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Die vor kurzem veröffentlichten „Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock“ verdeutlichen die unveränderte Aktualität und Relevanz der Sepsis und des septischen Schocks. Patienten mit septischem Schock besitzen eine Krankenhaussterblichkeit von 40 %. Die dritthäufigste Ursache einer Sepsis ist eine abdominelle Infektion. Aufgrund des oft lebensbedrohlichen Verlaufs insbesondere bei alten, multi-morbiden, vorerkrankten oder immunsupprimierten Patienten ist es von enormer Bedeu-tung, die Pathogenese bzw. mögliche medikamentöse Therapiepfade zu erforschen. Das Endocannabinoidsystem besteht aus den Cannabinoidrezeptoren (CB1 und CB2) deren endogenen Liganden, sog. Endocannabinoiden (hauptsächlich Anandamid und 2-arachidonoylglycerol) und entsprechenden Enzymen für Transport und Abbau der Endocannabinoide. Das Ziel unserer Arbeit war es, am Tiermodell die Rolle des Endocannabinoid-Systems in der Sepsis zu untersuchen, um mögliche neue Therapieoptionen für die Sepsis entwickeln zu können. Endocannabinoide können hypo- sowie hypertensive Effekte auslösen. In dem von uns gewählten Versuchsmodell (CASP) wurde nach Aktivierung des CB1- bzw. CB2-Rezeptors kein signifikanter Einfluss auf die Hämodynamik beobachtet. Es zeigte sich in unseren Ergebnissen eine signifikante Minderung der Leukozytenadhärenz sowohl bei der Aktivierung des CB1-Rezeptors durch ACEA (2,5 mg/kg KG) als auch durch die Aktivierung des CB2-Rezeptors durch HU308 (10 mg/kg KG). In allen CASP-Gruppen zeigte sich eine signifikante Verringerung der FCD zum Zeitpunkt der Intravitalmikroskopie. Nach Gabe des CB1-Agonisten ACEA bzw. des CB2-Agonisten HU308 waren im Wesentlichen keine signifikanten Effekte im Vergleich zur unbehandelten CASP-Gruppe zu beobachten. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das Endocannabinoid-System ein anti-inflammatorisches Behandlungspotential in der Sepsis aufweist. Ein akuter Einfluss auf Makro- oder Mikrozirkulation konnte in unseren Pilotexperimenten nicht beobachtet werden. Die anti-inflammatorischen Effekte der CB1- bzw. CB2-Aktivierung lassen jedoch langfristig Verbesserungen auch dieser Parameter erwarten und sollten daher in weiteren Studien untersucht werden.

Eisen als wichtigstes Spurenelement im menschlichen Körper bedingt, dass für nahezu alle Erkrankungen, insbesondere chronische und akute Entzündungsreaktionen eine fein regulierte Eisenhomöostase von besonderer Bedeutung ist. Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss von zwei neuen Eisenchelatoren, DIBI und MAHMP auf die intestinale Mikrozirkulation bei experimenteller Sepsis zu evaluieren. Im Rahmen einer Sepsis können Eisenchelatoren eine mögliche neue Therapieoption darstellen, indem sie zum einen in verschiedenen Kompartimenten freies Eisen binden können, welches folglich nicht mehr zur Generierung reaktiver Sauerstoffspezies zur Verfügung steht, und zum anderen die Bioverfügbarkeit freien Eisens für Stoffwechselprozesse und Zellteilung pathogener Keime reduzieren. Hierzu führten wir intravitalmikroskopische Untersuchungen des Darmes an zwei murinen Modellen der experimentellen Sepsis durch. Wir konnten zeigen, dass bei Endotoxinämie eine Behandlung mit MAHMP die Leukozytenaktivierung reduziert, die intestinale Kapillarperfusion verbessert und vor einen histologischen Mukosaschaden schützt und somit anti-inflammatorisch wirkt. Im CASP-Modell führte die Behandlung einer polybakteriellen Peritonitis mit DIBI zur signifikanten Reduktion der Leukozytenaktivierung. Dies begründen wir hauptsächlich durch eine antibakterielle Wirkung von DIBI, welche durch extrazelluläre Eisenrestriktion quantitativ das Bakterienwachstum reduziert, und folglich über eine Reduktion Toxin-vermittelter, intrazellulärer Signaltransduktionskaskaden sekundär antiinflammatorisch wirkt.

Zielstellung Zugang zu Gesundheitsversorgung ist eine Dimension von Versorgungsqualität; eine zugangsgerechte Versorgung setzt ein den Versorgungsbedarfen angemessenes Versorgungsangebot voraus. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war, die regionale Verteilung von zahnärztlichen Versorgungsangeboten und -bedarfen am Beispiel des Bundeslandes Mecklenburg-Vorpommern (M-V) zu analysieren und zu prognostizieren. Zudem sollten Maßnahmen zur Steuerung der räumlichen Verteilung von Zahnärzten evaluiert werden. Methodik Auf der Basis von Zahnarzt-, Bevölkerungs- und Morbiditätsdaten wurden zunächst die regionalen Versorgungsangebote und -bedarfe des Bundeslandes M-V in 2001 und 2011 dargestellt. Anschließend wurde ein Modell zur Vorhersage der regionalen Verteilung von zahnärztlichen Versorgungsangeboten und -bedarfen entwickelt, validiert und zur Projektion des Jahres 2030 angewandt. Dazu wurden die zu erwarteten Zu- und Abgänge an Zahnärzten in jeder Region sowie die zu erwartenden Bedarfe modelliert. Dabei wurden drei Szenarien dargestellt (Best/Worst/Moderate Case). Vorhandene Maßnahmen zur Steuerung der räumlichen Verteilung von Zahnärzten wurden mittels systematischer Literaturanalyse gesichtet und auf ihre Wirksamkeit überprüft. Ergebnisse In 2001 und 2011 zeigte sich eine signifikante regionale Ungleichverteilung in dem Verhältnis von Versorgungsangeboten und -bedarfen. Das entwickelte Vorhersagemodell zeigte eine hohe Validität. Der Rückgang der Bevölkerung in M-V bis 2030 sowie eine parallel dazu einhergehende Reduktion des Bedarfs zahnmedizinischer Leistungen führten zu einer signifikanten Abnahme der regionalen Versorgungsbedarfe. Auf der anderen Seite wurde bis 2030 eine Abnahme der Versorgungsangebote vor allem im ländlichen Raum beobachtet. In zwei der drei modellierten Szenarien überstieg das Versorgungsangebot den benötigten Versorgungsbedarf in M-V. Dabei wurden sowohl über- als auch unterversorgte Gebiete identifiziert. Wir erwarten eine Verschärfung der regionalen Ungleichversorgung bis 2030. Die Wirksamkeit der zahlreichen Instrumente zur Steuerung der räumlichen Verteilung von Zahnärzten ist nur bedingt belegt. Schlussfolgerung Die bestehende Ungleichverteilung des Verhältnisses von Versorgungsangeboten und -bedarfen wird sich bis 2030 vermutlich verschärfen. Eine generelle Unterversorgung ist nicht zu erwarten. Entscheidungsträger in der Versorgungsplanung stehen diverse Steuerungsmaßnahmen zur Bekämpfung der Fehlverteilung zur Verfügung. Vor der Anwendung dieser Maßnahmen sollte deren Wirksamkeit in Modellstudien ermittelt werden.

Sowohl bei einer Auswertung der Patienten mit den Thrombusgraden TIMI I –V als auch jener mit der Graduierung TIMI II –V ist eine deutliche Signifikanz in Bezug auf das geringere Vorhandensein einer proximalen Stenose in Infarktgefäßen zu verzeichnen. In beiden Patientengruppen zeigte die durchgeführte Analyse ein häufigeres Auftreten von proximalen Stenosen in den Kontrollgefäßen als in den Infarktgefäßen. Auch die zweite angewandte Methode – die Vermessung der Abstände zwischen den Stenosen – bestätigte diese Ergebnisse. Die Resultate deuten darauf hin, dass eine Verengung des Gefäßdurchmessers in proximal gelegenen Gefäßabschnitten sich auf die Entstehung von Plaquerupturen und die damit verbundene Entstehung von Gefäßverschlüssen auswirkt.

In der vorliegenden Arbeit wurde zum ersten Mal in der aktuellen Literatur das Proteom von einer humanen und einer bakteriellen Zellreihe nach Behandlung mit sogenanntem tissue-tolerable Plasma hypothesenfrei analysiert. Mit diesem neuartigen Ansatz konnten die vorliegenden aktuellen Literaturdaten größtenteils bestätigt und erheblich erweitert werden. So konnte gezeigt werden, dass die Behandlung mit TTP dosisabhängig zu einer signifikant vermehrten Proliferation der humanen respiratorischen S9-Zellen führt. Als therapeutisch vielversprechendste Dosis wurde dabei, wie auch schon in der Literatur vermutet, die 120s-Behandlung identifiziert, wobei auch kleinere Dosen eine vorteilhafte Tendenz aufzeigten. Nichtsdestotrotz sind weitere Studien dringend erforderlich, um insbesondere die Langzeit- und Nebenwirkungen von TTP aufzuzeigen. Dass die Behandlung auch Risiken bergen könnte, zeigen die auf Proteinebene erhaltenen Ergebnisse, wo mit steigenden TTP-Dosen auch die Veränderungen der Expression von Proteinen der Funktionskomplexe DNA-Schäden und Apoptosefaktoren zunehmen. Unklar ist bislang, wie sich der Verlauf über den 120h-Zeitraum hinaus darstellt und mit welcher Häufig- und Regelmäßigkeit die Behandlung in der Klinik erfolgen müsste, um einen nachhaltigen, therapeutisch relevanten Effekt zu erzielen. Zum Nachweis der Praxistauglichkeit der Plasmatherapie sind weitere Studien erforderlich, um eben diese Fragen zu beantworten und auszuschließen, dass die negativen Auswirkungen bedingt bspw. durch verstärkte Apoptoseinduktion eventuell zu einem späteren Zeitpunkt die positiven Effekte der TTP-Behandlung überlagern oder antagonisieren. Notwendig sind auch klinische Studien in der Hals-Nasen-Ohrenkunde, die das Wachstumsverhalten der Zellen im Allgemeinen, aber auch im Speziellen der respiratorischen Zellen in vivo zeigen. Die in vitro gefundenen Resultate geben maximal einen kleinen Fingerzeig auf das, was in einem komplexen, wechselwirkenden Organismus zu erwarten ist. Bislang sind in diesem Bereich noch keine größeren Studien erfolgt. Gezeigt werden konnte in der Arbeit auch, dass die Staphylokokken deutlich anfälliger für TTP sind als die humanen Zellen. Hier konnte das in vitro Wachstum eingeschränkt werden, was den Ergebnissen der aktuellen Literatur entspricht. Allerdings gilt hier ebenfalls, das in vitro erzielte Ergebnisse nicht ohne Weiteres auf die Klinik übertragen werden können. Auch wenn es bereits einige klinische Studien zur antimikrobiellen Wirkung von Plasma gibt, steht die Forschung noch am An-fang. Gezeigt werden muss im Verlauf noch, dass TTP auch im Biosystem Mensch die in-vitro gezeigten Effekte auslöst. Bekannt ist außerdem wie oben beschrieben, dass Staphylokokkus aureus ohnehin zu den sensibleren Keimen gehört. Eine Analyse des Verhaltens von möglicherweise resistenteren Bakterien ist nötig. Auch zu klären bleibt, wie sich Pilze unter der Behandlung verhalten und ob nicht nach Ausschalten der bakteriellen Flora möglicherweise ein Selektionsvorteil entsteht, der zu vermehrten Pilzwundinfektionen führt. Die Ergebnisse der Arbeit konnten die Entstehung von oxidativen Stress als wichtigsten Mediator der TTP-Wirkung aufzeigen. Diese Erkenntnis deckt sich mit der aktuellen Studienlage und konnte aufgrund der umfassenden Proteomanalyse beider Zellreihen gewonnen werden. Nichtsdestotrotz müssen weitere genaue Auswertungen erfolgen. Aufgrund der sehr großen Datenmenge erfolgte im Verlauf der Analyse eine ausgiebige Ordnungs- und Filterarbeit. Trotz großer Sorgfalt ist es kaum möglich gewesen, alle Informationen zu berücksichtigen und in einer übersichtlichen Form zu erhalten. Daher sind die in der Arbeit dargestellten Ergebnissen lediglich ein kleiner Ausschnitt der offensichtlichsten Erkenntnisse. Es ist außerdem zu bedenken, dass aufgrund der technischen Limitation lediglich 1220 Proteine identifiziert werden konnten, bei aktuell 30.057 bekannten menschli-chen Proteinen [99]. Betrachtet wurden letztlich also lediglich 4% des Proteoms. Weitere globale Analysen sind im Verlauf sinnvoll und nötig, um die gewonnenen Resultate zu stärken oder zu hinterfragen . Insgesamt präsentiert sich TTP als ambitionierte Therapiealternative, die große Möglichkeiten in der Medizin der Zukunft verspricht. Insbesondere in der HNO birgt es vielversprechende Möglichkeiten bei bislang problematischen Erkrankungen. Die Forschung ist allerdings gefordert, weitere umfassende Studien durchzuführen um die Sicherheit und Praktikabilität zu gewährleisten.

