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Die Sepsis und der septische Schock stellen die häufigste Todesursache auf chirurgischen Intensivstationen dar. Viele Studien haben gezeigt, dass die Barriere-funktion in sekretorischen Organen, wie z. B. Leber, Gehirn und Darm, durch das septische Krankheitsbild beeinflusst wird. Wichtige Determinanten dieser Organbarrieren sind die Effluxtransporter multidrug resistance protein 1 (kodiert durch Mdr1) und das multidrug resistance-associated protein 2 (Mrp2). Sie haben großen Einfluss auf die Absorption und Verteilung sowie Ausscheidung von potentiell toxischen Xenobiotika, unter anderem auch Arzneimittel. Unser Ziel war es, mit der vorliegenden Arbeit einerseits die Expression, anderseits die Funktion der Membran-Transporter Mdr1 und Mrp2 in verschiedenen Organen mit und ohne Sepsis zu untersuchen. Des Weiteren sollte geklärt werden, inwieweit Talinolol als probe drug neben dem bereits gut charakterisierten Transport über Mdr1 auch ein Substrat für Mrp2 ist. Hierzu wurden jeweils 12 männliche Lew.1W-Ratten des Wildtyps und 12 des Mrp2-defizienten Stamms mit Talinolol vorbehandelt. Je sechs Tieren beider Rattenstämme wurde ein Röhrchen in die Darmwand implantiert (colon ascendens stent peritonitis – CASP), die Kontrolltiere wurden scheinoperiert. Nach drei Tagen wurde die Mdr1b- und Mrp2-mRNA-Expression über die real time reverse transcription- Polymerasekettenreaktion im Jejunum, Ileum, Leber, Niere, Gehirn und Hoden analysiert. Weiterhin bestimmten wir sowohl aus den oben genannten Organen als auch aus dem Blut sowie dem gesammelten Urin und Stuhl die Talinololkonzentrationen mittels high pressure liquid chromatography (HPLC) und Fluoreszenzdetektion. Septische Ratten des Wildtyps zeigten gegenüber ihrer Kontrolle eine nominal gesunkene jejunale Mdr1b-mRNA-Expression mit einer gleichzeitig um 20% verminderten Talinololausscheidung über den Stuhl als möglichen Ausdruck der gestörte Absorptionsbarriere des Darms. Weiterhin waren die Mdr1b-mRNA-Level in der Leber erhöht, jedoch ließ sich die zu erwartende Reduzierung der intrahepatische Talinololkonzentration nicht bestätigen. Die Konzentrationen von Talinolol im Gehirn sanken während der Sepsis auf fast ein Drittel der Kontrollgruppe bei unveränderter Mdr1-Expression. Mrp2 scheint hingegen keinen Einfluss auf die Talinololkinetik während der Sepsis zu haben.
In der bevölkerungsrepräsentativen Querschnittstudie SHIP (Study of Health in Pomerania) wurden insgesamt 4310 Probanden im Alter von 18-79 Jahren untersucht. Die Untersuchungen wurden in zwei verschiedenen medizinischen und zahnmedizinischen Einrichtungen der Städte Greifswald und Stralsund durchgeführt. Die Responserate lag bei 68,8%. Ziel der vorliegenden Studie war die Darstellung des Zusammenhangs von verschiedenen Faktoren zu Ernährung und Fettleibigkeit und die Entwicklung eines umfassenden Modells, welches den möglichen Zusammenhang von oraler Mundgesundheit und Ernährung zu verschiedenen Variablen charakterisiert. Dieses speziell für Ernährung epidemiologische Modell basiert auf den Erkenntnissen der zahnmedizinischen, medizinischen