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Patients with atrial fibrillation (AF) often present with typical angina pectoris and mildly elevated levels of cardiac troponin (non-ST-segment elevation myocardial infarction) during an acute episode of AF. However, in a large proportion of these patients, significant coronary artery disease is excluded by coronary angiography, which suggests that AF itself influences myocardial blood flow. The present review summarizes the effect of AF on the occurrence of ventricular oxidative stress, redox-sensitive signaling pathways and gene expression, and microcirculatory flow abnormalities in the left ventricle.
Heart Rate Reduction by Ivabradine Improves Aortic Compliance in Apolipoprotein E-Deficient Mice
(2012)
Background: Impaired vascular compliance is associated with cardiovascular mortality. The effects of heart rate on vascular compliance are unclear. Therefore, we characterized effects of heart rate reduction (HRR) by I(f) current inhibition on aortic compliance and underlying molecular mechanisms in apolipoprotein E-deficient (ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup>) mice. Methods: ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice fed a high-cholesterol diet and wild-type (WT) mice were treated with ivabradine (20 mg/kg/d) or vehicle for 6 weeks. Compliance of the ascending aorta was evaluated by MRI. Results: Ivabradine reduced heart rate by 113 ± 31 bpm (∼19%) in WT mice and by 133 ± 6 bpm (∼23%) in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice. Compared to WT controls, ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice exhibited reduced distensibility and circumferential strain. HRR by ivabradine increased distensibility and circumferential strain in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice but did not affect both parameters in WT mice. Ivabradine reduced aortic protein and mRNA expression of the angiotensin II type 1 (AT1) receptor and reduced rac1-GTPase activity in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice. Moreover, membrane translocation of p47<sup>phox</sup> was inhibited. In ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice, HRR induced anti-inflammatory effects by reduction of aortic mRNA expression of IL-6, TNF-alpha and TGF-beta. Conclusion: HRR by ivabradine improves vascular compliance in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice. Contributing mechanisms include downregulation of the AT1 receptor, attenuation of oxidative stress and modulation of inflammatory cytokine expression.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Funktionsweise und das Lösekraftverhalten von gegossenen Konusteleskopen untersucht und einer Wertung unterzogen. Unter standar-disierten Bedingungen wurden drei Hohlschliffe hergestellt, die in unterschiedlichen Winkeln zur Einschubrichtung auslaufen (γ=17°, 45°, 91°) und mit einem klassischen Konusteleskop (γ=0°) verglichen.
Adipositas ist medizinisch und sozioökonomisch ein weltweit an Bedeutung gewinnendes Problem. Bariatrische Chirurgie hat sich als effektivste Möglichkeit zur Behandlung morbider Adipositas erwiesen. Dabei ergeben sich deutliche Verbesserungen des diabetischen Stoffwechsels bereits kurz nach dem Eingriff, bevor ein signifikanter Gewichtsverlust eingetreten ist. Die Mechanismen, die dazu führen, sind dabei noch nicht vollständig aufgeklärt. Ziel der Arbeit war es, mit Hilfe des Metabolomikansatzes herauszufinden, ob bariatrische Chirurgie einen Einfluss auf das Metabolom des Urins hat. Dazu wurden Urinproben von 50 Patienten jeweils prä-operativ und bis zu 13 Tage post-operativ mittels 1H-NMR untersucht und mit Hilfe von multivariaten statistischen Methoden analysiert. Dabei konnte deutlich zwischen prä- und post-operativen Proben unterschieden werden. PLS-DA und OPLS-DA Modelle waren in der Lage, 95 % der Spektren richtig in prä- und post-operativ zu klassifizieren. Zur Unterscheidung trugen in erster Linie die Buckets b20, b49 und b50 bei. Bei Betrachtung der gemittelten Spektren fielen eine Heraufregulation in den ppm-Bereichen 1,20-1,24, 2,1-2,5, 3,2-3,6, 4,1-4,2, 7,40-7,45 und 7,6-7,7 sowie eine Herabregulation in den ppm-Bereichen 7,5-7,6 und 7,8-7,9 jeweils post-operativ auf. Bariatrische Chirurgie verändert somit das Metabolom des Urins. Den Variationen im Spektrum liegen Metabolite zu Grunde, deren Identifikation Rückschlüsse auf Stoffwechselprozesse erlauben. Diese können wiederum Erklärungsansätze für den Gewichtsverlust und die Stoffwechselbeeinflussung in Folge einer bariatrischen Chirurgie liefern. Dieses bessere Verständnis der pathophysiologischen Vorgänge könnte weiterhin zur Entwicklung weniger invasiver chirurgischer Eingriffe oder spezieller, individueller pharmakologischer Therapien führen, zielgerichtet auf Gewichtsverlust und Remission des Diabetes mellitus. Weiterhin könnte Metabolomik bei der Entscheidung über die OP-Methode helfen. Dazu müsste es gelingen, aus einem großen Patientenkollektiv mit mehreren OP-Methoden im Urin z.B. einen Prädiktor zu finden, welcher Gewichtsverlust und Resolution von Komorbidität für einen individuellen Patienten vorhersagt. Insgesamt befindet sich die Metabolomikforschung noch in den Anfängen. Im Besonderen gilt dies für die Dokumentation des Einflusses chirurgischer Eingriffe auf das Metabolom des Urins. Weitere Studien mit einem größeren Patientenkollektiv und alternativen Fragestellungen könnten hier zu einem Erkenntnisgewinn führen.
Background: Controversy surrounds the questions whether co-occurring depression has negative effects on cognitivebehavioral therapy (CBT) outcomes in patients with panic disorder (PD) and agoraphobia (AG) and whether treatment for PD and AG (PD/AG) also reduces depressive symptomatology. Methods: Post-hoc analyses of randomized clinical trial data of 369 outpatients with primary PD/AG (DSM-IV-TR criteria) treated with a 12-session manualized CBT (n = 301) and a waitlist control group (n = 68). Patients with comorbid depression (DSM-IV-TR major depression, dysthymia, or both: 43.2% CBT, 42.7% controls) were compared to patients without depression regarding anxiety and depression outcomes (Clinical Global Impression Scale [CGI], Hamilton Anxiety Rating Scale [HAM-A], number of panic attacks, Mobility Inventory [MI], Panic and Agoraphobia Scale, Beck Depression Inventory) at post-treatment and follow-up (categorical). Further, the role of severity of depressive symptoms on anxiety/depression outcome measures was examined (dimensional). Results: Comorbid depression did not have a significant overall effect on anxiety outcomes at post-treatment and follow-up, except for slightly diminished post-treatment effect sizes for clinician-rated CGI (p = 0.03) and HAM-A (p = 0.008) when adjusting for baseline anxiety severity. In the dimensional model, higher baseline depression scores were associated with lower effect sizes at post-treatment (except for MI), but not at follow-up (except for HAM-A). Depressive symptoms improved irrespective of the presence of depression. Conclusions: Exposure-based CBT for primary PD/AG effectively reduces anxiety and depressive symptoms, irrespective of comorbid depression or depressive symptomatology.
Background: To analyze the relation and distribution of mean, systolic and diastolic ocular perfusion pressure (OPP) in telemedical homemonitoring of patients with primary open-angle glaucoma (POAG). Methods: 70 patients with POAG measured intraocular pressure (IOP) and blood pressure at home for a period of 6 months with the Goldmann applanation self-tonometer Ocuton S and the blood pressure device boso medicus PC. Twenty-four-hour profiles were taken every 4 weeks in addition to single measurements in the morning and evening once a week. All measured values were transmitted to an electronic patient record, which calculated OPP by taking systolic, diastolic and mean arterial blood pressure and subtracting IOP. Results: We analyzed 3,282 values of mean, systolic and diastolic OPP. The quantity of values below the risk levels of the Barbados Eye Studies was calculated. We found values lower than the risk levels for LE: 49 (1.5%)/RE: 60 (1.8%) systolic OPP, LE: 1,623 (49.5%)/RE: 1,761 (53.7%) diastolic OPP and LE: 687 (20.9%)/RE: 794 (24.2%) mean OPP. The individual average OPP levels of all 70 patients below the risk levels showed the following distribution: LE: 4 (5.7%)/RE: 6 (8.6%) systolic OPP, LE: 19 (27.1%)/RE: 20 (28.6%) diastolic OPP and LE: 10 (14.3%)/RE: 10 (14.3%) mean OPP. Conclusion: The individual distribution of different OPP values in POAG patients is not easy to interpret for clinical ophthalmologists. Precise practicable guidelines for clinical use still have to be determined.
Background: Alveolar soft-part sarcoma (ASPS) is a rare sarcoma often occurring in young patients that is characterized by the unbalanced translocation der(17)t(X;17) (p11;q25). Although itusuallyshowsan indolent clinical course, the prognosis is usually poor in advanced disease. Since standard chemotherapy regimens used in soft-tissue sarcomas lack efficacy in ASPS, new therapeutic options are needed. We investigated the efficacy of trabectedin, which has demonstrated activity in a variety of cancer types including some of the most prevalent translocation-related sarcomas. Patients and Methods: 7 patients with metastatic or advanced ASPS treated with trabectedin in the Sarcoma Center Berlin-Brandenburg and the University Hospital of Greifswald were analyzed for median progression-free survival (mPFS), overall survival (OS), and therapy-related toxicity. Results: In 6 patients with documented disease progression, disease stabilization was reached with trabectedin; only 1 patient experienced progressive disease. The mPFS and OS were 7 months and 21 months, respectively, since the start of trabectedin treatment. Overall, no severe Common Toxicity Criteria (CTC) grade 3 or 4 toxicity was observed. Conclusions: The poor prognosis of patients with ASPS has so far been due to the unavailability of effective systemic treatments. Trabectedin can be considered the only currently registered drug with clinical activity in this disease.
Background: Among the five somatostatin receptors (sst<sub>1</sub>-sst<sub>5</sub>), the sst<sub>3</sub> receptor displays a distinct pharmacological profile. Like sst<sub>2</sub>, the sst<sub>3</sub> receptor efficiently internalizes radiolabeled somatostatin analogs. Unlike sst<sub>2</sub>, however, internalized sst<sub>3</sub> receptors are rapidly transferred to lysosomes for degradation. Apart from this, very little is known about the clinical relevance of the sst<sub>3</sub> receptor, which may in part be due to the lack of specific monoclonal sst<sub>3</sub> antibodies. Methods: Here, we have extensively characterized the novel rabbit monoclonal anti-human sst<sub>3</sub> antibody UMB-5 using transfected cells and receptor-expressing tissues. UMB-5 was then subjected to immunohistochemical staining of a series of 190 formalin-fixed, paraffin-embedded normal and neoplastic human tissues. Results: Specificity of UMB-5 was demonstrated by detection of a broad band migrating at a molecular weight of 70,000–85,000 in immunoblots from human pituitary. After enzymatic deglycosylation, the size of this band decreased to a molecular weight of 45,000. Tissue immunostaining was completely abolished by pre-adsorption of UMB-5 with its immunizing peptide. In addition, UMB-5 detected distinct cell populations in human tissues like pancreatic islands, anterior pituitary, adrenal cortex, adrenal medulla, and enteric ganglia, similar to that seen with a rabbit polyclonal antibody generated against a different carboxyl-terminal epitope of the sst<sub>3</sub> receptor. In a comparative immunohistochemical study, UMB-5 yielded predominant plasma membrane staining in the majority of pituitary adenomas, pheochromocytomas, and a subset of neuroendocrine tumors. The sst<sub>3</sub> receptor was also present in many glioblastomas, pancreatic, breast, cervix, and ovarian carcinomas. Conclusion: The rabbit monoclonal antibody UMB-5 may prove of great value in the identification of sst<sub>3</sub>-expressing tumors during routine histopathological examinations. Given its unique trafficking properties, these tumors may be potential candidates for sst<sub>3</sub>-directed receptor radiotherapy.
Background: In clinical practice, treatment of genital tract infections is based on administration of either antibiotics or antiseptics. While antibiotics may be applied systemically or topically, antiseptics may be applied only topically. In case of bacterial vaginosis (BV), antibiotic therapy may often be limited and side effects due to systemic administration may develop. Polihexanide (PHMB) is a promising option for the topical treatment of genital tract infections, in particular BV and vaginitis. Method: A systematic search for publications on the use of PHMB for the treatment of genital infections in two electronic databases was performed. Titles, abstracts and citations were imported into a reference database. Duplicates were removed and two reviewers assessed each identified publication separately. Results: Among a total of 204 references, 3 prospective randomized trials were identified. Two trials treated BV infections with PHMB in comparison to clindamycin as antibiotic standard therapy with no significant differences either in safety or in efficacy. The third controlled trial investigated the clinical efficacy of PHMB compared to placebo in the treatment of human papilloma virus. Patients treated with PHMB daily for up to 16-weeks showed significantly higher (52%) clearance of genital warts as compared to patients treated with placebo (4%). Conclusion: PHMB may be a clinically effective alternative for the treatment of BV and human papilloma virus. Although PHMB-based antiseptics are available since the late 90s, controlled trials to investigate its clinical potential for antiseptic treatment are scant. Clinical use of antiseptics for the treatment of infectious diseases should be explored and supported further.
Colonization and infection of wounds represent a major reason for the impairment of tissue repair. Recently, it has been reported that tissue-tolerable plasma (TTP) is highly efficient in the reduction of the bacterial load of the skin. In the present study, the antiseptic efficacy of TTP was compared to that of octenidine hydrochloride with 2-phenoxyethanol. Both antiseptic methods proved to be highly efficient. Cutaneous treatment of the skin with octenidine hydrochloride and 2-phenoxyethanol leads to a 99% elimination of the bacteria, and 74% elimination is achieved by TTP treatment. Technical challenges with an early prototype TTP device could be held responsible for the slightly reduced antiseptic properties of TTP, compared to a standard antiseptic solution, since the manual treatment of the skin surface with a small beam of the TTP device might have led to an incomplete coverage of the treated area.
Background/Aims: Only rather few data on the validity of screening questionnaires to detect problem drinking in adolescents exist. The aim of this study was to compare the performance of the Alcohol Use Disorders Identification Test (AUDIT), its short form AUDIT-C, the Substance Module of the Problem Oriented Screening Instrument for Teenagers (POSIT), and CRAFFT (acronym for car, relax, alone, forget, family, and friends). Methods: The questionnaires were filled in by 9th and 10th graders from two comprehensive schools. All students received an interview using the alcohol section of the Composite International Diagnostic Interview. Alcohol abuse and alcohol dependence according to DSM-IV as well as episodic heavy drinking served as criteria to validate the screening instruments. Results: All 9th and 10th graders (n = 225) of both schools participated. No significant differences were found for areas under the receiver operating characteristic curves ranging from 0.810 to 0.872. Cronbach’s alpha was satisfactory (0.77–0.80) but poor for CRAFFT (0.64). Different cut-offs are discussed. Conclusions: Considering validity as well as reliability, AUDIT, AUDIT-C and POSIT performed well; however, the POSIT is quite lengthy. AUDIT-C showed good psychometric properties and has clear advantages because of its brevity.
Effectiveness of Varenicline as an Aid to Smoking Cessation in Primary Care: An Observational Study
(2012)
Aims: Although varenicline is commonly prescribed in primary care, information on smoking-related comorbidities and the effectiveness of varenicline in this context in Germany is scarce. This study assessed the efficacy and safety of varenicline in a large sample of patients seeking smoking cessation treatment through their general practitioners. The frequency of comorbidities was also evaluated. Methods: This was a 12-week, prospective, observational, non-comparative phase IV trial conducted in Germany. Abstinence rates at week 12 were evaluated by verbal reporting using the nicotine use inventory. Results: Overall, 1,391 subjects were enrolled; 1,177 received study medication and were evaluated for effectiveness and safety. At the end of the study, 71.1% (95% confidence interval 68.5–73.7) of subjects were abstinent. There were a total of 205 all-causality adverse events; 2.2% were classified as serious or severe. There were no fatal adverse events. At inclusion, 66.7% of participants had at least 1 concurrent comorbidity, with chronic obstructive pulmonary disease (35.5%), hypertension (29.6%) and depression (10.4%) being the most commonly reported. Conclusion: These real-world data indicate that varenicline is an effective and well-tolerated smoking cessation treatment when used in the primary care setting including patients with smoking-related comorbidities.
Background: In postoperative sepsis, mortality is increased due to the surgically induced immune dysfunction. Further causes of this traumatic effect on the immune system include burn injuries and polytrauma, as well as endogenous traumata like stroke. Several animal models have been defined to analyse the characteristics of trauma-induced immune suppression. This article will correlate our results from animal studies and clinical observations with the recent literature on postoperative immune suppression. Methods: The previously described model of surgically induced immune dysfunction (SID) was performed in mice by laparotomy and manipulation of the small intestine in the antegrade direction. Blood samples were collected 6 and 72 h following SID to analyse the white blood cell count and corticosterone levels. To assess the postoperative immune status in humans, we analysed expression of HLA-DR on monocytes of 118 patients by flow cytometry prior to and 24, 48 and 72 h after surgery. Results: The postoperative immune suppression in our SID model is characterised by lymphocytopenia and significantly increased corticosterone levels in mice dependent on the degree of surgical trauma. This is comparable to the postoperative situation in humans: major and especially long-lasting surgery results in a significantly reduced expression of HLA-DR on circulating monocytes. Previous studies describe a similar situation following burn injury and endogenous trauma, i.e. stroke. Conclusions: We suggest the completion of our previously published sepsis classification due to the immune status at the onset of sepsis: type A as the spontaneously acquired sepsis and type B as sepsis in trauma-induced pre-existing immune suppression.