Die Meniskusläsion ist mit einer Inzidenz von 60 bis 70 pro 100 000 Einwohner [59] ein häufig gesehenes Krankheitsbild in der Orthopädie und Unfallchirurgie. Mit zunehmendem Verständnis über die Bedeutung des Meniskus für die Funktionalität und Biomechanik des Kniegelenkes [73] entwickelte sich die Meniskuschirurgie zu der am häufigsten durchgeführten minimal-invasiven Therapieform [2]. Heutzutage stehen mehrere Verfahren zur Verfügung, die bei symptomatischer Meniskusläsion durchgeführt werden können. Die am weitesten verbreiteten Therapievarianten sind die Meniskusresektion und die Meniskusrefixation [86, 98]. Aufgrund der mannigfaltigen Funktionen, die die Menisken im Kniegelenk übernehmen [2, 3, 13, 18, 32, 57, 59, 65, 95, 98, 105], sollte wenn immer möglich die meniskuserhaltende Therapie (Meniskusnaht) durchgeführt werden [86, 98], um die Menisken als funktionelle Struktur zu erhalten [102] und somit der Arthroseentwicklung vorzubeugen [2, 5, 11, 30, 32, 36, 37, 47, 49, 60, 65, 79, 94, 98, 105]. Im Rahmen dieser Studie wurden insgesamt 81 Probanden statistisch ausgewertet, die im Zeitraum von 2006 bis 2012 in der Abteilung für Orthopädie und orthopädische Chirurgie der Universitätsmedizin Greifswald operiert wurden. Hierbei wurden international gängige Scores wie der Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score, International Knee Documentation Committee Score, Tegner Aktivitätsscore und Kellgren and Lawrence Arthrosescore verwendet. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte sowohl für die Gesamtbehandlungsgruppen (Refixation – I; Resektion – II), als auch in kleineren Untergruppen. Als Untergruppen wurden Probanden mit einen ausgeprägtem Meniskusschaden (Untergruppe a bzw. b) oder dem Auftreten von Folgeoperationen (Untergruppe c bzw. d) festgelegt. Anschließend wurden Korrelationen zwischen Meniskusgrad, Alter, Geschlecht und BMI ausgewertet, um ihren Einfluss auf die Ergebnisse zu beurteilen. In der statistischen Auswertung zeigte sich in der Gesamtkohorte, dass die Behandlungsgruppe Resektion durchschnittlich höhere KOOS und IKDC Werte erreichte als ihre Kollegen in der Refixationsgruppe. Jedoch werden die Werte ausschließlich im Parameter KOOS Symptome signifikant mit einem mittleren Effekt. Alle anderen Parameter unterscheiden sich nicht signifikant unter den Behandlungsgruppen und es zeigen sich nur kleine Effekte. Somit sind Probanden die eine Meniskusrefixation erhalten haben etwas unzufriedener mit ihrem Kniegelenk als Probanden mit Resektion. Betrachtet man aber das Tegneraktivitätslevel präoperativ und postoperativ zeigt sich, dass in circa 69% der Fälle das präoperative Aktivitätslevel wiedererlangt und sogar in 7% der Fälle ein höheres Aktivitätslevel erreicht wird. Somit mehr als Dreiviertel der Probanden ein gutes bis sehr gutes Ergebnis erreichten. Diese Beobachtungen decken sich mit den Ergebnissen der internationalen Literatur bzw. im IKDC Score schneiden die Probanden dieser Studie besser ab als im internationalen Vergleich [5, 6, 19, 44, 45, 70, 90]. Die Auswertung des Ausmaßes der Läsion in den Behandlungsgruppen ergab, dass in der Resektionsgruppe Probanden mit einem ausgedehnten Meniskusschaden durchschnittlich schlechtere KOOS und IKDC Scores erreichten als Probanden mit isolierter Hinterhornläsion und in der Refixationsgruppe schnitten Probanden mit ausgedehnten Läsionsformen besser ab. Die Parameter werden jedoch nicht signifikant. Bei der Auswertung der Aktivitätslevel nach Tegner zeigt sich ein ähnliches Bild wie in der Gesamtkohorte. Zwischen 60% und 77% der Probanden erreichen ihr ursprüngliches Aktivitätslevel wie, wobei Probanden in der Resektionsgruppe mit isolierter Hinterhornläsion in 72,7% ihr ursprüngliches Aktivitätslevel wiedererlangen und 64% der ausgedehnten Läsionen. In der Refixationsgruppe zeigt sich wieder ein spiegelbildliches Ergebnis. 76,9% in der Untergruppe mit ausgedehnter Läsion und 60% in der Untergruppe mit isolierter Hinterhornläsion erreichen ihre präoperativen Aktivitätslevels. Eine ähnliche Studie in der internationalen Literatur konnte nicht zum Vergleich gefunden werden, jedoch lässt sich das Ergebnis mit dem Ausmaß des operativen Eingriffes (partielle Meniskusresektion vs. Subtotale Meniskusresektion) und der Eignung bestimmter Läsionsformen für bestimmte Therapieoptionen (drittgradige vs. viertgradige Meniskusläsionen) erklären. Die Komplikationsrate und Reoperationsrate in dieser Studie lag in der Refixationsgruppe bei 26% und in der Resektionsgruppe bei 12%. Diese Ergebnisse decken sich mit der internationalen Literatur. In beiden Behandlungsgruppen erreichen Probanden mit Folgeoperation durchschnittlich niedrigere Scores (KOOS, IKDC) als Probanden ohne Folgeoperation. Das Tegneraktivitätslevel wird zum Großteil wiedererlagt, wobei die Daten aufgrund der kleinen Kohortengröße der Refixationsgruppe nicht sicher auswertbar ist. In der internationalen Literatur konnten wiederrum keine ähnlichen Studien zum Vergleich gefunden werden, jedoch lässt sich das Ergebnis durch die Erkenntnisse in der gängigen Literatur erklären. Zuletzt wurden die Korrelationen zwischen Meniskusschädigungsgrad, Alter, BMI und Geschlecht ausgewertet. Hier zeigte sich eine signifikante Korrelation zwischen dem Meniskusgrad und den erreichten KOOS und IKDC Werten. Je höher der Meniskusschädigungsgrad, desto niedriger die Scores. Des Weiteren konnte ein Zusammenhang zwischen Body Mass Index und KOOS/IKDC Score gefunden werden. Ein hoher BMI beeinflusst die Scores signifikant. Das männliche Geschlecht scheint ebenfalls einen positiven Effekt auf das Outcome zu haben. Jedoch wird hier nur das Aktivitätslevel signifikant. Das Alter der Probanden scheint keinen Einfluss auf das Outcome zu haben. Alles in Allem kann man aus den erhobenen Daten keine sichere Aussage dazu treffen, welche Therapieoption überlegen ist. Es scheint als sei die Meniskusresektion mit einer höheren Patientenzufriedenheit verbunden. Jedoch sind die Resultate im Erlangen des ursprünglichen Aktivitätslevel in beiden Behandlungsgruppen sehr gut.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Veränderungen der Wurzelkanaloberfläche, des -volumens und des Kanalverlaufs sowie des Dentinabtrags durch Instrumentierung von Wurzelkanälen an extrahierten Zähnen mit drei verschiedenen Nickel-Titan-Systemen zu bestimmen. Die Auswertung wurde anhand von Micro-CT Bildern vor und nach der Präparation im apikalen, mittleren und koronalen Wurzelkanalanteil durchgeführt. Die Blindstudie umfasste 18 Unterkiefermolaren mit jeweils zwei mesialen und einem distalen Wurzelkanal. Diese wurden zufällig in drei Gruppen eingeteilt und mit den vollrotierenden Feilensystemen ProTaper Next™ (Dentsply Sirona, York, USA) und F6 SkyTaper (Komet, Brasseler GmbH, Lemgo, Deutschland) sowie dem reziproken System WaveOne™ (Dentsply Sirona, York, USA) bis ISO 25 (mesiale Kanäle) bzw. ISO 40 (distale Kanäle) präpariert und anschließend anhand von Überlagerungen der Micro-CT Bilder vor und nach der Aufbereitung analysiert. Der Anstieg des Volumens sowie der Oberfläche des gesamten Wurzelkanalsystems nach der Aufbereitung ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Gruppen. Kein Feilensystem war in der Lage, die Oberfläche des Wurzelkanalsystems vollständig zu instrumentieren. Die Analyse der drei Feilensysteme ProTaper Next™, F6 SkyTaper und WaveOne™ zeigte in allen Wurzelkanälen unbearbeitete Flächen. Das WaveOneTM-System mit einer Konizität von 8% trug im Vergleich zu den jeweils 6% konischen ProTaper Next™ und F6 SkyTaper nur im mittleren Drittel der mesialen Kanäle signifikant mehr Dentin ab. Für die distalen Kanäle konnten keine Unterschiede in Bezug auf den Dentinabtrag zwischen den drei Feilensystemen festgestellt werden. Die Auswertung der Ergebnisse zur Kanalbegradigung zeigte bei allen drei Nickel-Titan-Systemen leichte, für den klinischen Gebrauch jedoch vernachlässigbare, Begradigungen im Wurzelkanalverlauf, ohne signifikante Unterschiede zwischen den untersuchten Instrumentengruppen. Die unterschiedlichen Bewegungsmuster (vollrotierender und reziproker Modus) hatten keine Auswirkungen auf die Ergebnisse in dieser Studie. Auch die M-Wire® Behandlung (spezielles Wärmebehandlungsverfahren) der ProTaper Next™ und WaveOne™ Instrumente zeigte in dieser Studie keinen Einfluss auf die untersuchten Parameter. Die Prüfung der drei Feilensysteme ergab, dass unter den Studienbedingungen alle Systeme geeignet sind, eine angemessene und sichere Präparation des Wurzelkanalsystems ohne Komplikationen wie z.B. Instrumentenfraktur oder Via falsa durchzuführen.