und psychosozialen Literatur. Unter Verwendung einer logistischen Regressionsanalyse mit einem „hohen BMI“ als abhängige Variable, wurden Risikofaktoren an Probanden mit einen hohen BMI über den normalen Wert beschrieben. Die Beeinflussung durch Confoundering, welches ein generelles Problem in der Epidemiologie darstellt, wurde durch die Einbeziehung verschiedener Variablen aus der Zahnmedizin, der Allgemeinmedizin, der Psychologie und der Soziologie verringert. Durch ein 25% oberes und unteres Quartil wurden mit Hilfe von entsprechender Variablen die Faktoren der Ernährung überprüft. Auffällig in der Studie war der hohe Einfluss auf den BMI durch den prothetischen Status, unabhängig von natürlichen oder ersetzten Zähnen. Bezahnte Probanden und Patienten mit herkömmlichem Zahnersatz wiesen einen signifikant geringeren BMI als unbezahnte Probanden auf. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass ein hoher BMI durch den sozialen Status, gemessen anhand einer niedrigen Schulbildung und eines geringen Einkommens, beeinflusst wird. Darüber hinaus existieren die größten Wirkungen auf den BMI von den Variablen Krankheiten mit metabolischen Syndromen, wie z.B. Diabetes mellitus, Bluthochdruck und Nierenerkrankungen. Die in der Studie verwendete Variable des Alters zeigt, dass jüngere Probanden einen geringeren BMI als die ältere Bevölkerung aufweisen. Die Intensität der Auswirkungen von psychosozialen Variablen für die Ernährung wurde unterstrichen. Dem vorliegenden Modell kommt im Vergleich zu anderen Risikomodellen und statistischen Auswertungen deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil dies der Betrachtung nach das erste Modell mit großem Stichprobenumfang unter Verwendung von allen bekannten Ernährungsfaktoren ist.
LOX-1 ist ein membranständiger Rezeptor, der u.a. auf Endothelzellen exprimiert wird. Für Veränderungen in der Rezeptorexpression wurden verschiedene Faktoren identifiziert. Neben oxidiertem LDL und Angiotensin II stellen Zytokine wie beispielsweise TNF-α entscheidende Faktoren dar. LOX-1 stellt zudem ein Adhäsionsmolekül für Leukozyten und Bakterien dar. In dieser Arbeit wurde in einem tierexperimentellen Modell die Inhibition von LOX-1-Rezeptoren durch spezifische Antikörper bei experimenteller Endotoxinämie untersucht. Als Hypothese wurde angenommen, dass eine Blockierung von LOX-1-Rezeptoren mit einem spezifischen Antikörper eine Verbesserung der intestinalen Mikrozirkulation mit Abnahme der Leukozytenadhärenz bewirkt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Verabreichung von LOX-1-Antikörpern zu einer Reduktion der Leukozytenadhärenz führt. Auf m-RNA Ebene konnte eine signifikante Minderung der Expression von LOX-1 nach Applikation des LOX-1-Antikörpers nachgewiesen werden. Gegenwärtig ist die Bedeutung von LOX-1 in den pathophysiologischen Zusammenhängen der Sepsis noch nicht ausreichend verstanden. Weitere Arbeiten sind diesbezüglich erforderlich. Diese Arbeit bestätigt, dass die LOX-1-Inhibition ein attraktives Target in der Modulation der endotoxinvermittelten Leukozytenaktivierung in der Mikrozirkulation bei Sepsis darstellt.
