knocheninduktion durch Bone morphogenic Proteins (BMPs) sowie durch die Verwendung von Matrixgerüsten mit entsprechenden Plasmiden erkennen. Rückschläge im Bereich des viralen Gentransfers sowie die große Aufwendigkeit in der Herstellung der Matrixgerüste fordern jedoch andere Methoden. Hierbei ist Calcium-Phosphat als non-viraler Vektor eine Möglichkeit. Sfeir et al. entwickelten Nanopartikel aus Calcium-Phosphat (NanoCaPs), die die gewünschte Plasmid-DNA schützend umschließen und in die Zelle transportieren. Da die Transfektion durch viele Faktoren beeinflusst wird, erfolgte die Optimierung dieser für HeLa-Zellen in vitro. Als Markerplasmid fand das gWIZ™ (Green Fluorescent Protein) Verwendung. Die untersuchten und variierten Parameter waren die Inkubationszeit der Transfektionslösung auf den Zellen, Mediumzusätze wie Serum und Antibiotikum sowie unterschiedliche Verhältnisse von Vektor zu DNA. Hierbei konnte eine optimale Inkubationszeit von 48 Stunden eruiert werden. Weiterhin ergab sich die Notwendigkeit von Serum als Mediumzusatz, wobei die Hinzugabe von Antibiotikum als fakultativ zu bewerten ist. Ein optimales Konzentrationsverhältnis konnte bei 1 : 5 bzw. 1 : 10 (DNA zu NanoCaPs) gefunden werden. Vergleichend fanden Untersuchungen mit einem etablierten Vektorsystem, dem kationischen Lipid Lipofectamine™ 2000, statt. Eine ähnliche Optimierung wie bei den NanoCaPs erfolgte, wobei sich hierbei gute Ergebnisse bei Konzentrationsverhältnissen von 1 : 4 sowie 1 : 5 (DNA zu Lipofectamine™ 2000) ergaben. Im quantitativen Vergleich dieser beiden non-viralen Vektorsysteme mittels FACS-Analyse konnten bei den NanoCaPs durchschnittlich 5,9 % transfizierte Zellen bei einem Verhältnis von 1 : 5 (DNA zu NanoCaPs) und bei einem Verhältnis von 1 : 10 (DNA zu NanoCaPs) 11,7 % detektiert werden. Bei Lipofectamine™ 2000 ergaben sich für das Konzentrationsverhältnis 1 : 4 (DNA zu Lipofectamine™ 2000) durchschnittlich 16 % transfizierte Zellen und bei 1 : 5 (DNA zu Lipofectamine™ 2000) 19,7 %. Mittels dieser Nachweismethode werden jedoch nur lebende Zellen gezählt, so dass der bekannten Zytotoxizität des Lipofectamine™ 2000 nur ungenügend Beachtung geschenkt wird. So wird der Anteil transfizierter Zellen zugunsten des Lipofectamine™ 2000 verschoben. Für Calcium-Phosphat hingegen konnte mikroskopisch keine Zytotoxizität beobacht werden und auch in der Literatur ist diese in nur sehr geringem Maße beschrieben. Mit dem Ziel, die NanoCaPs später im Bereich der Knochenbruchheilung zur Proteininduktion einzusetzen, erfolgten weitere Versuchsreihen mit NanoCaPs in vivo. Hierbei konnte bei subkutaner Applikation beim Kaninchen eine erfolgreiche Transfektion mit einzelnen Unterbrechungen für 7 Tage detektiert werden. In Hinblick auf die Hinzugabe von Fibrin als Lösungsstabilisator bzw. Carrier-Matrix zu den NanoCaPs konnte keine Veränderung im Transfektionsergebnis beobachtet werden. Auch in vivo wurden verschiedene Konzentrationsverhältnisse angewendet, wobei sich bei einem Verhältnis von 1:4 (DNA:NanoCaPs) an 5 Tagen positive Banden für GFP im Western Blot zeigten. Weiterhin erfolgte die In-vivo-Testung bei einem Critical-Size-Modell am Kaninchenfemur. Hierbei konnte insgesamt jedoch nur eine positive Bande erkannt werden. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die NanoCaPs erfolgreich in vitro wie auch in vivo transfizieren. Bei der Anwendung in vitro Bedarf es - wie bei anderen non-viralen Vektorsystemen auch - einer Feinabstimmung der einzelnen Parameter, um eine optimale Transfektionseffizienz zu erreichen. Wenn auch in vivo eine deutlich geringere Anzahl an transfizierten Zellen vorlag, so konnte in anderen Studien gezeigt werden, dass schon bei 0,1 % an transfizierten Zellen ein biologischer Effekt durchaus möglich ist. Dieser biologische Effekt könnte in zukünftigen Studien mittels Verwendung eines Bone Morphogenic Proteins anstelle des Green Fluorescent Protein als Genprodukt untersucht werden.
Hintergrund: In einem modernen Krankenhaus gewinnt die Qualitätssicherung zunehmend an Relevanz. Sie ist nicht nur gesetzlich vorgeschrieben, sondern schafft auch internes und externes Vertrauen zwischen den Akteuren im Gesundheitswesen. Dabei nimmt in Deutschland vor allem die Bedeutung altersbedinger Erkrankungen aufgrund des demografischen Wandels zu. Eine typische altersbedingte Erkrankung ist die Katarakt. Ziel dieser Arbeit ist es, nach bestimmten Qualitätskriterien die im Berichtszeitraum (April 2005 bis Juni 2006) in der Universitäts-Augenklinik Greifswald durchgeführten Kataraktoperationen zu beurteilen. Methoden: Als Datenbasis diente eine Ablaufdokumentation der AOK, welche im Rahmen eines Vertrages über „Ambulantes Operieren und stationsersetzende Eingriffe im Krankenhaus“ erhoben wurde. Die Daten (N=347) wurden mittels verschiedener statistischen Verfahren ausgewertet. Ergebnisse: Die im Berichtszeitraum durchgeführten Kataraktoperationen wurden vor allem nach den „Hauptqualitätskriterien“ beurteilt. Dazu gehören: (1) Visus, (2) Refraktion, (3) postoperative Befund, (4) Patientenzufriedenheit. Diskussion: Die Studie ist mit anderen in Deutschland und international durchgeführten Studien vergleichbar, wobei die krankenhauspezifischen Besonderheiten herausgearbeitet wurden.
Die Arbeit befasst sich mit der Parameterbestimmung in gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen aus gegebenen Messdaten. Als Zielfunktion wird die quadratische Abweichungen betrachtet, ebenso wie die Betragssummen- und Tschebyschev-Norm der Differenz von der Lösung der gewöhnlichen Differentialgleichung und des Messwert-Vektors. Zur Anwendung kommen dabei sowohl iterative Optimierungsverfahren als auch direkte Methoden der optimalen Steuerung.
Die bedeutende Rolle eines insulinomimetischen Stoffwechsel- und Signalmilieus in glykogenotischen hepatozellulären Präneoplasien konnte in zwei etablierten Rattenmodellen der Zirrhose-unabhängigen Hepatokarzinogenese unlängst belegt werden. Trotz des Einwirkens unterschiedlicher Karzinogene verläuft dieser Prozess sowohl im Modell der niedrigdosierten intrahepatischen Pankreasinseltransplantation in diabetischen Ratten als auch im chemischen Modell mit nicht-diabetischen Ratten nach N-Nitrosomorpholin (NNM)-Exposition nach der typischen glykogenotisch-basophilen Entwicklungssequenz mit ausgeprägten Ähnlichkeiten bezüglich Morphologie und molekularbiologischen Veränderungen. Welche Bedeutung insulinomimetische Mechanismen während der weiteren Karzinogenese in diesen Modellen noch haben und welche zusätzlichen pathogenetischen Faktoren hinzukommen, ist bisher weitgehend unbekannt und soll durch eine globale Genexpressionsanalyse näher beleuchtet werden. Dazu wurden verschiedene morphologische Karzinogenesestadien von Ratten aus dem Inseltransplantations- und NNM-Modell mit Hilfe der komparativen cDNA-Mikroarray-Technik auf intraindividuelle Expressionsveränderungen mehrerer tausend Gene untersucht. Neben glykogenotischen Präneoplasien, weiter fortgeschrittenen gemischtzelligen Präneoplasien und hepatozellulären Karzinomen (HCC) aus dem Transplantationsmodell Streptozotocin (Stz)-diabetischer Ratten sowie glykogenotischen Präneoplasien und HCC aus dem NNM-Modell befand sich auch eine Gruppe autoimmun-diabetischer Ratten mit glykogenotischen Präneoplasien nach Inseltransplantation unter den Versuchstieren. Mit Hilfe dieser Versuchsgruppe sollten potentiell relevante Unterschiede der Expressionsveränderungen zwischen den glykogenotischen Präneoplasien der verwandten Transplantationsmodelle aufgedeckt werden, welche auf die einmalige Stz-Applikation im klassischen Transplantationsmodell zurückzuführen sein könnten. Die Expressionveränderungen betreffen in beiden Modellen mehrere hundert Gene aus zahlreichen zellulären Prozessen, wobei insgesamt (2512 versus 1717) und bei Gegenüberstellung der korrespondierenden Stadien im klassischen Inseltransplantationsmodell stets mehr Gene alteriert sind als im NNM-Modell. Am geringsten ist die Zahl alterierter Gene in den glykogenotischen Präneoplasien der autoimmun-diabetischen Ratten. Die in allen Versuchsgruppen prozentual am stärksten von den Expressionsveränderungen betroffenen Gene stammen von intrazellulären Signalmediatoren, Transkriptionsregulatoren und Membranrezeptoren. Aus dem Bereich des Grundstoffmetabolismus sind Lipid- und Kohlenhydratstoffwechsel am stärksten betroffen. Insgesamt gibt es bezüglich der alterierten Zellprozesse keine wesentlichen Unterschiede zwischen den einzelnen Versuchsgruppen. Die Expressionsveränderungen nehmen bis zur Vervierfachung im Karzinomstadium im Verlauf der Karzinogenese in beiden Modellen zu (kumulativer Effekt). Unter den alterierten Genen finden sich neben solchen des Glukose-Turnovers und der Insulin-Signaltransduktion zahlreiche weitere Karzinogenese-assoziierte Gene, darunter lipogene Mediatoren, mehrere Wachstumsfaktoren (ErbB-, FGF- und Annexin-Familie), Mediatoren der Angiogenese, Apoptoseregulation und der intrazellulären Signaltransduktion, onkogene Transkriptionsfaktoren, DNA-Reparaturgene sowie einige bekannte Protoonko- und Tumorsuppressorgene. Die Expressionsveränderungen sprechen auch für eine Rolle von insulinomimetischen Mechanismen in der späten experimentellen Hepatokarzinogenese, wobei diese eher durch andere Karzinogenese-assoziierte Phänomene als durch direkte Insulinrezeptor-Signalübertragung aufrechterhalten werden könnten. So ließen sich einige Expressionsveränderungen des Glukosestoffwechsels zum Beispiel mit Hilfe des Warburgeffekts oder als Hypoxie-induziert erklären. Darüber hinaus liefern vorliegende Ergebnisse Anhaltspunkte für weitere pathogenetisch relevante Mechanismen während der Karzinogeneseprogression in den untersuchten Modellen. Dazu gehören unter anderem der wachstumsfördernde Einfluss von überexprimierten Wachstumsfaktoren der ErbB-Familie und lipogenen Mediatoren aber auch die Dysregulation des intrazellulären Signalkaskadennetzwerks und des programmierten Zelltods. Die Alteration derselben zellulären Prozesse im Transplantations- und NNM-Modell bestätigt eine große Übereinstimmung im Verlauf der Karzinogenese in beiden Modellen auf Transkriptionsebene. Insgesamt sind die Alterationen im Stz-Modell stärker ausgeprägt. Sowohl die Anzeichen für mögliche vorübergehende Stz-induzierte Genexpressionsveränderungen in den klarzelligen Präneoplasien als auch Ursache und tatsächliche kausalpathogenetische Bedeutung der hier nachgewiesenen Expressionsveränderungen müssen durch weitere Untersuchungen validiert und gezielter analysiert werden.
In dieser Arbeit gilt es die „Beeinflussung der Trommelfellwundheilung der Ratte durch Blockade des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors“ (nach akuter traumatischer Trommelfellperforation) genauer zu betrachten. Die Arbeitshypothese dieser Ausarbeitung lautet, ob Erlotinib (ein kleinmolekularer Tyrosinkinase-Inhibitor), systemisch in unterschiedlich hohen Dosierungen appliziert, in der Lage ist, eine chronische Trommelfellperforation zu generieren. Erlotinib ist ein sehr potenter und spezifischer Inhibitor des EGFR, wobei langfristiges oder repetitives Einwirken jedoch eine Grundvoraussetzung für die Wirkungsentfaltung ist. Eine chronische Trommelfellperforation ließ sich in dieser Versuchsreihe nicht erwirken. Es kam zu einer Verzögerung des Wundheilungsprozesses bei Verabreichung von Erlotinib, ohne dass der Wundheilungsprozess jedoch vollständig gestoppt werden konnte. Die hervorgerufene Verzögerung ist jedoch mit hohen Nebenwirkungen behaftet (Diarrhoe, Gewichtsverlust sowie vorzeitiger Exitus). Die Arbeitshypothese ist damit als nicht erfüllt anzusehen. Im Rahmen dieser Versuchsreihe wurde hingegen erneut die Tatsache bestätigt, dass der Tyrosinkinase-Inhibitor an sich keine histologischen Veränderungen an EGF-haltigen Geweben bewirkt. Veränderungen histologischer Art fanden erst während des Wundheilungsprozesses nach akuter traumatischer Trommelfellperforation statt. Die Studie wirft neue Fragen bezüglich der Verträglichkeit von Erlotinib im Rahmen systemischer Applikation auf. In früheren Studien bestand an der guten Verträglichkeit dieses Medikamentes nahezu kein Zweifel. Eine nähere Erforschung diesbezüglich und eventuell die Entwicklung geeigneter Freisetzungssysteme, durch welche eine lokale Therapieform ermöglicht würde, gelten daher als entscheidende, noch zu lösende Problemstellung bei der Anwendung von Tyrosinkinase-Inhibitoren.