Zu den unspezifisch wirkenden Abwehrsystemen des Speichels gehören die oralen Peroxidasen (OPO), vor allem die Speichel- (SPO) und Myeloperoxidase (MPO) sowie zu einem geringen Anteil die eosinophile Peroxidase (EPO). Letzteres spielt nur bei Parasitäre Infektionen, allergische Reaktionen und Asthma-Pathogenese eine Rolle [60]. Durch die Vermittlung der Speichelperoxidase wird Thiocyanat (SCN-) zu dem antimikrobiell hoch wirksamen Hypothiocyanit (OSCN-) oxidiert, wobei H2O2 als Sauerstoffdonator fungiert. Die antimikrobielle Wirkung des SPO-SCN--H2O2-System (SPO-Systems) konnte in zahlreichen Studien belegt werden. Hingegen erbrachten die Studien zum Nachweis des daraus abgeleiteten potentiell protektiven Effektes des SPO-Systems auf die orale Gesundheit eher kontroverse Ergebnisse. Zu den Gründen für die unterschiedlichen Ergebnisse gehören vornehmlich die Komplexität des SPO-Systems und die fragliche Validität und Reliabilität sowohl der Nachweismethoden als auch der Aufnahme der untersuchten oralen Parameter. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Zusammenhang zwischen der parodontalen Gesundheit und dem SPO-Enzym mittels valider und reliabler Messungen zu untersuchen. Erstmalig wurden nicht nur beide Enzymparameter (Aktivität, Konzentration) des Ruhespeichels bestimmt, sondern sie wurden auch jeweils fünfmal am gleichen Tag – im Abstand von zwei Stunden – erhoben, um so den Einfluss des SPO-Enzyms auf die parodontale Gesundheit reliabel evaluieren zu können. Die valide Bestimmung der SPO-Aktivität ergab sich aus der Differenz der OPO-Aktivität und der MPO-Aktivität, die nach dem Zusatz des SPO-Inhibitors Dapson jeweils durch die SCN--störungsfreie p-Phenylendiamin-Methode ermittelt wurden. Die SPO-Konzentration wurde mittels des ELISA-Verfahrens (USCN, Life Science Inc.) bestimmt. Eine zahnmedizinische Untersuchung des gesamten Gebisses wurde an einer Stichprobe von 46 25-54-jährigen Nichtrauchern ohne Diabetes mellitus durchgeführt. Aufgrund des hohen Anteils an Vollbezahnten wurden diese Daten anhand der Daten einer bevölkerungsrepräsentativen Studie der gleichen Zielpopulation (SHIP-TREND) im Hinblick auf die Anzahl an Zähnen korrigiert. SHIP-TREND-Daten ermöglichten es auch, die Effektstärke des SPO-Enzyms in der vorliegenden Studie mit der des Rauchens zu vergleichen. Die SPO-Aktivität war mit der Sondierungstiefe (Effektstärke: -0,48 mm; robustes 95% Konfidenzintervall: -0,90 – -0,31 mm; p = 0,0052) und dem Attachmentverlust assoziiert (Effektstärke: -0,54 mm; robustes 95% Konfidenzintervall: -1,03 – -0,32 mm; p = 0,0116). In SHIP-TREND wiesen starke Raucher (≥15 Zigaretten pro Tag) 0,42 mm mehr Sondierungstiefe (95% Konfidenzintervall: 0,35 – 0,50) und 0,62 mm mehr Attachmentverlust (95% Konfidenzintervall: 0,47 – 0,77 mm) auf als Personen, die nie geraucht hatten. Somit lag die Effektstärke der SPO-Aktivität bei der Sondierungstiefe etwas über, beim Attachmentverlust etwas unter dem Effekt des starken Rauchens. Die Effektstärke der SPO-Konzentration war geringer als die der SPO-Aktivität und statistisch nicht signifikant. Wie stets kann aber deshalb ein Effekt der SPO-Konzentration nicht ausgeschlossen werden, zumal es in zusätzlichen Analysen Hinweise auf eine vermutete Interaktion von SPO-Konzentration und SPO-Aktivität auf die Sondierungstiefe gab (p = 0,0256). Die umgekehrte Assoziation der SPO-Aktivität mit Sondierungstiefe und Attachmentverlust unterstützt die Hypothese, dass die SPO-Aktivität ein Schutzfaktor gegen Parodontitis sein könnte. Große, gut designte Studien sind jedoch notwendig, um kausale Mechanismen dieser Assoziation zu untersuchen.

Mittels der vorliegenden Dissertation sollten, anhand eines größeren Patientinnenkollektivs, uterine Leiomyosarkome (LMS) umfassend charakterisiert werden um als Vergleichsmaterial zu regelhaften Leiomyomen (LM) für die Errechnung eines präoperativen LMS-Risiko-Scores zu dienen. Zu diesem Zweck wurden insgesamt 240 LMS-Beratungsfälle des Deutschen klinischen Kompetenzzentrums für genitale Sarkome und Mischtumoren der Universitätsmedizin Greifswald (DKSM) aus dem Zeitraum August 2009 – September 2017 retro- und prospektiv erfasst und analysiert. Von diesen wurden 154 Fälle einer vorangegangenen Promotion (126) des DKSM entnommen. Letztere wurden mit erweiterten bzw. neu hinzugekommenen Kriterien aktualisiert. Um eine vergleichende Auswertung mit LM zu ermöglichen, war es erforderlich, die relevanten Kriterien in ein Schema zu integrieren, das simultan bei den LM-Analysen der anderen Arbeitsgruppen des DKSM zur Anwendung kam. Das mediane Alter von 52 Jahren und die höchste Inzidenz zwischen 50 – 59 Jahren decken sich mit Angaben aus der Literatur. Der Anteil postmenopausaler Frauen lag mit 60,8 % über den ermittelten Werten anderer Autoren. Die anamnestischen Angaben, wie eine Tamoxifenexposition, eine vorausgegangene medikamentöse Therapie mit Ulipristalacetat (UPA) und vorausgegangene Operationen wegen Varianten des LM und eines STUMP (glattmuskulärer Tumor mit unsicherem malignem Potential) spiegeln die Literaturangaben nur bedingt wider. Ein Therapieversagen von UPA bei symptomatischen LM scheint ein Hinweis auf ein uterines Sarkom zu sein. Allerdings wurden in dieser Untersuchung insgesamt nur 8 entsprechende Fälle gefunden. Eine vorausgegangene Operation wegen Varianten des LM bzw. eines STUMP fand sich nur in 2,1 % der Fälle. Betreffs der Blutungsstörungen wurden bei 44 % der prämenopausalen Frauen intermenstruelle Zusatzblutungen und bei 45,2 % Blutungen in der Postmenopause beschrieben. Zudem wurden tumorbezogene Symptome ohne jegliche Blutungsstörungen, wie uterine oder Unterbauchschmerzen, ein vermehrter Harndrang sowie ein Druckgefühl oder eine Zunahme des Abdominalumfanges in 46,3 % der Fälle beobachtet. In mehr als der Hälfte der Fälle (53,4 %) lag ein schnelles Tumorwachstum vor. Der Wert lag in der Postmenopause sogar bei 55,5 %. In 45,5 % wurde das LMS als weich bzw. auffällig weich beschrieben. In 99,6 % aller Fälle wurde eine diagnostische Sonografie durchgeführt. Dabei zeigte sich in 82 % ein als auffällig bezeichneter Befund. Der Durchmesser der beobachteten LMS betrug median 9 cm. Am häufigsten wiesen die LMS eine Größe zwischen 6 – 10 cm auf. Der Anteil der solitären LMS (keine zusätzlichen LM) lag bei 51,7 %. Der mittlere Durchmesser der solitären LMS betrug 10,3 cm. Bei 73 der Fälle (30 %) wurde eine diagnostische Abrasio oder eine direkte Biopsie durchgeführt. Unter diesen wurde nur in 38,4 % primär die richtige Diagnose gestellt. Die Literaturangaben zur Stadienverteilung der LMS decken sich nicht mit eigenen Ergebnissen, nach denen sich 79,6 % der Fälle im Stadium I und nur 0,4 % im Stadium IV befanden. Ebenfalls widersprechen die eigenen Daten den Angaben bezüglich einer Lymphknotenbeteiligung. In insgesamt 80,4 % (n = 189 Fälle) wurde keine Lymphonodektomie (LNE) durchgeführt. Insgesamt 10,9 % der LMS mit einer LNE (n = 46 Fälle) wiesen positive Lymphknoten auf. Die Literaturangaben zur Netz- und Zervixbeteiligung konnten bestätigt werden. Von 235 operierten Frauen fand nur in 21 Fällen (13,2 %) eine Netzresektion statt. In 4 dieser Fälle war das Netz vom Tumor befallen. In 15,1 % der Fälle der vorliegenden Arbeit wurde ein Zervixbefall im Sinne einer Infiltration durch einen korporalen Tumor bzw. einer primären Lokalisation in der Zervix gefunden. In insgesamt 67,7 % aller Fälle wurde das LMS primär nicht erkannt und konsekutiv unter der falschen Indikation operiert. In 66,0 % bildete ein LM die Operationsindikation bei der Enddiagnose LMS. Dementsprechend wurden nur 35,7 % der LMS mittels totaler Hysterektomie ohne Uterus- und/oder Tumorverletzung operiert. In 71,3 % der Fälle lagen Daten zur Mitosenzahl je 10 HPF vor. Der errechnete Mittelwert aller LMS betrug 20,7 M/10 HPF und speziell die der spindelzelligen LMS 21,7 M/10 HPF. Diese Zahlen decken sich mit den Angaben aus der Literatur. Das gilt gleichermaßen für die Expression des Ki67-Antigens (im Mittel 37,2 %). Die 5-Jahres- Überlebenswahrscheinlichkeit (Nomogramm Overall Survival Probability nach Zivanovic) lag bei 144 berechenbaren Fällen median bei 48 %. In den vorliegenden Fällen konnten in 8,3 % primäre Fernmetastasen nachgewiesen werden. Diese fanden sich mit 65,1 bzw. 25,3 % am häufigsten in der Lunge und/oder der Leber. Eine Ausbreitung in die Knochen sowie in die Knochen plus simultan in jegliche anderweitigen Strukturen lag nur in jeweils 6,0 % vor. Die gewonnenen Ergebnisse wurden in der Zentrale des DKSM zur Berechnung des LMS-Risiko-Scores mittels Vergleich mit 670 prospektiv analysierten LMS aus 2 weiteren Promotionen verwendet. Der Score ist zwischenzeitlich publiziert worden.