Die vorliegende Dissertation stellt eine soziologische, historische und gesellschaftspolitische Studie dar, die die Biographien von 735 Promotionen der Universitäts-Frauenklinik Greifswald aus dem Zeitraum 1867 bis 1989 auswertet. Die Arbeit befasst sich mit den in den Dissertationen enthaltenen Lebensläufen und weniger mit deren wissenschaftlichen Inhalten oder dem wissenschaftlichen Profil des Instituts.Es konnte gezeigt werden, dass sich im zeitlichen Verlauf von 122 Jahren neben den historischen Entwicklungen außerhalb der Universität auch strukturelle Veränderungen innerhalb der Fakultät auf die Doktorandenzahlen auswirkten. Der Effekt geschichtlicher Ereignisse ließ sich besonders gut am Beispiel der zwei Weltkriege rekonstruieren. Die Umwandlung eines Teils der medizinischen Fakultät in eine militärmedizinische Sektion im Jahr 1955 führte beispielsweise zur Stagnation der Doktorandenzahlen. Ein weiterer Faktor stellte die Einführung des Diploms für Mediziner im Jahr 1967 dar. Aus den Untersuchungen zu den Ordinarien der Universitäts-Frauenklinik Greifswald lässt sich zusammenfassend sagen, dass neben der Dauer der Amtszeit auch die Forschungsmotivation des Klinikdirektors maßgebend für die Zahl der Promovenden war. Durch eine vergleichende Darstellung der Promotions- und Diplomzahlen aus der Frauenklinik mit den Daten aus der Klinik für Innere Medizin war es außerdem möglich, die vorliegenden Ergebnisse als gültige historische Quelle zu verifizieren. Eine Rekonstruktion der Forschungsakzente der Direktoren anhand der Promotionstitel erwies sich als nicht möglich. Die Auswertung der inhaltlichen Schwerpunkte der Dissertationen zeigte einen deutlichen Fokus auf die Gebiete „Schwangerschaft und Geburtshilfe“ (ca. 46%) und „Tumoren“ (ca. 20%), die gleichzeitig auch die größten Bereiche dieses Faches bilden. Anhand des sich ändernden Anteils weiblicher Promovenden an der Universitäts-Frauenklinik konnten wichtige Eckdaten im Rahmen der Emanzipation der Frau rekonstruiert werden. Um die Allgemeingültigkeit der Daten zu beweisen wurden die Zahlen für den Untersuchungszeitraum mit dem Anteil der weiblichen Promovenden an der Medizinischen Klinik, an der Kinderklinik und mit dem Anteil weiblicher Studierender an der Universität Greifswald verglichen. Insgesamt konnte herausgearbeitet werden, dass die steigende Promovendinnenzahl an der Universitäts-Frauenklinik ab 1915 repräsentativ für die stetige Emanzipation der Frau betrachtet werden kann. Die Ergebnisse bestätigten in diesem Zusammenhang auch die Annahme, dass die Rolle der Mutter über eine sehr lange Zeit weniger relevant war als die des Vaters.Mit der Analyse biographischer Daten der Promotionsstudenten wurde klar erkennbar, dass sich im Untersuchungszeitraum die soziale Herkunft der Autoren stark veränderte. Im Rahmen dieser Untersuchung erwies sich auch die Verdrängung des Anteils der Ärztekinder - stellvertretend für die Kinder akademischer Herkunft - als aufschlussreich. Aus der Analyse des Alters bei Promotion ließ sich nachweisen, dass kriegsbedingt sowie durch die Einführung des Diploms nach 1969 die Studenten später promovierten und damit zum Zeitpunkt der Promotion durchschnittlich älter waren als ihre Kommilitonen in anderen Epochen. Mit den Resultaten zur Glaubenszugehörigkeit der Promovenden konnte der Nachweis erbracht werden, dass die Bedeutung der Religion mit der zunehmenden Säkularisierung im Verlauf von zwölf Dekaden sank. Überstieg anfänglich die Anzahl an christlich-evangelischen Studenten den Anteil der christlich-katholischen Promovenden, dominierte ab 1916 die Gruppe der Studierenden, die überhaupt keine Angabe zur Religion in ihren Biographien machten. Desweiteren nahm die Rückkehr bzw. Zuwanderung katholischer Vertriebener aus den ehemaligen deutschen Siedlungsgebieten in Osteuropa nach 1945 Einfluss auf die Zahlen. Die Auswirkungen der atheistischen Politik der DDR mündeten u.a. darin, dass zwischen 1957 und 1989 99% der Doktoranden keine Aussage zu ihrer Religion trafen.Aus der Analyse der politischen Stellungsnahmen in ca. 57% der Lebensläufe lässt sich ablesen, dass Biographien in den meisten Fällen nicht unabhängig vom geschichtlichen Kontext betrachtet werden sollten. Beispielsweise stieg infolge der Einrichtung der militärmedizinischen Sektion an der Universität Greifswald der Anteil der Promovenden, die der KVP bzw. MMS angehörten, im Jahr 1957 sprunghaft auf 20% an. Zwischen 1958 und 1962 dominierten die Militärärztlichen Promotionsstudenten an der Universitäts-Frauenklinik sogar mit prozentualen Anteilen zwischen 64% und 90%. Als interessant erweisen würde sich die Analyse der Lebensläufe einer weiteren Promovendengruppe; vorzugsweise eines nichtmedizinischen Instituts. Dabei könnten einige der vorliegenden Ergebnisse tragfähige Vergleiche mit anderen Instituten ermöglichen und als Grundlage für weiterführende Studien dienen.