Background: To determine the suitability of different superimposed high-frequency jet ventilation (SHFJV) application methods during tracheal bleeding. Objective: To determine the effect of SHFJV on the aspiration of blood during tracheal bleeding. Methods: A test lung was ventilated using SHFJV via a rigid endoscope, a jet laryngoscope and a 4-lumen jet catheter. Packed red blood cells (PRBCs) were injected into the artificial trachea caudally to the rigid endoscope and jet laryngoscope ventilation, and both caudally and cranially during ventilation via the 4-lumen jet catheter, and the migration of PRBCs during ventilation was studied using continuous video recording. Results: Migration of blood into the lower respiratory tract did not occur during SHFJV via the rigid endoscope and jet laryngoscope and via the 4-lumen jet catheter with the bleeding caudal to ventilation source. If the bleeding was cranial to the 4-lumen jet catheter ventilation, migration of blood into the lower respiratory tract was seen when reflux of blood reached the entrainment area. From this area, blood is transported within the jet stream into the lower respiratory tract. Conclusions: SHFJV protects the lower respiratory tract from blood aspiration in case of tracheal bleeding. During SHFJV via the 4-lumen jet catheter, aspiration of blood only occurs if bleeding is localized cranial to the 4-lumen jet catheter ventilation. In case of heavy tracheal bleeding, the jet sources should be positioned cranial to the site of bleeding.
Background: There is evidence that the borderline symptomatology of the mother longitudinally predicts the number of borderline criteria met by the children. However, possible underlying mechanisms have rarely been examined. In line with transactional models of borderline personality disorder (BPD), we analyzed a broad concept of maladaptive mother-child interactions of mothers with BPD symptoms towards their children, including insensitive parenting and mother-child discrepancies, in reporting the child's psychopathological behavior. Sampling/Methods: The sample was drawn from the population-based Greifswald Family Study and consisted of 295 children and their biological mothers. Both were examined at two points in time, first when the children were about 15 years old (T₀) and again 5 years later (T<sub>1</sub>), using path analyses. Results: Maladaptive mother-child interactions (especially an overprotective and rejecting parenting style and high discrepancies regarding internalizing problems) mediate the longitudinal transmission of borderline symptoms from mother to child. Furthermore, our data revealed that this result is consistent for various youth symptoms which are associated with BPD such as impulsivity or dissociation. Conclusion: The data of the current study imply that the transmission of borderline symptoms from mother to child is mediated by maladaptive mother-child interactions. For this reason early and professional support may be useful to prevent these children from developing severe psychopathology.
The aim of this study was to analyse the predictive power of several clinical baseline parameters and the de-/remineralisation properties of in vivo etched sites measured with quantitative light-induced fluorescence (QLF) for subsequent 2-year caries increment. At baseline, in 44 children (8.23 ± 1.5 years) two areas (diameter 2 mm) of the buccal surface of a primary posterior tooth were etched with 36% phosphoric acid gel for 1 and 4 min, respectively. The etched sites were analysed immediately after etching (ΔQ1) and 24 h (ΔQ2) later by QLF. Additionally, caries status (deft/DMFT and initial caries), approximal plaque, bleeding on probing, and the patient’s current use of fluorides were recorded. In the 2-year follow-up, 29 children were re-assessed. After clinical examination, the caries increment was calculated (ΔDMFT) and correlated with the baseline clinical variables and the QLF readings. Results showed a significant positive correlation between ΔQ<sub>1 min</sub> and the ΔDMFT (r = 0.44, p = 0.02). The ΔDMFT was significantly correlated with the baseline deft (r = 0.56, p = 0.002), cavitated active caries lesions (r = 0.52, p = 0.003), and filled teeth (r = 0.53, p = 0.003). In a regression analysis the use of fluoridated salt (SC = –0.10) and fluoride gel (SC = –0.14) were negatively associated with ΔDMFT. In conclusion, these findings suggest that the demineralisation properties of the etched sites and the outcome of the 24-hour measurements with QLF are significantly associated with caries increment. Previous caries experience strongly correlated with caries increment in this group of children.
Tetrasomy 9p is a rare chromosomal syndrome and about 30% of known cases exhibit mosaicism. Approximately 50 of the reported cases with tetrasomy 9p mosaicism show a characteristic facial appearance, growth failure, and developmental delay. However, 3 patients with mosaicism for isochromosome 9p and a normal phenotype have also been reported. We report 2 additional cases of clinically normal young females with tetrasomy 9p mosaicism, one of whom also exhibited X chromosome aneuploidy mosaicism leading to an overall of 6 different cell lines. STR analysis performed on this complex mosaic case indicated that the extra isochromosome was of maternal origin while the X chromosome aneuploidy was of paternal origin, indicating a postzygotic event.
Die Fähigkeit Temperaturstress zu wiederstehen gilt als äßerst wichtig für die Fitness eines Individuums oder das Überleben von Arten. Lebewesen müssen daher effektive Mechanismen entwickeln, um unter belastenden Temperaturbedingungen überleben zu können. Reaktionen auf sich ändernde Umweltbedingungen könnnen schnell durch phänotypische Plastizität oder langsame durch genetische Adaptation erfolgen. Neben Temperaturstress haben möglicherweise auch andere Umweltfaktoren einen Effekt auf die Temperaturstressresistenz. Wir erforschten zunächst phänotypische Anpassungen der Temperaturstressresistenz, ausgelöst durch unterschiedliche Manipulationen der Umwelt, bei dem Augenfalter Bicyclus anynana. Temperaturinduzierte Plastizität bewirkte eine schnelle und deutliche Änderung in der Temperaturstressresistenz, dieser Effekt ist reversibel. Kurzzeitige Abhärtung ergab komplexere Muster, so war die Kältestressresistenz beispielsweise am höchsten bei intermediären Temperaturen. Die Temperaturstressresistenz konnte auch durch Futtererhältlichkeit, Alter und Lichtzyklus beeinflußt werden. Des weiteren wurde der Einfluß der Photoperiode auf die Temperaturstressresistenz an der Fliege Protophormia terranovae erforscht. Variationen der Temperaturstressresistenz konnten durch Änderungen in der Photoperiode hervorgerufen werden, so bewirkten kürzere Tageslängen kälteresistentere und längere Tage hitzeresistentere Phänotypen. Wir schlagen vor, dass es sich hierbei um adaptive saisonale Plastizität handelt. Neben Temperaturstress hat möglicherweise auch Inzucht einen negativen Einfluss auf die Fähigkeit, mit sich ändernden Umweltbedingungen zurechtzukommen. Das könnte das Aussterberisiko kleiner Populationen erhöhen, insbesondere wenn Häufigkeit und Intensität extremer Wetterereignisse in Zukunft zunehmen sollen. Wir untersuchten den Einfluss von Inzucht auf den Schlupferfolg, die Entwicklung und die Temperaturstresstoleranz bei dem tropischen Augenfalter Bicyclus anynana indem wir drei verschiedene Inzuchtniveaus bildeten( Ausgekreuzt, nach 1 und nach 2 Geschwisterverpaarungen). Bereits diese vergleichsweise niedrigen Inzuchtniveaus hatten einen negativen Einfluss auf die Reproduktion und Entwicklung bei günstigen Umweltbedingungen. Inzucht reduzierte auch die Kältetoleranz bei adulten Schmetterlingen, während es keinen Einluss auf die Hitzetoleranz gab. Wir schließen daraus das Stresstoleranz nicht zwangsläufig durch Inzucht negativ beeinflusst wird. Verringerte genetische Diversität als Konsequenz von Inzucht oder Drift verringert möglicherweise auch das evolutionäre Potential einer Population. Wir erforschten die Auswirkungen von Inzucht auf das evolutionäre Potential (die Fähigkeit, Kältetoleranz zu erhöhen) mit Hilfe künstlicher Selektion beginnend von drei Inzuchtniveaus (ausgekreuzt, eine und zwei Geschwisterverpaarungen.) Obwohl ein negativer Einfluss genetischer Erosion (z.B. durch Inzucht) auf das evolutionäre Potential theoretisch vorhergesagt wird, sind empirische Nachweise bisher kaum vorhanden. Unsere Studie zeigt eine deutliche Raktion auf die Selektion, deren Effekt in den ingezüchteten Populationen kleiner war als in den ausgekreuzten Populationen. Korrelierte Reaktionen auf die Selektion untersucht in 10 verschiedenen Merkmalen der Lebensgeschichte konnten nicht gefunden werden. Eine Inzuchtdepression ließ sich in einigen untersuchten Merkmalen nach wie vor nachweisen. Merkmale, die bedeutender für die Fitness sind, zeigten dagegen eine deutliche Erholung von der Inzuchtdepression. Wir konnten mit diese Studie experimentell zeigen, das erhöhte Inzuchtniveaus das evolutionäre Potential reduzieren und damit auch die Fähigkeit, sich an ändernde Umweltbedingungen anzupassen. Zuletzt untersuchten wir, ob die durch Selektion erhöhte Kältetoleranz für alle Entwicklungsstadien gilt. Es gab eine positive signifikante Reaktion auf die Selektion bei Imagines, die ein Tag alt waren (das Alter, in dem die Selektion stattgefunden hatte). Ältere Individuen zeigten eine ähnliche, jedoch schwächere Reaktion. Die erhöhte Kälteresistenz ließ sich jedoch nicht bei Eiern, Raupen oder Puppen nachweisen und war sogar geringer in den Selektionslinien im Vergleich zu den Kontrollinien bei Eiern und jungen Raupen. Diese Ergebnisse deuten auf Kosten erhöhter Kältetoleranz im adulten Stadium hin, so dass vermutlich weniger Ressourcen für den Nachwuchs in frühen Stadien der Ontogenie bleiben. Diese Dissertation verdeutlicht, wie wichtig es ist, sowohl genetische als auch Umwelteffekt zusammen zu betrachten, da beide interaktiv die Fähigkeit eines Organismus herausfordern sich an ändernde Bedingungen anzupassen. In Zeiten von durch den Menschen verursachten Verlust und/oder der Verkleinerung von Habitaten, die die Populationsgrößen verkleinern und damit auch die genetische Diversität, sowie erhöhtem Temperaturstress aufgrund des Klimawandels, wird das langfristige Überleben von Arten von dieser Fähigkeit abhängen.
The geometric arena here is a smooth manifold of dimension n equipped with a Riemannian or pseudo-Riemannian metric and an affine connection. Field theories following from a variational principle are considered on this basis. In this context, all invariants which are quadratic in the curvature are determined. The work derives several manifestly covariant formulas for the Euler-Lagrange derivatives or the field equations. Some of these field theories can be interpreted as gravitational theories alternatively to Einstein´s general relativity theory. The work also touches the difficult problem to define and to calculate energy and momentum of a gravitational field.
Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen motorischen Prozessen und der Vorstellung aus entwicklungspsychologischer Perspektive wurden insgesamt sechs Experimente durchgeführt. Im Mittelpunkt stand dabei der Einfluss der Motorik auf Vorstellungsprozesse. Dies ist vor dem Hintergrund einer gegenwärtig unter dem Schlagwort „embodied cognition“ wieder auflebenden historischen Strömung zu sehen, die in der Tradition Piagets steht und deren Vertreter den ontogenetischen und phylogenetischen Ursprung des Denkens in der Motorik vermuten. Eine experimentelle Annäherung an die Thematik erfolgte zum einen über die Beobachtung von Auswirkungen physiologischer Bewegungseinschränkungen auf die mentale Transformation körperbezogener Reize und zum anderen über die Auswirkung motorischer Handlungen auf die Vorstellung. Während andere Autoren davon ausgehen, dass dieser Einfluss bei jüngeren Kindern besonders stark ausgeprägt ist, und daher auf eine sich langsam lösende Bindung zwischen Motorik und Kognition schließen, hat sich dieser Trend in unserer Forschung nicht bestätigt. Zwar deutete sich auch bei Kindern eine qualitativ andere Beziehung zwischen Vorstellung und Motorik an, aber insgesamt wurde bei Erwachsenen ein stabilerer Einfluss der Motorik auf die Vorstellung gefunden. Bei Kindern fiel dieser Effekt eher variabel aus.
In der Arbeit werden hydrodynamische Modelle und numerische Verfahren zur theoretischen Beschreibung von anisothermen Plasmen untersucht und zur Analyse von Argonentladungen eingesetzt. Es wird ein neues Vier-Momenten-Modell sowie ein neues Drift-Diffusionsmodell zur Beschreibung der Elektronen hergeleitet. Die Beschreibung der Schwerteilchen erfolgt auf Basis eines Zwei-Momenten-Modells bzw. eines Drift-Diffusionsmodells. Zur selbstkonsistenten Bestimmung des elektrischen Feldes wird die Poisson-Gleichung gelöst. Es wird gezeigt, dass die neu entwickelten Fluid-Modelle eingesetzt werden können, um nichtlokale Transporteffekte der Elektronen zu studieren. Zur Diskretisierung der Mehr-Momenten-Modelle werden neue FCT-Verfahren auf Basis der Finiter-Differenzen- und der Finite-Elemente-Methode hergeleitet. Die Diskretisierung der Drift-Diffusionsmodelle erfolgt mittels einer modifizierten Scharfetter-Gummel-Methode. Zur Unterstützung experimenteller Untersuchungen werden neben einer Niederdruckglimmentladung, einer RF-Entladung bei Niederdruck und einer gepulsten Atmosphärendruckentladung auch eine dielektrisch behinderte Entladung bei Atmosphärendruck analysiert. Es wird gezeigt, dass die experimentell beobachteten Schichtstrukturen auf die lange Lebensdauer metastabiler Argonatome zurückzuführen sind.
Durch den CO2-Anstieg in der Atmosphäre kann es zu einer zunehmenden Veränderung im gelösten Karbonatsystem sowie des pH-Wertes der Oberflächenwässer der Ozeane kom-men (IPCC, 1996). Die potenziellen Auswirkungen dieser so genannten Ozeanversauerung auf die Ökosysteme der Meere gewinnen zunehmend an Bedeutung (Buck und Folger, 2009). Beispielsweise verursacht eine Versauerung der Meere eine Verschiebung der Kar-bonatsättigungswerte im Wasser, welches Auswirkungen auf die Schalenbildung von Or-ganismen aber auch auf die Remineralisierung von organischem Material und auf die Lö-sung von Karbonaten im Meeresboden hat (Guinotte und Fabry, 2008). Im Rahmen des Projektes BIOACID wurde die vorliegende Arbeit durchgeführt. Ziel der Arbeit war, die aktuelle Pufferwirkung des Wattenmeeres für das gesamte Karbonatsystem der Nordsee zu bestimmen. Um das Karbonatsystem der Wassersäule und deren Interakti-on mit dem Sediment zu verstehen, war es notwendig, vorher die biogeo- und physiko-chemischen Grundlagen der Auflösung von biogenen und abiogenen Karbonaten im Sedi-ment zu untersuchen. Hierfür wurden zum einen Laborexperimente und zum anderen in-situ Feldexperimente durchgeführt, um das Reaktionsverhalten von Karbonaten aus dem Wattenmeer zu bestimmen. Für die Untersuchung des aktuellen pelagischen Karbonatsys-tems und der benthisch-pelagischen Kopplung wurden umfangreiche Beprobungen der Wassersäule (tidal, räumlich, saisonal) und zusätzlich von kleinen Prielen und vom Poren-wasser durchgeführt. Aus den Daten wurde ein auf delta13C(DIC) und DIC basierendes Modell entwickelt, welches zur Interpretation von Karbonatsystemen benutzt werden kann. Für alle Probennahmen und Experimente wurde verschiedene Parameter bestimmt, wie die Struktur und Zusammensetzung der Karbonate, die Temperatur, der pH-Wert, die Haupt- und Spurenelemente, TA, delta13C (DIC), DIC. Zusätzlich wurden im Porenwasser die Sulfid- und Sulfatkonzentrationen gemessen. Das Sediment wurde auf Fe*, Mn* und Ca* sowie TC, TN, TS, TIC und TOC untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten biogenen Karbonate (Mytilus edulis, Ce-rastoderma edule, Crassostrea spp., Ensis americanus, Spisula spp.) bis zu 0,1 logarithmi-sche Einheiten instabiler als die jeweiligen abiogenen Karbonate (Aragonit, Kalzit) waren. Dies war durch den Aufbau des Kristallgitter und deren eingebaute Organik erklärbar. Die Auflösungsraten wurden vom PCO2, der Temperatur, dem Salzgehalt, der Karbonatzusam-mensetzung, der Karbonatstruktur, der Korngröße und der Anwesenheit von Fremdionen beeinflusst. Es wurde eine Reaktionsordnung der biogenen und abiogenen Karbonate von 1 bis 2 bestimmt. Durch den Zusatz von Mn bzw. PO4 erhöhte sich die Reaktionsordnung auf 2,5 bis 3. Bei einer theoretischen Reaktionsordnung von 1 wurden Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten von lg (-4) bis lg (-3) bestimmt diese änderten dich durch die Zugabe von Fremdionen nur leicht zu negativeren Werten. Es konnte gezeigt werden, dass die Oberfläche durch Abschätzung über die Reaktionsrate am genausten war. Im Sediment konnten bei den in-situ Feldexperimenten eindeutige Lösungsvorgänge der Karbonate beobachtet werden. Es zeigten sich deutlich stärkere Lösungserscheinungen, wie Löcher und abgerundete Kanten, in den obersten Zentimetern als in tieferen Schichten. Dies ist durch die oxische bzw. suboxische Bedingungen erklärbar, die die besten Vorraus-setzungen für die Karbonatlösung gegeben. Durch die oxischen bzw. suboxischen Bedin-gungen sind die Fremdionen in Oxidiertem Zustand im Sediment vorhanden, dadurch sind diese inaktiv in Bezug auf inhibitorische Wirkungen auf die Karbonatlösung. Zusätzlich ist durch die Remineralisierungsprozesse (Manganreduktion, Eisenreduktion, Sulfatreduktion) das Porenwasser leicht an Karbonat untersättigt. Es konnte als vorherrschender Prozess eine Karbonatlösung festgestellt werden, die während der Jahreszeiten unterschiedlich stark ausgeprägt war. Das Karbonatsystem in der Wassersäule zeigte deutliche tidale, räumliche und saisonale Änderungen. Diese zeigten Mischungsprozesse mit der Nordsee und Süßwasser an, aber auch Einflüsse von benthischen (Remineralisierung) und pelagischen (Primärproduktion) Prozessen. Die Einflüsse waren über die Jahreszeiten unterschiedlich stark ausgeprägt. Während abfließenden Wassers trat Porenwasser aus dem Sediment und beeinflusste das Karbonatsystem des Wattemeers. delta13C (DIC) zeigte im Winter eine Korrelation mit dem Salzgehalt, was deutlich auf einen Mischungsprozess mit der Nordsee und den anderen Faktoren (Porenwasser, Süßwasser) schließen ließ. Dabei war die Nordsee der deutlich größere Einflussfaktor im Vergleich zu Porenwasser. Der Einfluss von Süßwasser direkt im Wattenmeer war sehr gering und auf Grund stark schwankender Abflussraten unregel-mäßig. Im Sommer konnten auf Grund einer Überlagerung des Mischungssignals durch biologische Aktivität in der Wassersäule keine Mischungsprozesse direkt gezeigt werden. Beim Vergleich von ostfriesischen und nordfriesischen Wattenmeer konnte gezeigt werden, dass dieselben Einflussfaktoren eine Rolle spielen. Die Variationsbereiche in diesen Gebieten waren wegen verschiedener Wasservolumina und Sedimente im Untergrund der einzelnen Tidebecken unterschiedlich hoch. Die Sedimenttypen hatten durch ihre unter-schiedlichen Transportmechanismen des Porenwassers einen Einfluss auf das Karbonatsys-tem der Wassersäule. Basierend auf diesen Daten konnte ein Modell zur Abschätzung der Quellen und Senken der Variablen des CO2-Systems entwickelt werden. Zur Modellierung werden lediglich die Werte von delta13C (DIC) und DIC benötigt, um alle Prozesse, welche das Karbonatsystem in der Wassersäule beeinflussen können, zu identifizieren. Das Modell kann tidale, saisonale und räumliche Prozesse trennen, welche zur Identifizierung der Quellen und Senken in Küstengebiete notwendig sind. Das Modell kann für alle Küstengebiete und Ästuare ange-wendet werden, aber auch für den offenen Ozean. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Wattenmeer eine Quelle von Karbonat sein kann. Um dies quantitativ abzuschätzen zu können, werden die hier erhobenen Daten in prognostische Modelle (Pätsch und Kühn, 2008; Kühn et al., 2010) einfließen, um abzu-grenzen in welchen Jahreszeiten das Watt als Quelle und wann als Senke für das Karbonat-system fungiert. In weiteren Arbeiten sollte der Einfluss der Fremdionen auf die Karbonatauflösung näher untersucht werden. In dieser Arbeit konnte der Einfluss in Laborexperimenten nachgewie-sen werden, in den in-situ Feldexperimenten aber nicht. Es sollte geklärt werden, auf wel-che Weise die Inhibition funktioniert und welche minimalen und möglicherweise maxima-len Konzentrationen inhibierend wirken. In diesem Zusammenhang wäre auch eine Unter-suchung sinnvoll, die auch oxidiertes Mangan in Form von Manganoxiden einsetzten bzw. Mangankrustenbildung in Zusammenhang mit Karbonatlösung und –fällung betrachten. Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Einfluss der Mikroorganismen auf die Karbonatauflö-sung im Sediment zu untersuchen, bereits Knauth-Köhler, K. (1995) hat in ihrer Diplomar-beit in Miesmuschelbänken gezeigt, dass Mikrooganismen die Karbonatschalen beeinflus-sen.