Staphylococcus aureus ist einer der bedeutendsten Erreger von Infektionen der Milchdrüse (Mastitis). In dieser Arbeit wurden 16 S. aureus-Isolate aus bovinen Mastitisinfektionen unterschiedlicher geografischer Herkunft umfassend charakterisiert, um tiefere Einblicke in die Wirtsspezifität von S. aureus zu erlangen. Das bovine Mastitisisolat S. aureus RF122, dessen Genomsequenz seit kurzem verfügbar ist, wurde zum Vergleich in die Studien einbezogen. Mittels Multilocus Sequence Typing wurde die klonale Verwandtschaft der Stämme analysiert und ihre Zugehörigkeit zu bestimmten Sequenztypen bzw. klonalen Komplexen ermittelt, von denen einige unter bovinen S. aureus-Isolaten weltweit sehr verbreitet sind.Zum Nachweis von virulenz- und resistenzassoziierten Genen, sowie regulatorischen und speziesspezifischen Markergenen wurde ein diagnostischer DNA-Microarray eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass das individuelle Profil der Isolate sehr stark variierte und sich selbst Stämme mit dem gleichen Sequenztyp in ihrem variablen Genom teilweise erheblich unterschieden. Nur 43 Gene, die u.a. für Hämolysine, Proteasen, Leukocidine kodieren, waren in allen Stämmen konserviert. Es wurde auch die Existenz einiger als bovin-spezifisch angesehener Gene, bzw. die Abwesenheit humanspezifischer Gene nachgewiesen. Zusätzlich wurde die Expression von Virulenzfaktoren mittels 2D-Gelelektrophorese und massenspektrometrischer Identifizierung analysiert. Wie erwartet unterschieden sich die extrazellulären Proteommuster der einzelnen Stämme stark. Nur zwölf sekretierte Proteine wurden (in unterschiedlicher Menge) von mindestens 80 % der bovinen Isolate gebildet, und bilden das sogenannte „Core-Exoproteom“. Auch Isolate mit nahezu identischer genetischer Zusammensetzung unterschieden sich z.T. erheblich in ihrem Exoproteom, was sehr gut mit der Transkription des Virulenzgenregulators RNAIII korrelierte. Weiterhin wurde die mitogene Wirkung der Kulturüberstände auf humane und bovine PBMC (mononukleäre Zellen aus peripherem Blut) untersucht. Dabei fiel auf, dass zwei Isolate, welche Gene der bovinen Pathogenitätsinsel SaPIbov trugen, bovine T-Zellen stärker als humane stimulierten, was auf wirtsspezifische Unterschiede in der Aktivität dieser Superantigene hindeutet. Schließlich konnten durch den Vergleich mit S. aureus-Isolaten aus humanen Infektionen bestimmte Proteine ermittelt werden, die häufiger mit einem bestimmten Wirt assoziiert sind. Die Variabilität in der Expressionshäufigkeit dieser Proteine könnte mit der Wirtsspezifität von S. aureus im Zusammenhang stehen. Als pathogener Mikroorganismus ist S. aureus hohen Konzentrationen an reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies (ROS und RNS) ausgesetzt, die im Rahmen der unspezifischen Wirts-Immunantwort gebildet werden. Um das Verständnis über seine Anpassungsstrategien zu erweitern, wurden vier Substanzen, die oxidativen bzw. nitrosativen Stress verursachen, eingesetzt: Wasserstoffperoxid (H2O2), eine Vorstufe des stark toxischen Hydroxylradikals; Diamid, ein spezifisches Thiol-Oxidationsmittel, die Superoxidanion-generierende Substanz Paraquat, sowie der NO-Donor MAHMA NONOate. Für jeden Stressor wurden Proteomsignaturen durch Auftrennung der cytoplasmatischen Proteine mittels 2D-Proteingelelektrophorese und anschließender massenspektrometrischer Identifizierung erstellt. Die zu verschiedenen Zeitpunkten nach Stressauslösung neu synthetisierten Proteine wurden mittels L-[35S]-Methionin radioaktiv markiert und quantifiziert. Mindestens zweifach induzierte Proteine wurden als Markerproteine für einen bestimmten Stressor definiert. Durch Zugabe von 10 mM H2O2 wurden verstärkt Proteine synthetisiert, die an Synthese, Reparatur oder Schutz von Nukleinsäuren oder DNA beteiligt sind, was bestätigt, dass die DNA ein Hauptziel H2O2-induzierter Schädigung ist. Unter Einfluss von 10 nM Paraquat wurden Proteine mit sehr unterschiedlichen biologischen Funktionen, wie z.B. Aminosäuresyntheseenzyme und Cofaktoren, induziert. Der durch 1 mM Diamid induzierte Thiolstress führte wie erwartet zur verstärkten Neusynthese CtsR und HrcA-kontrollierter Chaperone und Proteasen, was auf die Akkumulation fehlgefalteter Proteine hindeutet, die höchstwahrscheinlich durch nichtnative Disulfidbrücken an den Thiolgruppen der Cysteinreste entstanden sind. Die Induktion von Peroxiredoxinen und einer Thioredoxinreduktase lassen auf ein gestörtes Redoxgleichgewicht in der Zelle schließen. Die Effekte von NO ähnelten denen, die auch unter Sauerstofflimitation beobachteten wurden. Viele Markerproteine sind in Glykolyse und Fermentation involviert und durch Nachweis der entsprechenden Fermentationsprodukte konnte eine höhere Aktivität fermentativer Stoffwechselwege bestätigt werden. Die Fähigkeit, unter Einfluss von NO auf anaeroben Metabolismus umzuschalten, könnte ein entscheidender Vorteil von S. aureus und essentiell für seine höhere Resistenz gegenüber NO sein.
WOKW-Ratten entwickeln ein komplettes und ein der humanen Erkrankung ähnliches Metabolisches Syndrom mit Adipositas, Hyperinsulinämie sowie Hyperleptinämie, Dyslipidämie und verminderter Glukosetoleranz. In der vorliegenden Arbeit wurden kongene Ratten durch Kreuzung zwischen kranken WOKW und krankheitsresistenten DA-Ratten generiert, die als DA.3aW (Chr. 3; D3Mgh5-D3Rat1), DA.3bW (Chr. 3; D3Mit10-D3Rat189), DA.5W (Chr. 5; D5Mgh6-D5Mit5), DA.10W (Chr. 10; D10Mgh2-D10Rat4) und DA.16W (Chr. 16; D16Rat88-D16Wox7) bezeichnet wurden. Diese kongenen Stämme wurden zunächst longitudinal hinsichtlich einzelner Faktoren des Metabolischen Syndroms untersucht. Die phänotypische Charakterisierung zeigte, dass die kongenen Ratten Facetten des Metabolischen Syndroms entwickeln und somit Gene in den kongenen WOKW-Bereichen auf den Chromosomen 3, 5, 10 und 16 der Ratte den Adipositas Index, die Körpermasse, die Seruminsulin- und Serumleptinwerte sowie die Serumlipide in Abhängigkeit des Chromosoms und des Geschlechts der Ratten beeinflussen. Zur Identifikation möglicher Kandidatengene wurde die mRNA-Expression einzelner Gene, die innerhalb der kongenen Bereiche liegen, mittels qRT-PCR in Fettgewebe, Leber, Hypothalamus und teilweise auch in der Niere untersucht. Basierend auf der Tatsache, dass DA.3aW phänotypisch besonders von DA abweicht, lag der Fokus der Genexpressionsanalysen auf Genen, die innerhalb des kongenen Bereiches auf dem distalen Chromosom 3 (D3Mgh5-D3Rat1) kartieren. Interessanterweise konnte eine signifikant geringere mRNA-Expression von Pck1 in Leber und Niere von DA.3aW sowie WOKW im Vergleich mit DA nachgewiesen werden. In der daran anknüpfenden Sequenzierung konnte ein SNP in der codierenden Sequenz von Pck1 (4384T/C) dokumentiert werden. WOKW sowie DA.3aW, Ratten die ein komplettes bzw. Facetten des MetS entwickeln, sind Träger des C-Allels. Somit könnte dieser SNP das Risiko an Facetten des MetS zu erkranken, in Ratten beeinflussen. Außerdem konnten Snta1, Pofut1, Dlgap4 und Pltp, die auch in der kongenen Region in DA.3aW liegen, als mögliche Kandidatengene identifiziert werden. Auch die auf dem Chromosom 10 liegenden Gene Acox1, Galr2 und Cygb könnten auf Grund der Expressionsergebnisse in der Entstehung von Hyperleptinämie und Hyperinsulinämie in DA.10W bzw. WOKW involviert sein. Des Weiteren wurde mittels Genexpressionsanalyse festgestellt, dass Gene innerhalb des kongenen Bereiches auf dem Chromosom 5 die Expression von Pparg und Adipoq im Fettgewebe beeinflussen, da die Expression dieser Adipokine in DA.5W-Ratten signifikant erhöht ist im Vergleich mit DA. Außerdem müssen Gene in den kongenen Regionen auf den Chromosomen 5 und 16 für eine veränderte Expression von Fasn, Glut4 und Lpl verantwortlich sein. Zum Schluss konnte ein Zusammenhang zwischen der Anzahl von TTT-Repeats in der 3'UTR von Repin1 und der Proteinmenge nachgewiesen werden. Weicht die Anzahl der TTT-Repeats vom WT-Allel ab, dann ist die Repin1-Konzentration im subkutanen sowie epididymalen Fettgewebe verschiedener Rattenstämme erhöht.
Ziel: In der aktuellen S3-Leitlinie zur Diagnostik und Therapie des Mammakarzinoms sind nur Palpation und Mammographie explizit als Nachsorgeuntersuchungen gefordert. Die Sonographie findet nur als Zusatzuntersuchung Erwähnung. Bei unklaren Befunden kann ergänzend eine MRT durchgeführt werden. Die Sensitivität von Palpation, Mammographie und Sonographie nach brusterhaltender Therapie (BET) und Radiatio und der Palpation und Sonographie nach Mastektomie als Einzelmethoden und deren Kombinationen wurden analysiert, um zu prüfen, welchen Stellenwert sie haben. Als weiterer Aspekt erfolgte eine Untersuchung des Aussagewertes von Ultraschallkriterien für die Dignitätsvorhersage in der Beurteilung sonographischer Befunde in der Rezidivdiagnostik des Mammakarzinoms. Material und Methoden: In einem Zeitraum von 12 Jahren ist bei Rezidivverdacht nach BET und Radiatio in 27 Fällen eine histologische Sicherung erfolgt (n = 16 benigne: 59,35, n = 11 maligne: 40,7%). Nach Mastektomie wurden 57 Fälle mit histologischer Sicherung ermittel (n = 15 benigne: 26,3%, n = 42 maligne: 73,7%). Präoperativ erfolgte eine palpatorische, sonographische und nach BET eine mammographische Dignitätsbeurteilun (BI-RADS-äquivalent). Mithilfe der Vierfeldertafel wurden Sensitivität, Spezifität, pVHSW, nVHSW und Effizienz ermittelt. Für alle sonographischen Herdbefunde wurde die Häufigkeit von sonographischen Kriterien (Randkontur, Echodensitität, Echostruktur, retrotumorröses Schallverhalten, Komprimierbarkeit, L/T-Quotient, Tumorachse) bei histologisch malignen und benignen Befunden ermittelt und eine Risikoschätzung durch Berrechnung der odds-ratio (OR) vorgenommen. Ergebnisse: Die Sensitivität und Spezifität nach BET und Radiatio betrugen für die Palpation 72,7% und 25%, für die Mammographie 36,4% und 87,5% und für die Sonographie 90,9% und 68,8%. Bei der Kombination von Palpation und Mammographie ergab sich eine Sensitivität von 81,8% und Spezifität von 6,2%. Bei Kombination aller 3 Methoden errechnete sich eine Sensitivität von 100%, was eine Steigerung der Sensitivität durch die Sonographie gegenüber der Kombination Palpation und Mammographie um 18,2% bedeutet. Die Sensitivität und Spezifität nach Mastektomie betrugen für die Palpation 85,7% und 6,7%, für die Sonographie 90,5% und 46,7%. Bei der Kombination von Palpation und Sonographie errechnete sich eine Sensitivität von 100%, was eine Steigerung der Sensitivität durch die Sonographie um 14,3% gegenüber der Palpation als Einzelmethode bedeutet. 5 palpatorisch okkulte Rezidive wurden ausschließlich durch die Sonographie diagnostiziert. Für alle Herdbefunde erzielte die Sonographie eine Sensitivität von 91,1% und Spezifität von 52,9%. Außer für die „waagerechte Tumorachse“ mit einer OR von 0,29 und die „teils echoarme, teils echoreiche Echodensität“ mit einer einer OR von 0,26 fanden sich keine statistisch signifikanten Häufigkeitsverteilungen von sonomorphologischen Merkmalen. Somit konnten keine führenden Malignitäts-und Benignitätskriterien ermittelt werden. Dies erklärt sich vorwiegend durch das gehäufte Auftreten von malignen Kriterien bei benignen Befunden und führte somit zur niedrigen Spezifität der Sonographie. Schlußfolgerung: Die Ergebnisse unserer retrospektiven Untersuchung zeigen in Übereinstimmung mit mehreren anderen Publikationen eine Überlegenheit der Sonographie gegenüber der Palpation und Mammographie in der Rezidivdiagnostik des Mammakarzinoms. Prospektive Multicenterstudien zur Evaluation der Sonographie in der Nachsorge sind notwendig, um mit einem hohen Evidenzgrad eine Empfehlung zur Änderung der derzeitig gültigen S3-Leitlinien abgeben zu können.