Einleitung: Die Immunisierung gegen β-Amyloid in der Therapie des Morbus Alzheimer führt im Mausmodell zur Verbesserung von β-Amyloid-Clearance und Kognition. In klinischen Studien an Alzheimer-Patienten wurde eine gesteigerte β-Amyloid-Clearance beobachtet, jedoch blieb die Verbesserung der Kognition aus. Stattdessen fand sich eine verstärkte Amyloidangiopathie kombiniert mit einer Zunahme intrazerebraler Blutungen. Die alters-korrelierte Dysfunktion von P-Glycoprotein, welches β-Amyloid aktiv über die Blut-Hirn-Schranke transportiert, könnte diese Phänomene erklären.
Material und Methoden: Zunächst wurde ein transgenes Alzheimer-Mausmodell mit kombiniertem Knockout von P-Glycoprotein generiert. Versuchstiere dieses Stammes wurden zusammen mit einer Kontrollgruppe mit funktionalem P-Glycoprotein über einen Zeitraum von 56 Wochen aktiv seriell gegen β-Amyloid 1-42 immunisiert. Dann wurden die Anti-β-Amyloid-Antikörperbildung, die β-Amyloid-Last im Hirngewebe und an den Hirngefäßen, die mikrogliale Aktivität sowie Mikroblutungen und entzündliche Veränderungen an Gefäßen und Meningen qualitativ und quantitativ evaluiert.
Ergebnisse: Bei Tieren mit intaktem P-Glycoprotein führte die Immunisierung zur signifikanten Reduktion der senilen Plaques sowie des löslichen und unlöslichen
β-Amyloids. Bei Tieren mit Knockout von P-Glycoprotein war dieser Effekt wesentlich abgeschwächt, gleichzeitig bestand eine stärkere intrazerebrale Amyloidangiopathie als bei Tieren mit intaktem P-Glycoprotein. Die mikrogliale Aktivität und entzündliche Veränderungen waren in beiden Stämmen identisch ausgeprägt.
Diskussion: Der Knockout von P-Glycprotein an der Blut-Hirn-Schranke führt im transgenen Mausmodell nach aktiver Immunisierungstherapie gegen β-Amyloid 1-42 zu einer gestörten β-Amyloid-Clearence. Rückkopplungseffekte zwischen der Dysfunktion von P-Glycoprotein und der Amyloidangiopathie bilden dabei einen selbstverstärkenden Feedback-Mechanismus. Dies kann die diskrepanten Ergebnisse einer Anti-β-Amyloid-Immunisierungstherapie zwischen Tiermodell und klinischen Studien mit Alzheimer-Patienten erklären. Gleichzeitig ergibt sich ein Behandlungs- und Präventionsansatz für den Morbus Alzheimer durch eine Kombinationstherapie aus Anti-Aβ-Immunisierung und P-Glycoprotein-Induktion.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den ITT und den GHRH+ARG-Test miteinander zu vergleichen, insbesondere auch in Bezug auf den Einfluss von Prä-Testvariablen wie Alter, Geschlecht, BMI, Bauchumfang sowie der basalen IGF-I-, Triglycerid-, Glucose- und HDL-C-Werte.
Zusammenfassend konnte eine signifikant negative Korrelation zwischen steigendem Patientenalter und maximalem GH-Wert während beider Testungen sowie eine signifikant positive Korrelation zwischen IGF-I und den GH-Ergebnissen beider Tests nachgewiesen werden.
Bei Frauen zeigte sich eine signifikant höhere GH-Sekretion in den beiden Stimulationsverfahren, wobei generell durch die Applikation von GHRH+ARG eine höhere GH-Sekretion erzielt wird als durch eine Insulin-induzierte Hypoglykämie.
Des Weiteren konnte nachgewiesen werden, dass mit steigendem BMI und Bauchumfang ein geringerer maximaler GH-Wert im GHRH+ARG-Test erreicht wird.