Die vorliegende Dissertation untersuchte die Determinanten subjektiven Freiheitserlebens in Entscheidungen und legte den Schwerpunkt auf die Frage, ob es Divergenzen zwischen dem Freiheitserleben und einer theoretisch begründbaren Entscheidungsfreiheit gibt. Um die Entscheidungsfreiheit theoretisch zu fundieren wurde das Handlungsmodell funktionaler Freiheit konstruiert. Die Grundlage hierfür bildete eine Vielzahl philosophischer und psychologischer Arbeiten zu den Begriffen Willensfreiheit, Entscheidungsfreiheit und Handlung. Funktionale Freiheit stellt ein kompatibilistisch und naturalistisch ausgerichtetes Konzept innerer Freiheit dar, welches eine sinnvolle und nützliche psychologische Fähigkeit beschreibt. Funktionale Freiheit gründet sich auf drei kompensatorische Dimensionen und ist maximal ausgeprägt wenn ein Entscheider über sehr hohe Rationalität (kognitive und selbstregulatorische Kompetenzen) verfügt, die Entscheidungssituation stark unterdeterminiert (neu/unbekannt, komplex, ohne dominante Alternativen) ist und der Prozess der Entscheidungsfindung bewusst und überlegt (reflektiert, argumentativ, unter Einsatz mentaler Simulationen und Einsicht) verläuft. Es lässt sich dafür argumentieren, dass funktionale Freiheit langfristig zu vorteilhaften Entscheidungen führt, da hohe Flexibilität, situative Anpassungsfähigkeit, und eine besondere Berücksichtigung von Selbst-Bedürfnissen und Umweltgegebenheiten vorhanden sind. Das Modell sagt außerdem Unterschiede zwischen funktional freien und funktional unfreien, beispielsweise unbewusst getroffenen, Entscheidungen vorher. Abgrenzungsmerkmale wären hohe Ausprägungen von Bedenkzeit, tiefe Elaboration der Entscheidung, Unvorhersagbarkeit der Wahl, kognitive Anstrengung, sowie Unsicherheitserleben. Die zentrale Prämisse für die empirische Arbeit war, dass funktionale und erlebte Freiheit in einer Entscheidung proportional und kongruent zueinander sind. In sechs Experimenten wurden Modellhypothesen sowie Gegenhypothesen abgeleitet und getestet, wobei die Gegenhypothesen eine Divergenz von erlebter und funktionaler Freiheit annahmen. Die Manipulationen bezogen sich primär auf die situationale Dimension funktionaler Freiheit. Das auf die Entscheidung bezogene subjektive Freiheitserleben bildete die abhängige Variable. Die experimentellen Ergebnisse bestätigten überwiegend die Gegenhypothesen. Weder war erhöhtes Freiheitserleben mit vergrößerter Optionszahl und Entscheidungskomplexität assoziiert, noch mit erhöhter Unterdetermination in Form von Entscheidungskonflikt oder zusätzlichen Abbruchoptionen. Stattdessen ergab sich hohes Freiheitserleben durchgängig in Entscheidungssituationen die einfach waren, über eine dominante Option verfügten, positive Konsequenzen besaßen oder in Aussicht stellten, sowie mit verringerter Schwierigkeit und Unsicherheit und erhöhtem positiven Affekt assoziiert waren. Folglich ließ sich eine bedeutsame Divergenz zwischen dem theoretisch entwickelten Konstrukt funktionaler Freiheit und dem Freiheitserleben erkennen. Um trotz der Abweichung vom Modell das subjektive Freiheitserleben erklären zu können, wurde auf Basis der Resultate eine Erklärung mit Bezug zum Erwartungskonzept entwickelt. Demnach ist das Freiheitserleben in einer Handlungsepisode umso größer ausgeprägt, je höher die subjektive Erfolgswahrscheinlichkeit einer positiven Zielerreichung ist. Folglich wird erlebte Freiheit durch alle Faktoren einer Entscheidung beeinflusst, die die Handlungs-Ergebnis-Erwartung und die Kompetenzerwartung verringern oder erhöhen. Handlungsbezogenes Freiheitserleben kann daher als eine Form von Zuversicht aufgefasst werden. Die Resultate der Experimente sind mit dieser Erklärung gut zu vereinbaren. Die theoretischen und empirischen Erkenntnisse dieser Arbeit erlauben mehrere bedeutsame Schlussfolgerungen. Erstens, kann das Freiheitserleben bei strenger Betrachtung nicht mehr als Argument für eine Existenz des freien Willens herangezogen werden. Zweitens, bietet das Konzept der funktionalen Freiheit eine naturalistische Alternative zur klassischen Willensfreiheit. Es ist gut vereinbar mit den kompatibilistischen Ansätzen vieler Autoren, im Rahmen psychologisch-deterministischer Mechanismen konzeptualisiert und prüfbar. Doch kann das Freiheitserleben auch für funktionale Freiheit nicht als manifester Indikator gelten. Drittens, scheint deshalb bezüglich des handlungsbezogenen Freiheitsbegriffs ein grundsätzliches Missverständnis zwischen theoretischen Konzeptionen akademischer Autoren und der alltagspsychologischen sozialen Repräsentation von Freiheit vorzuliegen. Dies trägt zur ohnehin großen Konfusion um die Bedeutung von „Freiheit“ bei. Ein am Erleben orientierter Freiheitsbegriff bezieht sich vorrangig auf positive Zielerreichung. Das Streben nach solcherart Freiheit ist mit vielen kurzfristig positiven Konsequenzen verbunden. Es lässt jedoch die langfristigen Vorteile der funktionalen Freiheit vermissen, wie erhebliche Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, sowie eine höhere Befähigung zu ethischem Handeln. Zukünftige Studien sollten prüfen, ob die Divergenz auch außerhalb von Laborsituationen zu finden ist und ob ein funktionales Freiheitserleben erlernt werden kann.
In der vorliegenden Arbeit wurden 140 Bandscheiben vor und nach Nukleoplastie im 7-Tesla-Kleintier-MRT untersucht. Ziel war es, eine Volumenänderung durch Nukleoplastie im Nucleus der Bandscheibe am Schweinemodell nachzuweisen. Nachdem aus benachbarten Bandscheiben Pärchen gebildet wurden, folgte jeweils eine zufällige Zuordnung zur Versuchs- oder Kontrollgruppe. Beide Gruppen umfassten 70 Bandscheiben. In der Versuchsgruppe (n=70) wurde die Nukleoplastie, wie vom Hersteller empfohlen, in 6 Arbeitskanälen durchgeführt. In der Kontrollgruppe (n=70) ist das Verfahren der Nukleoplastie analog der Versuchsgruppe durchgeführt worden. Es wurde jedoch in Schein-Nukleoplastie ohne Applikation der Coblations- Energie durchgeführt. Die Durchführung der Nukleoplastie erfolgte in den Gruppen für den Operateur geblindet. Es wurden von allen Bandscheiben prä- und postoperative MRT-Bilddatensätze erhoben. Zum Vergleich der Volumenänderung zwischen der Versuchs- und der Kontrollgruppe erfolgte die Volumetrie des Bandscheibenkerns durch eine geblindete Auswertung der Bilder mit dem für wissenschaftliche Zwecke zugelassenen Programm OsiriX R . Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mit dem Wilcoxon-Rangsummen-Test mittels SAS. Es wurde die zentrale Tendenz der Volumenänderung zwischen beiden Gruppen untersucht. Die Daten wurden zusätzlich in drei Untergruppen aufgeteilt (BWS, thorako-lumbaler Übergang, LWS). Es zeigt sich in allen Gruppen ein hochsignifikanter (p<0.0001) Unterschied zwischen der Versuchs- und der Kontrollgruppe. Die Volumenreduktion durch Nukleoplastie beträgt 0,127 ml oder 14,23% (n=140). Bei Betrachtung der Gruppen getrennt voneinander ergibt sich eine Volumenreduktion zum Ausgangsvolumen von 0,073 ml oder 7,12% (n=70, p<0,001) in der Versuchsgruppe und eine Volumenzunahme von 0,055 ml oder 7,12% (n=70, p<0,001) in der Kontrollgruppe. Die Arbeit ist somit die erste, die in dem gewählten Tiermodell in vitro zeigen konnte, dass es neben den bisher nachgewiesenen klinischen und druckreduzierenden Effekten auch zu einer Volumenreduktion durch Nukleoplastie kommt. 46
Entwicklung einer Methode zur magnetischen Markierung von Thrombozyten mit Eisenoxidpartikeln
(2012)
Thrombozyten können mittels Präparation mit superparamagnetischen Nanopartikeln markiert werden, welche für die Nutzung am Menschen zugelassen sind. Ohne Zugabe weiterer Chemikalien ist die erreichte Konzentration von gespeicherten Resovist-Partikeln in den Thrombozyten sowohl suffizient für Überlebensstudien als auch für Signaldetektion mittels MR. Magnetisch markierte Thrombozyten können zu einem wichtigen diagnostischen Instrument für Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen, Blutungserkrankungen oder Thrombozytopenie werden. Weiterhin können sie nützlich für die Erfassung des Einflusses von unterschiedlichen Präparationsmethoden auf das Thrombozytenüberleben in der Transfusionsmedizin sein.
Lernstil, Lern(er)typ oder auch Intelligenztyp sind verbreitete Begriffe innerhalb des pädagogischen Diskurses über effektive Möglichkeiten der Förderung der Schülerinnen und Schüler sowie der Entwicklung individueller Fähigkeiten. Verschiedene Modelle und Theorien zur Thematik (Vester 1975, Allinson/ Hayes 1996, Vermunt 1992, Herrmann 1989, Gardner 1982) werden untersucht und mit weiterführenden Ansätzen wie dem ganzheitlichen Lernen oder der emotionalen Intelligenz in Verbindung gebracht. Auch Ergebnisse aus der Gehirnforschung geben Hinweise auf einen erfolgreichen Lehr-/ Lernprozess. Eine Untersuchung der Bildungspläne hat ergeben, dass der Unterricht in den deutschen Bundesländern an die individuellen Lernvoraussetzungen bzw. Lernertypen angepasst sein soll. Zur Analyse des Beitrages des „Primary and Elementary Métis Awareness Programm“ (Inkster 2006) zum ganzheitlichen und lernertypengerechten Unterricht wurden insbesondere die Ansätze und Messinstrumente von Armstrong (1994) und Gardner (1982) (Theorie der multiplen Intelligenzen) angewandt. Die Aussagekraft der Untersuchungsergebnisse soll durch eine Kombination von quantitativen und qualitativen Messmethoden erhöht werden. Die Auswertungen zeigen, dass das Lehr-/ Lernprogramm von Rene Inkster (kanadische indigene Pädagogin, Künstlerin, „Elder“ und Autorin) über Materialien für die verschiedenen Lernertypen verfügt. Die Erhebungen dieser Studie zielten auf die Untersuchungen von alters- und geschlechtsspezifischen Aspekten ab. Die Untersuchungen an Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 7 und 9 an deutschen Gymnasien konnten nicht nachweisen, dass die Lernenden Aktivitäten/ Materialien entsprechend ihrer individuellen Lernertypenprofile bevorzugen. Allerdings zeigten die Untersuchungen, dass eine erhöhte Motivation aufgrund der ganzheitlichen und lernertypenorientierten Konzeption des „Primary and Elementary Métis Awareness Program“ erreicht werden konnte. Dies trifft inbesondere auf die Probanden der Jahrgangsstufe 7 zu.
Die episklerale Plombenoperation ist eine erfolgreiche, sichere Methode innerhalb der Netzhautchirurgie. Zu den häufigsten postoperativen Komplikationen gehören Infektionen, Durchblutungsstörungen, sklerale Abszesse, Intrusion oder Lockerung der Plombe sowie Induktion refraktiver Fehler. Letztere können auch nach erfolgreicher Operation sehr störend sein. Sie bilden sich in den meisten Fällen im Laufe einiger Monate auf das präoperative Niveau zurück. Es wurde am Modell untersucht, ob sich die Einflüsse unterschiedlicher Plombenversorgung auf die Brecheigenschaften der Hornhaut gezielt zur Visuskorrektur nutzen lassen. Die Sammlung der Daten erfolgte anhand videokeratographischer Messmethodik. Beurteilt wurden Astigmatismus und durchschnittliche Krümmung (Brechkraft) der zentralen Hornhaut. Es zeigt sich eine gezielte Beeinflussbarkeit des Astigmatismus durch Aufnähen zweier gegenüberliegender radialer Plomben in Achse oder entgegen der Achse des Astigmatismus mit resultierender Abnahme bzw. Zunahme desselben. Eine einzelne radiale Plombe im flachsten Meridian angebracht verringert den Astigmatismus. Die Änderungen der Brechkraft bleiben in diesen Fällen gering. Gegenüberliegende limbusparallele Plomben lassen den Astigmatismus durch Zug am Limbus je nach Positionierung zu- oder abnehmen. Diese Plombenform verursacht eine Verschiebung der Achse des Astigmatismus zur Plombenmitte hin und beeinflusst im hohem Maße die durchschnittliche Krümmung der Hornhaut in Richtung Myopie. Die Cerclage ist zur Korrektur eines Astigmatismus im Modell nicht geeignet, der Einfluss auf die Brechkraft ist gering. Die äquatoriale Raffung ist durch lokale Zugkräfte am Limbus theoretisch geeignet, Stabsichtigkeit gezielt zu beeinflussen. Inwiefern sich diese Ergebnisse auf die klinische Praxis übertragen lassen, müssen weitere Untersuchungen zeigen.
In der hier vorgelegten Studie wurde untersucht, ob mit der retrospektiven Berechnung der Permutationsentropie (PE) eine ergänzende und objektive Evaluation der Verläufe bei Meningitiden möglich ist. Untersucht wurden 107 EEG von 25 Patienten der Universitätskinderklinik Greifswald im Zeitraum vom 01.06.2005 bis zum 03.05.2011, die mit einer diagnostizierten Meningitis bzw. Enzephalitis behandelt wurden. In 3 der insgesamt 25 untersuchten Fälle wurden die PE-Verläufe bei primär lokalisierten Verläufen im Rahmen einer Mastoiditis mit Abszess dargestellt werden. In 22 von insgesamt 25 untersuchten Fällen wurden die Verläufe generalisierter Verlangsamungen ausgewertet, wie sie bei nicht exakt lokalisierbaren entzündlichen Erkrankungen des ZNS zu finden sind. Verglichen wurden die PE-Werte mit den in den konventionellen EEG-Befunden festgestellten Veränderungen der Grundaktivität. Es wurde festgestellt, dass in 69,5% der Fälle die Evaluation des EEG mit der Entwicklung der berechneten PE übereinstimmt. Weiterhin wurde ermittelt, dass die Evaluierung des Outcome mittels der konventionellen Befundung in 84% mit der PE-Berechnung übereinstimmt. Bei der Evaluierung des Outcome mittels der PE hingegen wurde eine Übereinstimmung von 96% ermittelt. Die sich verändernde Grundaktivität korreliert mit der durchschnittlichen PE. Bei abgegrenzten Herdbefunden, wie z.B. Abszessen ist die PE des betroffenen Gebietes statistisch signifikant reduziert. Die PE bildet die Signalkomplexität der einzelnen EEG-Kanäle in Form symbolischer Zeitreihen ab und gestattet so einen numerischen Vergleich. Es wurde festgestellt, dass die ordinale Zeitreihenanalyse für die automatische Analyse und Klassifikation der sich bei entzündlichen Erkrankungen des ZNS verändernden Grundaktivität genutzt werden kann. Die berechnete PE stellt somit ein objektives Maß für die Einschätzung einer Allgemeinveränderung bzw. eines Herdbefundes dar. Es konnte nachgewiesen werden, dass mit der Berechnung der PE eine sicherere Prognoseabschätzung möglich ist, als allein durch die konventionelle Befundung der EEG. Die Berechnung der PE scheint geeignet, zusätzliche Informationen im Rahmen der Diagnostik, Therapie und Prognoseabschätzung von entzündlichen ZNS-Erkrankungen zu liefern.