Es wurde ein Versuchsaufbau für die Behandlung von Titanproben mittels der Plasma-Immersions-Ionen-Implantation konzipiert, konstruiert und aufgebaut. Im Unterschied zu üblichen PIII-Anlagen wurde hier eine kapazitiv gekoppelte RF-Entladung als Hintergrundentladung mit zwei koplanaren Elektroden direkt über den zu behandelnden Titanproben benutzt. Auf diese Weise war es möglich unter Verwendung von Kupfer für die Elektroden und den Probenhalter, die Titanproben mit Kupfer zu dotieren und parallel, durch die Wahl geeigneter Prozessgase, zu oxidieren. Zusätzlich waren neben Prozessgaskontrollern auch Flüssigkeitskontroller vorhanden, so dass mit diesem Versuchsaufbau Gase, verdampfte Flüssigkeiten und erodierte Metalle in verschiedensten Kombinationen gleichzeitig als Prozessgas für die PIII zur Verfügung gestellt werden konnte. Wie bei PIII-Prozessen erforderlich, waren die Hochspannungshöhe und -dauer einstellbar. Der Strom wurde so gemessen, dass er die Ionendosis wider gibt und für die Temperaturmessung der Substratoberfläche wurde ein in-situ Pyrometer verwendet. Die relevanten elektrischen Parameter wurden mittels eines Oszilloskops bestimmt. Es stellte sich heraus, dass ein Gesamtionenstrom von bis zu 48mA implantiert werden konnte. Dies entspricht bis zu 3.5 x 1015 Ionen cm-2 s-1 und dementsprechend einem Energiestrom von bis zu 5 J cm-2 s-1. Die daraus resultierenden Temperaturen der Substratoberfläche betrugen bis zu 600 °C. Diese Parameter bewegen sich durchaus im Parameterfeld herkömmlicher Anlagen. Der erste inhaltliche Arbeitsgegenstand dieser Arbeit bestand darin, die Oberfläche der Titanproben unter Verwendung von Sauerstoff als Prozessgas mit einem ausreichend dicken und idealerweise kristallinen Titandioxid zu modifizieren. Auf diese Weise wurde die undefinierte natürliche Oxidschicht durch ein definiertes Oxid ausgetauscht. Röntgen-Diffraktometrie Messungen der modifizierten Proben ergaben neben alpha-Titan auch Rutil als primäre Kristallstruktur in der Oberfläche. Durch Variation der Prozessparameter, speziell des Duty-Cycle und damit des Ionenstroms bzw. der Temperatur der Titanproben, konnte die Konzentration an Rutil direkt gesteuert werden. Der zweite inhaltliche Arbeitsgegenstand bestand in der Modifikation des Prozesses und des Versuchsaufbaus zur Dotierung des Titans mit einem antimikrobiell wirksamen Metall, wobei Kupfer aufgrund seiner biologischen Eigenschaften favorisiert wurde. Um die positiven physikochemischen Eigenschaften der Titandioxidoberfläche bestmöglich zu nutzen, wurde parallel zur Dotierung mit Kupfer eine definierte Titandioxid-Schicht erzeugt. Als Prozessgas wurden dafür sauerstoffhaltige Gase, speziell Sauerstoff und Wasserdampf verwendet. Es zeigte sich, dass mit Sauerstoff aufgrund des hohen atomaren O Anteils CuO und TiO2 erzeugt, während mit Wasserdampf, aufgrund der reduzierenden Wirkung des Wasserstoffs, bis zu 30% metallisches Kupfer in die TiO2 Matrix eingebracht werden konnte. Zusätzlich konnte ein Übergang von alpha-Titan für kleine Ionendosen zu Rutil für Dosen oberhalb von 4 x 1018 Ionen cm-2 und 450 °C festgestellt werden. Weiterhin zeigten die Diffraktogramme Ti3O als Übergangsmodifikation, jedoch keine Kupfer- oder Kupferoxidkristalle. Durch geeignete Prozessparameterwahl ist es daher selbst bei geringen Implantationsspannungen von 10 kV möglich, einen bis zu 200nm dicken Verbund aus kristallinem TiO2 (Rutil) angereichert mit metallischem Kupfer zu erzeugen. Ein zusätzlicher Arbeitsgegenstand bestand in exemplarischen Zelltests mit Staphylococcus aureus (MRSA) und MG-63 Zellen als Vertreter für problematische Krankenhauskeime bzw. als Modellorganismus für Knochenzellen. Parallel zu diesen Versuchen wurde das Kupfer-Release der mit Kupfer dotierten Titanoberfläche bestimmt. Mit höheren Ionendosen während der Ionenimplantation konnten die Proben dahingehend modifiziert werden, dass eine höhere Kupferkonzentration aus dem Verbund ausgelöst wurde. Dieser Verlauf spiegelte sich auch in den Zelltests wieder. Während die Vitalität der MG-63 Zellen mit steigender Dosis abnahm, stieg die antibakterielle Wirkung an. So konnten über 95% der Bakterien getötet werden, wobei die Zellvitalität mit 80% im Vergleich zur Zelle auf dem Deckgläschen immer noch sehr hoch war. Weiterhin wurde eine brauchbare numerische Simulation erstellt, die ein besseres Verständnis der physikalischen Prozesse auf und unter der Oberfläche der zu modifizierenden Proben ermöglichte. Zusätzlich kann, basierend auf dieser Simulation, eine Prozessabstimmung geschehen. In die Simulation gingen die mit der Software TRIM simulierten Tiefenprofile, Sputterraten der einzelnen Oberflächenelemente, Elementanteile der Oberfläche sowie der einfliegenden Ionen und deren Energie mit ein. Dabei zeigte sich, dass die experimentell erhaltenen Tiefenprofile mit diesem Modell bis zu einem gewissen Genauigkeitsgrad qualitativ und quantitativ erklärt werden können.
In der heutigen Arzneimitteltherapie stellt die orale Verabreichung die bevorzugte Applikationsart dar, folglich ist die orale Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe für den Therapieerfolg von großer Bedeutung. Eine Vielzahl der neuen Arzneistoffe ist lipophil und schlecht wasserlöslich, somit weisen sie oft schlechte Voraussetzungen für die orale Therapie auf. Gleichermaßen können intestinaler Metabolismus und Efflux-Transporter die systemische Verfügbarkeit von Arzneistoffen vermindern. Nichtionische Tenside beeinflussen die orale Bioverfügbarkeit von Arzneistoffen auf unterschiedliche Weise. Lange Zeit herrschte die Annahme, dass Hilfsstoffe wie Tenside pharmakologisch inert sind, und sie wurden hauptsächlich in klassisch technologischem Sinn als Solubilisatoren eingesetzt. Diese Annahme ist widerlegt, jedoch sind derzeit nur wenige Studien publiziert, in denen die Stabilität von nichtionischen Tensiden im Gastrointestinaltrakt oder Interaktionen mit Enzymen untersucht wurde. Ein Ziel dieser Arbeit war es, pharmazeutisch genutzte nichtionische Tenside unterschiedlicher Struktur hinsichtlich ihrer Stabilität unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen. Ausgewählt wurden die ethoxylierten Verbindungen Polysorbat 80 und D-α-Tocopherol Polyethylenglykol (1000) Succinat (TPGS) sowie der Saccharosefettsäureester Surfhope® SE D 1216 (Saccharoselaurat). Kapitel 1 und 2 beschreiben die Entwicklung analytischer Methoden für diese sehr heterogen zusammengesetzten Verbindungen, die auf chromatographischer Trennung mittels HPLC (High Performance Liquid Chromatography) und Detektion mit einem Charged Aerosol-Detektor (CAD), massenselektiven Detektor (MSD) und UV-Detektor basieren. Die Inkubation von Polysorbat 80 und TPGS in HCl-Lösung (pH 1,0) bei 37°C, wodurch die physiologischen Bedingungen im Magen dargestellt werden sollten, ergab einen geringfügigen Abbau von 9,5% (± 3,0%) bzw. 3,4% (± 0,4%) innerhalb von 8 h. Saccharoselaurat unterlag einem Abbau von über 50% innerhalb von 8 h, während sich alle drei Verbindungen in Wasser stabil zeigten. In den letzten Jahren erlangten neue Technologien, die schlecht wasserlösliche Wirkstoffe oral verfügbar machen sollen, immer mehr an Bedeutung. Umfassende Entwicklungsarbeit kommt dabei selbst-emulgierenden Lipidsystemen zu. SEDDS (Self-emulsifying Drug Delivery Systems) enthalten mitunter große Mengen an nichtionischen Tensiden. Da der Erfolg dieser Formulierungen maßgeblich vom Ausmaß des Triglyceridabbaus sowie Entstehung und Art der Abbauprodukte abhängt, wurde ein Einfluss durch diese amphiphilen Verbindungen getestet. In Kapitel 3 wird die inhibitorische Wirkung von nichtionischen Tensiden auf den Triglyceridabbau durch die Pankreaslipase untersucht. Als weitere Tenside wurden die Macrogolglycerolfettsäureester Cremophor® EL und Cremophor® RH 40 hinzugezogen. Alle Verbindugen hemmen den Triglyceridabbau konzentrationsabhängig bereits unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration. Weiterhin wurde die Stabilität der Tenside selbst gegenüber Pankreasenzymen getestet, da ein Abbau ebenfalls die Solubilisierungskapazität der gastrointestinalen Flüssigkeit vermindern kann. Die Fettsäureester von Polysorbat 80 sind zu 14,0% (± 1,0%) hydrolysiert worden. Im Fall von Cremophor EL wurden 14,4% (± 3,3%) hydrolysiert, während sie bei Cremophor RH 40 zu einem geringeren Anteil von 6,1% (± 2,8%) abgebaut wurden. TPGS und Saccharoselaurat zeigten sich stabil gegenüber Pankreasenzymen. Gegenstand neuester Forschung ist ferner die Möglichkeit der Beeinflussung intestinaler arzneistoffmetabolisierender Enzyme durch nichtionische Tenside. In Kapitel 4 werden Wechselwirkungen mit dem Arzneistoffmetabolismus durch die Cytochrom P450 Isoenzyme CYP 3A4 und CYP 2C9, die beim intestinalen Metabolismus die bedeutendste Rolle spielen, untersucht. Bei allen Tensiden konnte eine konzentrationsabhängige Inhibition hinsichtlich des Metabolismus eines Modellsubstrats bereits unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration festgestellt werden. Aus diesen Ergebnissen lässt sich folgern, dass das Kriterium der pharmakologischen Indifferenz von Hilfsstoffen in vielen Fällen nicht gegeben ist. Des Weiteren verdeutlichen sie die Notwendigkeit, im Rahmen der Entwicklung von komplex zusammengesetzten Formulierungen zunächst eine Untersuchung und quantitative Bewertung des Stabilitätsverhaltens durchzuführen. Insbesondere bei selbst-emulgierenden Lipidsystemen muss berücksichtigt werden, dass sowohl der Abbau der Tenside als auch die inhibitorische Aktivität dieser gegenüber der triglyceridabbauenden Pankreaslipase maßgeblichen Einfluss auf die Arzneistoffsolubilisierung haben. Die Fähigkeit, intestinale CYP450 Enzymen zu inhibieren, eröffnet die Möglichkeit, diese nichtionenschen Tenside zur gezielten Metabolismushemmung einzusetzen. Dadurch kann die Bioverfügbarkeit von „Problemarzneistoffen“, sofern sie Substrate dieser Enzyme darstellen, erhöht werden.