Vor jeder Hypophysenstimulationstestung mit dem ITT bzw. dem GHRH+ARG-Test sollten daher das Geschlecht, das Alter, der BMI, der Bauchumfang und der basale IGF-I-Wert der zu untersuchenden Person ermittelt und bei der Testinterpretation berücksichtigt werden.
Zur Detektion einer GHD bei übergewichtigen Patienten wird wegen der Unabhängigkeit von BMI und Bauchumfang die Durchführung des ITT empfohlen.
Ist mit großer Wahrscheinlichkeit eine Hypophysenerkrankung mit ausgedehnter Destruktion von Hypophysengewebe als ursächlich für eine GHD anzunehmen, so ist die Durchführung des GHRH+ARG-Tests zu empfehlen.
Bei älteren Patienten sollte ggf. wegen des Risikos einer bisher nicht diagnostizierten koronaren Herzerkrankung aufgrund des geringeren Nebenwirkungsprofils der GHRH+ARG-Test durchgeführt werden.
Dieser stellt nach unseren Ergebnissen generell eine gute Alternative zum ITT dar.
Aufgrund der aufgeführten Faktoren, die zu einer Beeinflussung der GH-Sekretion in der Stimulationstestung führen können, sollten Patienten mit dem Verdacht auf eine GHD zur Vermeidung falscher Ergebnisse mehrere verschiedene Stimulationstests durchlaufen. Dies ist auch in der vorliegenden Arbeit geschehen.
Zudem müssen künftig zwingend international einheitliche Assays zur labortechnischen Messung von GH und IGF-I angewandt und die Testergebnisse patientenbezogen interpretiert werden.
Einleitung: Eingriffe und postoperative Nachblutungen gehen im Kopf-Hals-Bereich für HNO-Patienten mit erheblichen Einschränkungen einher und sind daher hinsichtlich der Detektion von Risikofaktoren und Behandlung von Blutungskomplikationen im aktuellen Interesse der Forschung. Neben der Routine-Labordiagnostik wurde bereits die präoperative Gerinnungsanamnese etabliert. Im Rahmen dieser prospektiven Studie soll nun die Nachblutungs-häufigkeit und die Wertigkeit der standardisierten Gerinnungsanamnese untersucht werden.
Methodik: Im Untersuchungszeitraum eines halben Jahres einer HNO-Universitätsklinik wurden 1486 Patienten in Betrachtung präoperativ erhobener Labordiagnostik und Gerinnungsanamnese untersucht und postalisch mittels standardisiertem Fragebogen zu Schmerzen, Nachblutungen, Liegedauer und postoperativem Verhalten interviewt. Bei fehlender Rücksendung erfolgten bis zu viermalige telefonische Kontaktversuche. 583 Patienten wurden in die Studie eingeschlossen.
Ergebnisse: Die Gesamtnachblutungsrate (15,61%) ist abhängig von Ge-schlecht (14,93 vs. 16,67%), Schmerzen (10,19 vs. 31,91%) und Operations-gebiet (6,67-33,33%). Ein signifikanter Einfluss von Patientenalter, Schmerz-stärke, präoperativen Laborparametern und postoperativem Verhalten konnte nicht festgestellt werden.
Diskussion: Die Nachblutungsrate unterliegt dem Status einer Universitätsklinik und dem subjektiven Empfinden der Patienten. Bei hohem negativem prä-diktiven Wert ist die Gerinnungsanamnese ein geeignetes Instrumentarium, Blutungsrisiken zu erfassen und die Patienten ggf. einem Gerinnungskonsil zu-zuführen. Es erscheint daher möglich, auf Routineblutentnahmen zu verzichten. Die mäßige Rücklaufquote (39,23%) schränkt die Aussagekraft der Studie ein.
Ausblick: Die Studie liefert interessante Referenzdaten für verschiedene HNO-Operationsgebiete, die bei geringer Datenlage für das gesamte OP-Spektrum weitergehend hinsichtlich gesellschaftskulturellen, beruflichen und lokalen Risikofaktoren untersucht werden sollten. Für folgende Nachblutungsstudien bleibt allgemein die Frage nach einer subjektiven Kalibrierung, die in der prä-operativen Aufklärung stärker berücksichtigt werden könnte.