Written language in the public sphere (shop signs, advertisements, placards, graffiti, etc.) constitutes the “Linguistic Landscape” of an urban agglomeration. An examination of such displays gives us an insight into function, status and spread of certain languages. Here, the study of linguistic landscapes does not only bear a purely linguistic dimension, but necessarily links to other fields such as politics, semiotics, urban development, communication and literacy. In this case study the cityscapes of the Moldovan capital Chisinau and the Lithuanian capital Vilnius will be analyzed. Peripheral and central districts of the cities have been chosen. From each of these districts, data on the number of mother tongue speakers have been obtained. Two corpora, each containing 1000 items of specimen of written language have been made and contextualized with the help of GPS tracking to ensure the possibility of future diachronic research. The data for these corpora was collected in December 2010 and March 2011. The aim of this study is two-fold: On the one hand this approach gives an insight into the general use of different languages in Moldova and Lithuanian as well as on the functional domains they fulfill. On the other hand the distribution of different languages on signs in each district shows how minority languages such as Russian are represented in public. The results suggest that the linguistic landscape of Chisinau is actually very diverse and alongside Romanian, English and especially Russian are used frequently. The functional domains differ though. Whereas the national language is part of almost all shop signs and advertising in general, it is usually used in conjunction with Russian. Informal displays of written language such as graffiti or small placards are mostly written in Russian alone. Other minority languages in Moldova such as Gagauz and Ukrainian were almost never visible on written displays of language in the city. In contrast to that the linguistic landscape of Vilnius is far less diverse and although the Lithuanian capital is home to sizeable Russian- and Polish-speaking minorities, these demographic patterns do not show. Yet, apart from Lithuanian English is an integral part of the linguistic landscape, especially in advertising.
In this thesis, all three BVMOs from Pseudomonas putida NCIMB10007, that were known to be responsible for the ability of this strain to degrade camphor since the 1950s were successfully made available as recombinant biocatalysts. While the genomic sequence of 2,5-DKCMO was available from the database, the genes encoding 3,6-DKCMO and OTEMO had to be identified using certain PCR-techniques first. All three enzymes were cloned into standard plasmids enabling convenient expression in E. coli facilitating the application of the enzymes in organic chemistry. Their synthetic potential was already reported during the 1990s, but at that time their efficient application was limited due to difficulties with respect to low production levels and insufficient purity and separation of enzyme fractions. These drawbacks are now overcome. Furthermore, biochemical characterization of the camphor-degrading BVMOs was performed including the substrate spectra of these enzymes. Thereby OTEMO turned out not only to have a broad substrate scope accepting mono- and bicyclic aliphatic and arylaliphatic ketones, but also to efficiently convert alpha/beta-unsaturated cycloalkanones due to the similarity of these compounds to OTEMOs natural substrate. Finally, the major limitation in the synthetic application of Type II BVMOs was addressed by searching a flavin-reductase suitable for coupling to these two-component oxygenases. Putative candidates from the respective P. putida strain were identified by the use of amino acid motifs conserved in other representatives of two-component systems. While these enzymes failed, flavin-reductase Fre from E. coli - that also contained the motifs - was shown to enhance the activity of the DKCMOs when applied as crude cell extract as well as pure enzyme. This finding represents a key step for future application of Type II BVMOs.
Untersuchungen zum Einfluss des Endothelinsystemes auf die Doxorubicin-induzierte Kardiomyopathie
(2012)
Das Zytostatikum Doxorubicin besitzt nach wie vor einen hohen Stellenwert in der Therapie maligner Erkrankungen. Die schwerste und gleichzeitig dosislimitierende Nebenwirkung, die bei der Therapie mit Doxorubicin auftreten kann, ist eine Kardiomyopathie. Die Prävention dieser Doxorubicin-induzierten Kardiomyopathie könnte eine effektivere Gestaltung der zytostatischen Therapie ermöglichen, allerdings sind dafür detaillierte Kenntnisse über den Pathomechanismus der Entstehung dieser Herzschädigung unabdingbar. Basierend auf der kardioprotektiven Wirkung des dualen Endothelinrezeptorantagonisten (ETA) Bosentan gegenüber einer Doxorubicin-Kardiotoxizität im Mausmodell, war das primäre Ziel der vorliegenden Arbeit, die Wirkung von Bosentan vergleichend zu einer selektiven Endothelinrezeptor-A- bzw. -B-Blockade mittels Sitaxentan bzw. BQ-788 zu analysieren und zugrunde liegende Mechanismen der Kardioprotektion aufzuklären. Dazu wurde das Konduktanzkatheter-System zur Messung und Auswertung hämodynamischer Parameter von C57/BL6-Mäusen am Institut für Pharmakologie etabliert, mit Literaturdaten verglichen und mittels Magnetresonanztomographie verifiziert. Nach Herausarbeitung der zur Induktion einer Herzschädigung geeigneten Doxorubicin-Dosis von 20 mg/kg KG, wurde im folgenden Tierversuch der Einfluss einer Endothelinrezeptor-Blockade durch die ETAs Bosentan, Sitaxentan und BQ-788 auf hämodynamische Parameter vergleichend analysiert. Dabei konnte bei allen ETAs ein kardioprotektiver Effekt gegenüber der Doxorubicin-Kardiotoxizität nachgewiesen werden. Sitaxentan als hochselektiver Endothelinrezeptors-A-Blocker zeigte eine nur geringfügig schlechtere Wirkung auf die Hämodynamik der Versuchstiere. Interessanterweise konnte auch der Endothelinrezeptors-B-Antagonist BQ-788 die Herzfunktion der Doxorubicin-behandelten Mäuse in ähnlichem Ausmaß wie Bosentan und Sitaxentan verbessern, was auf der zusätzlichen Endothelin-A1-Rezeptorblockade beruhen könnte. In einem weiteren Schritt konnte der Doxorubicin- und Doxorubicinolgehalt verschiedener Organe der Maus mittels HPLC bestimmt werden. Dabei zeigte sich, dass der kardioprotektive Effekt der ETAs nicht auf einer verringerten Akkumulation von Doxorubicin oder Doxorubicinol im Myokard beruht, da deren kardiale Spiegel unter ETA-Co-Medikation keine signifikanten unterschiede zeigten. Lediglich BQ-788 beeinflusste den Doxorubicin- und Doxorubicinol-Gehalt in manchen Organen etwas stärker, was die geringfügig schlechtere Hämodynamik erklären könnte. Um der kardioprotektiven Wirkung der ETAs zugrunde liegende molekulare Prozesse aufzuklären, wurden ausgewählte Gene und Proteine hinsichtlich ihrer Expression und Lokalisation im Myokard bzw. in Kardiomyozyten untersucht. Für das mitochondriale Protein ANT1, welches sowohl physiologische als auch pathophysiologische Effekte vermittelt, konnte auf Proteinebene eine verringerte Expression nach Doxorubicingabe ermittelt werden, während die ETAs die ANT-Expression wieder normalisierten bzw. erhöhten, was in der Literatur als kardioprotektiv beschrieben wird. Die ebenfalls kardioprotektiv wirksamen Kinasen Pim-1 und AKT1 zeigten eine gegensätzliche Regulation unter Doxorubicin. Der kardiale Gehalt an phosphorylierten AKT1 (pAKT1) wurde durch Doxorubicin signifikant vermindert und durch Bosentan sowie BQ-788 wieder auf das Kontrollniveau angehoben, was bei Sitaxentan nicht zu verzeichnen war. Demnach könnte AKT1 in die kardioprotektive Wirkung von Bosentan und BQ-788 involviert sein. Pim-1 L (44 kDa-Isoform) wurde durch Doxorubicin im murinen Myokard signifikant hoch reguliert, was durch Co-Medikation mit ETAs nahezu vollständig revertiert wurde und durch den Transkriptionsfaktor STAT3 vermittelt sein könnte. Auch die Lokalisation von Pim-1 unterlag in einem in vitro Kardiomyozyten-Modell (H9c2) einer Regulation durch Doxorubicin mit nukleärer Akkumulation der Kinase, was durch die ETAs in unterschiedlichem Ausmaß moduliert wurde. Die Pim-1-Regulation unter Doxorubicin-Gabe könnte dabei einen Schutzmechanismus der Zellen gegen die kardiotoxische Wirkung des Zytostatikums darstellen, welcher unter Co-Medikation mit ETAs nicht mehr nötig war, da diese die kardiale Pumpfunktion wieder herstellten. Zusätzliche in vitro Untersuchungen zur Viabilität von H9c2-Kardiomyozyten unter Doxorubicin, ETAs und Hemmung von AKT1 und Pim-1 bestätigten die in vivo Ergebnisse im Mausmodell jedoch nicht. Die vorliegende Arbeit bietet interessante Ansätze zur pharmakologischen Prävention der Doxorubicin-induzierten Kardiotoxizität. In einem in vivo murinen Kardiomyopathie-Modell konnte der therapeutische Nutzen von ETAs zur Prophylaxe einer Herzschädigung unter Doxorubicin deutlich herausgestellt sowie mögliche zugrunde liegende Mechanismen aufgeklärt werden. Damit bietet diese Arbeit vielversprechende Ansätze für weiterführende Untersuchungen zum Einsatz von ETAs als Kardioprotektiva.
Quantum-Kinetic Modeling of Electron Release in Low-Energy Surface Collisions of Atoms and Molecules
(2012)
In this work we present a theoretical description of electron release in the collision of atomic and molecular projectiles with metallic and especially dielectric surfaces. The associated electron yield, the secondary electron emission coefficient, is an important input parameter for numerical simulations of dielectric barrier discharges and other bounded low-temperature gas discharges. The available reference data for emission coefficients is, however, very sparse and often uncertain, especially for molecular projectiles. With the present work we aim to contribute to the filling of these gaps by providing a flexible and easy-to-use model that allows for a convenient calculation of the emission coefficient and related quantities for a wide range of projectile-surface systems and the most dominant reaction channels.
Die Entstehung einer craniomandibulären Dysfunktion und deren Schweregrad hängen maßgeblich von verschiedenen Faktoren ab, die unabhängig voneinander, aber auch zusammen auftreten können. Traumata, Depressionen, Parafunktionen, Stress, chronischer Schmerz, Geschlecht, Alter und die genetische Disposition spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Die aus dieser Studie vorliegenden Ergebnisse bekräftigen den klinischen und epidemiologischen Beweis zwischen einem Zusammenhang des COMT-Gens und Schmerz, wenn man ausdrücklich depressive Symptome als beeinflussende Faktoren berücksichtigt. Dadurch, dass subklinische Formen einer Depression und Schmerzsyndrome in der Allgemeinbevölkerung sehr häufig auftreten, hat diese Studie potentielle Auswirkungen auf die klinische Behandlung. Eine erfolgreiche und andauernde Schmerzbehandlung könnte somit abhängig vom jeweiligen Genotyp sein. Des Weiteren könnte eventuell die Behandlung einer craniomandibulären Dysfunktion bei Patienten mit Depression eine andere sein, gegenüber den Patienten ohne Anzeichen einer Depression.
Der Stellenwert der Lymphonodektomie beim Endometriumkarzinom im Stadium 1 nach UICC ist eine noch immer kontrovers diskutierte Frage. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwiefern bei Patientinnen, welche aufgrund bestimmter histopathologischer Parameter der Gruppe der „low risk“ Endometriumkarzinome zugeordnet werden können, auf eine Lymphonodektomie verzichtet werden kann. Außerdem sollte das notwendige Ausmaß der Lymphonodektomie (pelvin vs. pelvin und paraaortal) erforscht werden. Informationsquellen für diese retrospektive Analyse waren zum einen das Archiv der Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe der Universitätsmedizin Greifswald und das Archiv der Klinik für Strahlentherapie der Universitätsmedizin Greifswald. Komplettiert wurden die Informationen durch Fragebögen an die betreuenden niedergelassenen Gynäkologen zu Themen des weiteren Überlebens. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SAS® Enterprise Version 4. In dieser Arbeit konnte kein Überlebensvorteil für die Durchführung einer Lymphonodektomie bei Patientinnen mit niedrigem Risiko eines Lymphknotenbefalls („low risk“) ermittelt werden. Auch das Ausmaß der Lymphonodektomie hatte an dem in dieser Arbeit untersuchtem Kollektiv keinen Einfluss auf das Überleben, weder für Patientinnen mit dem prognostisch günstigeren Typ I Endometriumkarzinom noch für Patientinnen mit hohem Risiko für Lymphknotenbefall („high risk“). Etablierte Prognosefaktoren für einen ungünstigen Verlauf, wie Tumorgröße, Myometriuminvasion, das Vorliegen einer „high risk“ Konstellation und Blut- und Lymphgefäßbefall, konnten in dieser Arbeit zumindest im Trend bestätigt werden. Ein besonderes Augenmerk richtete sich dabei auf einen relativ neuen Prognoseparameter, die „Tumorfreie Distanz“. Aufgrund der geringen Anzahl an erreichten Endpunkten konnte jedoch kein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Tumorfreien Distanz und der Prognose des Endometriumkarzinoms in einem niedrigen Tumorstadium gefunden werden.
Die Anzahl der getöteten Fußgänger im Straßenverkehr im Jahr 1970 bedingte den Wendepunkt für die Betrachtung des Fußgängerunfalles. Durch intensivierte Forschung und Umsetzung von Schutzbestrebungen konnten Unfallzahl und deren Folgenschwere bereits effektiv gesenkt werden. Durch stetigen Wandel der Fahrzeugtypen und oftmals unzureichende, medizinische und technische Verknüpfung der Untersuchungsbedingungen werden fortgeführte Untersuchungen benötigt. Durch Kombination technischer, medizinischer, psychologischer sowie weiterer Forschungsansätze konnte auf Grundlage einer in-depth-Unfalldatenerhebung die IMPAIR Studie (In-depth Medical Pedestrian Accident Investigation and Reconstruction Study) vom 1. Juli 2001 bis zum 31. Dezember 2004 als eine prospektive Beobachtungsstudie im Großraum Berlin durchgeführt werden. Diese erlaubt eine Darstellung von Zusammenhängen zwischen Unfallumgebung, Kinematik und Verletzungsmuster mit den Besonderheiten der Ursachenentstehung für den Fußgänger-Pkw-Unfall. Die vorliegende Arbeit trägt dabei zum systematischen Verständnis der speziellen Unfallsituation bei. Die geforderten Einschlusskriterien konnten 37 Unfälle erfüllen und diese wurden einer detaillierten Analyse unterzogen. Die Fallzahl respektierend wurde eine deskriptive statistische Auswertung vorgenommen. Mit einem mittleren MAIS (Maximum Abbreviated Injury Scale) von 3,9 und ISS (Injury Severity Score) von 33,8 lag eine hohe Verletzungsschwere vor. Die durchschnittliche Kollisionsgeschwindigkeit betrug 49,5 km/h (Spanne 28-93km/h). Eine hohe Verletzungsschwere war regelhaft mit einer hohen Anstoßgeschwindigkeit kombiniert. Der Kopfanprall fand mit 51 % (n=19) gehäuft auf der Frontscheibe statt und fiel mit einem mittleren MAIS von 3,4 auffallend hoch aus. Aus dem Sekundäranprall auf der Fahrbahn resultierten leichtere Verletzungen. Die Unfallschuld war in ca. zwei Drittel der Kollisionen durch Unachtsamkeit der Fußgänger zu erklären; die Pkw-Fahrer dominierten durch Fahren mit überhöhter Geschwindigkeit. Hervorzuheben ist die Häufung der Unfälle in Bereichen des öffentlichen Personennahverkehrs bei guten Sicht und Witterungsbedingen in der Hauptverkehrszeit.