Im Rahmen der Sepsis besitzt die Mikrozirkulation und insbesondere die intestinale Mikrozirkulation eine tragende Rolle in Bezug auf Organversagen und septischen Schock und ist somit ausschlaggebend für die Prognose septischer Patienten. Unser Anliegen bestand darin den antiinflammatorischen Einfluss der Antibiotika Linezolid und Tigecyclin auf die intestinale Mikrozirkulation septischer Ratten zu untersuchen. Linezolid, ein Vertreter der synthetischen Oxazolidinone, wird häufig in der Therapie der schweren gram-positiven Sepsis eingesetzt. Tigecyclin ist ein Vertreter der Glycylcycline, einer neuen Klasse von Antibiotika, und besitzt bakteriostatische Aktivität gegen ein breites Spektrum gram negativer und gram positiver Bakterien. Für unsere Untersuchungen nutzten wir das Colon ascendens Stent Peritonitis (CASP) Modell. Die Beurteilung der intestinalen Mikrozirkulation erfolgte mittels Intravitalmikroskopie. Linezolid führte zu einer statistisch signifikanten Verbesserung der intestinalen Mikrozirkulation. Die FCD der Lamina muscularis longitudinalis wurde um 30 % gesteigert, die FCD der Lamina muscularis circularis um 37 % und die FCD der Mukosa steigerte sich sogar um 64 % (p < 0,05). Linezolid besaß zudem Einfluss auf die Leukozyten Endothel Interaktionen der septischen Tiere. So sank die Anzahl temporär mit dem Endothel interagierender Leukozyten in den V1 Venolen der Submukosa um 40 % und die der adhärenten Leukozyten um 32 % signifikant (p < 0,05). Tigecyclin zeigte ebenfalls einen positiven Einfluss auf die intestinale Mikrozirkulation der septischen Tiere. Die FCD der Lamina muscularis longitudinalis verbesserte sich signifikant um 20 %, die FCD der Lamina muscularis circularis um 15 % und die FCD der Mukosa um 43 % (p < 0,05). In der Submukosa reduzierte Tigecyclin die Anzahl der adhärenten Leukozyten in den V1 Venolen signifikant um 58 % und in den V3 Venolen um 66 % (p < 0,05). Linezolid und Tigecyclin besitzen folglich neben ihren antimikrobiellen Eigenschaften auch eine antiinflammatorische Wirkung im CASP Modell der Sepsis. In klinischen Studien sollte die antiinflammatorische Wirkung und ihr Nutzen für die Therapie septischer Patienten untersucht werden, um ein weiteres Kriterium für die Auswahl der Antibiotika zur Sepsistherapie zu finden.
Die Arbeit stellt mit den Gesundheitssystemen der Bundesrepublik Deutschland, des Königreich Schweden und der Republik Estland drei europäische Gesundheitssysteme mit ihren zivilen und militärischen Anteilen vor, die sich im jeweiligen nationalen Konsens unterschiedlich entwickelt haben. Anhand der Analyse der Gesundheitssysteme werden zum einen verschiedene Wege zur Gewährleistung der Gesundheitsversorgung der Bevölkerung durch das zivile Gesundheitssystem und zum anderen auch die sanitätsdienstlichen Komponenten der Streitkräfte zur Gesundheitsversorgung der Soldaten aufgezeigt. Im militärischen Bereich des Gesundheitswesens werden sowohl die Aspekte der Versorgung im Heimatland als auch im Auslandseinsatz dargestellt. Kernfrage der Arbeit ist, ob sich aus dem Vergleich aller drei Systeme trotz unterschiedlicher Entwicklung Anstöße für die Weiterentwicklung des Sanitätsdienstes der Bundeswehr, insbesondere im Bezug auf zivil/militärische Kooperationsmöglichkeiten und/oder –notwendigkeiten sowie Synergieeffekte, ergeben.
Hohe Komorbiditätsraten deuten auf eine Überspezifikation deskriptiver diagnostischer Kategorien psychischer Störungen hin. Angststörungen und depressive Störungen sind mit einer Dysregulation zweier aktivierender körperlicher Regelsystemen, dem autonome Nervensystem und der hormonellen Stressachse assoziiert. In der aktuellen Untersuchung werden Kategorien von Patienten mit Angst- und depressiver Symptomatik hinsichtlich Herzratenvariabilität (HRV) als Marker des autonomen Nervensystems und 24h-Urincortisol als Indikator des hormonellen Systems verglichen. Diagnoseübergreifend werden Biomarker und Psychopathologieselbstberichte dimensional in Beziehung gesetzt. Die Rolle von Bewegungsverhalten, Erkrankungsdauer, Medikation sowie Alkohol- und Nikotinkonsum wird berücksichtigt. Bei den 217 untersuchten Patienten einer universitären Psychotherapieambulanz, 80% davon mit primären Angst- oder depressiven Störungen, wird einmalig vor Therapiebeginn HRV und 24h-Urincortisol erhoben. Die Ergebnisse zeigen, dass die berichtete Symptomatik in ihrer Störungsspezifizität nur bedingt mit den jeweils vergebenen Diagnosen in Übereinstimmung zu bringen ist. Patienten mit Angststörungen ohne komorbide Depression wiesen eine höhere HRV auf als Patienten mit depressiven Störungen bzw. gemischter Symptomatik. Hinsichtlich Urincortisol gab es keine Gruppenunterschiede zwischen den Diagnoseclustern. Dimensional ergeben sich positive Assoziationen zwischen Traitangst und Urincortisol. Die HRV ist negativ mit anhedonischer depressiver Symptomatik assoziiert. Medizierte Patienten hatten im Vergleich zu unmedizierten eine reduzierte HRV, diese Gruppenunterschiede konnten jedoch statistisch durch Altersunterschiede zwischen den Gruppen erklärt werden. Werden nur unmedizierte Patienten berücksichtigt, verlieren Gruppenunterschiede zwischen den Diagnoseclustern hinsichtlich der HRV ihre statistische Signifikanz. Dimensionale Zusammenhänge zwischen den Biomarkern und Psychopathologie bleiben bestehen. Bewegungsverhalten ist negativ mit Psychopathologie und Erkrankungsdauer, aber positiv mit HRV assoziiert. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der besonderen Bedeutung von Bewegungsverhalten für Psychopathologie sowie die unterliegenden biologischen Prozesse diskutiert. Darüberhinaus geben sie Hinweise darauf, dass dimensionale Diagnostik psychopathologierelevante biologische Prozesse besser abbildet als kategoriale Diagnostik.
In der vorliegenden Arbeit wurden 14 humane, nicht-kleinzellige Tumoren enthaltende Lungenresektate in einem ex-vivo isolierten humanen Lungenperfusionsmodell (IHLP) unter annähernd physiologischen Bedingungen ventiliert und perfundiert. Unter diesen Bedingungen wurden die Laserablation der Tumoren und kontinuierliche invasive Temperaturmessungen in definierten Abständen von der Laserfaser durchgeführt. Während der Ablation wurden für festgelegte Zeiträume jeweils Perfusion oder Ventilation unterbunden, um so den Einfluss dieser Faktoren auf die Temperaturentwicklung im Tumor zu untersuchen. Nach Unterbrechung sowohl der Perfusion, als auch der Ventilation wurde in den 25 verwertbaren Messungen ein signifikanter Anstieg der gemessenen Temperaturen beobachtet. Außerdem kam es nach Wiedereinsetzen der Perfusion zu einem deutlichen Temperaturabfall. Dadurch konnte bestätigt werden, dass das bereits in der Leber beschriebene „Perfusion-mediated Cooling“ auch in der Lunge wirkt. Zusätzlich konnte hier gezeigt werden, dass auch die Ventilation die Temperaturentwicklung beeinflusst – durch das „Ventilation-mediated Cooling“. Beide Faktoren haben Auswirkungen auf das Ablationsergebnis und sollten somit bei der Planung und Durchführung von Laserablationen einbezogen werden.
Ziel dieser Studie war, die Prävalenz von Borrelia burgdorferi sensu lato (s. l.) in Ixodes ricinus (I. ricinus) Zecken in Wäldern nahe Greifswald zu ermitteln und die europäischen Borrelia burgdorferi sensu lato species B. burgdorferi sensu stricto, B. afzelii, B. garinii (OspA Typen 3 bis 7), B. valaisiana und B. lusitaniae zu differenzieren. Die Zecken wurden zwischen April und Oktober 2003 in 2 Sammelgebieten (Nymphen und Adulte) und zwischen April und August 2004 in einem Sammelgebiet (nur Adulte) gefangen. Insgesamt wurden 689 Adulte (355 Weibchen, 334 Männchen) und 825 Nymphen der Spezies I. ricinus gesammelt. Adulte wurden bei DNA – Extraktion und PCR einzeln aufgearbeitet, bei den Nymphen waren je 5 Individuen zu einem Pool zusammengefasst. Es kamen verschiedene PCR Protokolle zur Anwendung, es wurde eine heminested PCR mit anschließender Restriktionsenzymanalyse, die eine Differenzierung der Genospezies erlaubte, gewählt. Im Jahr 2003 betrug die Infektionsrate adulter I. ricinus Zecken 14,9 %. Borrelien – DNA wurde in 16,8 % der Weibchen und in 12,9 % der Männchen nachgewiesen. 5,7 % der Nymphen waren positiv (Berechnung nach de Boer et al. 1993). Die mittleren Infektionsraten der zwei Sammelgebiete unterschieden sich signifikant voneinander (7,1 % bzw. 19,2 %, p= 0,005). Im Jahr 2004 unterschieden sich die Infektionsraten weiblicher und männlicher Zecken signifikant voneinander (p= 0,024): Die mittlere Infektionsrate betrug 19,9 %, wobei 25,4 % der Weibchen und 14,1 % der Männchen infiziert waren. Im Jahr 2003 war B. garinii OspA Typ 6 die häufigste Genospezies (63,9 %), gefolgt von B. afzelii (16,7 %) und B. valaisiana (11,1 %). B. garinii OspA Typ 4 und 5 und B. burgdorferi sensu stricto traten selten auf (1,4 %, 1,4 % und 5,5 %). Im Gegensatz dazu dominierte B. burgdorferi sensu stricto im Jahr 2004 (38,6 %) aufgrund der hohen Prävalenz von 65,2 % im August. 34,1 % aller Zecken waren mit B. garinii OspA Typ 6 infiziert. B. afzelii wurde in 11,4 %, B. valaisiana in 9,1 % nachgewiesen. Doppelinfektionen traten in 2,8 % (2003) und 2,3 % (2004) der Zecken auf. In Ostvorpommern wurden alle o. g. humanpathogenen Spezies und OspA – Typen außer B. lusitaniae und B. garinii OspA Typ 3 und 7 nachgewiesen. Die ermittelten Infektionsraten stimmen mit den Ergebnissen ähnlicher epidemiologischer Studien in benachbarten Regionen in Polen überein (Stanczak et al. 2000; Bukowska 2002). Am häufigsten trat B. garinii OspA Typ 6 auf, außer im August 2004, wo B. burgdorferi sensu stricto die dominante Spezies war (65,2 %). Diese hohe Infektionsrate mit B. burgdorferi sensu stricto geht einher mit den Ergebnissen einer Untersuchung durch Bukowska in Westpommern 2000 – 2001. Mischinfektionen waren selten. Nur zwei von 70 positiv getesteten Zecken im Jahr 2003 (2,8 %) waren mit zwei verschiedenen OspA – Typen der B. garinii Gruppe doppelinfiziert. Im Jahr 2004 zeigte nur eine der 43 positiv getesteten Zecken (2,3 %) eine Doppelinfektion, ebenfalls mit zwei verschiedenen B. garinii OspA – Typen. Untersuchungen zum Vorkommern von Borrelia burgdorferi sensu lato in Zecken durch Borrelien – DNA – Nachweis mittels PCR und Differenzierung der einzelnen Stämme wurden bislang vor allem im Süden Deutschlands durchgeführt. Epidemiologische Studien zur Häufigkeit und Verteilung der verschiedenen Borrelienspezies in den verschiedenen Regionen Europas ist für die prospektive Entwicklung von Vakzinen und mikrobiologischen Testsystemen von entscheidender Bedeutung.
Neunzig Prozent der Verkehrsunfälle in Deutschland sind auf menschliches Fehlverhalten zurück zu führen. Wissenschaftliche Daten des Greifswalder Unfallforschungsprojektes sollten dazu dienen, einen Präventionsmaßnahmenkatalog zu erarbeiten, der gleichzeitig umweltbedingte Gegebenheiten sowie menschlich soziale Aspekte berücksichtigte und dadurch zu einer Senkung der Verkehrsunfälle mit Personenschaden führen sollte. Es wurde eine prospektive, nicht-interventionelle Beobachtungsstudie durchgeführt, in deren Rahmen technische, klinische und psychodiagnostische Parameter von unfallbeteiligten Personen und Fahrzeugen erfasst wurden. Erstmals wurde in Deutschland ein psychodiagnostischer Fragebogen (Sensation Seeking Scale, SSS) als Instrument zur Erfassung von Risikobereitschaft bei Verkehrsunfällen in der Unfallforschung verwendet. Insgesamt konnten 422 Personen in die Studie eingeschlossen werden, davon 64,1% Verletzte. Es konnten 278 Fahrzeugführer mittels SSS befragt werden. Die Studie zeigte ein signifikantes Absinken der Risikobereitschaft (SSS) mit steigendem Alter sowie einen signifikanten Geschlechtsunterschied in diesem Persönlichkeitsmerkmal. Die Studienergebnisse lassen außerdem einen (noch nicht signifikanten) Zusammenhang zwischen Risikoverhalten und Verletzungsschwere bzw. Unfallschwere erkennen. Dieser Sachverhalt scheint eine retrospektive Identifizierung von „risikobereiten Personen“ zu ermöglichen, um Interventionen anbieten zu können und so präventiv wirksam zu werden. Diese Erfassung der Risikobereitschaft erlaubt jedoch momentan keine retrospektive Differenzierung von Unfallverursachern und Nichtverursachern, da sich in den Gruppen nur sehr geringe Unterschiede erfassen ließen. Zur Prognostizierbarkeit des individuellen Verkehrsunfallrisikos kann Zuckermans Sensation Seeking Scale (Form V) deshalb zurzeit nicht empfohlen werden.