Die Antibiotikatherapie Rhodococcus equi-bedingter Pneumonien in Fohlen sollte grundsätzlich in Abhängigkeit vom Allgemeinzustand, jedoch erst ab einem Abszess-Score ≥ 10 cm gemäß der wait-and-see-Strategie begonnen werden, um die verwendete Antibiotikamenge zu reduzieren. Die vorliegende Arbeit hat gezeigt, dass die lange Zeit etablierte Wirkstoff-Kombination von Rifampicin und Clarithromycin aus pharmakokinetischer Sicht für die Therapie ungeeignet ist, unabhängig davon ob die Wirkstoffe gleichzeitig oder, wie von der FDA bei hohem Interaktionspotential zweier Wirkstoffe gefordert, zeitversetzt appliziert werden. In Kombination mit Rifampicin kommt es, aufgrund der PXR-vermittelten Erhöhung der Expression von P-gp und CYP3A4, zu einer dramatischen Abnahme der Bioverfügbarkeit von Clarithromycin, was zu Cmax-Konzentrationen unterhalb der MIC90 für R. equi im systemischen Kompartiment führt. Im Gegensatz dazu konnte für die Kombination von Rifampicin und Gamithromycin, einem bisher ausschließlich bei Schweinen und Rindern zur Behandlung von Atemwegserkrankungen eingesetzten Makrolidantibiotikum, eine deutliche AUC-Erhöhung beobachtet werden. Eine mögliche Erklärung ist, dass Gamithromycin, anders als Clarithromycin, kein Substrat von P-gp und CYP3A4 ist und damit Efflux und Metabolismus unter Rifampicin-Gabe nicht induziert sind. Zudem wird Gamithromycin, intravenös appliziert, sodass die Interaktion zwischen Makrolidantibiotikum und intestinalem P-gp von Beginn an unterbunden wird. In vitro wurde mit Hilfe stabil transfizierter Zellen ein Vertreter der OATP-Familie (hOATP2B1) als Transporter für Gamithromycin identifiziert werden. Auf Grund dieser Ergebnisse liegt es nahe, dass der OATP-Inhibitor Rifampicin die Aufnahme und den Efflux von Gamithromycin in und aus Hepatozyten hemmt. Für diese Theorie spricht die in der in vivo-Studie beobachtete reduzierte Clearance sowie verlängerte MRT im Fall der Kombinationstherapie mit Rifampicin. Die Applikation von Gamithromycin sollte nach Herstellerangaben einmal wöchentlich erfolgen. In diesem Fall sinken die Konzentrationen des Makrolidantibiotikums nach intravenöser Gabe jedoch innerhalb kürzester Zeit (< 1 h) unter die MIC90 von R. equi. Die MIC90 wird also > 99 % des Dosierungsintervalls von 168 h unterschritten. Deshalb erscheint es sinnvoll, ein verändertes Therapieschema mit einer höheren Initialdosis und einem reduziertem Dosierungsintervall (z.B. 48 h oder 72 h) in zukünftigen Studien zu prüfen. Die Einführung von PK/PD-Indizes lässt eine theoretische Einschätzung der Effizienz von Antibiotika zu. Es konnte gezeigt werden, dass Rifampicin die definierten Grenzwerte für T > MIC90 für das systemische Kompartiment selbst dann erfüllt, wenn die Dosis von 2 × 10 mg/kg/d bzw. 1 × 20 mg/kg/d auf 1 × 10 mg/kg/d reduziert wird. Da eine Konzentration > 4 × MIC90 bei zeitabhängig wirkenden Antibiotika nachweislich keinen zusätzlichen Effekt hat und hohe Antibiotika-Konzentrationen zusätzlich die Selektion resistenter Bakterienstämme begünstigen, wird aus pharmakokinetischer Sicht die Rifampicin-Dosisreduktion auf 1 × 10 mg/kg/d empfohlen. Das intrazelluläre Bakterium R. equi stellt das Antibiotikum allerdings vor besondere Herausforderungen (u.a. hohes Verteilungsvolumen, Membranpermeabilität etc.). Aus diesem Grund sind die etablierten PK/PD-Indizes, welche ausschließlich die Wirkstoff-Konzentrationen im systemischen Kompartiment berücksichtigen, ungeeignet zur Beschreibung der Wirksamkeit. Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher, in Anlehnung an bestehende Indizes, eigene Surrogat-Parameter entwickelt, die sich zur theoretischen Einschätzung der Wirksamkeit besser eignen: CELF/MIC90 und CBALC/MIC90. Diese Indizes sind für alle untersuchten Antibiotika stets deutlich > 4, mit Ausnahme der einmal täglichen RIF-Gabe von 10 mg/kg (hier: CELF/MIC90 = 2, CBALC/MIC90 = 3). Die Parameter T > MIC90, ELF bzw. T > MIC90, BALC konnten in dieser Arbeit nicht eindeutig bestimmt werden, da die BAL aus praktischen Gründen ausschließlich nach 12 oder 24 h durchgeführt wurde. Dieser Zeitpunkt entspricht für Clarithromycin bzw. Rifampicin dem Ende des Dosierungsintervalls. Da die gemessenen Konzentrationen im ELF und den BALC stets > MIC90 sind, kann T > MIC90 (ELF) bzw. T > MIC90 (BALC) mit 100 % angegeben werden. Im Fall von Gamithromycin wurde die BAL ebenfalls nach 24 h durchgeführt, wobei die Konzentration in den BALC ebenfalls deutlich oberhalb der MIC90 für R. equi liegt. Hier muss allerdings beachtet werden, dass das Dosierungsintervall von Gamithromycin 168 h beträgt und damit die eigentlichen Talspiegel in der vorliegenden Arbeit nicht erfasst wurden. Die Reduktion des Dosierungsintervalls könnte, neben der Erhöhung der systemischen Antibiotika-Konzentrationen, ein Absinken der Konzentrationen im Lungenkompartiment in den „Sub-MIC-Bereich“ verhindern.

Geistige Behinderung ist eine der häufigsten Formen von erblich bedingten kognitiven Beeinträchtigungen. Definiert wird sie durch einen Intelligenzquotienten unter 70 und obwohl ihre genetischen Ursachen sehr heterogen sein können, gibt es unter ihnen eine beachtliche Menge Gene, die am Aufbau der Glycocalyx beteiligt sind [1, 2]. Die Glycocalyx besteht aus Zuckerbausteinen, die Teil von Lipiden und Proteinen der Zelloberfläche oder der extrazellulären Matrix sind. Vor kurzem konnten wir belegen, dass Mutationen im ST3GAL3-Gen, welches für die Golgi-lokalisierte β-Galactosid-α2,3-sialyltransferase-III codiert, zu verschiedenen klinischen Befunden führt. Zwei unabhängige Mutationen (p.Ala13Asp and p.Asp370Tyr), gefunden in iranischen Familien, konnten mit relativ milden Formen nicht-syndromaler geistiger Behinderung (NSARID) in Verbindung gebracht werden [5]. Eine dritte Punktmutation (p.Ala320Pro), gefunden in einer palästinensischen Familie, verursachte hingegen eine schwere, altersabhängige epileptische Enzephalopathie, das West-Syndrom. Dieses Syndrom ist mit einem Arrest der geistigen Entwicklung oder sogar, wie in unserem Fall, einer Regression assoziiert [3, 4]. ST3GAL3 bildet im Menschen unter anderem das Sialyl Lewis-a (sLea)-Epitop auf Proteinen. Exogene Expression der Volllängen-c-MYC-Fusionsproteine, der Mutationsvarianten in LMTK—Zellen, zeigte, dass alle Varianten eine gestörte subzellulare Lokalisierung zeigen und zwei von ihnen (p.Ala13ASp und p.ALA320Pro) kaum mehr messbare Aktivität besitzen [5]. Um die molekularen und zellulären Mechanismen näher zu beleuchten, die dem ST3GAL3-bedingten West-Syndrom zugrunde liegen, haben wir erfolgreich ein patientenspezifisches, induzertes pluripotentes Stammzellmodell etabliert. Hierfür wurden Fibroblasten der Patientin, die eine Mutation im Exon 12 (c.958G>C, p.Ala320Pro) des ST3GAL3-Gens trägt, und einer gesunden Schwester mittels eines lentiviralen Vektorsystems reprogrammiert. Da ST3GAL3 die höchsten Expressionswerte im frontalen Kortex zeigte, und dies auch in Übereinstimmung mit dem vorgeschlagenen Ursprung epileptischer Anfälle steht, wurde ein Differenzierungsprotokoll für kortikale Neuronen etabliert und erfolgreich für beide Zelllinien durch geführt. Einer der größten Vorteile dieses Protokolls ist, dass hier die Neurogenese in vitro nach demselben temporalen Muster abläuft wie die Neurogenese in vivo. Die iPSC und die daraus differenzierten Neuronen wurden anschließend mittels Lectinblot, mRNA-Sequenzierung, Adhärenzassays und FACS untersucht. Während keine Unterschiede zwischen den iPSC und den Fibroblasten festgestellt wurden, konnten für die kortikalen Neuronen der Patientin eine zusätzliche Bande im Lektinblot (70 kDa), ein verändertes Adhärenzverhalten auf poly-L-Orinithin/Laminin-beschichteter Oberfläche und eine deutlich reduzierte Menge T-box-transcription factor-brain-1-exprimierende Neuronen festgestellt werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die ST3GAL3-Aktivität wichtig für die normale Entwicklung und Funktion des Gehirns ist.