The goal of this thesis was to study the systematic relationships within the superfamily Sylvioidea (Aves: Passeriformes) in general and within the closely related families Acrocephalidae and Locustellidae in particular, by means of DNA sequences. Sylvioidea itself and families therein were the focus of many studies based as well on morphological characters as on DNA. Due to their morphological similarity and their presumably rapid radiation most studies failed to solve relationships between sylvioidean families and also demarcations of single families and relations within are still in progress. In this study, an enlargement of previous datasets, both taxa and number of DNA sequences, and more sophisticated analysis methods were used to improve the resolution in Sylvioidea, Acrocephalidae and Locustellidae. In addition, the applicability of barcoding in Acrocephalidae was tested. The monophyly of Sylvioidea could be supported and the families Paridae and Remizidae, which were sometimes still included, clustered among the outgroup taxa. Four families, Nicatoridae, Panuridae, Alaudidae, and Macrosphenidae constitute basal splits within Sylvioidea. The division of the former sylviid/timaliid clade in five families, Sylviidae, Leiothrichidae, Pellorneidae, Timaliidae, and Zosteropidae was supported. Scotocerca, Erythrocercus, and Hylia, previously supposed to be members of Cettiidae, were shown not to belong to this family. As the three genera are also morphologically and ecologically different, they were here proposed to be elevated to family rank, Scotocercidae, Erythrocercidae and Hyliidae, respectively. The family Acrocephalidae consisted of the four genera, Nesillas, Acrocephalus, Hippolais, and Chloropeta. In the analysis for this thesis, the latter three appeared to be non-monophyletic. One Acrocephalus species, A. aedon was sister to a clade containing four species of Hippolais as well as two out of three Chloropeta species. They were all merged in the genus Iduna, based on the DNA evidence and shared morphological and ecological characters. Iduna had priority over Hippolais or Chloropeta according to the International Code of Zoological Nomenclature. The one remaining Chloropeta species (C. gracilirostris) had to be renamed to Calamonastides as Chloropeta was no longer available for this taxon. Seven genera were included in the re-analysis of the family Locustellidae: Locustella, Bradypterus, Megalurus, Dromaeocercus, Schoenicola, Cincloramphus, and Eremiornis. Apart from the monotypic genera Dromaeocercus and Eremiornis and Schoenicola, of which only one species was included, the remaining genera were found to be non-monophyletic. One clade contained all Locustella species, Megalurus pryeri and all Asian/Oriental Bradypterus species. All species in this clade were synonymized with Locustella, as the type species of Locustella was included, whereas the type species of Bradypterus fell in a different clade. Therefore, the remaining African Bradypterus species retained their genus name, and Dromaeocercus was renamed to Bradypterus as it clustered within Bradypterus. Cincloramphus, intermingling with the remaining Megalurus species, was synonymized with the latter. Barcoding, growing in popularity for delimiting species, was tested in its applicability for Acrocephalidae. Fourteen taxa currently recognized as full species would fall under the 2% threshold of sequence divergence proposed for delimiting species using the mitochondrial cytochrome b gene. It was also shown that it is important to clarify which part of a DNA sequence is used, as different parts can give different results regarding the 2% threshold. In addition, the choice of “complete deletion” or “pairwise deletion” in calculating genetic distances is important, if incomplete are sequences used.
In der zu Grunde liegenden Dissertationsschrift wird ein interkulturell fokussiertes Universitäts- und Schulprojekt, welches seinen Schwerpunkt auf die Behandlung der kanadischen Ethnie der „Métis“ legt, fachdidaktisch beschrieben, erörtert und ausgewertet. Grundlage der Untersuchungen war ein im Jahr 2005 veröffentlichtes multimediales, multikulturelles und interdisziplinäres Lehrwerk, das PEMA Program, welches als erstes seiner Art von der Métis Autorin Rene Inkster für kanadische Grundschulen entwickelt wurde. Trotz der Ausrichtung der Lehrmaterialien auf den Elementarbereich und damit einer zu erwartenden „Altersdiskrepanz“, konnte mit Hilfe der empirischen Untersuchungen die entsprechende Adaptation der Unterrichtsmaterialien als empfehlenswert für interkulturelles Lernen im Englischunterricht der Mittelstufe des deutschen Gymnasiums herausgestellt werden. Darüber hinaus verfolgt die Dissertation eine Argumentationslinie, die einen auf Inhalte ausgerichteten Englischunterricht in der Sekundarstufe I als lohnenswerte Alternative beziehungsweise parallelen Ansatz neben einem auf Sprachvermittlung zentrierten Sprachunterricht etablieren möchte. Im Zuge dessen wird im Rahmen der fachdidaktischen Beleuchtung der Begriffe „interkulturelles Lernen“, „interkulturelle Kompetenz“ und der klassischen „Landeskunde“ untersucht, inwiefern eine Dependenz beziehungsweise Opposition der zuvor genannten Begriffe in der Fachdidaktik Englisch etabliert ist. Die Untersuchungsergebnisse und die fachdidaktische Tiefenanalyse der Dissertationsschrift konstituieren die Landeskunde als weiterhin legitimen Eckpfeiler des Englischunterrichts in der Mittelstufe an deutschen Gymnasien und widersprechen den im fachdidaktischen Diskurs hervorgebrachten Zweifeln bezüglich der Rechtmäßigkeit und Aktualität derselben. Das Thema Kanada und im Speziellen die marginalisierten „Métis“, eine der drei indigenen Volksgruppen Kanadas, wird durch die Dissertation als wertvoller Inhalt des Englischunterrichts herausgestellt. Darüber hinaus wird argumentiert, dass sich im Englischunterricht des deutschen Gymnasiums der Sekundarstufe I durch die Dominanz der Lehrwerke ein Kulturkanon bezüglich der (ziel-)kulturellen Inhalte verfestigt zu haben scheint, der nur durch praktikable, an der Unterrichtswirklichkeit orientierter Unterrichtsreihen, wie es das vorliegende Forschungsprojekt darstellt, aufzubrechen ist. Nur so können weitere wichtige Zielkulturen des Englischunterrichts, wie es Kanada ohne Zweifel darstellt, ihren Weg in die praktische Umsetzung des Englischunterrichts in der Mittelstufe des deutschen Gymnasiums finden. In der Dissertation wird neben dem zielkulturerweiternden Plädoyer ebenso das entkolonialisierende Moment eines auf weitestgehend authentischen Lehrmaterialien über indigene Kulturen Nordamerikas basierenden Englischunterrichts vor Augen geführt. Der Einsatz der PEMA Program Adaptation leistet demnach in seiner umfangreichen Betrachtung einer marginalisierten, indigenen Ethnie Kanadas einen Beitrag zur Entkolonialisierung und Entkräftung von Stereotypen. Mit Hilfe praktischer Beispiele wird gezeigt, wie das deutsche „Indianerbild“, genährt durch das deutsche Phänomen der „Indianertümelei“, einem durch LUTZ geprägten Begriff, auch Lehrwerke des Englischunterrichts zu dominieren scheint beziehungsweise die Unterrepräsentation oder gar Abwesenheit indigener Inhalte in Lehrwerken für den Englischunterricht der Mittelstufe Anlass zum Handeln geben. Abschließend werden praktikable Alternativen und Erweiterungsmöglichkeiten hinsichtlich der Implementierung von Inhalten über die Métis im Verlaufe der Mittelstufe und gymnasialen Oberstufe gegeben.
Adipositas stellt aufgrund der Auftretenshäufigkeit und der Gesundheitsrisiken eine bedeutsame Gesundheitsstörung für Kinder und Jugendliche dar. Eine erfolgversprechende Behandlung ihrer Ursachen sowie körperlichen, psychischen und sozialen Folgeerscheinungen ist durch Veränderungen der familiären Lebensgestaltung im Bereich der Ernährung, des Ess- und Bewegungsverhaltens mittels multimodaler Schulungsprogramme belegt. Im Rahmen eines Forschungsprojekt zur „Regulation des Essverhaltens von Kindern und Jugendlichen mit Adipositas: Untersuchung der Aktivierung des Frontalhirns mit ereigniskorrelierten Potentialen und funktioneller Magnetresonanztomografie - Therapeutische Beeinflussbarkeit“ wurden folgende Fragestellungen bearbeitet: – Ernährungswissen und Einstellungen zum Essverhalten Adipöser vor einem ambulanten Adipositas-Schulungsprogramm im Kontext psychosozialer Faktoren im Vergleich mit Normalgewichtigen, – Einfluss des Ernährungswissens und der Einstellungen zum Essverhalten im Kontext psychosozialer Faktoren auf den Erfolg im Rahmen eines ambulanten Adipositas-Schulungsprogramms (Vorhersage der vollständigen Schulungsteilnahme, Unterschiede zwischen Adipösen und extrem Adipösen sowie zwischen BMI-SDS Verringerern und Haltern), – Ernährungswissen und Einstellungen zum Essverhalten im Zusammenhang mit der neuronalen Aktivierung bei Betrachtung von Essensbildern für adipöse und normalgewichtige Kinder und Jugendliche. Vor und direkt nach einem einjährigen, ambulanten Gruppenschulungsprogramm bei Adipositas wurden Daten zum Ernährungswissen, zu Einstellungen zum Essverhalten und zu psychosozialen Faktoren erhoben sowie eine craniale funktionelle Magnetresonanztomografie bei 46 adipösen Kindern und Jugendlichen durchgeführt. Eine normalgewichtige Vergleichsgruppe wurde rekrutiert. Bestehen in der Summe des Ernährungswissens zwischen adipösen und normalge-wichtigen Kindern und Jugendlichen keine Unterschiede, finden sich voneinander abweichende Einstellungen zum Essverhalten und in psychosozialen Faktoren. Letztere weisen insbesondere die Gruppe der extremen Adipösen als belasteter aus. Für eine vollständige Teilnahme an einer Schulung stellen sich eine wirklichkeitsnahe Formulierung der Ziele wie auch die kontinuierliche Anwesenheit vor allem der Eltern als Vorhersager heraus. Beide Punkte hängen auch positiv mit einer BMI-SDS Verringerung zusammen. Ein Zuwachs an Ernährungswissen ist vor allem bei den erfolgreichen Schulungsteilnehmern zu verzeichnen. Dieser stellt sich insbesondere bei einer hohen sozialen Gesamtkompetenz ein. Die Übernahme von Einstellungen, die mit einer flexiblen Zügelung des Essverhaltens verbunden sind, begünstigt ebenfalls eine BMI-SDS Verringerung. Misserfolge scheinen mit einem hohen Ausmaß an Angst vor Gewichtszunahme, einer rigiden Zügelung im Essverhalten und einer hohen Unzufriedenheit mit dem Körperselbstbild korreliert. Extrem Adipöse profitieren weniger im Bereich der psychosozialen Entlastung und des psychischen Wohlbefindens. Im Ergebnis gilt es Behandlungspfade und Schulungsbausteine im Hinblick auf verschiedene Gruppen adipöser Kinder und Jugendlicher (Adipöse und extrem Adipöse, BMI-SDS Verringerer und Halter) zu individualisieren. Ziele stellen hierbei ein Mehr an Zuversicht, an Selbstwirksamkeitserleben und positiver Emotionalität dar. Eine neuronale Aktivierung verschiedener Regionen bei Betrachtung von Nahrungsbildern ist mit einem hohen Ernährungswissen und Einstellungen zu Essverhalten und Gewichtsproblemen, wie sie normalgewichtige Kinder und Jugendliche zeigen, positiv assoziiert. Normalgewichtige Kinder und Jugendliche bewerten hoch kalorische Nahrungsbilder negativer als adipöse. Adipöse Kinder und Jugendliche scheinen ihre Reaktion auf Nahrungsbilder eher über Top-Down Prozesse zu kontrollieren.
Im Rahmen dieser Dissertation wurden Gene von Baeyer-Villiger-Monooxygenasen (BVMOs) aus Cylindrocarpon radicicola ATCC 11011 identifiziert und die Enzyme im Vergleich mit prokaryotischen BVMOs charakterisiert. Ziel dabei war es, das enzymatische Potenzial dieses filamentösen Pilzes bezüglich der biokatalytischen Baeyer-Villiger-Oxidation zu evaluieren.
Da das Genom von C. radicicola nicht sequenziert war, wurden zur Auffindung neuer BVMO-Sequenzen Methoden der Proteinaufreinigung sowie eine Identifizierung über molekularbiologische Ansätze angestrebt. Die BVMO konnte jedoch nicht über eine Aufreinigung aus dem Zellextrakt von C. radicicola, unter Anwendung eines dreistufigen Reinigungsprotokolls, in der für nachgelagerte Untersuchungen erforderlichen Reinheit gewonnen werden. Aus diesem Grund erfolgte die Identifizierung von BVMO-Sequenzen mit Hilfe molekularbiologischer Methoden. Mit degenerierten Primern, welche konservierte Sequenzbereiche bekannter BVMOs enthielten und über die CODEHOP-Strategie abgeleitet wurden, konnten drei zu BVMOs homologe Sequenzfragmente amplifiziert und identifiziert werden. Zwei der Sequenzen waren homolog zu putativen pilzlichen Steroidmonooxygenasen (STMOs). Durch Sequenzvergleiche konnte gezeigt werden, dass diese Sequenzen vermutlich kryptische Gene darstellen. Aus diesem Grund erfolgten keine weiteren Untersuchungen zu diesen zwei Sequenzen. Es gelang jedoch, eine der aus C. radicicola neu identifizierten Sequenzen funktionell in E. coli überzuexprimieren, wobei diese in weiteren Untersuchungen als Cycloalkanonmonooxygenase (CAMO) identifiziert werden konnte. Die Primärstruktur dieser BVMO besteht aus 531 Aminosäureresten, welche ca. 45% Sequenzidentität zu bekannten Cyclohexanonmonooxygenasen (CHMOs) aufweisen. Die Expression des mit aminoterminalem Hexahistidintag fusionierten Proteins wurde erfolgreich auf einen 20-Liter-Maßstab vergrößert und die CAMO nachfolgend aufgereinigt. Die CAMO weist ein breites Substratspektrum auf, wobei ein Umsatz vieler cycloaliphatischer und bicycloaliphatischer Ketone ermittelt werden konnte. Dabei ist die hohe katalytische Effizienz gegenüber Cyclobutanon als eine besondere Eigenschaft dieser BVMO hervorzuheben. Für die CAMO konnte kein Umsatz von Steroiden ermittelt werden. Neben der Oxygenierung von Cycloalkanonen konnte für das Enzym eine Aktivität gegenüber offenkettigen Ketonen wie Cyclobutyl-, Cyclopentyl- und Cyclohexylmethylketon nachgewiesen werden. Die neu beschriebene eukaryotische BVMO katalysiert folglich Reaktionen, die bisher für viele prokaryotische BVMOs - so insbesondere CHMOs - nicht beschrieben wurden. Die nachgewiesene Fähigkeit von C. radicicola, mit Cyclohexanon als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle zu wachsen, deutet auf eine katabole Funktion der Umsetzung von Cycloalkanonen hin. Diese Eigenschaft ist für Sanierungsverfahren mineralölbelasteter Umweltkompartimente von Bedeutung und war bisher nur für wenige Pilze bekannt. Da bisher keine BVMOs aus eukaryotischen Organismen rekombinant hergestellt wurden, stellt die im Rahmen dieser Arbeit erfolgreich durchgeführte rekombinante Expression der CAMO aus C. radicicola das erste Beispiel für ein derartiges Enzym dar.
Für einen Großteil der für C. radicicola beschriebenen biokatalytischen Fähigkeiten ist eine Steroidmonooxygenase (STMO) von besonderer Bedeutung. Daher wurde zu Vergleichszwecken das Substratspektrum einer STMO aus Rhodococcus rhodochrous DSM 43269 analysiert. Hierbei konnte erstmals gezeigt werden, dass dieses Enzym neben Steroiden auch weitere offenkettige Ketone wie Cyclopentyl- und Cyclohexylmethylketon umsetzt. Besonders interessant war dabei die nachgewiesene STMO-katalysierte Oxygenierung von Cyclobutanonderivaten, da das Enzym mit Ausnahme dieser Substratgruppe nur lineare Ketone umsetzt.
Da sowohl für die CAMO aus C. radicicola als auch für die STMO aus R. rhodochrous ein Umsatz von Cyclobutanonderivaten nachgewiesen werden konnte, wurde deren Enantioselektivität in Biokatalysen mit dem Substrat 3-Phenylcyclobutanon untersucht und mit der CHMO aus Acinetobacter calcoaceticus verglichen. Die CAMO zeigte dabei eine höhere Enantioselektivität als die CHMO. Dagegen ist die STMO enantiodivergent zur CHMO und weist eine höhere Enantioselektivität als bisher bekannte (S)-selektive BVMOs auf. Die untersuchten BVMOs bieten somit ein hohes Potenzial im Bereich der Herstellung chiraler Butyrolactonderivate, welche wertvolle Bausteine für die Naturstoffsynthese darstellen.
Ein weiterer Aspekt lag in der Erweiterung des Substratspektrums der STMO aus R. rhodochrous über rationales Protein-Design, um so ein tieferes Verständnis der Sequenz-Aktivitäts-Beziehungen zu gewinnen. Basierend auf Ergebnissen der Literatur bezüglich Mutanten der zu dieser STMO homologen Phenylacetonmonooxygenase aus Thermobifida fusca wurden Varianten der STMO aus R. rhodochrous erzeugt. Für diese konnte jedoch kein erweitertes Substratspektrum ermittelt werden.
Der Universitätsmedizin Greifswald wird die Erstellung eines Umweltberichtes empfohlen. Damit wäre eine Voraussetzung für eine EMAS Zertifizierung erbracht, die angestrebt werden sollte. Für den Umweltbericht werden folgende Mindestanforderungen und Inhalte vorgeschlagen: •Vorwort der Unternehmensleitung mit Stellungnahmen der Unternehmensleitung zur Bedeutung des Umweltschutzes im Unternehmen •Beschreibung der Unternehmenstätigkeit mit Informationen zum Standort, der Beschäftigtenzahl, dem Umsatz, den Produkten, den Dienstleistungen oder Prozessen •Darlegungen, welche Einstellung das Unternehmen zum Umweltschutz hat und auf welchen Handlungsgrundsätzen die Umweltschutzarbeit basiert (Umweltleitlinien) •Darstellung des Umweltmanagementsystems mit Benennung der Zuständigkeiten im Umweltschutz •Darstellung und Bewertung der vom Unternehmen und seinen Dienstleistungen oder Produkten ausgehenden Umweltwirkungen mit einem systematischen Überblick über wichtige Stoffflüsse mit Angaben: oüber den Verbrauch der wichtigsten Rohstoffe ozu Gefahrstoffen ozum thermischen und elektrischen Energieverbrauch ozum Trinkwasserverbrauch und Abwasseranfall ozu Luft- und Wasseremissionen ozu Gebrauchs- und Verbrauchsmaterialien ozum Abfallmanagement ozu Transportprozessen ozum Umweltbewusstsein der Mitarbeiter und deren Einflussnahmen und omit Vorschlägen, in welchen Bereichen Veränderungen möglich und sinnvoll erscheinen. Veränderungen gegenüber Vorjahren machen Fort- oder Rückschritte erkennbar und zeigen, wo das Unternehmen seine Umweltprobleme sieht. Im Rahmen der Dissertation wird ein erster Vorschlag für den Umweltbericht der Universitätsmedizin Greifswald unterbreitet.