Diese retrospektive Studie untersucht klinische und funktionelle Ergebnisse der Radiojodtherapie (RJTH; 1991-2006) großer, inoperabler Strumen ≥ 100ml. Methode: Die Studie umfasste 456 Patienten (7% blande Strumen, 85% Autonomien, 7% Autoimmunhyperthyreosen) mit einem medianen Schilddrüsenvolumen von 128 ml (100;455) und einer Nachbeobachtungszeit von 7,4 Monaten (1,2;161,9). Die verabreichte Aktivität betrug 1373 MBq (422;3150) bzw. 10,63 MBq/g, die Dosis lag bei 116 Gy (30;217). Die Schilddrüsenvolumetrie erfolgte auf Grundlage von Sonografie und Szintigrafie, sowie teilweise mit CT oder MRT. Einflussfaktoren wurden mittels Subgruppenvergleichen, Kaplan-Meier-Analysen und Regressionsanalysen untersucht. Ergebnisse: Die Schilddrüsenvolumenreduktion betrug 1, 2 und 3 Jahre nach RJTH 47% und jeweils 56%. Eine signifikante Zunahme der Volumenreduktion war bis 2 Jahre nach RJTH nachweisbar. In Subgruppenvergleichen zeigten euthyreote Strumen eine geringere Volumenreduktion als hyperthyreote Strumen. Blande Strumen reduzierten weniger Volumen als Autonomien, die wiederum weniger Reduktion erreichten als Autoimmunhyperthyreosen. Retrosternale Strumen und voroperierte Patienten erreichten vergleichsweise geringere Volumenreduktionen. Die Kaplan-Meier-Analyse bestätigte diese Beobachtungen. Zudem zeigte sich die Tendenz zu einer Dosis -Wirkungsbeziehung. Die Hypothyreoserate betrug nach 7 Jahren 11%, Autoimmunhyperthyreosen wiesen mit 25% eine deutlich höhere Rate auf. Die Beseitigung der Überfunktion gelang mit einmaliger RJTH bei Autonomien vollständig, bei Autoimmunhyperthyreosen nur zu 40%. Im Verlauf zeigten 90% der Patienten eine Beschwerdeabnahme, 3 Jahre nach RJTH waren 65% beschwerdefrei. Insbesondere Patienten mit Lokalsymptomen profitierten. Eine signifikante Beschwerdeabnahme zeigte sich bis 1 Jahr nach RJTH. Therapieversager wurden in 3% der Patienten beobachtet, therapierelevante Nebenwirkungen bei ca. 1%. Schlussfolgerung: Die Schilddrüsenoperation ist für große Strumen die Therapie der Wahl, bei Inoperabilität oder Ablehnung einer Operation ist die RJTH eine in vielen Fällen geeignete, komplikationsarme Alternative. Nach einem Jahr wird hier ca. eine Halbierung des Strumavolumens und im Verlauf eine Beschwerdeabnahme bei 90% der Patienten erreicht. Die Rate der Therapieversager beträgt dabei 3%.
Hypertensive Schwangerschaftserkrankungen sind mit einer uterinen-vaskulären Maladaptation und/oder einem Ungleichgewicht vasokonstriktorischer und vasodilatatorischer Mediatoren im maternalen Kompartiment assoziiert. Eine generalisierte periphere Vasokonstriktion wird peripartal beschrieben. In einer prospektiven Querschnittstudie war zu klären, ob und welche funktionellen Alterationen der peripheren Mikrozirkulation mittels Laser-Doppler bereits im 2. Trimenon der Gravidität bei Frauen mit hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen erfassbar sind. Bei 312 unausgewählten Frauen der Querschnittsstudie wurden in der 21. SSW mittels farbkodierter Doppler-Sonographie in den Strömungsprofilen der Aa. uterinae die Resistance-Indices und Notch-Phänomene ermittelt. Nach dem Auftreten der Notch-Phänomene teilten wir die Schwangeren in 3 Gruppen: Gruppe A: kein Notch (n=280); Gruppe B: unilateraler Notch (n=24); Gruppe C: bilateraler Notch (n=8). Mittels Laser-Doppler erfolgte standardisiert die Beurteilung der kutanen Mikrozirkulation am volaren Unterarm. Unter Ruhebedingungen und während der reaktiven Hyperämie wurden Parameter der Basalzirkulation (integraler Blutfluss, Erythrozytengeschwindigkeit und Erythrozytenkonzentration), Vasomotion und funktionellen Reservekapazität der Endstrombahn erfasst. Von den 312 im 2. Trimenon untersuchten Frauen konnten in 254 Fällen die Verläufe der weiteren Schwangerschaft, der Geburt und des Wochenbetts verfolgt werden. In der prospektiven Studie erfolgte die Gruppenzuordnung nach dem späteren Auftreten hypertensiver Schwangerschaftserkrankungen: Gruppe 1: normoton (n=228); Gruppe 2: Gestationshypertonie (n=20); Gruppe 3: Präeklampsie/Pfropfpräeklampsie (n=6). In die Auswertung gingen Parameter des maternalen und perinatalen Auskommens ein. Die statistische Bearbeitung erfolgte mit dem Programm SPSS 11.5; Mann- Whitney-Test, bivariate Korrelationsanalyse nach Spearman, p<0,05. In der Querschnittsuntersuchung wiesen Schwangere der Gruppe C kutan geringere integrale Blutflusswerte (p<0,05) und tendenzielle Einschränkungen der Erythrozytengeschwindigkeiten unter Ruhebedingungen auf als Frauen der Gruppen A und B. Zwischen den Gruppen A und B fanden sich keine Unterschiede der kutanen Mikrozirkulation. In der prospektiven Studie waren unter Ruhebedingungen und während reaktiver Hyperämie tendenzielle, nicht aber signifikante Einschränkungen der Blutflussmessgrößen in Gruppen 2 und 3 nachweisbar. Im Gesamtkollektiv ergaben sich signifikante Korrelationen dieser Parameter zu den BMI und den diastolischen Blutdruckwerten im 2. Trimenon. Beziehungen zum maternalen und perinatalen Auskommen ergaben sich nicht. In Gruppe 2 gab es signifikant mehr VLBW-Kinder, in Gruppe 3 zusätzlich mehr SGA-Kinder, Frühgeborene, neonatale Verlegungen und Sectionaes. Da signifikante Alterationen des Ruheblutflusses und der funktionellen Reservekapazität im 2. Trimenon der Gravidität vor Manifestation der hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen mittels Laser-Doppler dabei nicht erfasst wurden, ist der Einsatz der Methode im Rahmen eines Screenings bzw. zur Verlaufskontrolle einer präventiven Therapie nicht sinnvoll.
Effekte einer Überexpression von Angiotensin II Typ 2 Rezeptoren in der Nebenniere von Ratten
(2010)
Die Kontrolle der Aldosteronbiosynthese in der ZG der Nebenniere wird hauptsächlich über den AT1R vermittelt. Die Funktion des AT2R hingegen, der in geringerem Ausmaß ebenfalls in der ZG exprimiert wird, ist weitgehend ungeklärt. Zur Untersuchung der Rolle des AT2R bei der AT1R-vermittelten Aldosteronbiosynthese wurde ein transgenes Rattenmodell entwickelt, dass Maus-AT2R in der Nebenniere, im Herz, Gehirn, Skelettmuskel, in Gefäßen und Niere überexprimiert. Mittels nicht radioaktiver ISH konnte eine starke Überexpression von Maus-AT2R in der ZG nachgewiesen werden. Nach Stimulation des RAS mit exogen zugeführtem ANGII in einem 2-wöchigen Tierexperiment, konnte ein schnellerer und stärkerer Anstieg der PAK gemessen werden und somit ein inhibitorischer Effekt des AT2R auf die Aldosteronproduktion ausgeschlossen werden.
Chronischer psychischer Stress, der durch die wiederholte Kombination von akustischem und Immobilisationsstress erzeugt wurde, führt bei BALB/c-Mäusen zu einer Immunsuppression. Im Verlauf der chronischen Stressbehandlung zeigen BALB/c-Mäuse außerdem ein reduziertes Erkundungsverhalten sowie verminderten Kontakt zu den Artgenossen, was einem depressionsähnlichen Verhalten entspricht. Die Immunsuppression und die Verhaltensänderungen werden auf eine stressbedingte Darmbarrierestörung mit bakterieller Translokation und systemischer IDO1-Aktivierung zurückgeführt. Um zu prüfen, ob die beobachteten Veränderungen mausstammspezifische Stresseffekte darstellen, wurden C57BL/6- und BALB/c-Mäuse, die generelle Unterschiede in der Qualität ihrer Immunantwort aufweisen, in einer einzelnen Stresssitzung (akutes Stressmodell) oder in neun aufeinanderfolgenden Stresssitzungen (chronisches Stressmodell) verglichen. Nach akuter Stressexposition kam es, ebenso wie bei BALB/c-Mäusen, bei C57BL/6-Mäusen zu einer bakteriellen Translokation in die mesenterialen Lymphknoten, womit auch bei C57BL/6-Mäusen eine stressbedingte Schädigung der Darmbarriere aufzutreten scheint. Eine systemische IDO1-Aktivierung infolge bakterieller Translokation erfolgte im akuten Stressmodell unabhängig vom Mausstamm. Allerdings hielt der Tryptophanabbau entlang des Kynureninweges in C57BL/6-Mäusen kürzer an als in BALB/c-Mäusen. Im chronischen Stressmodell war nur bei BALB/c-Mäusen ein aktivierter Kynureninstoffwechsel messbar. Da keine Hinweise auf einen aktivierten Tryptophanabbau in chronisch gestressten C57BL/6-Mäusen gefunden wurden, kann vermutet werden, dass diese Mäuse keine Immunsuppression entwickeln. Desweiteren könnten damit die unterschiedlichen Verhaltensänderungen während chronischer Stressexposition erklärt werden. Die Entwicklung eines depressionsähnlichen Verhaltens im Verlauf des chronischen Stressmodells wurde nur bei BALB/c-Mäusen aber nicht bei C57BL/6-Mäusen beobachtet. Bei chronisch gestressten C57BL/6-Mäusen wurde jedoch eine deutlich vermehrte Kot- und Urinabgabe nachgewiesen, was auf eine durch den Sympathikus getriebene Pathologie der Stressantwort bei diesen Mäusen hindeuten könnte. Eine stressbedingte Aktivierung der HPA-Achse, gekennzeichnet durch ansteigende Plasmakortikosteronspiegel sowie durch eine periphere Leuko- und Lymphozytopenie, konnte bei beiden Mausstämmen sowohl im akuten als auch im chronischen Stressmodell nachgewiesen werden. Während der akuten Stressantwort eine aktivierende Funktion bezüglich des Organismus zukommt, die meist keine gefährlichen Auswirkungen hinterlässt, kann eine chronische Stressexposition hingegen das Individuum schädigen. Dass sich dabei die stressbedingten Konsequenzen zwischen verschiedenen Individuen unterscheiden, konnte durch die vergleichenden Untersuchungen von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen gezeigt werden.
In früheren Studien gelang der Nachweis der Expression eines alternativen Renin-Transkripts im kardialen Gewebe, dessen Konzentration nach Eintritt eines Herzinfarktes deutlich anstieg. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Funktionalität dieses alternativen Renin-Transkripts, mit besonderem Augenmerk auf den Einfluss des Renins hinsichtlich Wachstum und Metabolismus von Herzzellen. In Abhängigkeit vom jeweiligen Promotor des kardialen Renin-Gens enstehen zum einen das sekretorische Exon(1-9)Renin und zum anderen das nicht sekretorische Exon(2-9)Renin, welches zytosolisch gebildet und in der mitochondrialen Fraktion gespeichert wird. Die funktionellen Bedeutungen des nicht-sekretorischen Renins sind bisher nicht gesichert. Aus früheren Beobachtungen ist jedoch bekannt, dass nach einer kardialen Ischämie die Konzentrationen der nicht-sekretorischen Renin-Transkripte erhöht sind und somit hypothetisch von einem Einfluss auf postischämische Prozesse ausgegangen werden kann. Zur Untersuchung dieser Hypothese etablierten wir mittels der H9c2-Zelllinie ein geeignetes Zellmodell, welches uns durch Überexpression der Exon(1A-9)Renin-, Exon(2-9)Renin-bzw. Exon(1-9)Renin-Transkripte die Möglichkeit gab, funktionelle Besonderheiten der Prorenine auf Rattenherzzellen zu untersuchen. Dabei konnte eindrucksvoll belegt werden, dass die unterschiedliche Lokalisation der Prorenine die Funktionalität der Kardiomyoblasten massgeblich beeinflusst. So führte die Exon(1-9)Renin-Überexpression zu Veränderungen der metabolischen Aktivität, Hypertrophie und Nekrose. Im Gegensatz dazu kam es bei der Exon(2-9)Renin-Überexpression eher zum Schutz vor Nekroseprozessen. Die beobachteten Effekte lassen sich dabei sowohl bei den Exon(2-9)Renin- als auch bei den Exon(1-9)Renin-transfizierten Zellen auf eine direkte, ANG II-unabhängige Wirkung zurückführen. Das sekretorische Prorenin kann zweifelsfrei pro-inflammatorisch, pro-apoptotisch, pronekrotisch und damit schädigend wirken. Die vorliegende Arbeit weist jedoch nach, dass vom selben Renin-Gen, welches für dieses sekretorische Prorenin kodiert, ein zweites Transkript abgelesen wird, dessen Exon(2-9)Renin intrazellulär verbleibt und antinekrotisch (und damit protektiv) wirkt.