In Deutschland leiden ca. 15 % der über 40-jährigen am Syndrom der überaktiven Blase (overactive bladder, OAB), welches durch plötzlich auftretenden, nicht aufhaltbaren Harndrang definiert wird. Trospiumchlorid (TC) ist ein kationischer, wasserlöslicher, antimuskarinerger Arzneistoff mit einer stark variablen Bioverfügbarkeit von ca. 10 %, der häufig zur Behandlung der OAB eingesetzt wird. Aufgrund seiner quartären Ammoniumstruktur überwindet er die Hirnschranke nicht und löst somit keine kognitiven Nebenwirkungen aus, was einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Anticholinergika darstellt. Zielsetzung dieser Arbeit war die Optimierung seines schlechten oralen Absorptionsverhaltens. TC überwindet die Enterozytenmembran als Substrat des Efflux-Carriers P-glycoprotein (P-gp) und des Aufnahmetransporters organic cation transporter 1 (OCT1). Durch die geringe Expression von P-gp in den proximalen Dünndarmabschnitten und einer gleichmäßigen Expression von OCT1 im gesamten Darm vermuteten wir ein „Absorptionsfenster“ für TC in diesem proximalen Dünndarmareal. In zwei nach ähnlichem Design durchgeführten kontrollierten, randomisierten, cross-over Studien der Phase I versuchten wir dieses vermutete „Absorptionsfenster“ mit der Simulation gastroretentiver Darreichungsformen für TC gezielt zu bedienen. Das TC sollte dabei mit Hilfe der Antrum-Motilität über einen längeren Zeitraum, in portionierten Mengen aus dem Magen in den Dünndarm befördert werden. In der offenen, vier-armigen GI-Studie (gastric infusion) benutzten wir dafür eine Magensonde über die 30 mg in Wasser gelöstes TC in einem Zeitraum von 6 h in den Magen infundiert wurden (GI). Im Vergleich dazu stand die orale Einnahme einer 30 mg schnell freisetzenden TC-Filmtablette (immediate release, IR). Die Applikationen erfolgten jeweils im nüchternen Zustand (fasted) und nach dem Verzehr einer standardisierten fettreichen Mahlzeit (FDA; fed). In der NaHCO3-Studie (Natriumbikarbonat) simulierten wir unter Ausnutzung der verzögerten Magenentleerung nach Verzehr einer fettreichen Mahlzeit eine physiologische Form der gastroretentiven Darreichung von TC. Durch Zugabe einer NaHCO3-Kapsel zu TC (IR-TC + NaHCO3) als Brausesubstanz in Kontakt mit Magensäure, sollte TC gleichmäßig mit dem Mageninhalt vermischt werden, um interindividuelle Unterschiede in der TC-Bioverfügbarkeit zu verringern. Im Vergleich standen die intravenöse Gabe von TC (IV-TC) und die Komedikation eines NaHCO3-Placebos (IR-TC + NaHCO3-Placebo). Die geplanten Ansätze zur Verbesserung des Absorptionsverhaltens von TC gelangen in beiden Studien leider nicht. Mit Hilfe von pharmakokinetischem modelling der aus der GI-Studie gewonnenen Daten, postulierten wir mögliche Gründe. So fanden wir heraus, dass es im menschlichen Darm zwei „Absorptionsfenster“ für TC geben muss. Ein schmaleres mit geringerer Permeabilität im Jejunum und ein breiteres mit höherer Permeabilität im Caecum/Colon ascendens. Ursächlich hierfür könnten die lokale Häufigkeit und das Wechselspiel der in diesen Arealen vorkommenden Transportproteine P-gp und OCT1 sein. Der Versuch durch Gastroretention ein proximales „Absorptionsfenster“ zu bedienen erwies sich daher nach pharmakokinetischer Modellanalyse als Fehlkonzept. In zukünftigen Studien sollten weitere Darreichungsformen erprobt werden, die insbesondere auf eine Freisetzung des TCs im zweiten „Absorptionsfenster“ mit einer höheren Permeabilität für TC abzielen.

In der vorliegenden Arbeit sollen bekannte und neuartige Inhibitoren der Glutathionperoxidasen sowohl in ihrer Eigenschaft als Inhibitor, als auch deren Effekte in Tumorzellen näher charakterisiert werden. Dabei standen zu Beginn die Mercaptobernsteinsäure sowie Tiopronin besonders im Fokus. Es konnte gezeigt werden, dass beide Substanzen effektiv bovine Glutathionperoxidase inhibieren, wobei die Effektivität sowohl in IC50-Werten als auch in Inhibitionskonstanten (Ki) ausgedrückt werden konnten. Durch Adaption des GPx-Assays auf humane GPx-Aktivität konnte ebenfalls gezeigt werden, dass Mercaptobernsteinsäure in der Lage ist, humane GPx-Aktivität zu reduzieren, allerdings nicht Tiopronin. Kombinationen von Mercaptobernsteinsäure mit Wasserstoffperoxid auf Tumorzellen zeigten erhöhte Akkumulationen reaktiver Sauerstoffspezies in Relation zu Zellen, die nur mit Wasserstoffperoxid inkubiert wurden. Die Glutathionperoxidase könnte in zellulären Systemen durch Mercaptobernsteinsäure gehemmt sein. Entsprechende Kombinationen mit Tiopronin zeigten den gegenteiligen Effekt, Tiopronin scheint als Antioxidans zu fungieren. Auch Kombinationen von Tiopronin mit Cisplatin, Doxorubicin und Methotrexat zeigten teilweise Wirkungsverluste der Zytostatika. Weiterführend wurde im Rahmen der Arbeit eine neue Klasse von Inhibitoren der Glutathionperoxidase identifiziert, die Pentathiepine. Durch unterschiedliche heteroaromatische Grundkörper sowie verschiedenen Substituenten konnten interessante Struktur-Wirkungsbeziehungen detektiert werden. Bei der Charakterisierung der inhibitorischen Aktivität gegenüber der Glutathionperoxidase stellte sich heraus, dass es sich offenbar um irreversible- sowie kompetitive Inhibitoren handelt. Die inhibitorischen Eigenschaften sind dabei in Bezug auf inhibitorische Potenz sowie Selektivität aller bisher bekannten Inhibitoren überlegen. Pentathiepine zeigen aber auch auf zellulärer Ebene interessante Eigenschaften, da sie in einer Vielzahl verschiedener Tumorzellen viabilitäts- bzw. proliferationsinhibierende Eigenschaften besitzen, mit IC50-Konzentrationen im unteren mikromolar-Bereich. Korrelationsanalysen zeigten, dass offenbar die Proliferationsinhibition der Pentathiepine mit der inhibitorischen Aktivität gegenüber der Glutathionperoxidase einhergeht. Weiterführend konnte gezeigt werden, dass Pentathiepine massiv reaktive Sauerstoffspezies in den Zellen induzieren und Apoptose auslösen. Die Apoptose-Einleitung wurde durch Annexin-V/Propidiumiodid-Markierung, Detektion von PARP-Spaltprodukten sowie durch die Bestimmung der Mitochondrien-Funktionalität durch Visualisierung des mitochondrialen Membranpotentials bestätigt. Zusammenfassend scheint eine Apoptoseauslösung über den intrinsischen Signalweg vorzuliegen. Durch die Zelllinie HAP-1 sowie deren Glutathionperoxidase-1 ausgeknockten Variante konnten Zytostatika identifiziert werden, auf die knockout-Zellen besonders sensitiv reagieren. Zu diesen gehören Cisplatin-Analoga, Lomustin und Temozolomid. In Kombinationsuntersuchungen mit diesen Zytostatika konnte gezeigt werden, dass für die Kombination von Cisplatin mit Pentathiepinen kein positiver Effekt resultiert. Die Zytotoxizität von Cisplatin wurde dabei in verschiedenen Tumorzellen durch die gleichzeitige Inkubation mit Pentathiepinen abgeschwächt. Kombinationen von Lomustin bzw. Temozolomid mit Pentathiepinen und Mercaptobernsteinsäure führten zu signifikanten Wirkverstärkungen in den untersuchten Zelllinien. Zusammenfassend lässt sich verfassen, dass die neuen Glutathionperoxidase-Inhibitoren ein nützliches Werkzeug zur Aufklärung biologischer Prozesse in Tumorzellen in Bezug auf den Umgang mit oxidativem Stress darstellen können. Gezeigt wurde, dass die kombinatorische Gabe von Inhibitoren der Glutathionperoxidase mit verschiedenen Tumortherapeutika durch eine verstärkte Toxizität aussichtsreich erscheint und in Hinblick auf die häufig sehr schlechten Prognosen verschiedener Tumorerkrankungen, die Tumortherapie durch Zusatz von Pentathiepinen verbessert werden könnte.

Die Diskussion über die Rückkehr zum Sport nach vorderer Kreuzbandplastik wird in der Literatur aktuell kontrovers geführt. Der ideale Zeitpunkt und die Kriterien der Wiederaufnahme der sportlichen Aktivität nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes sind bis heute nicht eindeutig geklärt. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob sich die eigens entwickelte Testbatterie von Sprungtests als Kriterium hierfür eignet. Des Weiteren sollte das Outcome von Patienten nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes mittels entweder Semitendinosus- oder Hamstringtransplantat verglichen werden. Hierzu wurden insgesamt 97 Patienten untersucht. Die Studienteilnehmer wurden in zwei verschiedene Patientengruppen eingeteilt. In Gruppe 1 (n=45) wurden jene Patienten eingeteilt, die keine Knieverletzungen hatten. Es handelt sich hierbei um eine gesunde Kontrollgruppe. In Gruppe 2 (n=52) wurden alle Patienten erfasst, die nach Ruptur des vorderen Kreuzbandes eine Kreuzbandrekonstruktion erhalten hatten. Innerhalb der zweiten Gruppe erfolgte je nach erhaltenem Transplantat noch eine Zuordnung in zwei Untergruppen: Gruppe 2A (n=28) wurden dabei jene Patienten zugeordnet, die ein Semitendinosustransplantat erhielten, während Gruppe 2B (n=24) aus Patienten mit Hamstringtransplantat gebildet wurde. Die Patienten mit Kreuzbandrekonstruktion wurden im Rahmen der vorliegenden Studie das erste Mal in der 10. postoperativen Woche untersucht. Eine weitere Nachuntersuchung erfolgte nach einem mittlerem Follow-up von 13,6 Monaten (6-41 Monate) nach der Kreuzbandrekonstruktion. Zum Vergleich der beiden Gruppen wurden subjektive Beurteilungen des Knies, instrumentelle Stabilitätsmessungen (KT-1000-Arthrometer), Funktionsscores sowie Kraftmessungen und eine eigens entwickelte Testbatterie von Sprungtests herangezogen.