Vasospasmen stellen noch immer eine der schwerwiegendsten Komplikationen nach aneurysma-tischer Subarachnoidalblutung dar. 15-36 % der Patienten erleiden einen ischämischen Infarkt, der in bis zu 23 % der Fälle zum Tod führt. Jedoch ist der frühzeitige Nachweis klinisch relevanter Vasospasmen aktuell nur eingeschränkt möglich. Neurologische Untersuchungen können lediglich bei wachen Patienten durchgeführt werden und die transkranielle Doppler Sonographie sowie die digitale Subtraktionsangiographie erlauben keine Aussage über das Ausmaß einer möglichen Perfusionsstörung. Im Rahmen dieser Studie wurde daher die Aussagekraft der Perfusionscomputertomographie in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen untersucht. Es wurde eine semi-quantitative Analyse, sowie eine rein visuelle Beurteilung der Perfusionsbilder untersucht. Zudem wurden Grenzwerte für die semi-quantitative Analyse ermittelt. Insbesondere die Time to Peak stellte sich als geeigneter Perfusionsparameter in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen heraus. Patienten mit zerebralen Infarkten oder verzögerten neuro-logischen Defiziten zeigten signifikant niedrigere Time to Peak-Quotienten vor Eintreten des jeweiligen Ereignisses. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Aussagekraft der Perfusionscompu-tertomographie erhöht wird, wenn zusätzlich dopplersonographische Vasospasmuskriterien erfüllt werden. Bei der visuellen Analyse waren ebenfalls die farbcodierten Time to Peak-Bilder am aussagekräftigsten. Alle Patienten mit zerebralen Infarkten im Verlauf zeigten sichtbare interhemi-sphärische Differenzen, mehrheitlich vor Infarktdemarkierung im nativen CCT. Eine Falsch-Negativ-Rate von 0 % konnte in dieser Studie von keinem anderen diagnostischen Verfahren erreicht werden. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchung lässt sich zusammenfassend sagen, dass die Time to Peak einen sensitiven und spezifischen Perfusionsparameter in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen darstellt. Der Einsatz der Perfusionscomputertomographie könnte die früh-zeitige Therapie von Patienten mit hohem Risiko für relevante Vasospasmen optimieren. Für die klinische Routine sollte der kombinierte Einsatz von Perfusions-CT und transkranieller Doppler Sonographie erwogen werden.
Hantaviruses (family Bunyaviridae) are enveloped viruses with a segmented RNA genome of negative polarity. They can cause two different diseases in humans, the hemorrhagic fever with renal syndrome in Europe and Asia and the hantavirus cardiopulmonary syndrome in America. The transmission to humans is mainly indirect by inhalation of aerosolized virus-contaminated rodent excreta. In contrast to the initial assumption that hantaviruses are mainly carried by rodents, during the last years many novel hantaviruses were detected in shrews, moles and recently in bats. These findings raise important questions about the evolutionary history of hantaviruses, their host association and adaptation, the role and frequency of spillover infections and host switch events. This study aims to prove the presence, geographical distribution and host association of the rodent-borne Tula virus (TULV) and the shrew-associated Seewis virus (SWSV) in Central Europe. For this purpose, novel laboratory techniques for molecular and serological hantavirus detection were developed. Initially, a broad-spectrum molecular assay to identify small mammal species from Central Europe was developed. This novel assay is based on PCR amplification using degenerated primers targeting the cytochrome b (cyt b) gene, nucleotide sequence analysis of the amplified cyt b gene portion and followed by pairwise sequence comparison to published sequences using the BLAST function of GenBank. Different small mammal species prevalent in Central Europe could be determined by this new approach, including not only representatives of various Rodentia and Soricomorpha, but also representatives of the orders Erinaceomorpha, Lagomorpha, Carnivora and Chiroptera. For characterization of insectivore-borne hantavirus Thottapalayam virus (TPMV), specific monoclonal antibodies were generated that detect native virus in infected mammalian cells. For the detection of TPMV-specific antibodies, Asian house shrew Suncus murinus immunoglobulin G (IgG)-specific antibodies were produced in laboratory mice and rabbit. Using this anti-shrew IgG and recombinant TPMV nucleocapsid (N) protein, an indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was developed allowing the detection of TPMV N protein-specific antibodies in immunized and experimentally TPMV infected shrews. A Pan-Hantavirus SYBR-Green RT-qPCR was developed for the search to novel hantaviruses. By this novel RT-qPCR and other conventional RT-PCR approaches, TULV infections were identified for the first time in the Eurasian water vole Arvicola amphibius from different regions in Germany and Switzerland. The phylogenetic analyses of the different partial TULV small (S)-, medium (M)- and large (L)-genome segment sequences from A. amphibius, with those of Microtus arvalis- and M. agrestis-derived TULV lineages, revealed a geographical, but host-independent clustering and may suggest multiple TULV spillover or a potential host switch from M. arvalis or M. agrestis to A. amphibius. In a further comprehensive study, different shrew species (Sorex araneus, S. minutus, S. coronatus, and S. alpinus) were collected in Germany, Czech Republic, and Slovakia and screened by another L-segment-targeting Pan-Hantavirus RT-PCR approach. This screening revealed hantavirus L-segment sequences in a large number of S. araneus and a few S. minutus indicating a broad geographical distribution of this hantavirus. For detailed analyses, S-segment sequences were obtained, from S. araneus and S. minutus. The sequences demonstrated their similarity to SWSV sequences from Hungary, Finland, Austria and Germany. A detailed phylogenetic analysis showed low intra-cluster sequence variability, but high inter-cluster divergence suggesting a long-term SWSV evolution in local shrew populations. In conclusion, the investigations demonstrated a broad geographical distribution and multiple spillover infections of rodent-borne TULV and shrew-borne SWSV in Europe. The finding of putative spillover transmissions described here and in other studies underline the current problem of the hantavirus reservoir host definition. In contrast to the hypothesis of a long-standing hantavirus–rodent (small mammal) host coevolution, the investigations support a more dynamic evolutionary history of hantavirus diversification including spillover infections and host-switch events. In future in vitro and in vivo infection studies as well as field studies has to define factors determining the host specificity of these hantaviruses.
Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) represents the third most produced species of diadromous fish, with the total production of 0,732 million tonnes in 2009. More than one third of this production comes from Europe, where it is dominated by Norway, Italy and France. Germany is the fifth biggest producer in Europe, producing 21 thousand tonnes of rainbow trout in the value of 6,1 million Euro. However, the conditions in the intensive aquaculture often increase the disease susceptibility to many pathogens. One of the highest economic threats for a salmonids aquaculture is the causative agent of furunculosis, Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Several strategies have been developed to protect the fish, but the traditional methods are either laborious or represent a potential risk for the environment. The selective breeding established more than 35 years ago in the brackish waters of Baltic Sea represent a attractive alternative, delivering a novel strain of rainbow trout better adapted to the brackish environment and exhibiting reduced mortality in the infection with A.salmonicida. Nevertheless, no information was available about the fundaments of this phenomenon. Thus, the aim of presented study was the identification of immune adaptations, which occurred during the 30 years of selection and favoured increased survival of “born” trout to the bacterial diseas es. In the presented work, the peritoneal cavity of rainbow trout has been used as a model for the investigation of disease resistance in fish. In the first chapter, the peritoneal cavity has been described as a unique niche of teleost immune system and the kinetic of peritoneal leukocytes induced by the stimulation has been analysed. Furthermore, a unique set of monoclonal antibodies has been used to evaluate the contribution of distinct cell populations on the inflammation and its resolution. In the second part of the study, the transcriptional changes of peritoneal leukocytes have been evaluated using the GRASP microarray. The following analysis provided unique insights into the local immune response in rainbow trout. The unprecedented combination of both data sets offers an unparalleled description of the local immune response in teleost fish and can be summarized into following facts. In general, the obtained results revealed, that the unstimulated peritoneal cavity is populated predominantly by lymphocytes with IgM+ Bcells being the major cells type. The rapid changes in the composition induced by the stimulation were underlined by the upregulation of major proinflammatory molecules such as IL1β, IL8 and TNFα within 12hpi. Although the initial phase of the reaction was dominated by myeloid cells, the cavity underwent within 72 hours two complete changes in the composition corresponding with the massive changes in the transcriptome. Eventually, the resolution of inflammation was marked by an increasing number of lymphocytes and correlated with the downregulation of pro-inflammatory genes to the initial level and upregulation of anti-inflammatory cytokines IL10 and TGFβ. Besides the general observations common to all treatments and both strains, our experiments revealed also remarkable differences between the antigenic stimulation and reaction towards pathogen. From these differences following conclusions can be drawn; the infection induces comparable reaction pattern as the stimulation, although the intensity of the reaction and number of cells is higher. These observations correlated with the higher expression of inflammatory molecules after the infection. Viable bacteria also prolong the myeloid phase of the reaction and delay the resolution of inflammation. Finally, model of peritoneal inflammation caused by A. salmonicida has been applied also to the second strain of rainbow trout, known for its higher resistance to infection. The comparison of obtained data suggested that resistant trout reacted to the antigenic stimulation and infection with a lower number of cells despite minor differences in the expression level of major pro-inflammatory molecules during early stages of the infection. Eventually, the resolution of inflammation and onset of adaptive immune response occurred in resistant trout almost 24 hours earlier and was correlating with an increased expression of anti-inflammatory cytokines IL10 and TGFβ. Notably, the increased survival of resistant strain correlates with the increased expression of antibacterial proteins such as NRAMP and hepcidin. Taken together, obtained data provided unprecedented insights into the local immune response in teleost fish and identified features conserved during the selection breeding in the brackish water of Baltic Sea. Additionally, combination of cellular and molecular data elucidates the peritoneal inflammation in fish and suggested high conservation of the immune response in the evolution.
Die Serin/Threonin Proteinkinase pUS3 ist innerhalb der Alphaherpesvirinae konserviert. Für pUS3-Homologe der Subfamilie wurden bereits zahlreiche Funktionen bei der Beeinflussung des Zellstoffwechsels und der Virusreplikation gezeigt, dennoch ist pUS3 für die Virusreplikation in vitro nicht essentiell. PrV exprimiert zwei unterschiedlich lange Isoformen dieses Proteins in unterschiedlicher Menge, so dass das kürzere pUS3S im Vergleich zu pUS3L die abundante Isoform darstellt. Während die carboxyterminalen Sequenzen beider Isoformen identisch sind, weist der Amino-Terminus der langen Form 54 zusätzliche Aminosäuren auf. Innerhalb der Wirtszelle liegt pUS3S vor allem im Nukleus vor, wohingegen pUS3L vorwiegend im Zytoplasma, der Plasmamembran und den Mitochondrien lokalisiert ist. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der möglichen unterschiedlichen Funktionen der beiden pUS3-Isoformen und der Bedeutung des Expressionsniveaus dieser Isoformen während der Virusmorphogenese. Im Vordergrund stand dabei die Analyse von Virusmutanten, bei denen die Expression von pUS3S bzw. pUS3L auf unterschiedliche Weise manipuliert wurde oder bei denen eine Inaktivierung der enzymatischen Aktivität erfolgte. Diese wurden auf empfänglichen Zelllinien dreier Tierarten phänotypisch charakterisiert und auf Unterschiede hinsichtlich ihres Replikationsverhaltens untersucht. Ein weiterer Teil dieser Arbeit umfasste Untersuchungen zur Identifizierung potentieller Substrate der Proteinkinase pUS3 mittels 32P-Radioimmunpräzipitation und Proteomanalytik, die eine weitere Analyse der Strukturkomponenten von PrV-Partikeln sowie die Prüfung einer Methode zur Präparation nukleärer Proteine einschloss.
A molecular approach to characterize the arbuscular mycorrhizal fungus, Glomus sp. AMykor isolate
(2012)
The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) interaction with plants has a major impact on the soil ecosystem. However, so far, only a few studies on AMF genetics have been performed and molecular information on the genetic diversity of AMF is limited. In this study a fundamental genetic characterization of the industrial isolate, Glomus sp. AMykor (AMykor GmbH, Bitterfeld, Germany) has been undertaken to increase the understanding of AMF genetic diversity. Based on phylogenetic analysis of partial rDNA sequences, Glomus sp. AMykor isolate was proposed to belong to the G. irregulare species together with the reference isolate, DAOM197198. To investigate if both isolates differ in their ploidy level, fluorescence in situ hybridization (FISH) was performed and mainly one or two hybridization signals per nucleus were observed in both isolates. It is suggested that they harbour at least two major rDNA sites and possibly two minor sites. The DNA content was estimated by means of flow cytometry (FC) and confirmed by Feulgen densitometry (FD). The calculated average DNA content per nucleus is 153.0 ± 3.6 Mb for the G. irregulare AMykor isolate and 154.8 ± 6.2 Mb for the DAOM197198 isolate. Since there are plenty criticisms coming recently of using rDNA sequence for fungal barcoding there is necessity of development other system for the identification to species level of Glomeromycotan fungi. The focus of this part of the study was the GiFRD gene encoding fumarate reductase enzyme for use as a potential candidate for AMP species determination. Unfortunately, observed sequence variations do not allow the discrimination of Glomeromycotan species. However, further analysis of enzyme encoded by GiFRD showed a possible role of fumarate reductase in AMF redox balance maintaining under oxygen deficient conditions. Using a yeast expression system, it has been demonstrated that the protein encoded by GiFRD has fumarate reductase activity. The functional expression of GiFRD in the S. cerevisiae fumarate reductase deletion mutant restored the ability of growth under anaerobiosis which indicated that Gifrdp is able to functionally complement the S. cerevisiae missing genes. The fact that GiFRD expression was present only in the asymbiotic stage confirmed existence of at least one metabolic pathway involved in anaerobic metabolism and suggested that AMF behave as a facultative anaerobe in asymbiotic stage.
Die Ziele der vorliegenden Arbeit ergaben sich aus zwei Arbeitsschwerpunkten - dem Nachweis einer neuartigen prokaryotischen Phenoloxidase bei dem Bakterienisolat Azotobacter chroococcum SBUG 1484 und der Durchführung Phenoloxidase-katalysierter Biotransformationsreaktionen zur Derivatisierung von ortho- bzw. para-dihydroxylierten Verbindungen. Der zunächst unbekannte, eine neue Phenoloxidase bildende, Bakterienstamm sollte mittels morphologischer und physiologischer Tests sowie 16S-rDNA-Analysen einer Art zugeordnet werden. Da die Expression der Phenoloxidase nur unter bestimmten Bedingungen auftrat sollten die in Abhängigkeit von verschiedenen Kultivierungsparametern zahlreich auftretenden Zelldifferenzierungsprozesse des Stammes untersucht und eine standardisierte Kultivierungsmethode zur Erzielung hoher Phenoloxidase-Aktivitäten entwickelt werden. Die Untersuchung wesentlicher Eigenschaften der neubeschriebenen Phenoloxidase war für eine Zuordnung in die Gruppe der Multikupfer-Oxidasen und eine Prüfung der Eignung des Enzyms für biotechnologische Anwendungen eine unbedingte Voraussetzung. In Phenoloxidase-katalysierten Reaktionen sollte die Aminierung von einfach alkylsubstituierten Brenzkatechinen und Hydrochinonen sowie mehrfach-substituierten ein- bzw. zweikernigen dihydroxylierten Aromaten mit aliphatischen sowie alicyclischen Amindonoren untersucht werden. Im Mittelpunkt der Betrachtungen standen dabei die Aufklärung von Reaktionsmechanismen bei homo- und heteromolekularen Kopplungsreaktionen sowie die Prüfung des Einflusses verschiedener Reaktionsparameter (u.a. Hydroxylierungspositionen der Enzymsubstrate, Substituenten, Eduktkonzentrationen, Katalysatoren, pH-Werte der Reaktionssysteme, Lösungsmittel) auf die Nebenreaktionen und Ausbeuten der anvisierten Zielverbindungen (sekundäre Amine). Eine strukturchemische Analyse der Syntheseprodukte war dazu unerlässlich.