Zur Aufklärung der molekularen Grundlagen einer Infektion mit dem Pseudorabiesvirus (PrV), dem Erreger der Aujeszky’schen Krankheit beim Schwein, wurde eine qualitative und quantitative Proteomstudie von PrV-infizierten bovinen Nierenzellen (MDBK) durchgeführt. Die Erstellung der Proteomkarten erfolgte durch hochauflösende zweidimensionale Gelelektrophorese, mit der neben zum größten Teil unmodifizierten Proteinen auch eine Reihe von Proteinen mit posttranslationalen Modifikationen nachgewiesen werden konnten. Die Identifizierung der Proteine erfolgte mit dem Peptidmassenfingerabdruck durch Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation Time-of-Flight(MALDI-TOF)-Massenspektrometrie. Proteine wurden massenspektrometrisch durch die stable isotope labelling by amino acids in cell culture (SILAC)-Technik quantifiziert. Um die Komplexität des Gesamtzellextraktes zu reduzieren, wurde eine Affinitätsfestphasenchromatographie aus verschiedenen Matrices, bestehend aus einer Cibacron Blau F3G-A Matrix, die Nukleotid-bindende Proteine bindet, einer Heparin Matrix, die DNA-bindende Proteine bindet und einer Phosphoprotein spezifischen Metallchelatmatrix etabliert. Dabei zeigte sich, dass sich der Gesamtzellextrakt in gut definierte Teilproteome fraktionieren ließ. Die Fraktionierung zeichnete sich durch eine hohe Trennschärfe, eine hohe Effizienz und eine spezifische Anreicherung entsprechend der Affinitäten der verwendeten Matrices aus. Zur weiteren Erhöhung der zu analysierenden Proteine wurden die Fraktionen auf mehreren Fokussierungsstreifen mit unterschiedlichen pH-Wert Bereichen (3-6, 4-7, 6-9 und 3-10) analysiert, wobei sich lediglich der pH-Bereich zwischen 3-6, als relativ proteinarm erwies. Die Streuung bezüglich der relativen Quantifizierung wurde in einem Kontrollversuch bestimmt. Sie war sehr gering, was auch die Erfassung sehr kleiner Unterschiede in den Expressionsniveaus erlaubt. Das bovine Wirtszellproteom erwies sich vier Stunden nach Infektion mit dem PrV in qualitativer und quantitativer Hinsicht, trotz des beschriebenen shutoff, der zu einem Abbau der zellulären mRNA führt, als überraschend stabil. Quantitative Unterschiede wurden bei 109 Wirtszellproteinen gefunden. Vorwiegend handelte es sich dabei um Proteine der Kernlamina, Bestandteile des Translationsapparates, Proteine des Membran- und intrazellulären-Transports, sowie Proteine der Stressantwort. Bei den Proteinen Lamin A/C und B2, 60S Saures Ribosomale Protein P0, Hitzeschock-27 Protein 1, Heterogenes Nukleäres Ribonukleoprotein K, Sorting Nexin-9 und dem Eukaryotischen Translations-Initiations Faktor 4B wurden Mengenverschiebungen zwischen den Isoformen hin zu den stärker negativ geladenen Varianten beobachtet, die möglicherweise auf Phosphorylierungen zurückzuführen sind. Um den Mechanismus der Regulation der Wirtszellproteinexpression genauer zu untersuchen, wurde aufbauend auf den Ergebnissen der Proteomstudie eine Transkriptanalyse durchgeführt. Transkriptom- und Proteom-Analysen nach einer PrV-Wildtyp-Infektion zeigten eine nur geringe Korrelation, sodass die beobachteten Veränderungen der Proteinmengen die Folge von posttranslationalen Vorgängen sein dürften. Neben der Quantifizierung von Wirtszellproteinen wurde die SILAC-Methode zur Quantifizierung der Expression von viralen Proteinen in Deletionsmutanten getestet. Dazu wurde der Analysengang verändert und MDBK-Zellen mit einer PrV-US3-Deletionsmutante (PrV-ΔUS3) und dem PrV-Wildtyp infiziert. Die Extrakte aus PrV-Wildtyp-infizierten Zellen wurden als globaler interner Standard verwendet. Die Verwendung der SILAC-Methode erlaubte hier die Anwendung der sonst sehr Artefakt-anfälligen Zellfraktionierung in Zytosol- und Kernextrakte zur Reduktion der Probenkomplexität. Ein Vergleich zur Affinitätsfestphasenextraktion zeigte, dass ein Großteil der identifizierten Proteine auch mit letzterer erfasst wird. Einige wichtige Kernproteine wie Spleißfaktoren konnten aber nur in der Kernfraktion identifiziert werden. Vergleiche von Zellextrakten nach Infektion mit PrV-Wildtyp oder einer US3-negativen Mutante zeigten Veränderungen in den Expressionsniveaus der viralen Proteine pUL29, pUL39 und pUL42. Dabei besaßen pUL29 und pUL39 eine erhöhte und pUL42 eine verminderte relative Abundanz in Abwesenheit des pUS3. Die Proteine pUL29 und pUL42 traten in mehreren Ladungsvarianten auf, wobei das pUL42 zusätzlich eine Größenvariante aufwies. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde ein SILAC-gestütztes Verfahren zur Quantifizierung der Expression von Fremdgenen in viralen Vektoren etabliert.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ausgehend vom nicht zytopathogenen (nzp) Wildtypvirus BVDV-2 Stamm 890 (v890WT) erstmalig ein infektiöser cDNA Volllängenklon (p890FL) konstruiert. In vitro synthetisierte RNA des Volllängenklons p890FL replizierte nach Transfektion in bovine Zellen autonom und aus dem Überstand transfizierter Zellkulturen konnte infektiöses Virus (v890FL) isoliert werden. Die in vitro Charakterisierung ergab ein ähnliches Wachstumsverhalten des rekombinanten Virus v890FL im Vergleich zum Wildtypvirus v890WT. Im Tierexperiment zeigte v890FL jedoch einen geringfügig attenuierter Phänotyp gegenüber dem Wildtypvirus v890WT. Mit Hilfe des nzp Volllängenklons p890FL konnte zudem gezeigt werden, dass auch ein nzp BVDV-2 -Stamm stabil messbare Mengen an freiem NS3-Proteins bilden kann, wie es bisher nur für zytopathogene (zp) BVDV Stämme beschrieben worden ist. Der Volllängenklon p890FL diente weiterhin als Basis für die Etablierung zweier Deletionsmutanten, p890dNpro und p890dC, welche sich jeweils durch eine partielle Deletion des Nichtstrukturproteins Npro bzw. durch eine partielle Deletion des Kapsidproteins C auszeichnen. Die Deletion der Autoprotease Npro resultierte in einem verminderten viralen Wachstum auf Interferon-kompetenten bovinen Zellen, auf Interferon-inkompetenten Zellen können jedoch mit dem rekombinanten Virus v890FL vergleichbare Titer erreicht werden. Die Deletion des Strukturproteins C resultierte in der Bildung eines sogenannten Replikons, die in vitro synthetisierte virale RNA von p890dC war zwar in der Lage nach Transfektion in bovinen Zellen autonom zu replizieren, jedoch können keine Virusnachkommen isoliert werden. Für die Generierung infektiöser Virusnachkommen (sogenannter „Pseudovirionen“) wurde das Replikon p890dC unter Verwendung der Helferzelllinie WT-R2 in trans komplementiert und zu (einmal infektiösen) Pseudovirionen verpackt. Beide Deletionsmutanten offerieren einen neuartigen Ansatz in der Etablierung von sicheren und effizienten BVDV-2 Vakzinen und stellen einen wichtigen Schritt bei der Entwicklung neuer BVDV-Impfstoffe dar. Der infektiöse cDNA Volllängenklon p890FL ist mit seiner 228 nt großen Insertion im NS2-kodierenden Bereich zudem ein wichtiges Werkzeug für die Untersuchung von Insertionen im NS2/3 und dem Verständnis für die Ursachen der Zytopathogenität von Pestiviren.
Fragestellung: In einer Pilotstudie wurde untersucht, inwieweit die 12 teilnehmenden Kliniken aus 8 Ländern miteinander vergleichbar sind, ob und wie sich die Behandlungsabläufe dreier exemplarischer Diagnosen (Kopfplatzwunde, distale Radiusfraktur, Schenkelhalsfraktur) innerhalb der Notaufnahmen unterscheiden, ob und wie die Behandlungsabläufe durch die lokalen Strukturen beeinflusst sind und letztendlich ob sich einzelne „Best practices“ auf andere Notaufnahmen in anderen Ländern übertragen lassen. Vor dem Hintergrund steigender Ausgaben und sinkender Einnahmen ist die Aufrechterhaltung bzw. Steigerung der Versorgungsqualität eine der größten Herausforderungen aller öffentlichen Gesundheitssysteme der EU-Mitgliedsstaaten. Um die vorhandenen Ressourcen adäquat einzusetzen, gewinnen Qualitätssicherungsinstrumente auf allen Organisationsebenen zunehmend an Bedeutung. Ergebnisse: Die Ressourcenverwendung pro Notfallpatient wies eine sehr hohe Variabilität auf . Es fanden sich Hinweise auf systematische Differenzen, welche über die einzelnen Kliniken hinausgehen. Eine case-mix-adjustierte Berechnung des Personalbedarfs war aufgrund einer nicht vorhandenen einheitlichen Nomenklatur sowie den stark von Einrichtung zu Einrichtung variierenden Anteilen allgemeiner und spezialisierter Versorgungsformen nicht möglich. Sowohl zwischen den verschiedenen Einrichtungen als auch innerhalb der einzelnen Notaufnahmen existierten erhebliche Variationen in der Behandlungsdauer und insbesondere der Wartezeiten. Bei Patienten mit Kopfplatzwunden und Radiusfrakturen betrug die Wartezeit 40-50 % der Gesamtzeit in der Notaufnahme. Nach Berechnung der Zeit für diagnostische und therapeutische Maßnahmen blieb die Nutzung von 7 % bzw. 20 % der Notaufnahmeverweildauer unklar. Auch die Zeit, die Patienten mit Schenkelhalsfrakturen in der Notaufnahme verbrachten, bevor sie entweder operiert oder in ein stationäres Bett überführt wurden, war sehr unterschiedlich. Die Strukturen der Einrichtungen und die Prozessbeschreibungen erlaubten bislang keinen ausreichenden Rückschluss auf die Ursachen der Behandlungsvarianzen. Somit konnten Standards in Form von „best practices“ von der gegenwärtig verfügbaren Information zur derzeitigen Praxis bisher nicht abgeleitet werden. Diskussion: Diese erste Pilotstudie zum Vergleich von Behandlungsabläufen in verschiedenen Kliniken in 8 Ländern der EU sollte Hinweise auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Behandlung bei drei exemplarischen Diagnosen der Notfallversorgung ergeben: der Kopfplatzwunde als vollständig ambulanter Behandlung, der Radiusfraktur als ambulante, z.T. operative zu behandelnde Diagnose und die Versorgung der Schenkelhalsfraktur als obligatorisch stationär-operative Therapieform. Es fanden sich neben den beschriebenen strukturellen Differenzen zahlreiche Hinweise auf unterschiedliche Herangehensweisen und Schwerpunktsetzungen in der Behandlung. Kenntnisse über Qualitätssicherungsmethoden schienen in den beteiligten Institutionen systemunabhängig unterschiedlich ausgeprägt. Auf Grundlage der erhobenen Daten dieses ersten internationalen Notaufnahmevergleichs können weitere Benchmarkinginitiativen in der ambulanten Versorgung auf lokaler, nationaler und internationaler Ebene entwickelt werden.
In dieser Arbeit wurden die seit dem Jahr 2000 mit der laparoskopischen Sakropexie gemachten Erfahrungen evaluiert. Es zeigt sich, dass diese Operationsmethode konkurrenzfähig gegenüber den vaginalen und abdominal offenen Eingriffsmethoden hinsichtlich der Erfolgsquote ist. Bei einer sehr geringen Komplikationsrate kommen zusätzlich die Vorteile des minimal invasiven Vorgehens wie niedrige Infektionsraten,geringer Wundschmerz und eine kurze Krankenhausverweildauer zum tragen. Bei zunehmend älteren Patientinnen bewährt sich eine schonende laparoskopische Operation, was sich mit der hohen Zufriedenheitsrate von über 90 % bestätigen ließ. Der Vorteil des laparoskopischen Vorgehens besteht auch darin, dass bei begleitenden Pathologien eine minimal invasive Sanierung bzw. eine Exploration dieser vorgenommen werden kann. Die Selektion der Patientinnen, bei denen ein simultaner Korrektureingriff erfolgt, sollte stets in Abhängigkeit des Operationsrisikos und des individuellen Leidensdrucks der Patientinnen erfolgen. Bei gleichzeitig bestehender Harninkontinenz kann die Sakropexie durch Wiederherstellung der anatomischen Lage der Beckenorgane die Symptomatik verbessern oder sogar völlig beheben. Die Patientinnen sollten über eine mögliche Beschwerdepersistenz informiert sein, um die Compliance bei einem notwendigen Folgeeingriff zu erhöhen.