This thesis contains studies on a special class of topological insulators, so called anomalous Floquet topological insulators, which exclusively occur in periodically driven systems. At the boundary of an anomalous Floquet topological insulator, topologically protected transport occurs even though all of the Floquet bands are topologically trivial. This is in stark contrast to ordinary topological insulators of both static and Floquet type, where the topological invariants of the bulk bands completely determine the chiral boundary states via the bulk-boundary correspondence. In anomalous Floquet topological insulators, the boundary states are instead characterized by bulk invariants that account for the full dynamical evolution of the Floquet system.
Here, we explore the interplay between topology, symmetry, and non-Hermiticity in two-dimensional anomalous Floquet topological insulators. The central results of this exploration are (i) new expressions for the topological invariants of symmetry-protected anomalous Floquet topological phases which can be efficiently computed numerically, (ii) the construction of a universal driving protocol for symmetry-protected anomalous Floquet topological phases and its experimental implementation in photonic waveguide lattices, (iii) the discovery of non-Hermitian boundary state engineering which provides unprecedented possibilities to control and manipulate the topological transport of anomalous Floquet topological insulators.
This thesis describes recent developments in multi-reflection time-of-flight mass spectrometry (MR-ToF MS) with ions exhibiting large masses and mass differences at an MR-ToF setup at the University of Greifswald. A series of in-trap manipulation techniques to selectively retain or eject ion bunches of multiple species with disparate mass-to-charge ratios is investigated. These highlight the possibility to correct long-term flight-time drifts using a reference ion species far away in mass from the species of interest and also the ability to use such a pair to perform single-reference precision mass determinations. In both cases, the results obtained with disparate-mass ion pairs are comparable to those known from operation with isobaric species.
In addition, an in-trap photoexcitation technique is developed and applied to study the dissociation behavior of atomic bismuth clusters (systems of some number of bismuth atoms). Compared to previous works by other groups, the probed cluster-size range is expanded for both ion polarities, resulting in a more comprehensive picture of the underlying dissociation pathways. The known significance of neutral-tetramer breakoff is confirmed, however, evidence is also found for the loss of larger neutral fragments.
Lastly, the principle of tandem high-resolution MR-ToF MS is introduced. This new method allows the study of the change in dissociation behavior of the cationic bismuth octamer resulting from substituting one of its atoms for lead. It is found that the lead-doping opens new preferential fragmentation pathways that outstrip the dominant tetramer breakoff for this specific precursor cluster size. As a first proof-of-principle experiment, the case of the cationic octamer shows that tandem MR-ToF MS is well-suited for the investigation of compound clusters.
In this thesis, the transport properties of topological insulators are investigated. In contrast to trivial insulators, topological insulators possess conducting boundary states which cross the bulk energy gap that separates the highest occupied electronic band from the lowest unoccupied band. The materials used in this thesis are three-dimensional topological insulators with time-reversal symmetry. Their associated helical surface states are protected against elastic backscattering by Kramers degeneracy. The unique properties of the helical surface states can be utilized to generate spin-polarized currents at the surface of topological insulators and to control their propagation direction. This makes them a promising material class for the field of spintronics.
Here, we perform photocurrent scans of topological insulator Hall bar and nanowire devices. From these measurements, we obtained two-dimensional maps of the polarization-independent and helicity-dependent components of the photocurrents.
We find that the polarization-independent component is dominated by the Seebeck effect and thus driven by thermoelectric currents. On the other hand, the helicity-dependent component is driven by the spin-polarized currents that emerge from the topologically non-trivial helical surface states via the circular photogalvanic effect.
First and foremost, our experiments demonstrate that topological insulator nanowires provide a promising platform for the generation of spin-polarized currents, whose direction can be controlled via the helicity of the excitation light. They also highlight the importance of analysing the spatial distribution of the photocurrent, as we observe a strong enhancement of the spin-polarized current and the thermoelectric current at the interface between the nanowire and the metallic contacts. As our analysis shows, the thermoelectric current is enhanced by the Schottky effect and the spin-polarized current is amplified by the spin Nernst effect. In addition, the spin Nernst effect is also present in Hall bar devices and manifest as an enhancement of the spin-polarized current along the Hall bar sides.