Fragestellungen: In dieser Dissertation soll mithilfe der Methode des ambulanten Assessment die Rolle der sozialen Unterstützung in der Befindensregulation verhaltens- und erlebensnah im natürlichen Umfeld der Probanden untersucht werden. Bei der Forschung zur Bedeutung der sozialen Unterstützung für das Befinden und die Befindensregulation dominieren bislang noch retrospektive Auskünfte und globale Selbstberichte als Datenquellen. Es gibt vergleichsweise deutlich weniger Studien, die den Zusammenhang zwischen sozialer Unterstützung und Befindensregulation unter alltagsnahen Bedingungen untersuchen, so u.a. die Auswirkungen von Diskrepanzen bei der sozialen Unterstützung auf das Befinden bzw. der wechselseitige Zusammenhang zwischen sozialer Unterstützung und Rumination. In der vorliegenden Dissertation wurde überprüft, welchen Einfluss Diskrepanzen zwischen der gewünschten und erhaltenen sozialen Unterstützung auf das subjektive Wohlbefinden im Alltag ausüben (Studie 1), wie sich Veränderungen in der erhaltenen Unterstützung auf die Erreichung von verständnis- bzw. lösungsfokussierten Zielen auswirken, die Personen mit ruminativen Prozessen infolge von traurigkeitsassoziierten Episoden versuchen zu erreichen (Studie 2) und welche Auswirkungen ärgerbezogene Ruminationsprozesse–insbesondere eine rachefokussierte Rumination—auf das soziale Wohlbefinden haben (Studie 3). Methodik: Bei Studie 1 nahmen 30 weibliche Studierende der Universität Greifswald (M = 24.2, SD = 3.99) teil. Den Teilnehmerinnen wurde über den Zeitraum von sieben Tagen ein tragbarer Kleincomputer mitgegeben, auf dem signalkontingente Erhebungspläne implementiert wurden. An Studie 2 und Studie 3 nahmen insgesamt 144 Studierende der Universität Greifswald (keine Studierende der Psychologie) teil. Die Probanden wurden randomisiert entweder der Hauptgruppe oder einer Kontrollgruppe zugewiesen. Nach Abschluss der Datenerhebung befanden sich 93 Studierende (64.5% Frauen, M = 23.4 Jahre, SD = 2.9) in der Hauptgruppe und 51 Studierende (70.6% Frauen, M = 23.7 Jahre, SD = 2.7) in der Kontrollgruppe. Die Kontrollgruppe diente zur Überprüfung von potentiellen Reaktivitätseffekten infolge der Messwiederholungen. Den Teilnehmern wurde über den Monitoringzeitraum von 28 Tagen ein tragbarer Kleincomputer mitgegeben, der die Teilnehmer drei Mal täglich zu randomisierten Zeitpunkten zwischen 9 und 18 Uhr befragte. Die Auswertung erfolgte in allen drei Studien durch entsprechende Strategien der Multilevelanalyse. Ergebnisse: In Studie 1 leisteten die Diskrepanzen bei der sozialen Unterstützung einen signifikanten Beitrag zur Vorhersage des subjektiven Wohlbefindens. Eine Unterversorgung mit emotionaler Unterstützung ging mit einer Verringerung des Wohlbefindens einher, während eine Überversorgung mit emotionaler Unterstützung mit einer Verbesserung des Wohlbefindens einherging. Diskrepanzen bei der informationellen und instrumentellen Unterstützung leisteten im Unterschied zur emotionalen Unterstützung einen geringeren Beitrag zur Vorhersage des Wohlbefindens. Den Ergebnissen der Studie 2 zufolge bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen der subjektiv erlebten Steigerung in der sozialen Unterstützung und dem Erreichen lösungsfokussierter Ziele, nicht aber verständnisfokussierter Ziele. Die Ergebnisse der Moderatoranalysen weisen zudem darauf hin, dass insbesondere für Personen mit höherer symptomfokussierter Rumination ein signifikanter Zusammenhang zwischen einer erhöhten sozialen Unterstützung und dem Erreichen lösungsfokussierter Ziele bestand. In Studie 3 zeigte sich, dass ärgerassoziierte Rumination nicht per se mit einer Verschlechterung des sozialen Wohlbefindens einherging. Habituelle Ärgerneigung moderierte den Zusammenhang zwischen rachefokussierter Rumination und dem sozialen Wohlbefinden dahingehend, dass sich lediglich für Personen mit höheren Werten bei der Ärgerneigung ein signifikanter Zusammenhang zwischen der rachebezogenen Rumination und einer Verringerung des sozialen Wohlbefindens zeigte. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der vorliegenden Studien verdeutlichen die Notwendigkeit einer alltagsnahen Erfassung mittels der Methode des ambulanten Assessment, um auf diese Art und Weise ein umfassendes Bild über die Rolle der sozialen Unterstützung im Rahmen der Befindensregulation zu erhalten. Die Studien leisten einen wichtigen Beitrag zur Unterstützungsforschung, da sowohl der Zusammenhang zwischen einer Über- bzw. Unterversorgung mit sozialer Unterstützung und dem Wohlbefinden als auch die Beziehung zwischen sozialer Unterstützung und traurigkeits- bzw. ärgerassoziierter Rumination bislang nur unzureichend im Alltagskontext untersucht worden sind. Zukünftige Studien zur Rolle der sozialen Unterstützung bei der Befindensregulation im Alltag sollten zusätzlich zur Empfängerperspektive auch die Geberperspektive in den Fokus der Betrachtung stellen.
Coenzym A ist ein essentieller und ubiquitärer Cofaktor, dessen zentrale Bedeutung für den Stoffwechsel aus der Aktivierung und Übertragung von Acylgruppen resultiert. Der Biosyn-theseweg von Coenzym A (CoA) ausgehend von Pantothenat (Pan) umfasst fünf enzymatische Schritte, die in Pro- und Eukaryoten konserviert sind. Die Hefe S. cere¬visiae ist in der Lage, sowohl eine de novo Pantothenat-Synthese durchzuführen als auch mittels Fen2-Transporter dieses Intermediat aufzunehmen. Die Phosphorylierung von Pan durch die Pantothenat Kinase (PanK) stellt vermutlich den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt dar, der in Form einer Inhibition durch das Endprodukt bzw. dessen Derivate erfolgt. Ziel dieser Arbeit sollte es sein, grundlegende Erkenntnisse zu den Enzymen des CoA-Biosyntheseweges, deren Organisation und Regulation in der Hefe zu bekommen. Durch „metabolic engineering“ sollte versucht werden, einen Stamm zu konstruieren, der im Vergleich zu einem Wildtyp einen erhöhten CoA-Gehalt aufweist. Für das Genprodukt von YDR531W in S. cerevisiae konnte aufgrund der Verwertbarkeit von 14C-Pantothenat als Substrat die Vermutung bestätigt werden, dass es sich um eine PanK handelt, so dass dieses Gen die neue Bezeichnung CAB1 („Coenzym A Biosynthese“) erhielt. Es erfolgt eine „Feedback“-Inhibition durch CoA und in stärkerem Maße durch dessen Thioester Acetyl-CoA. Der Einfluss von Malonyl-CoA und Palmitoyl-CoA auf die Aktivität der PanK ist vernachlässigbar. Durch gerichtete Mutagenese konnte eine Acetyl-CoA insensitive deregulierte PanK-Variante CAB1W331R erzeugt werden, die, verglichen mit dem Wildtyp, eine etwa vierfach gesteigerte Aktivität aufweist. Für die vier weiteren Gene YIL083C, YKL088W, YGR277C und YDR196C, die aufgrund von Ähnlichkeiten zu humanen CoA-Genen identifiziert wurden, konnte der Nachweis erbracht werden, dass es sich um CoA-Biosynthesegene handelt. Eine Nullmutation in jedem dieser essentiellen Gene ließ sich durch das entsprechende E. coli Gen, für die der enzymatische Nachweis der Genprodukte vorliegt, heterolog komplementieren. Folgende neue Genbe-zeichnungen wurden aufgrund der Abfolge der Reaktionsschritte vergeben: YIL083C = CAB2 (codiert für die Phosphopantothenyl Cystein Synthetase, PPCS), YKL088W = CAB3 (Phosphopantothenylcystein Decarboxylase, PPCDC), YGR277C = CAB4 (Phosphopante-thein Adenyltransferase, PPAT) und YDR196C = CAB5 (Dephospho-CoA.Kinase, DPCK). Für CAB1, CAB2 und CAB5 war ein moderater Anstieg der Genexpression zu beobachten, wenn Glucose durch Ethanol als C-Quelle ersetzt wurde. Die Abwesenheit von Aminosäuren beeinflusste die Expression der CAB Gene kaum. Mit Hilfe chromatographischer Reinigungsschritte war eine Cofraktionierung der epitopmar-kierten Proteine Cab3 und Cab5 möglich, die einen ersten Hinweis auf die Existenz eines CoA-synthetisierenden Enzymkomplexes (CoA-SPC) lieferten. Dessen durch Gelfiltration bestimmte Größe beträgt ungefähr 327 kDa. In vitro-Interaktionsstudien ergaben, dass Cab1 (PanK) nicht an der Bildung dieses Komplexes beteiligt ist und dass Cab2, Cab3, Cab4 und Cab5 mit Cab3 interagieren. Weiterhin konnten Wechselwirkungen zwischen Cab4 und Cab5 nachgewiesen werden. Durch Konstruktion von Längenvarianten der genannten Proteine wurden die für die Interaktionen jeweils verantwortlichen Proteinabschnitte kartiert. Vermutlich dient Cab3 als zentrales „Gerüstprotein“ des gesamten CoA-SPC-Komplexes. Mit ausschließlich bakteriell synthetisierten Proteinen konnte zumindest für Cab3 gezeigt werden, dass die Interaktionen direkt erfolgen. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde versucht, durch Überexpression der CoA-Bio-synthesegene die zelluläre CoA-Synthese zu beeinflussen. Mit Hilfe integrativer Plasmide wurden MET25-Promotor-kontrollierte Überexpressionskassetten aller CAB-Gene sukzes¬sive in einen Wildtypstamm eingeführt. Für das Gen der PanK wurde das Wildtyp-Allel CAB1 bzw. die deregulierte Variante CAB1W331R verwendet. Einen Unterschied zwischen den Stämmen konnte für den Acetyl-CoA-, allerdings nicht für den CoA-Gehalt gemessen werden. Überexpressionsstämme mit der regulierten PanK bzw. der deregulierten PanK-Variante enthielten im Vergleich zum Wildtyp die 3-fache bzw. sogar die 6-fache Menge an Acetyl-CoA. Dieser Befund belegt die Schrittmacherfunktion der PanK für den gesamten CoA-Biosyntheseweg.
Die vorliegende Arbeit verfolgte das Ziel der Einführung von neuen Konzepten für eine computerunterstützte virtuelle Totalprothetik. Dabei werden zwei Themen adressiert: Die Entwicklung (i) einer Software für die Konstruktion dentaler Totalprothesen, sowie (ii) eines Low-Cost Scanverfahrens zur Digitalisierung von Kieferabformungen. Eine digitale Totalprothetik verändert insbesondere klassische Arbeitsabläufe. Handwerkliche Regeln können nur bedingt Anwendung finden. Um dem Rechnung zu tragen wurden Szenarien für neue Arbeitsabläufe zwischen Patient, Zahnarzt, Zahnlabor und der Industrie entworfen und neue Techniken für einzelne Arbeitsschritte erarbeitet. Es wurden Lösungen für die Übertragung dentaler Referenzpunkte auf die virtuellen Modelle sowie für die Herstellung der räumlichen Kieferrelation umgesetzt. Kern der Software sind jedoch die automatisierte Modellanalyse (die Kieferkammerkennung) sowie die virtuelle Zahnaufstellung. Hier wurden Algorithmen entwickelt, die es ermöglichen, den Kieferkamm auch unter schwierigen Voraussetzungen automatisiert und ohne Eingreifen des Anwenders zu erkennen. Für die Zahnaufstellung wurde ein völlig neues Konzept vorgestellt. Auf einem aus beiden Kieferkämmen bestimmten Zahnbogen werden die Zähne hierbei perlenschnurartig aufgefädelt. Diese Techniken wurden in dem Prototyp eines umfassenden Systems für eine CAD-basierte Konstruktion von preiswerten Totalprothesen zusammengeführt. Für das Erreichen des zweiten Ziels dieser Arbeit - der Entwicklung eines Low-Cost Scanners - bieten sich einzig die Rekonstruktionsverfahren des Stereo Vision an. Es wurde das Verfahren des Adaptive-Stereo-Matching entwickelt und umgesetzt. Mit einem eigens entworfenen Versuchsaufbau ist es gelungen die hierfür notwendigen sehr präzisen und reproduzierbaren optische Rohdaten zu erfassen. Um die Eignung dieses 3D Scanverfahrens zu beurteilen wurden zwei Studien durchgeführt und deren Daten ausgewertet. Mittels einer Vielzahl statistischer Untersuchungen wurde die Abhängigkeit der Rekonstruktionsqualität von der Wahl der möglichen Parameter untersucht und abschließend das Verfahren beurteilt. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass es möglich ist 90% eines Oberkiefers mit einem Fehler kleiner als 500µm zu rekonstruieren. Unterkiefer fallen etwas schlechter aus. Erwartungsgemäß ist damit dieses Verfahren denen der Laserscanner hinsichtlich der Datenqualität deutlich unterlegen. Das Ergebnis legt jedoch trotzdem den Schluss nahe das es für die Totalprothetik verwendbar ist. In jedem Fall wird die CAD-basierte Prothesenkonstruktion völlig neue Dimensionen beim Design der Prothese ermöglichen. Kräfte die auf die Prothese beim Kauen wirken können in Zukunft simuliert werden, die okklusalen Beziehungen können optimiert werden, die Individualisierung kann automatisiert werden und in Kombination mit DVT-Daten könnte sogar eine Implantate Positionierung optimiert werden.
Die Dissertation beschreibt umfassende Untersuchungen zu den häufig miteinander assoziierten Tetraspaninen CD9, CD81 und CD151 an einer permanenten murinen Podozytenzelllinie. Sie gibt Aufschluss über die Bedeutung der Tetraspanine, insbesondere von CD151 in Podozyten. Podozytäre Veränderungen stehen häufig im Zusammenhang mit schweren glomerulären Defekten und bilden damit eine Ursache für renale Erkrankungen. Mit dieser Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass die Tetraspanine CD9, CD81 und CD151 einen maßgeblichen Einfluss auf die Morphologie und die Adhärenz von kultivierten Podozyten ausüben. Dabei trägt vor allem die Einflussnahme der Tetraspanine auf die Zellfortsatzbildung sowie auf die Expression von β1-Integrin zu einem besseren Verständnis ihrer Rolle in Podozyten bei.
Einige Oberflächenstrukturen, die sogenannten aktiven Zentren, sind Katalysatoren für heterogene Reaktionen. Ihre Beständigkeit ist von Art und Zusammensetzung der Phasengrenze abhängig. Eine Wechselwirkung mit reaktiven Molekülen ändert die Oberfläche durch Auflösung, Adsorption oder Oberflächendiffusion. In dieser Arbeit werden die Änderungen der Oberflächenaktivität und –struktur von Gold und Platin nach der Behandlung mit den Hydroxyl-Radikalen aufgezeigt.
Die elektrochemische Aktivität von Platin gegenüber Hydrochinon, K3Fe(CN)6 und [Ru(NH3)6]Cl2 wurde durch die Behandlung mit Hydroxyl-Radikalen nicht beeinflusst. Die Oberfläche wurde allerdings, durch die Bildung einer Oxidschicht, rauer. Die Oxidschichtbildung konnte zyklovoltammetrisch und potentiometrisch nachgewiesen werden. Im Verlauf der Wechselwirkung von H2O2 mit Platin ging Platin in Lösung (ICP-AES).
Bei Gold wurden im letzten Jahrzehnt Oberflächenstrukturen mit vielfach erhöhter Aktivität nachgewiesen. Die Experimente zeigten, dass Hydroxyl-Radikale die reaktiven Goldstrukturen (aktiven Zentren) selektiv beeinflussen. Die elektrokatalytische Sauerstoffreduktionsreaktion und die defektorientierte Platinabscheidung wurden durch die vorherige Behandlung mit Hydroxyl-Radikalen inaktiver. Der Keimbildungsmechanismus blieb hingegen unverändert (instantaneous). Dies wurde mit Hilfe der Zyklovoltammetrie und der Chronoamperometrie nachgewiesen. Topographische Experimente mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) zeigten ein Platinwachstum auf den oberen Teilen der polykristallinen polierten Goldelektrode. Verschiedene Politurmethoden (fein und grob) wiesen zudem eine komplett unterschiedliche Aktivität und Reproduzierbarkeit auf. Mit einer groben Politur konnte eine deutlich bessere Reproduzierbarkeit erreicht werden.
Die Identifizierung chemisch aktiver Zentren ist sehr reizvoll. Mit Hilfe von AFM Experimenten konnte die Auflösung von Gold direkt verfolgt werden und damit die aktiven Zentren charakterisiert werden. Morphologische Untersuchungen mit dem Rasterkraftmikroskop belegen eine selektive Änderung der Kristallite und Korngrenzen nach der Wechselwirkung einer ausgeheilten Goldoberfläche mit Hydroxyl-Radikalen (in- und ex-situ). Es kann angenommen werden, dass die selektive Oberflächenänderung bei Gold durch die inhomogene Verteilung der Elektronendichte und verschiedene Bindungszustände der Oberflächengoldatome beeinflusst ist. Herausstehende Kristallstrukturen sind nach der Wechselwirkung mit den Hydroxyl-Radikalen kleiner und die Korngrenzen zwischen den Goldkristallen tiefer. Die nach der einmaligen elektrochemischen Zyklisierung auftretenden Oberflächenänderungen sind den Änderungen nach Behandlung mit Hydroxyl-Radikalen ähnlich. Ein mehrmaliges Zyklisieren führt hingegen zu ein er deutlich veränderten Oberflächenstruktur.
Ziel: Das Ziel der Studie ist es, den Zusammenhang von maternalem Diabetes und fetalem und maternalem Schwangerschaftsoutcome zu beschreiben. Methode: Insgesamt wurden n=4593 Mütter und ihre Kinder in der populationsbasierten SNiP Studie, Survey of Neonates in Pomerania eingeschlossen. Die Datenerhebung erfolgte im Zeitraum vom 05/2002 – 11/2008 in Universitäts- und Kreiskrankenhäusern im Nordosten von Mecklenburg-Vorpommern durch face-to-face Interviews, Fragebögen und Einsicht in die Krankenakten und Labordaten. Der Vergleich erfolgte zwischen Diabetes-erkrankten Müttern mit präexistenter oder sich erstmanifestierender Blutglukoseintoleranz (n=243), die klinisch an Hand des oralen Glukosetoleranztest diagnostiziert sind und Non-Diabetes-erkrankten Müttern (n=4350). Ergebnisse: Die Prävalenz für eine maternale Blutglukoseintoleranz beträgt 5,3%. Als Komorbiditäten mit der maternalen Blutglukoseintoleranz sind ein höheres Alter, eine höhere Anzahl von vorausgegangenen Schwangerschaften (Parität der Mutter) und Übergewichtigkeit (Relative Risiko 1,97) assoziiert. Als fetale Risikoparameter kann eine gehäufte Makrosomie (OR=2,28) aufgezeigt werden. Als maternaler Risikoparameter zeigt sich ein gehäuft positiver Nachweis vaginaler Erreger (OR=1,97). Als negativer Outcome zeigt sich eine insgesamt gesteigerte Sectiorate und Einsatz geburtsmechanischer unterstützender Maßnahmen (OR=1,96) und eine Häufung pathologischer Geburtslagen (15,3%Diabetes/9,3%kein Diabetes) beim Kind, sowie ein nahezu viermal so hohes Risiko einer postnatalen stationären Aufnahme des Neugeborenen (OR=3,70) und Notwendigkeit einer präpartalen ärztlichen Behandlung (OR=4,78) bei der Mutter mit diabetischer Stoffwechsellage. Bei einem Drittel (32,2%) der Neugeborenen diabetischer Mütter findet sich eine Hypoglykämie gegenüber 2,3% der übrigen Neugeborenen. Trotz erhöhter Sectio-Rate findet sich keine erhöhte Inzidenz von Atemstörungen bei den Neugeborenen diabetischer Mütter. Keine Unterschiede finden sich beim Apgar, arteriellen Nabelschnur-pH und der Inzidenz einer Hyperbilirubinämie. Fazit: In der SNiP-Kohorte liegt die Prävalenz des Diabetes in der Schwangerschaft klar im oberen Bereich der in der Literatur berichteten Häufigkeiten. Der Gestationsdiabetes ist mit erhöhten Raten pathologischer Geburtslagen, Kaiserschnittentbindungen und neonataler Makrosomie assoziiert. Das Risiko für eine stationäre Behandlung ist für das Neugeborene einer diabetischen Mutter um den Faktor 4 erhöht. Die Hauptursache liegt in dem Auftreten neonataler Hypoglykämien bei einem Drittel dieser Kinder. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Diabetes in der Schwangerschaft weiterhin, auch bei verbesserter Therapie und Überwachung, eine relevante Risikoerhöhung für Mutter und Kind mit sich bringt.