Patienten mit akuter respiratorischer Insuffizienz stellen einen hohen Prozentsatz des Krankengutes auf einer interdisziplinären Intensivstation dar. Bei absehbarer Langzeitbeatmung gilt die frühzeitige Tracheotomie als Routineverfahren in der Intensivtherapie. Die perkutane Dilatationstracheotomie ist ein minimal-invasives Verfahren mit entscheidenden Vorteilen gegenüber der konventionellen Tracheotomie. Zur Durchführung der PDT stehen verschiedene etablierte Methoden zur Verfügung. Ziel dieser Arbeit war es, die Methoden nach Fantoni, Griggs und Ciaglia hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit, Patientensicherheit und Komplikationsrate zu vergleichen. Die drei Methoden stellen unter Beachtung der Indikationen und Kontraindikationen sichere und komplikationsarme Verfahren zur perkutanen Dilatationstracheotomie dar. Die Indikation zur TLT sollte jedoch bei Patienten mit kritischer Beatmungssituation besonders streng gestellt werden.
Im 19. Jahrhundert etablierte sich die Geburtshilfe und wurde Teil der universitären Ausbildung. Durch das Wirken Professor Berndts an der Universität Greifswald und das unter seiner Leitung stehende geburtshülfliches Institut, wurde die Geburtshilfe Teil der studentischen Lehre. So entstand die Dissertation Schoemanns über den ersten dokumentierten Kaiserschnitt bei der Patientin Kraetzer in Greifswald im Jahre 1841. Neben der geschichtlichen Entwicklung und einer Zusammenfassung des damaligen Wissensstandes ist darin die Indikation, Durchführung der Operation sowie die Nachbehandlung enthalten. Der Kaiserschnitt war in der Mitte des 19. Jahrhunderts eine seltene Operation. Es bestanden bereits Statistiken zur Mortalität. Diese waren jedoch unzuverlässig, weil weder die Dauer des Geburtsstillstandes noch bestehende Vorerkrankungen berücksichtigt wurden. Die Auswertung war meist interessenbedingt den jeweiligen Lehrmeinungen angepasst. Dazu kamen oft nur gelungene Operationen zur Veröffentlichung. Als unbedingte Indikation galt die absolute Beckenenge, wenn andere operative alternative Methoden nicht mehr angewandt werden konnten. Die praktische Durchführung war durch Berichte bekannt und blieb seit dem 18. Jahrhundert praktisch unverändert. Die Uterusnaht wurde zwar erprobt, war aber nicht üblich. Da der Kaiserschnitt eine sehr seltene Operation war, gab es bei den einzelnen Operateuren kaum praktische Erfahrungen. Bedingt durch die hohe Mortalität war ein Erfolg sehr ungewiss; dabei dennoch juristische Konsequenzen möglich. Ebenso unsicher war auch die Schnittentbindung an der Toten oder Sterbenden, da sichere Todeszeichen nicht abgewartet werden konnten. Schon seit dem 18. Jahrhundert gab es heftige Diskussionen um die ethische Vertretbarkeit des Kaiserschnitt. Die immer wieder gestellten Fragen nach dem Sinn der Operation; ob das Leben des Kindes dem Leben der Mutter vorzuziehen wäre und ob ein einfaches Zuwarten besser als ein so gefahrvoller Eingriff wäre, ließen sich in der vorantiseptischen Zeit nicht beantworten. Bei der Patientin Kraetzer war die unbedingte Indikation zum Kaiserschnitt gegeben. Der Grund war die absolute Beckenenge, bedingt durch Pseudoachondroplasie. Keine andere alternative Operationsmethode wäre möglich gewesen. Ohne die Operation wären zweifelsfrei Mutter und Kind verstorben. Durch die Hebamme wurde Professor Berndt unverzüglich nach Wehenbeginn informiert, sodass der Kaiserschnitt rechtzeitig vorgenommen werden konnte. Dieser war ein erfahrener Operateur. Die Mutter hatte, bis auf das Minderwachstum, keinerlei Vorerkrankungen. Postoperativ erfolgte die Nachbehandlung in der Klinik des Professor Berndt nach dem Wissensstand der Zeit. Dieser Kaiserschnitt war notwendig und berechtigt. Schoemann beendete seine Dissertation mit den Worten: „Am 10. Mai konnte die Mutter als völlig geheilt entlassen werden. Das Kind ist gesund und kräftig.“.
Studien mit bildgebenden Verfahren zeigen bei adipösen im Vergleich zu normalgewichtigen Erwachsenen unterschiedliche Aktivierungen in präfrontalen, limbischen und paralimbischen Regionen, sowie in den Basalganglien. Es gibt jedoch bislang keine entsprechenden Daten für adipöse und normalgewichtige Kinder und Jugendliche. Ziel dieser Studie war es, Unterschiede in den durch Bilder mit nahrungsbezogenem Inhalt aktivierten Hirnregionen von adipösen und normalgewichtigen Kindern herauszufinden. Hierfür wurden 22 adipöse und 22 normalgewichtige Kinder (Durchschnittsalter: 13,5 Jahre) mit der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht. Während die Kinder Bilder mit nahrungsbezogenem Inhalt, emotional positive und emotional neutrale Bilder sahen, wurden die Hirnaktivität und die Herzrate gemessen. Zusätzlich wurden psychologische Daten erhoben. Adipöse Kinder wiesen bei Betrachtung der Bilder mit nahrungsbezogenem Inhalt eine signifikant stärkere Aktivierung des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) auf als die normalgewichtigen Kinder. Je stärker diese DLPFC-Aktivierung war, umso niedriger war das Selbstwertgefühl der Kinder. Im Gegensatz dazu wiesen normalgewichtige Kinder bei den Bildern mit nahrungsbezogenem Inhalt eine signifikant stärkere Aktivierung des Nucleus caudatus und des Hippocampus auf. Bei allen Stimuli zeigten sie eine stärkere Aktivierung des anterioren Cingulums (ACC) und des Thalamus als die adipösen Kinder. Adipöse Kinder zeigten bei den Bildern mit nahrungsbezogenem Inhalt eine verminderte Herzratendezeleration und somit eine abgeschwächte autonome Orientierungsreaktion. Die Intensität der autonomen Orientierungsreaktion korrelierte positiv mit der Aktivierung des orbitofrontalen Kortex (OFC). Aus unseren Ergebnissen lässt sich folgern, dass adipöse Kinder auf visuelle Nahrungsreize mit verstärkten präfrontalen inhibitorischen Kontroll-mechanismen reagieren. Hierdurch werden die Regulation der Nahrungsaufnahme und das Essverhalten gestört, was zur Entstehung der Adipositas beitragen könnte.
In dieser Dissertation wird eine Problemstellung der Optimalen Steuerung aus dem Bereich der Linearen Elastizitätstheorie dargelegt und gelöst. Die Dissertation gliedert sich in die folgenden Schwerpunkte: Modellierung der Problemstellung, Formulierung der Optimalsteuerungsprobleme für den zeitunabhängigen (stationären) bzw. zeitabhängigen (instationären) Problem, die Herleitung der notwendigen Bedingungen für eine ermittelte optimale Lösung und die Berechnung von numerischen Lösungen des stationären bzw. instationären Problems sowie deren Überprüfung der Erfüllung der notwendigen Bedingungen. In der Modellierung werden Gleichungen zur Bestimmung der Deformation (Auslenkung) einer Zylinderschale unter rotations-symmetrischer Krafteinwirkung aus Grundgleichungen der Mechanik (Kräftegleichgewicht, Impulserhaltungssatz) hergeleitet. Bei dieser Herleitung werden die Hypothesen von Mindlin und Reissner verwendet und die spezielle Geometrie der Zylinderschale berücksichtigt. Die Dissertation erbringt den Nachweis der Existenz einer Lösung der modellierten Gleichungen im schwachen Sinne, d.h. für Lösungen in Sobolev-Räumen. Für die Formulierung der Optimalsteuerungsprobleme für den stationären und instationären Fall für Praxis relevante Problemstellungen setzen wir das Volumen des Zylinderrohres als konstant voraus (Volumenbedingung). Die Zielstellung der Optimalsteerungsprobleme besteht darin eine optimale Dicke zu bestimmen, welche die integrale Deformation (Auslenkung) der Zylinderschale (im instationären Fall zu einer ausgezeichneten Zeit) minimiert. Eine optimale Lösung (optimale Dicke) muss die notwendige Bedingung erster Ordnung (Variationsungleichung) für alle zulässigen Dicken, welche auch der Volumenbedingung genügen, erfüllen. Die Herleitung der konkreten Form dieser notwendigen Bedingungen für den stationären bzw. für die instationären Fälle wird in der Dissertation dargelegt. Durch die Verwendung der zugehörigen adjungierten Zustände können die notwendigen Bedingungen effizienter formuliert werden. Zur Berechnung einer Lösung der Gleichungen im stationären Fall bzw. in den instationären Fällen wurde die Finite Elemente Methode bzw. die Rothe-Methode im zeitabhängigen Fall verwendet, wobei die Lösungsräume exakt berücksichtigt werden. Das Optimierungsproblem wird diskretisiert und mit fmincon aus der Optimization-Toolbox von Matlab gelöst. Die damit berechneten diskreten optimalen Lösungen (optimale Dicke) für die einzelnen Problemstellungen werden auf die Erfüllung der notwendigen Bedingungen getestet. Die Dissertation wird durch viele Beispiel-Rechnungen abgerundet und deren Lösungen in grafischer Form präsentiert.
Ziel des SHIP_1-assoziierten Projektes „CVI-Diagnostik“ ist es Informationen zur derzeitigen Häufigkeit und Ausprägung der Varikose und chronisch venöser Beinerkrankungen der vorpommerschen Bevölkerung zu geben. Untersucht wurden dabei in den Jahren 2002-2006 1792 freiwillig teilnehmende Bürger im Alter von 25-86 Jahren. Untersuchungsort der 842 teilnehmenden Männer (mittleres Alter 53,5 Jahre) und 950 Frauen (mittleres Alter 51,3) war die Haut-Poliklinik. Die Erhebung unterteilte sich in einen standardisierten Fragebogen, einer körperlichen Untersuchung und einer standardisierten Duplexsonographie von Probanden mit klinischen Symptomen einer CVI. Ausgehend von ihrer phlebologischen Anamnese gaben jede 3. Frau (32,0%) und jeder 4. Mann (24,1%) ein Krampfaderleiden an. Von Beinbeschwerden im Alltag betroffen sind anamnestisch beinahe ein Drittel, was 22,5% der männlichen und 37,7% der weiblichen Teilnehmer betrifft. CEAP-Klassifikationssystem: Keinerlei klinischen Anzeichen einer CVI zeigten 39,1 (n=701) der Probanden. Teleangiektasien und/oder retikuläre Varizen waren bei 25,9% (n=465) des Kollektivs sichtbar. Eine fortgeschrittene CVI der CEAP-Stadien C4-C6 hatten 6,8% (124) Teilnehmer. Von einem Krampfaderleiden (C2) sind 20,6% (n=370) Personen betroffen, 18,2% der Männer und 22,8% der Frauen. Bei 7,5% (n=134) der Teilnehmer lag zum Untersuchungszeitpunkt ein eindrückbares prätibiales Ödem (C3) vor, was 8,8% (n=84) der Frauen und 5,9% (n=50) der Männer zutrifft. Fortgeschrittene Zeichen der CVI (C4) wie die corona phlebectatica paraplantaris, die Siderosklerose oder das Ekzem konnte bei 5,6% (n=100) Probanden diagnostiziert werden. Die Prävalenz eines abgeheilten Ulcus cruris venosum (C5) lag insgesamt bei 0,9% (n=16); 1,1% (n=10) Frauen und 0,7% (n=6) Männer. An einem floriden Unterschenkelgeschwür litten zu dieser Zeit 0,3% (n=6) der freiwilligen Teilnehmer. Um die Sensitivität der Resultate gegenüber dem Drop Out von SHIP_0 zu SHIP_1 zu überprüfen, wurden die Ergebnisse mit Gewichten wiederholt berechnet, mit der Erkenntnis, dass die nichtgewichteten Daten den Schweregrad der venösen Erkrankungen leicht unterschätzen. Analysen möglicher Risikofaktoren des multifaktoriellen Krankheitsgeschehens der chronischen Veneninsuffizienz ergaben in dieser Erhebung folgende Ergebnisse. Mit zunehmendem Alter tritt die Varikose signifikant häufiger auf (p < 0.001), gleiches konnte beim weibliche Geschlecht für die Prävalenz der CVI festgestellt werden (p = 0.003). Der Verdacht, dass das weibliche Geschlecht häufiger von einer Varikose und CVI betroffen ist, als das männliche Geschlecht konnte in dieser Erhebung ebenfalls erhärtet werden (p = 0.016). Gleiches gilt für die Menschen die in Bezug auf Venenerkrankungen familiär disponiert sind (p = >10-12). Nach Auswertung der Ergebnisse steigt mit der Zunahme des Körpergewichtes die Anzahl der chronisch venös erkrankten Personen (p = 9.5*10-18). Für die in der internationalen Literatur diskutierten Einflussfaktoren „Rauchen“ und „Schwangerschaften“ konnten keine Abhängigkeiten zur Varikose -oder CVI-Prävalenz erwiesen werden. Therapie: Jeder 9. (10,7%) Teilnehmer gab an Erfahrungen mit medizinischen Kompressionstherapien zu haben. Dies betraf 6,2% der Männer und 14,6% der Frauen zu. Die Inanspruchnahme von spezifischen invasiv-venösen Eingriffen wie dem Venenstripping oder der Sklerosierung lag bei lediglich 8,0%. Dies trifft auf 4,7% der Männer und 10,8% der Frauen zu. Die erhobenen Daten der vorpommerschen Bevölkerung bestätigen die bisherig hohe Prävalenz chronischer Beinvenenerkrankungen, hohe Erkrankungsschwergrade (C4, C5) finden sich in der SHIP-Studie häufiger als in der Bonner Venenstudie, obwohl das Stadium gesunder Beine (C0) in Vorpommern (39,1%) häufiger vertreten ist (Bonn: 9,6%). Komplikationen (Phlebitis, Thrombose) venöser Erkrankungen traten tendenziell häufiger als in anderen innerdeutschen Studien (Bonn) auf. Erklärbar ist dies möglicherweise durch die deutliche geringere Inanspruchnahme venenspezifischer Therapien in Vorpommern gegenüber der Bonner Venenstudie.