Foot-and-mouth disease virus (FMDV) is a positive-sense RNA virus of the family Picornaviridae that comprises of seven serotypes and is distinguished by a high contagiosity with the ability of rapid spread. Strategies for abatement and control are based on an early detection, quick initiation of retaliatory actions and mass vaccinations. Therefore, aim of the study was the development of a fast and easy method for genome sequencing as well as an investigation into the causes, why some cell lines that are mainly used for vaccine production, are resistant towards FMDV infection. Finally, adaptive sequence changes in different cell culture systems and associated effects on particle stability and immunogenicity were examined. In case of an outbreak it is of major importance to detect and rapidly characterize the circulating virus isolate to choose an appropriate vaccine to minimize the viral spread. In addition, comprehensive genome analysis of the outbreak strain provides information about the origin of the virus and allows molecular epidemiology. A universal primer set, covering most parts of the open reading frame of the viral genome, was developed to perform quick sequence analyses, independently of the viral serotype (Paper I). Especially in endemic regions, vaccination of susceptible animal species is the main action to combat foot-and-mouth disease (FMD) in an acute outbreak situation as well as a preventive measure. Reasons, why some baby hamster kidney (BHK) cell lines are resistant towards an infection with FMDV, were examined in a second study that narrowed down the cause for this phenomenon to an impaired attachment of the virus to the cell surface. Furthermore, an alternative approach could be developed to successfully adapt the virus to the resistant vaccine-production cell line by using a FMDV-sensitive “wet-nurse” cell line (Paper II). Adaptive changes in the capsid-coding region of the viral genome caused through cultivation and passaging of the virus in different BHK cell systems were the topics of the third study. It was shown that capsid alterations are rather serotype-specific and dependent on the cell line used than influenced by the cell media. Viral titers and neutralization profiles of the adapted isolates were not affected compared to the original viruses (Paper III). Overall, this work expanded our knowledge on the control and eradication of FMD and will support the global effort to combat the disease.

Body sensations play a crucial role in the etiology and maintenance of diverse anxiety and health problems (e.g., in panic disorder or respiratory diseases) as they may be perceived as threatening and consequently elicit anxious responses. The factors that may affect the perception of bodily sensations as a threat and thus modulate the anxious response to body sensations have so far rarely been studied. Therefore, the present thesis targeted at elucidating the effect of contextual (i.e., the predictability, expectation, and proximity of a threat) and dispositional factors (i.e., tendency to fear arousal sensations or trait fear of suffocation) on the defensive response to body sensations. In study 1, it was investigated how a personality factor, that is, fear of suffocation, affects the acquisition of fear to body sensations (i.e., mild dyspnea induced by inspiratory resistive loads) and contexts when faced with a predictable and unpredictable respiratory threat (i.e., severe dyspnea). Study 2 aimed at examining the main and interactive effects of the tendency to fear arousal sensations, again a personality trait factor, and current arousal expectations as varied by situational variables on anxious responding to arousal sensations. In this study, expected and unexpected arousal sensations were induced by administering caffeine in coffee or bitter lemon soda, respectively. Moreover, in study 3, it was explored how subjective anxiety, bodily symptoms, and defensive respiratory responses change and might culminate into active defense behavior (i.e., escape/active avoidance) during increasing dyspnea that was evoked by inspiratory resistive loads increasing in intensity. For a detailed analysis of the factors that contribute to the initiation and maintenance of avoidance of or escape from increasing dyspnea, in study 4 changes in subjective, autonomic, somatic reflex and brain responses were analyzed during repeated avoidance of increasing dyspnea. In study 1, it was demonstrated that only individuals who fear suffocation learned to fear mild dyspnea preceding the onset of severe dyspnea and developed anxiety during a context of unpredictable respiratory threat. Moreover, the data from study 2 indicate that individuals who fear arousal sensations show an increased attention allocation towards unexpected arousal sensations and higher threat appraisal when expecting arousal sensations. Increasing intensity of dyspnea as provoked in study 3 led to increased defensive respiratory responses that were associated with increased symptom reports in individuals with high compared to low fear of suffocation. Moreover, culminating dyspnea elicited repeated avoidance behavior preceded by increases in defensive respiratory mobilization. The analysis of repeated avoidance of increasing dyspnea in study 4 revealed that physiological fear responses might be involved in the initial initiation of this avoidance behavior while no indication of response preparation and physiological arousal was related to persistent avoidance. Taken together, the present data suggest that the fear of suffocation, as well as the tendency to fear arousal sensations along with the predictability, expectation, or proximity of interoceptive threat, may increase the perceived threat and thus the anxious response to body sensations. Therefore, contextual and dispositional factors may set the stage for the culmination of body sensations into defensive action and might contribute to the development of pathological anxiety and fear of body sensations. The present findings are integrated into the current literature and discussed in relation to the development and maintenance of pathological anxiety and fear of body sensations.

The aim of the study was to develop and evaluate the reliability and agreement of new computer planimetric method for measurement and assessment of plaque on all types of removable dental prostheses RPDs. The instrument (new method) was tested by evaluating the efficacy of the rotating needles device in cleaning specific parts of RPD. From a database containing 780 images, which were taken in a standardized method for 65 RDPs for 49 participants, 55 images were selected randomly for image analysis. Adobe Photoshop software was used according to a standard operating procedure (SOP) by a main examiner two times in different sessions, and 1 time by 3 other examiners. In order to estimate the intra- and inter-examiner reliability, intraclass correlation coefficients ICC(2,1) was used. Three parameters were used to estimate agreement: standard error of measurement (SEM), smallest detectable change at 95% confidence level (SDC95%), and limits of agreement (LoA) according to Bland¨CAltman method. In the database, only 34 subjects were found with double crown retained removable denture and veneer over the secondary crown. 49x2 (before x after) images for 34 RDPs went under image analyses to calculate POP before and after cleaning the RDPs with the rotating needle device. Data were analysed using Wilcoxon signed-rank test. In all steps of image analysis, both intra-examiner and inter- examiner reliability were excellent with ICC(2,1) values > 0.85 at 95% confidence level. Intra- and inter-examiner values for both, SEM and SDC95% were ¡Ü 6% and ¡Ü17% respectively. The Bland¨CAltman analysis revealed a satisfactory level of agreement. POP is significantly more on the veneer than on the base(B-O), P <0.05. The rotating needles device is effective in cleaning the veneer and base(B-O), P <0.05 with absolute effect size 0.62. No statistical significance was detected in the effectiveness of the rotating needles device between base(B-O) and veneer. This study showed an excellent inter- and intra-examiner reproducibility, satisfactory level of examiners agreement, and acceptable measurement error of the new computer planimetric method . Furthermore, the method can be used with all types of RDPs. The rotating needles device can significantly reduce plaque on the double crown retained removable denture. The Computerized Planimetric Method (CPM) is more suitable for clinical researches because of its objectivity, reliability, high level of standardization, and the ability to detect and quantify small changes in plaque. Extra attention should be given to the veneer over the secondary crown as they are a potential part for RDP plaque accumulation.

Interoceptive sensations, that means, perceptions of the physiological body state, play an important role in the generation and expression of emotion. The focus of the research presented here is on respiratory sensations as specific interoceptive signals. Such respiratory sensations (like the feeling of dyspnea) play an important role in symptom perception in somatic (e.g., asthma) as well as in mental disorders (e.g., anxiety disorders). There are several different ways to manipulate respiratory sensations in an experimental environment, but many of them did not equal sensations in daily life. Here, stimuli (inspiratory resistive loads, caffeine) were used that trigger nearly naturally occurring interoceptive sensations. Taking into account that the elicited interoceptive experience also induces an unpleasant feeling state it is most likely that individuals show defensive physiological responding to such cues and try to avoid them. According to a bidirectional motivational system defensive behaviors are regulated by a defensive motivational system that is activated by threatening cues. From research with exteroceptive stimuli it is known that defensive responding is typically characterized by heightened autonomic arousal, increased respiration, and a potentiated startle eyeblink response. In contrast, only a few studies using interoceptive stimuli have incorporated the measurement of physiological data in their experimental designs. If included, studies show also heightened autonomic responding, whilst a heterogeneous respiratory as well as startle eyeblink responding is observed. Thus, the studies presented here were designed to clarify the factors that mediate defensive responding to interoceptive sensations. Study 1 investigated the influence of anxiety on the subjective, respiratory, and autonomic response to an individually determined inspiratory resistive load, while study 2 focuses on the effect of attentional modulation of the startle eyeblink response to a mild respiratory threat. In study 3 the modulation of subjective, respiratory and autonomic reactions by arousal expectations was examined. Therefore, caffeine, a respiratory stimulant, or a placebo were administered without the participants’ knowledge. The fourth study examined the influence of the process of worrying, a strategy to deal with unpleasant body symptoms, on defensive responding. Depending on the study design subjective, respiratory and autonomic (skin conductance level, heart rate) parameters were assessed as marker for defensive mobilization. In study 2 and 4 the startle eyeblink response was measured as further index of defensive activation. Besides that in study 2 also the P3 component of the event-related potential, as an index for attentional allocation, was recorded. The main findings of the presented dissertation are the following: Study 1 revealed that 1) only high anxiety sensitive individuals reporting also high suffocation fear respond to lower stimulus intensities with stronger defensive responding, and 2) that this group demonstrated a maladaptive compensatory breathing pattern. Additionally, study 2 exhibited that 1) the startle eyeblink response is relatively inhibited during a mild interoceptive threat, and 2) this inhibition corresponds to an attention allocation towards breathing as indicated by a reduced P3 amplitude to the startle noise as well as subjective report. Furthermore, highly anxiety sensitive individuals showed a more pronounced defensive responding if the interoceptive sensations were unexpected (study 3). Recently, study 4 demonstrated that worry led to an increased defensive response mobilization. All studies are discussed in the context of the theoretical background of the defensive response modulation to exteroceptive and interoceptive sensations with respect to mediating factors. Showing exaggerated defensive responding and maladaptive adaptation processes in high anxious individuals the results point towards the important role of interoceptive sensations in the etiology, maintenance and therapy of mental disorders, especially the anxiety disorders.

