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Together with endothelial cells and the glomerular basement membrane, podocytes form the size-specific filtration barrier of the glomerulus with their interdigitating foot processes. Since glomerulopathies are associated with so-called foot process effacement—a severe change of well-formed foot processes into flat and broadened processes—visualization of the three-dimensional podocyte morphology is a crucial part for diagnosis of nephrotic diseases. However, interdigitating podocyte foot processes are too narrow to be resolved by classic light microscopy due to Ernst Abbe's law making electron microscopy necessary. Although three dimensional electron microscopy approaches like serial block face and focused ion beam scanning electron microscopy and electron tomography allow volumetric reconstruction of podocytes, these techniques are very time-consuming and too specialized for routine use or screening purposes. During the last few years, different super-resolution microscopic techniques were developed to overcome the optical resolution limit enabling new insights into podocyte morphology. Super-resolution microscopy approaches like three dimensional structured illumination microscopy (3D-SIM), stimulated emission depletion microscopy (STED) and localization microscopy [stochastic optical reconstruction microscopy (STORM), photoactivated localization microscopy (PALM)] reach resolutions down to 80–20 nm and can be used to image and further quantify podocyte foot process morphology. Furthermore, in vivo imaging of podocytes is essential to study the behavior of these cells in situ. Therefore, multiphoton laser microscopy was a breakthrough for in vivo studies of podocytes in transgenic animal models like rodents and zebrafish larvae because it allows imaging structures up to several hundred micrometer in depth within the tissue. Additionally, along with multiphoton microscopy, lightsheet microscopy is currently used to visualize larger tissue volumes and therefore image complete glomeruli in their native tissue context. Alongside plain visualization of cellular structures, atomic force microscopy has been used to study the change of mechanical properties of podocytes in diseased states which has been shown to be a culprit in podocyte maintenance. This review discusses recent advances in the field of microscopic imaging and demonstrates their currently used and other possible applications for podocyte research.

In der Fachliteratur beriicksichtigte Fingermodelle modellieren die Fingergelenke bzgl. Flexion/Extension (iblicherweise als Scharniere mit ortsfesten Achsen (drei Freiheitsgrade pro Finger). In der vorliegenden Arbeit wird aufgezeigt, dass dieses prinzipiell falsch ist und dass die bei alien Gelenken vorliegende Inkongruenz der Gelenkflachenkrummung die Grundlage jeglicher Fingermodellierung bilden muss. Daraus resultiert, dass der Gelenkkette des Fingers physikalisch prinzipiell sechs Freiheitsgrade zukommen. Da die Lagen der Phalangen durch sechs Muskelkrafte eingestellt werden, kann das Problem der Fingerpositionierung prinzipiell geschlossen gelost werden. Der Autor beschreibt die fur die Fingerbewegung relevanten Anteile der Anatomic des menschlichen Fingers und mathematisiert sie fur Flexion/Extension mit Hilfe der Vektorgeometrie. Daraus ergeben sich Gleichungssysteme fur die bei der Betrachtung des Fingers bedeutsamen Gleichgewichtslagen, die von einem dazu entwickelten Computerprogramm aufgestellt und numerisch gelost werden. Mogliche Gleichgewichtslagen und die dazu notwendigen Muskelkrafte werden berechnet. Die rechnerischen Losungen werden interpretiert. Im Gegensatz zu den meisten in der Literatur beriicksichtigten quantitativen Fingermodellen konnen mit diesem Fingermodell Phanomene wie z.B. das Krankheitsbild des knochernen Strecksehnenausrisses oder die Ruheposition der Finger erklart werden. Es wird aufgezeigt, dass einige anatomische Daten empfmdlich auf Veranderungen reagieren und dass dieses z.B. bei rekonstruierenden Operationen unbedingt beriicksichtigt werden sollte. AuBerdem decken sich die rechnerischen Ergebnisse mit denen experimenteller Untersuchungen.

Die Nasennebenhöhlen von sechzehn adulten Tieren der Neuweltaffenspezies Alouatta caraya beiderlei Geschlechts wurden mittels Computertomographie untersucht. Anhand der coronalen CT-Aufnahmen erfolgte die Volumenbestimmung durch die SURFdriver® - Software. Zur Einordnung der Volumina der Nasennebenhöhlen wurden Längen-, Breiten-, und Höhenmaße der Schädel ermittelt und das Gesichtsschädelvolumen berechnet. Bei Alouatta caraya ist der Sinus maxillaris die einzige vorhandene Nasennebenhöhle, die ausgeprägte Recessus aufweist. Besonders auffällig ist die vertikale Septierung im dorsalen Bereich der Kieferhöhlen. Der Sinus maxillaris von Alouatta caraya ist bei den männlichen Tieren doppelt so groß ausgeprägt wie bei den weiblichen Tieren. Zur Darstellung von Merkmalszusammenhängen zwischen Kieferhöhlenvolumen und Gesichtsschädelmorphologie erfolgte eine Korrelationsanalyse. Durch eine einfache lineare Regressionsanalyse wurden diese Beziehungen dargestellt und die Einordnung von Alouatta caraya innerhalb der Neuweltaffen überprüft. Die Bewertung des Geschlechtsdimorphismus und der Asymmetrie der Kieferhöhlen erfolgte anhand von Indizes. Es konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Kieferhöhlenvolumen und den Schädelmaßen – einschließlich des Gesichtsschädelvolumens und mit Ausnahme der Schädellänge – nachgewiesen werden. Bei der Betrachtung der Regressionsgeraden ist bei den weiblichen Tieren eine Werteverteilung im unteren, bei den männlichen Tieren eine Verteilung der Werte im oberen Volumen- und Längenbereich zu erkennen. Dabei weisen die Werte der männlichen Tiere eine wesentlich größere Streuung auf. Im Vergleich zu anderen nicht-menschlichen Primaten und dem Menschen weist Alouatta caraya den größten Geschlechtsdimorphismus für die Kieferhöhlen auf. In der Ausprägung des Geschlechtsdimorphismus zwischen Kieferhöhlenvolumen und den erhobenen Schädelmaßen besteht bei Alouatta caraya kein wesentlicher Unterschied Bei der Betrachtung des Asymmetrieindex zeigt sich für beide Geschlechter eine symmetrische Verteilung der Kieferhöhlenvolumina zwischen rechter und linker Schädelseite. Die beobachteten Asymmetrien treten zufällig auf und werden als fluktuierende Asymmetrien aufgefaßt. Innerhalb der Atelinae deutet die Regressionsanalyse auf einen signifikanten Zusammenhang zwischen Kieferhöhlenvolumen und Gesichtslänge hin. Die Werte von Alouatta caraya im oberen Volumen- und Längenbereich bestätigen ihre Stellung als größte Spezies innerhalb der Atelinae. Bedingt durch die geringe Klinorhynchie des Gesichtsschädels erweist sich das Gesichtsschädelvolumen zur Einordnung von Alouatta caraya innerhalb der Atelinae als wenig aussagekräftige Bezugsgröße. Abschließend bleibt zu erwähnen, daß den Nasennebenhöhlen aus unserer Sicht eine biomechanische Rolle zuzuschreiben ist.