Neue Konzepte für das Protein-Engineering am Beispiel von Enzymen mit alpha/beta-Hydrolasefaltung
(2010)
Trotz einer sehr großen funktionellen Diversität, zeichnen sich die Enzyme innerhalb der α/β-Hydrolasefaltung-Superfamilie durch eine sehr hohe strukturelle Homologie aus, weshalb man annimmt, dass sich deren Vertreter über divergente Evolution aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Unter Zuhilfenahme von Methoden des Protein-Engineerings sollte im ersten Teil der Arbeit untersucht werden, ob es möglich ist, Enzyme innerhalb dieser Superfamilie ineinander umzuwandeln. Als Modelenzyme dienten eine Esterase aus Pseudomonas fluorescens (PFE) und eine Epoxidhydrolase aus Agrobacterium radiobacter (EchA). Nach der Etablierung geeigneter Analysemethoden für Esteraseaktivität und Epoxidhydrolaseaktivität wurden mittels verschiedener Sequenz- und Strukturalignments Aminosäuren identifiziert, die essentiell für den jeweiligen Reaktionsmechanismus sind. Diese wurden nachfolgend mittels positionsgerichteter Mutagenese in die jeweiligen Enzyme eingefügt und die entsprechenden Mutanten auf die jeweilige Aktivität hin untersucht. Leider zeigte weder die PFE Epoxidhydrolaseaktivität, noch die EchA Esteraseaktivität. Anschließend wurden über weitere Strukturvergleiche ganze Bereiche in Epoxidhydrolasen identifiziert, die möglicherweise von Wichtigkeit für die Funktionalität des Enzyms sind. Es wurden also ganze Bereiche der PFE durch solche der EchA ersetzt und auf diese Weise drei Chimär-Enzyme hergestellt. Diese Chimären wurden mittels Coexpression von Chaperonen hergestellt und anschließend aufgereinigt. Eines dieser Chimärenzyme zeigte eindeutig Epoxidhydrolaseaktivität. Es wird angenommen, dass der Eingangsbereich ins aktive Zentrum der PFE im Wildtyp-Enzym versperrt war und dieser durch den Austausch eines Loops geöffnet wurde. Weiterhin wurde ein Ansatz entwickelt, Esteraseaktivität in der EchA zu generieren. Dieser basiert auf einem strukturbasierten Sequenzalignment, das es erlaubt Aminosäuren zu identifizieren, die sich in Epoxidhydrolasen und Esterasen unterscheiden. Leider führte dieser Ansatz bisher noch nicht zum Erfolg, weshalb weitere Untersuchungen nötig sind. Im zweiten Teil der Arbeit ging es darum, Mutantenbibliotheken für die fokussierte, gerichtete Evolution möglichst klein, aber qualitativ hochwertig herzustellen. Zu diesem Zweck wurde ebenfalls ein strukturbasiertes multiples Sequenzalignment herangezogen, das es erlaubt die Aminosäureverteilung an verschiedenen Positionen des Enzyms in einer riesigen Anzahl strukturell verwandter Enzyme zu bestimmen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, welche Aminosäuren an definierten Positionen sehr häufig sind und welche eher selten. Von solchen Resten, die sehr selten sind, wird angenommen, dass sie negative Auswirkungen auf die strukturelle Integrität des Proteins haben und deshalb von der Natur nicht berücksichtigt wurden. Diese Annahme wurde zur Herstellung von Proteinbibliotheken ausgenutzt. In einer fokussierten, gerichteten Evolution wurden einmal 3 und einmal 4 Aminosäuren der PFE simultan und zufällig durch Aminosäuren ersetzt, die sehr häufig in 2800 verwandten Sequenzen an diesen Positionen vorkommen. Die auf diese Weise generierten Bibliotheken wurden einmal auf eine verbesserte Thermostabilität (für die 3 Positionen) und einmal auf eine verbesserte Enantioselektivität untersucht (4 Positionen). Hierbei wurde zusätzlich die Auswirkung der Mutationen auf die Substratspezifität untersucht. Als Vergleichsbibliotheken wurden ebenfalls einmal alle 20 proteinogenen Aminosäuren eingefügt und einmal nur solche, die sehr selten im Alignment auftauchen. Das Ergebnis war in beiden Fällen eine sehr viel bessere Bibliothek, wenn nur solche Reste vertreten waren, die auch in der Natur bevorzugt vorkommen. Dies galt sowohl in Bezug auf die Anzahl aktiver Klone in jeder Bibliothek, als auch auf die Chance eine verbesserte Variante zu finden (stabiler bzw. selektiver). Die besten Mutanten der Bibliotheken hatten im Vergleich zum Wildtyp einen 8°C höheren Schmelzpunkt bzw. einen bis 18fach höheren E-Wert (bei 50facher katalytischer Effizienz). Weiterhin konnten die Substratspezifität um den Faktor 4.300 verändert werden.
Vergleich des Therapieerfolges zwischen Operation und Radioiodtherapie bei immunogener Hyperthyreose
(2010)
Hinsichtlich des Therapieerfolges ergeben sich bei Operation und Radioiodtherapie auch nach fünf Jahren keine signifikanten Unterschiede. Bei der Immunthyreopathie sollte aufgrund pathophysiologischer Gegebenheiten relativ radikal reseziert werden, d.h. es ist ein Schilddrüsenrest kleiner 5,0 ml anzustreben, um ein Hyperthyreoserezidiv sicher verhindern zu können. Bei einem Schilddrüsenrestvolumen kleiner/ gleich 5 ml wird signifikant eine hypothyreote Stoffwechsellage erreicht. Hinsichtlich der kumulativen Hypothyreoserate bestehen keine signifikanten Unterschiede zwischen Operation und Radioiodtherapie. Die Hypothyreose nach Operation oder Radioiodtherapie ist im Fall der immunogenen Hyperthyreose weder ein Mißerfolg noch eine Komplikation, sondern aus pathophysiologischen Gründen ein Audruck der sicheren Beseitigung einer hyperthyreoten Stoffwechsellage. Durch die Substitutionstherapie mittels L-Thyroxin ist eine posttherapeutische Hypothyreose gut auszugleichen. Bei den operierten Patienten traten signifikant mehr Komplikationen auf als bei den radioiodtherapierten Patienten. Die Operation und Radioiodtherapie beseitigen zuverlässig und langfristig die hyperthyreote Stoffwechsellage. Es gilt für den einzelnen Patienten das jeweilige Therapieverfahren in Abhängigkeit der Indikationen, Kontraindikationen und Nebenwirkungen auszuwählen. Ein dauerhaftes Staging und ggf. Therapieanpassung nach erfolgter Behandlung sind zwingend erforderlich, um eine evtl. hypothyreote Schilddrüsenfunktion oder mögliche hyperthyreote Rezidive/ Persistenzen rechtzeitig erkennen zu können.
Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs of NE Germany
(2010)
Erlenwälder auf Moorstandorten werden oft als Zeichen von Moordegradation und Torfoxidation gewertet, aber erlenholzreiche Moorablagerungen (teilweise mehrere Meter tief) sind unter anderem in Nordostdeutschland weit verbreitet. Die Genese von Erlen-Holztorfen wurde bisher überwiegend durch das Konzept der „Verdrängungstorfbildung“ erklärt. Hierbei wird ein von gehölzfreier Vegetation akkumulierter Torf nach einer Grundwasserabsenkung durch nachträglich einwachsende Baumwurzeln verändert. Dieses Prinzip ist aber auf tiefgründige Erlen-Holztorfe nicht übertragbar, da Alnus glutinosa auf naturnahen Moorstandorten meist nur wenige Dezimeter tief wurzelt. Anliegen der vorliegenden Dissertation mit dem Titel „Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs in NE Germany“ war die Identifizierung torfbildender Erlenwälder. Die torfbildende Vegetation, die Wasserstände während der Torfbildung und die Vegetationsdynamik dieser bewaldeten Niedermoore wurden durch Analysen von Makrofossilien, Pollen und sonstigen Mikrofossilien (u.a. Pilz-, Pflanzen-, und tierische Reste) rekonstruiert. Hierbei wurden in enger Kooperation mit dem Promotionsvorhaben von Frau Anja Prager (Non-pollen palynomorphs [NPPs] from modern alder carrs [NE Germany] - Tools for reconstructing past vegetation and site conditions) ca. 150 bisher unbekannte Mikrofossilien beschrieben und teilweise identifiziert. Die Datenauswertung wurde anhand von Fossilien-Diagrammen und statistischen Methoden (DCA, Clusteranalysis; Broken Stick Analysis) durchgeführt. Zur Altersbestimmung erfolgten 14C-AMS-Datierungen und der Kohlenstoffgehalt wurde über die Bestimmung der Trockenrohdichte ermittelt, wobei ein durchschnittlicher Kohlenstoffanteil von 56% angenommen wurde. Die untersuchten Erlen-Holztorfe wurden überwiegend direkt in Erlenwäldern abgelagert („Echter Bruchwaldtorf“); sind aber auch teilweise als Verdrängungstorfe aus vorherigen Seggentorfen entstanden oder in von Weiden dominierten Gehölzen gebildet worden. Die jährlichen Medianwasserstände der torfbildenden Erlenwälder lagen einerseits über Flur („sehr nass“-„very wet“) und zum anderen 0 bis 10 cm unter Flur („nass“ - „wet“). Die Vegetationszusammensetzung der sehr nassen Erlenwälder ähnelte teilweise dem Wasserfeder-Erlen-Wald und in einem Fall dem Zweizahn-Erlen-Bruchgehölz. Die nassen Erlenwälder konnten nicht auf der Ebene von Vegetationsformen rekonstruiert werden; charakteristisch war das häufige Auftreten von Urtica und eine Carex-dominierte Krautschicht. Über einen Vergleich der Mikrofossilien der Erlenholz-Tofe mit Mikrofossilien von Oberflächenproben aus rezenten Erlenwäldern konnten die Medianwasserstände nasser, torf-akkumulierender Erlenwälder auf 0-10 cm unter Flur festgelegt werden. Alle untersuchten Profile zeigten eine zyklische Bewaldung mit Zwischenphasen von Offenvegetation (meist Seggenriede). Als Bindeglieder zwischen Erlenwald und Seggenried traten teilweise Weidengebüsche auf, welche sich mitunter auch langfristiger etablieren konnten. Die zyklische Vegetationsentwicklung von Seggenrieden, Weidengebüschen und Erlenwäldern basierte fast ausschließlich auf einem schwankenden Wasserangebot im Moor. Dieses war fast immer die Folge von zyklischen Ent- und Wiederbewaldungen der umliegenden, grundwasserfernen Standorte durch den Menschen. Die „Echten Bruchwaldtorfe“ sind unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen entstanden (Verlandungs-, Versumpfungs-, Überrieselungs- und Überflutungsmoor). Die Kohlenstoff-Akkumulationsraten („LORCA“-long-term apparent rate of carbon accumulation) liegen zwischen 31-44 g C m-2 yr-1 in sehr nassen und 50-81 g C m-2 yr-1 in nassen Erlenwäldern. Die höheren Akkumulationsraten in nassen Erlenwäldern können durch die deutlich steigende Produktivität von Erlen-Wäldern schon bei leicht sinkenden mittleren Wasserständen erklärt werden. Eine Verringerung der durchschnittlichen Wasserstände von über Flur zu leicht unter Flur führt annähernd zu einer Verdopplung der Primärproduktion von oberirdischem Holz und Wurzelholz. Dadurch gelangt auch ein größerer Anteil von Wurzelholz in den dauerhaft wassergesättigten Bereich. Da mit sinkenden Wasserständen auch die oxidative Zersetzung zunimmt, ist für die teilweise sehr hohen Torfakkumulationsraten in Erlenwäldern die Zersetzungsresistenz von Holz (Lignin) von zentraler Bedeutung. Die Akkumulationsraten nasser Erlenwälder übersteigen die borealer Waldmoore deutlich und erreichen die Größenordnung der Kohlenstoffakkumulation in den tropischen Waldmooren Süddostasiens. Die vorliegende Dissertation belegt die weitverbreitete und oft umfangreiche Torf- bzw. Kohlenstoffakkumulation in Holozänen Erlen-Wäldern Nordostdeutschlands.
Als Nasenzyklus wird die wechselseitige, reziproke Änderung des Schwellungszustandes der Nasenschleimhaut in beiden Nasenseiten bezeichnet. Gesteuert wird der Nasenzyklus durch den Hypothalamus über Modulation des Sympathikotonus. Bei Patienten, die unter dem obstruktiven Schlafapnoesyndrom leiden, ist der Sympathikotonus erhöht. Daher sind Veränderungen im Nasenzyklus zu erwarten. Der Nasenzyklus wird untersucht bei einer Gruppe von gesunden Probanden, Patienten mit Rhonchopathie und Patienten mit obstruktivem Schlafapnoesyndrom.