Epigenetische Regulationsmechanismen spielen eine wichtige Rolle bei der Steuerung des Gleichgewichtes zwischen dem Vorliegen von Eu- und Heterochromatin. Neben Acetylierungsprozessen kommt dabei vor allem Methylierungen von Histonen eine entscheidende Bedeutung zu. Die im Fokus der vorliegenden Dissertation stehenden Demethylierungen können dabei zum einen durch sogenannte Lysin-spezifische und zum anderen durch JumonjiC-Domäne enthaltende Histon-Demethylasen katalysiert werden. Bei der zweiten Gruppe handelt es sich um Fe(II)- sowie 2-Oxoglutarat-abhängige Enzyme, welche unter anderem die Oxidoreduktase KDM4A umfassen. In gesundem Gewebe übernimmt diese wichtige Aufgaben im Rahmen der Regulierung des Zellzyklus und der -differenzierung, während daneben jedoch eine Überexpression in diversen Tumorzellarten, wie z. B. Prostata-, Brust- oder Lungenkrebs detektiert wurde. Aus diesem Grund bestand das Ziel jener Arbeit in der Auffindung eines potentiellen KDM4A-Inhibitors in Anlehnung an literaturbekannte Hemmstoffe wie Daminozid oder N-Oxalylglycin, welcher im Folgenden als Leitstruktur für die Erstellung einer Substanzbibliothek dienen sollte. Diese Aufgabe konnte durch die Synthese von drei Tetrazolylcarbonsäurehydraziden erfüllt werden, welche zu einer Inhibition von KDM4A mit IC50-Werten im zweistelligen mikromolaren Bereich in der Lage waren. Die kürzeste dieser drei Verbindungen, 2-(1H-Tetrazol-5-yl)essigsäurehydrazid, wurde aufgrund des kleinsten IC50-Wertes als Leitstruktur für folgende Derivatisierungen ausgewählt. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass es sich bei dieser fragmentartigen Verbindung um einen kompetitiven Inhibitor handelt, welcher zudem eine gewisse Subtypselektivität für KDM4A aufweist. Durch die Synthese und Charakterisierung des am Tetrazolring methylierten Derivates sowie des korrespondierenden Esters wurde die Notwendigkeit des Vorhandenseins eines Komplexbildners in definiertem Abstand zu einer sauren Funktion für eine Hemmwirkung gegenüber KDM4A belegt. Aufgrund der in der Literatur beschriebenen komplexbildenden Eigenschaften von Acylhydrazonen wurde ausgehend von den drei Tetrazolylcarbonsäurehydraziden durch Umsetzung mit verschiedenen Aldehyden und Ketonen eine Substanzbibliothek bestehend aus 46 Verbindungen synthetisiert. Neben der Hydrazonbildung konnte die Leitstruktur durch das Einfügen von α-C-C- und α-C-N-verknüpften Seitenketten derivatisiert werden. Dadurch wurden insgesamt 14 Endverbindungen synthetisiert, wobei die beiden potentesten Substanzen, bei denen es sich um amidhaltige Strukturen handelt, IC50-Werte im Bereich der Leitstruktur aufweisen. Des Weiteren war eine Abwandlung der Leitstruktur infolge des Ersatzes der Methylengruppe durch einen Benzenring möglich. Die biologische Testung der Substanzen erfolgte mithilfe von zwei verschiedenen Assays: Zum einen dem enzymgekoppelten Formaldehyd-Dehydrogenase- und zum anderen dem Antikörper-basierten LANCE-Assay. Des Weiteren wurden im Helmholtz-Zentrum Berlin zehn ausgewählte Verbindungen zusammen mit der zu KDM4A weitestgehend homologen KDM4D kristallisiert und röntgenkristallographisch vermessen. Durch Aufklärung der Bindungsmodi konnte die Grundlage für ein rationales Ligandendesign hinsichtlich der gezielten Synthese weiterer potentieller KDM4x-Inhibitoren gelegt werden. Eine Auswahl von 88 Substanzen der synthetisierten Verbindungen wurde in der Screening Unit des FMP (Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie) in Berlin, welches Teil des EU-Openscreen-Netzwerkes ist, eingelagert und steht damit für Testungen gegen weitere Targets zur Verfügung. Da die betreffenden Substanzen in Arzneistoffen unterrepräsentierte Strukturen, wie z. B. Hydrazide und aliphatisch gebundene Tetrazole beinhalten, könnten dadurch interessante neue Leitstrukturen für andere Forschungsprojekte identifiziert werden. Ein Teil der Ergebnisse der vorliegenden Dissertation wurde in zwei Publikationen veröffentlicht.

In früheren Jahrzehnten verschlechterte sich der ökologischen Zustand von zahlreichen inneren Küstengewässern der Ostsee durch die Eutrophierung, was z. B. zu intensiven Algenblüten führte. Submerse Makrophyten können den ökologischen Zustand von Süßgewässern verbessern, denn sie unterstützen z. B. die Sedimentation von suspendiertem Material und verringern die Resuspension. Zudem reduzieren sie indirekt das Phytoplankton, weil sie Zooplankton einen Prädationsschutz bieten und somit die Beweidung des Phytoplanktons durch das Zooplankton fördern. Es ist möglich, dass diese Rückkopplungsmechanismen in Brackgewässern weniger effektiv sind. Das Zooplankton ist anders zusammengesetzt und beweidet dadurch weniger effektiv das Phytoplankton. Außerdem wird es selbst, innerhalb der Makrophyten, durch bestimmte Fische und Invertebraten gefressen. In der vorliegenden Arbeit, wurden die Interaktionen zwischen submersen Makrophyten und ihrer abiotischen und biotischen Umgebung in zwei verschiedenen Küstengewässern der südlichen Ostsee untersucht: Vitter Bodden (mesotroph, Makrophyten-dominiert) und Darß-Zingster Boddenkette (DZBK, eutroph bis stark eutroph, Phytoplankton-dominiert). Die folgenden Parameter wurden von Juni bis September 2013 (Vitter Bodden) und von März bis November 2014 (DZBK) gemessen: Lichtattenuation, Konzentration von Gesamt-suspendiertem Material (TSM), von Chlorophyll a (Chl a), von Gesamt-Phosphor (TP) und von Gesamt-Stickstoff (TN). Zudem wurden die Verhältnisse TP zu TN und Chl a zu TP bestimmt. Der Beweidungsdruck des Zooplanktons auf das Phytoplankton wurde sowohl für den Tag als auch für die Nacht berechnet, in dem das jeweilige Zooplankton ausgezählt, die Biomasse und die Beweidungsrate berechnet wurde. Im Vitter Bodden wurde die Zusammensetzung der Makrophyten bestimmt, sowie ihr Bedeckungsgrad und ihr Anteil an der Wassersäule (PVI) in einer Wassertiefe <1 m geschätzt. In der DZBK wurde die Biomasse der Makrophyten bis in eine Wassertiefe von 1,9 m bestimmt. Die Tiefenverbreitung der Makrophyten war im Vitter Bodden nicht Licht-limitiert, aber in der DZBK, da sich dort der Hauptanteil der Makrophytenbiomasse nur bis in eine Wassertiefe von 1 m befand. In der DZBK hatte das Phytoplankton einen großen Anteil an der Lichtattenuation und limitierte dadurch vermutlich die Lichtverfügbarkeit nicht nur für die Makrophyten sondern auch für sich selbst. Aufgrund der TN zu TP Verhältnisse war das Phytoplankton in der DZBK P-limitiert, während es im Vitter Bodden durch beide Nährstoffe gleichzeitig limitiert war. Die Beweidung durch das Zooplankton konnte zeitweise vermutlich das Phytoplankton im Vitter Bodden reduzieren, aber nicht in der DZBK. Der Bedeckungsgrad der Makrophyten war hoch, aber sie hatten eine flache Wachstumsform und daher nur einen geringen PVI. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der vermutlich hohe Wasseraustausch mit der Ostsee und der fehlende Eintrag aus Fließgewässern verantwortlich für die hohe Lichtverfügbarkeit im Vitter Bodden sind. Ein möglicher Einfluss der Makrophyten auf Wassertrübung, Nährstoffe, Phytoplankton und Zooplankton wurde vermutlich durch diesen Wasseraustausch maskiert. Im Gegensatz dazu gab es keine Effekte der Makrophyten auf Nährstoffe in der Wassersäule, sowie auf Phytoplankton und Zooplankton in der DZBK, da die Makrophyten nur auf die Randbereiche der Bodden beschränkt sind. Da Sedimentation und Resuspension hauptsächlich die Wassertrübung beeinflussen, wurde in einem weiteren Teil der vorliegenden Arbeit ermittelt, in wie weit Wind-induzierte Wellen die Sedimentationsraten beeinflussen, wenn sie unmittelbar sedimentiertes Material wieder resuspendieren. Zu diesem Zweck wurden zwei verschiedene Sedimentationsfallen verwendet: Zylinderfallen (ZF) und Tellerfallen (TF). Die TF wurden in dieser Studie das erste Mal an einem Wellen-exponiertem Standort verwendet. Sie erlaubten, dass unmittelbar sedimentiertes Material wieder resuspendiert werden konnte, was die ZF nicht konnten. Sedimentationsraten wurden mit beiden Fallentypen in einer Wassertiefe zwischen 0,9 m und 1,6 m bestimmt. Die Wellenexposition wurde berechnet, indem die halbe Oberflächenwellenlänge (λ/2) durch die Wassersäule oberhalb der Fallen (dF) dividiert wurde. Eine hohe Wellenexposition war definiert als (λ/2) / dF >1. Die Sedimentationsraten in beiden Fallentypen waren von der Wellenexposition beeinflusst. Jedoch in gegensätzlicher Weise. Bei hoher Wellenexposition sedimentierte ein geringerer Anteil des TSM pro Stunde auf den TF als bei geringer Wellenexposition, während in den ZF ein größerer Anteil sedimentierte. Daher wurde die Sedimentationsrate bei hoher Wellenexposition mit den ZF überbestimmt. Die verwendeten TF sind ein viel versprechendes Mittel um Sedimentationsraten in flachen, Wellen-exponierten Orten abzuschätzen, denn sie reflektieren den unmittelbaren Einfluss von Wellenbewegungen auf die Sedimentation von suspendiertem Material.

Die weltweit steigenden Zahlen von Übergewicht und Adipositas insbesondere bei Kindern und Jugendlichen sind alarmierend. Auf Grund der multifaktoriellen Genese der Fettleibigkeit und den damit verbundenen Komorbiditäten bedarf die Behandlung von Übergewicht und Adipositas eines komplexen Therapieprogrammes. Wir führten eine 52-wöchige ambulante, multimodale Adipositasintervention in den Jahren 2005 und 2006 durch. Diese beruhte auf dem evidenzbasierten Schulungskonzept für ambulante Adipositastherapien von KgAS (2004) und beinhaltet die Kombination aus Bewegungs-, Ernährungs-,Verhaltens- und Psychothera- pie. Es wurden insgesamt 31 Mädchen und 15 Jungen im Alter von 7,2 bis 17,5 (12,7 ± 2,46) Jahren untersucht. Als Vergleichsgruppen dienten eine adipöse Kontrollgruppe (n = 14, 13,06 (± 2,35) Jahre) sowie ein normalgewichtiges Kollektiv (n = 34, 13,32 (± 3,19) Jahre). Die Zuteilung erfolgte nicht-randomisiert. Nach der Intervention sank der BMI-SDS Mittelwert der Gesamtgruppe (- 0,15 BMI-SDS, p < 0,01) und der Jungen (- 0,23 BMI-SDS, p < 0,05). 44,7% (38,5% w, 58,3% m) erreichten eine BMI-SDS Reduktion (> 0,2 SDS), drei Kinder waren am Ende der Therapie normalgewichtig (BMI-SDS < 1,28). Alter, Ausgangs BMI-SDS oder Geschlecht zeigten keinen Einfluss auf den Therapieerfolg. Der BMI-SDS der adipösen Kontrollgruppe stieg an (BMI-SDS + 0,06, p < 0,1 gegenüber Interventionsgruppe). Eine BMI-SDS Verringerung führte zur Verbesserung des Serumlipidprofils (HDL-C Anstieg, LDL-C-und Triglyceridreduktion je p < 0,05, Verbesserung LDL/HDL-Cholesterinquotient p < 0,01). Die fehlende Anpassung der kardiovaskulären Leistungsfähigkeit an das Übergewicht zeigt sich insbesondere bei Aufgaben mit zunehmender Bewegungsdynamik (negative Korrelation zwischen BMI-SDS und relative Belastung Fahrradergometrie sowie relative PWC 170 je p < 0,001, Gesamtfitness p < 0,05, Standhochsprung p < 0,05, 6-Minuten-Gehtest p < 0,01). Weibliche Teilnehmer waren den Jungen in der Fahrradergometrie und im modifizier- ten Münchner Fitnesstest (p < 0,05) überlegen. Koordinative Leistungen waren im Mittel befriedigend und verbesserten sich innerhalb des Jahres signifikant. Das Bewegungsverhalten der normalgewichtigen Kontrollgruppe differenziert sich von der Interventionsgruppe im Bereich Sportpensum (p < 0,05), Medienkonsum (p < 0,05), das der Jungen zusätzlich in Sportvereinsmitgliedschaft (77,8% vs. 41,7%, p < 0,05) und alltäglicher Inaktivität (p < 0,05). Positiv wurden das Sportverhalten und der Medienkonsum beeinflusst. Diese ambulante, 12- monatige Adipositasintervention stellt eine Form der erfolgreichen Behandlung von Übergewicht und Adipositas bei 47% der Probanden dar. Therapie und Präventionsmaßnahmen sollten sich vor allem auf die Förderung eines körperlich aktiveren Lebens beziehen.

In vorangegangenen Studien wurde ein Zusammenhang der Sexualhormone mit dem Frakturrisiko nahegelegt. Wir haben darauf aufbauend untersucht in welchem Zusammenhang die Sexualhormone mit den quantitativen Ultraschallparametern der Ferse in Frauen und Männern Vorpommerns stehen. Für die vorliegende Studie wurden Testosteron, Estron und Androstendion mittels LC/MS-Verfahren und darüber hinaus Dehydroepiandrosteron-Sulphat und das Sexualhormon-bindende-Globulin in Immunoassays gemessen. Unter Einbezug relevanter Confounder wurden die Assoziation der Sexualhormone zu den quantitativen Ultraschallparametern der Ferse geprüft. Interessanterweise zeigte sich neben der positiven Assoziation von freiem Testosteron zur frequenzabhängigen Ultraschalldämpfung, eine inverse Assoziation von Dehydroepiandrosteron-Sulphat zum Stiffness Index des Knochens, die sich weder mit Blick auf das aktuelle biochemische Verständnis noch auf die Studienlage eindeutig erklären lässt.

Die vorliegende Arbeit adressiert die Nutzbarkeit des humanen Speichelproteoms als diagnostisches Instrument im Kontext einer oralen Mukositis bei Kopf- und Halskarzinoms. Als häufigste Nebenwirkung einer Radio(chemo)therapie kann die Mukositis therapielimitierend sein und hat für betroffene Patienten meist eine Einschränkung ihrer Lebensqualität zur Folge. Trotz der guten Verfügbarkeit von Speichel existieren wenige Studien, welche zeigen, dass das Speichelproteom für die Diagnostik einer Krankheit oder zur Therapieentscheidung nutzbar ist. Das hat unter anderem seinen Grund in der Komplexität der massenspektrometrischen Methode. Die erste Veröffentlichung (Golatowski et al. 2013) erarbeitete deshalb einen Standard in der Probengewinnung von Speichel. Als Ergebnis steht die Empfehlung zur Nutzung eines Paraffin-Kaugummis, aufgrund des hohen Speichelvolumens und der guten Vergleichbarkeit mit der nichtstimulierten Salivation beim identifizierten Proteom. In einer zweiten Veröffentlichung (Jehmlich & Golatowski et al. 2014) wurden C18 Mikrosäulen verschiedener Hersteller bezüglich ihres Einflusses auf die Proteinidentifizierung verglichen. Die Säulen sind notwendig für die Entsalzung und Aufreinigung eines Peptidgemisches. Mit allen verwendeten Säulen konnten ähnliche Ergebnisse erzielt werden, wobei die ZipTip® µC18 sowie C18 Systeme der OASIS® HLB μElution 96er Well Platte und TopTip® C18 Pipettenspitzen leicht überlegen sind. In der letzten Arbeit (Jehmlich et al. 2015) wurden die gewonnenen Erkenntnisse genutzt, um die Speichelproben von Patienten mit Kopf- und Halskarzinom zu untersuchen. Insgesamt zeigten wir die Möglichkeit, alterierte Proteine zwischen zwei Patientengruppen massenspektrometrisch zu detektieren. Mit den gefundenen Daten konnte demonstrieren werden, dass massenspektrometrische Techniken geeignet sind, um schon vor Behandlungsbeginn Patienten zu identifizieren, die für die Entwicklung einer oralen Mukositis prädisponiert sind. Es ist hierbei die Proteinklasse der Metalloproteinasen hervorzuheben, da diese für einen therapeutischen Ansatz gegen Mukositis interessant sind. In Zukunft werden jedoch größere und voraussichtlich multizentrische Studien erforderlich sein, um ausreichend große Patientenkohorten zusammenzustellen und die Klassifikation speziell für Patienten ohne Mukositisrisiko sensitiver zu gestalten.

Fokus der vorliegenden Arbeit war es, die Regulation des Aldosterons durch kaliumreiche Diät in Assoziation mit Expression und Funktion des AT2R in der NNR zu analysieren. Es wurde nachgewiesen, dass eine Renin-unabhängige Stimulation der Aldosteronsynthese durch die HKD in verschiedenen Tierstämmen (Sprague Dawley und transgene CxmAT2R- Ratten der Linie 235) mit Erhöhung der Expressionen des AT2R und der Proteinkinase p85α einhergehen. Die Ergebnisse über TASK-3 stellen die bisher publizierten Befunde in Frage, sodass eine abschließende Beurteilung der Lokalisation und Regulation offen bleiben muss. Wie erwartet, kam es nach Kaliumbelastung in allen untersuchten Tierstämmen zur Erhöhung der gemessenen Plasmakonzentration für Aldosteron bei annähernd gleichbleibenden Plasmareninkonzentrationen. Dieser Effekt konnte durch mRNA- Untersuchungen in der ISH bestätigt werden. Die relativen Expressionen des AT2R in der NNR ergaben für die SD und WT- Tiere signifikante Anstiege. Da die TGR des zweiten Experiments bereits eine basale Überexpression des AT2R aufwiesen, war hier keine weitere Stimulation des AT2R mehr zu verzeichnen. Die Bedeutung von Differenzierungsprozessen/ Steigerung der Proteinbiosynthese wird durch die nachgewiesene Stimulation der relativen Expression von p85α in beiden Experimenten nahegelegt. Weitere Ziele der Arbeit waren Untersuchungen zur Lokalisation des TASK-3- Kanals in der NN. Analog zur bekannten AS- Sequenz von TASK-3 wurden codierende Abschnitte mit geringer Homologie zu anderen Kaliumkanälen gewählt. Dabei konnte unabhängig von der Diät spezifische cDNA sowohl aus NNR und NNM amplifiziert werden. Auch in der ISH konnte TASK-3 im Bereich der ZG, ZF und in geringem Maße auch in weiter innen liegenden Schichten gefunden werden, sodass die Richtigkeit der bisher zu TASK-3 veröffentlichten Daten angezweifelt werden muss. Auf Proteinebene (IHC) zeigte sich eine kräftige Färbung im NNM sowie nur einzelne, gefärbte Zellnester ohne Zuordnung zu ZF bzw. ZG. Die Daten weisen darauf hin, dass TASK-3 in unterschiedlichem Maße in der gesamten Nebenniere exprimiert wird und die Regulation der relativen Expression nicht eindeutig durch Kalium reguliert oder funktionell mit dem AT2- Rezeptor assoziiert ist. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit erhobenen Daten betonen die Bedeutung der Regulation des RAAS durch kaliumreiche Diät für die Aldosteronproduktion und dessen funktionellen Zusammenhang mit Expressionen verschiedener Rezeptoren der Nebenniere. Von besonderem Interesse wird in zukünftigen Untersuchungen sein, inwieweit es Interaktionen zwischen AT2R, p85α, weiteren Adapterproteinen und den hyperpolarisierenden Kaliumkanälen auf intrazellulärer Signalebene sowie Liganden-abhängigen Signaltransduktionswegen gibt. Auch sollte der Einfluss lokaler Renin- Angiotensin- Systeme auf die Homöostase bei systemischer Applikation von Rezeptorantagonisten und –agonisten weiter untersucht werden. Das transgene CxmAT2R- Modell oder auch die Verwendung des kürzlich neu entwickelten AT2- Rezeptoragonisten (Compound 21) könnten in diesem Zusammenhang zu aufschlussreichen Erkenntnissen führen.

Aiming at the goal of individualized medicine, this dissertation develops a generic methodology to individualize risk factors and phenotypes via metabolomic data from the urine. As metabolomic data can be seen as a holistic representation of the metabolism of an organism at certain time point, metabolomic data contain not only information about current life-style factors like diet and smoking but also about latent genetic traits. Utilizing this integrative attribute, the dissertation delivers a metric for biological age (the metabolic age score) which was shown to be informative beyond chronological age in three independent samples. It was associated with a broad range of age-related comorbidities in two large population-based cohorts, predicted independently of classical risk factors mortality and, moreover, it predicted weight loss subsequently to bariatric surgery in a small sample of heavily obese individuals. Subsequently to this work, the dissertation built a definitional framework justifying the procedure underlying the metabolic age score, delivering a general framework for the construction of individualized phenotypes and thereby an operationalization of individualization in statistical terms. Conceptualizing individualization of the process of differentiation of individuals showing the same phenotype despite different underlying biological traits, it was shown formally that the prediction error of a statistical model approximating a phenotype is always informative about the underlying biology beyond the phenotype if the predictors fulfill certain statistical requirements. Thus, the prediction error facilitates the meaningful differentiation of individuals showing the same phenotype. The definitional framework presented here is not restricted to any kind of data and is therefore applicable to a broad range of medical research questions. However, when utilizing metabolomic data, technical factors, data-preprocessing, pre-analytic features introduce unwanted variance into the statistical modeling. Thus, it is unclear whether predictive models like the metabolic age score are stable enough for clinical application. The third part of this doctoral thesis provided two statistical criteria to decide which normalization method to remove the dilution variance from urinary metabolome data performs best in terms of erroneous variance introduced by the different methods, aiding the minimization of biological irrelevant variance in metabolomic analyses. In conclusion, this doctoral thesis developed a general, applicable, definitional framework for the construction of individualized phenotypes and demonstrated the value of the methodology for clinical phenotypes on metabolomic data, improving on the way the statistical treatment of urinary data regarding the dilution correction.