Streptococcus pneumoniae, more commonly known as the pneumococcus, is a Gram-positive bacterium colonizing the human upper respiratory tract as a commensal. However, these apparently harmless bacteria have also a high virulence potential and are known as the etiologic agent of respiratory and life-threatening invasive diseases. Dissemination of pneumococci from the nasopharynx into the lungs or bloodstream leads to community-acquired pneumonia, septicaemia and meningitis. Pneumococcal diseases are treated with antibiotics and prevented with polysaccharide-based vaccines. However, due to the increase of antibiotic resistance and limitations of the current vaccines, the burden of diseases remains high. Interactions of pneumococci with soluble host proteins or cellular receptors are crucial for adherence, colonization, transmigration of host barriers and immune evasion. The pneumococcal surface-exposed proteins are the main players involved in this host-pathogen interaction. Therefore, combating pneumococcal transmission and infections has emphasized the need for a new generation of immunogenic and highly protective pneumococcal vaccines, based on surface-exposed adhesins virtually expressed by all pneumococcal strains and serotypes. The genomic analysis of S. pneumoniae strains helped to identify pneumococcal virulence factors such as pili, PsrP and PavB, which have been demonstrated to interact with human proteins playing an important role during the pathogenic process of pneumococci, and are currently considered as new potential vaccine candidates against S. pneumoniae. A subclass of pneumococcal strains produces pili that are encoded by the pathogenicity islet pilus islet-1 (rlrA islet) and/or the pilus islet-2. Both types of pili are implicated in bacterial adherence to host cells. A further pathogenicity islet encoded protein is PsrP. The presence of the psrP-secY2A2 islet correlated positively with the ability of pneumococci to cause invasive pneumococcal diseases. Recent studies indicated that PsrP is a protective adhesin interacting with keratin 10 on lung epithelial cells. In this study, the genomic loci of the pneumococcal virulence factors pili, PsrP and PavB were molecularly analyzed and used as molecular markers for molecular epidemiology studies of S. pneumoniae. The genotyping results obtained here showed the impact of the PCV7 immunization of children, started in July 2006, on the distribution of these pneumococcal virulence factors among clinical isolates in Germany. These findings gave more insights into the role of pili, PsrP and PavB in pneumococcal pathogenesis and may strongly support the idea of including these pneumococcal constituents in a broad coverage protein-based vaccine against pneumococcal infections produced by invasive serotypes in the future. The mature PavB protein contains a variable number of repetitive sequences referred to as the Streptococcal Surface Repeats (SSURE). PavB has been demonstrated to interact with fibronectin and plasminogen in a dose-dependent manner and it was identified as a surface-exposed adhesin with immunogenic properties, which contributes to pneumococcal colonization and respiratory airways infections. The complete molecular analysis performed here for PavB, allowed to know more accurately its structure and to estimate the real number of SSURE units in different pneumococcal strains. With these findings, a new primary sequence-based structural model was constructed for the PavB protein and its SSURE domain, and, at least for TIGR4, the complete pavB gene and PavB protein sequences with five SSURE units was reported in the GenBank database of the NCBI website. Due to its immediate neighborhood on the pneumococcal genome with the tcs08 genes, PavB is likely linked with this pneumococcal TCS. Here, a significant reduction of the PavB protein expression was observed in delta-tcs08-mutant strains, which may strongly suggest that the TCS08 does play a role in pneumococcal virulence and metabolisme, as further observed in growth behaviour experiments carried out with the TCS08-deficient mutants, cultured in chemically defined medium. Despite several studies suggest that the molecular mechanism underlying the bacterial signal transduction is very sophisticated, the majority of reports in prokaryotic TCS, including those for S. pneumoniae, are still focused in single cognate pairs. The pneumococcal genome encodes 14 TCSs and an orphan response regulator. It is obvious that TCS pathways are often arranged into complex circuits with extensive cross-regulation at a variety of levels, thereby endowing cells with the ability to perform sophisticated information processing tasks. This study established also the experimental and molecular bases for the construction of a comprehensive genome-wide interaction map of the complex TCS pathways for its application in the gene regulation of pneumococcal virulence factors.
Als Stadtbaumeister Stralsunds war Ernst v. Haselberg sowohl praktisch als auch theoretisch noch universell mit der architektonischen und städtebaulichen Entwicklung des Historismus und der Konstituierung der Denkmalpflege in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf deutschem Territorium, insbesondere in der Provinz Pommern, verbunden. Das große architektonische und städtebauliche Œuvre mit seinen Konsequenzen für die Stadt Stralsund und ihre Bürger rief relativ bescheidene Resonanz hervor. Als Denkmalpfleger hat er den Paradigmenwechsel des 19. Jahrhunderts von der ästhetisch-orientierten Denkmalpflege zur historisch-wissenschaftlichen Denkmalpflege mitgestaltet. Die »Mathematische Aufgabe«, das magische Hexagon, verschaffte E. v. Haselberg die Aufnahme in die ewigen Annalen der Mathematik und eine bleibende, weltweite Reputation. Die monographische Studie über E. v. Haselberg will als Synchronopse seines Lebens aus neuerer Sicht Impulse geben. Die Genesis derer von Haselberg, unter ihnen renommierte Theologen, Juristen, Mediziner, koinzidieren seit der Frühen Neuzeit mit der Entwicklung der geistig-kulturellen Eliten in (Mecklenburg-) Vorpommern. Auf dem Fundament einer über Generationen hinweg sich als ethische Maxime etablierenden Universalität entstand auch die architektonische Ästhetik E. v. Haselbergs. Sein universelles Wirken bietet die Forschungsperspektive, Interdependenzen von Städtebau, Architektur und Denkmalpflege im Kontext der Urbanisierung des 19. Jahrhunderts zu analysieren. Die durch ihre meist mittelalterliche Historie geprägten Städte wurden, wie auch Stralsund, in verschiedenen Wellen durch die damalige konventionelle Stadtentwicklung mitgerissen. In dieser Urbanisierungsphase zeigten sich für die Städte Konsequenzen im Städtebau mit eklatanten Defiziten in der Hygiene und in der sozialen Funktionalität. Die Dissertation stützt sich zum einen auf die Aussagekraft der gebauten Architektur und zum anderen auf schriftliches und bildkünstlerisches Quellenmaterial, die partiell unbearbeiteten und unveröffentlichten Konvolute aus dem im Stadtarchiv der Hansestadt Stralsund befindlichen Nachlass derer v. Haselberg. Erweitert wurde dieses Quellenmaterial durch Recherchen in den relevanten Staats-, Landes- und Stadt- und Kirchenarchiven. Die Recherchen in den Kirchenarchiven konzentrierten sich auf Barth, Bergen, Damgarten und Pantlitz. Als methodologische Prämisse dient das Konstrukt, dass die architektonische Ästhetik einer Kulturlandschaft sich aus dem aktuell existierenden Architekturrepertoire und der ideellen Reflexion in ihrer Totalität immer wieder neu bildet. Diese Totalität, die Gesamtheit aller sakralen und profanen Architektur, schließt die ruinöse, in die Vergangenheit weisende Architektur genauso wie die sich eben erst etablierende, in die Zukunft weisende ein. Als Vermittlung ist die ideelle Reflexion unerlässlich und erhält in dem Verhältnis zwischen theoretischer Denkmalpflege resp. Kunsthistorie und kontemporärer Architektur resp. Städtebau ihre Wirkmächtigkeit. Es wurde von der Hypothese ausgegangen, dass die theoretische und praktische Entwicklung sowohl der Denkmalpflege als auch der Architektur und des Städtebaus im 19. Jahrhundert ein fortgesetzter räumlicher und zeitlicher Differenzierungsprozess war, wobei sich traditionelle und innovative hierarchische Strukturen überlagern können. Um die Interdependenzen von Städtebau, Architektur und Denkmalpflege im Kontext der Urbanisierung des 19. Jahrhunderts zu analysieren, mussten die Methoden der Kunstgeschichte innerhalb der Dissertation differenziert angewendet und soziologische Aspekte für die wechselseitige Beeinflussung von individueller und gesellschaftlicher Entwicklung in revolutionären Zeiten einbezogen werden. Die hier verwendete soziologische Terminologie stützt sich auf Alfred Webers theoretische Basis, insbesondere auch auf die Begriffe ›Masse‹ und ›Elite‹. Dazu ist aus (kunst-) historischer Perspektive die kontemporäre Terminologie Jacob Burckhardts zugeordnet. Der Rückgriff auf die Philosophie Bertrand Russels hat seine Relevanz wegen der in jeder Hinsicht starken angelsächsischen Orientierung derer v. Haselberg und einer historischen Verortung der Ideen. Für die Analyse wurden die wissenschaftstheoretischen Termini technici – einschließlich des im Dissertationsthema gewählten Begriffs der ›Universalität‹ – der von Jürgen Mittelstraß herausgegebenen ›Enzyklopädie Philosophie und Wissenschaftstheorie‹genutzt. Die Universalität als Ideal des Königlich Preußischen Baumeisters im Selbstverständnis einer dienenden Elite teilte sich für E. v. Haselberg in eine Mission und eine Passion. Damit vollzog E. v. Haselberg einen seit den 1830er Jahren begonnenen Prozess nach, der aus Absolventen von Schinkels Bauakademie nicht nur Königlich Preußische Baumeister, sondern auch Kunsthistoriker/ Denkmalpfleger werden ließ.
Despite a plethora of therapeutic approaches, the injection of local anaesthetics itself remains one of the most painful and dreadful procedures among children. Stimulation of acupoint LI4 is associated with analgesic effects in dentistry. Goal of the study To investigate whether stimulation of LI4, added to standard therapy (ST), reduces pain and distress during injection of local anaesthetic (LA) in comparison with ST alone. Materials and Methods Children, scheduled for dental treatment in local anaesthesia on 2 separate days were enrolled in this trial, approved by local ethics commission. On one day each child received bilateral acupuncture of LI4 point, using indwelling fixed “New Pyonex” needles (0.2 x 1.5 mm; Seirin, Japan). The parents of the children were asked to stimulate the needles by massage. Standardized injection of LA was performed 5 min following acupuncture. The needles were withdrawn at the end of dental treatment. On the other day of treatment children received LA injection without acupuncture. The order of treatment days (acupuncture first or vice versa) was randomised. Primary endpoint was the pain intensity during LA injection reported by children on Visual Rating Scale from 0=no pain to 10=maximal pain imaginable (VRS-11). Secondary endpoints were parent- and dentist-assessed pain intensity (measured on Numeric Rating Scale 1-10), patients’ heart rate before and during dental treatment and satisfaction with received therapy (measured on Numerical Rating Scale 1-5.) Side effects of LI4 stimulation were also recorded. Results and Discussion The data of 49 children (22 females; age 10 ± 4 yrs; mean ± SD), who completed both visits, were analysed. Children reported less pain with than without acupuncture: 2.2 ± 2.5 vs. 3.9 ± 2.7; mean ± SD, p<0.001. Heart rate decreased after LI4 stimulation compared to ST alone throughout the dental treatment (p<0.05). LI4 stimulation was safe and raised better satisfaction with the treatment among children and parents, than ST alone (p<0.05). Other secondary endpoints were comparable between both sessions. Conclusion Stimulation of acupuncture point LI4 reduces pain and autonomous stress during injection of local anaesthetics in paediatric dentistry.
Im modernen hygienischen Selbstverständnis westlicher und ostasiatischer Kulturen spielt die Reduktion des Schweißgeruchs eine zentrale Rolle. Dies wird durch eine Verringerung der Schweißsekretion, die Bekämpfung schweißgeruchverursachender Bakterien und die Maskierung des Restgeruchs erreicht. Ein Präventivkonzept auf der Basis der Reduktion von apokrinen Sekreten konnte bisher nicht etabliert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Stoffwechselwege, auf denen Schweißgeruchpräkursoren entstehen und sekretiert werden, nicht umfassend untersucht wurden. Vorarbeiten zu dieser Arbeit lieferten jedoch bereits Hinweise darauf, dass das Transportprotein ABCC11 eine bedeutende Komponente in der Entstehung von Schweißgeruch darstellt. Für den kaukasischen Körpergeruch ist u.a. das schwefelhaltige Geruchsmolekül 3-Methyl-3-sulfanylhexanol charakteristisch. In der vorliegenden Arbeit wurde durch Messung des ABCC11-vermittelten Transports in isolierten Membranvesikeln gezeigt, dass der postulierte Glutathionylpräkursor von 3-Methyl-3-sulfanylhexanol (SG3MHol) ein Transportsubstrat darstellt, während für das final auf der Haut nachweisbare Cysteinyl-Glycyl-Konjugat (CG3MHol) kein ABCC11-vermittelter Transport festgestellt werden konnte. Dies legt nahe, dass in den apokrinen sekretorischen Vesikeln SG3MHol zu CG3MHol umgewandelt wird. Diese Reaktion wird durch γ-Glutamyltransferasen katalysiert. Sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene konnte die Expression von γ-Glutamyltransferase 1 (GGT1) in der apokrinen Schweißdrüse nachgewiesen werden. Immunfluoreszenzmikroskopische Analysen gaben darüber hinaus den Hinweis auf eine Lokalisation in apikalen Vesikeln sekretorischer Zellen. Durch rekombinantes humanes GGT1 konnte die Abspaltung der γ-peptidisch gebundenen Glutaminsäure des SG3MHol in vitro katalysiert werden. Der Nachweis des entstehenden CG3MHol wurde durch massenspektrometrische Verfahren erbracht. Auf diese Weise konnten sowohl die Frage nach der Rolle des ABCC11-vermittelten Transports, als auch der intravesikulären Deglutamylierung durch GGT1 beantwortet werden. Für die Entstehung des Glutathionylkonjugats von 3-Methylhexanol (3MHol) wurde mit GSTM5 eine Glutathion-S-Transferase identifiziert, die auf mRNA- und Proteinebene abundant in apokrinen Schweißdrüsen exprimiert wird. Für die Konjugation mit GSH wurde mit 3-Methylhex-2-enal (3MHal) eine α, β-ungesättige Carbonylverbindung untersucht. Das aus der Konjugation hervorgehende aldehydische Glutathionylkonjugat SG3MHal wurde durch NMR-Spektroskopie nachgewiesen, allerdings entstand es unter in vitro Bedingungen auch in Abwesenheit Glutathion-transferierender Enzyme. Vor einem Transport durch ABCC11 muss SG3MHal jedoch noch zum alkoholischen SG3MHol reduziert werden. Hinweise auf das beteiligte Enzym Aldo-Keto-Reduktase 1 B10 (AKR1B10) konnten wiederum aus mRNA-Expressionsdaten entnommen werden. Auf Proteinebene konnte AKR1B10 ebenfalls nachgewiesen werden. Dieses Enzym ist unter anderem in der Lage aldehydische Glutathionylkonjugate zu reduzieren. Für die Reduktion von SG3MHal zu SG3MHol durch AKR1B10 konnten in vitro erste Anhaltspunkte gefunden und durch massenspektrometrische Verfahren bestätigt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig ein potentieller Entstehungsweg von schwefelhaltigen Schweißgeruchpräkursoren postuliert und durch experimentelle Befunde gestützt. Die beteiligten enzymatischen Umsetzungs- und Transportvorgänge wurden in vitro nachgestellt und die Entstehung der Schweißgeruchpräkursoren damit in die Nähe von Detoxifizierungsprozessen gerückt. Der in dieser Arbeit beschriebene trunkierte Mercapturatweg der apokrinen Schweißdrüse stellt damit einen ersten Ansatz dar, die Entstehung sekretierter Geruchsvorläufermoleküle zu erklären. Dies liefert einen Angriffspunkt zur kosmetischen Reduktion von Schweißgeruch an seiner Wurzel. Für die beteiligten Schlüsselenzyme konnten bereits erste Inhibitoren identifiziert werden.
Fragebogenuntersuchung an jungen Verkehrsteilnehmer aus Vietnam Fragebogenuntersuchung Nach Datenbereinigung n= 662 junge Verkehrsteilnehmer aus Vietnam Eingebunden in EU-Projekt mit drei Kernaktivitäten Kernergebnisse Dominanz Fahrradfahrer und motorisierte Zweiradfahrer Geringe Compliance mit Verkehrsregeln Hohe Prävalenz risikosteigernder Verhaltensweisen Assoziationen mit Geschlecht, Alter und Art der Verkehrsteilnahme Gute Übereinstimmung mit der (wenigen) Referenzliteratur Fazit Grundlegende Verkehrssicherheitsprobleme vergleichbar mit anderen LMIC und Industrieländern Transfer von Forschung und Wissen sinnvoll
Die Inaktivierung von Bakterien durch Antiseptika, z. B. auf chronischen Wunden ist unter anderem aufgrund der Bildung von Biofilmen erschwert. Ebenso stellt die Entwicklung von Resistenzen gegenüber Antibiotika ein immer größer werdendes Problem bei der Behandlung von Infektionen dar. Zudem ist die antimikrobielle Behandlung nur ein Teilaspekt, um chronisch infizierte Wunden in einen regenerativen Heilungsprozess zu überführen. Daher sind neue, alternative Behandlungsstrategien von hoher Bedeutung. Hierfür scheint physikalisches Plasma aufgrund seiner antimikrobiellen wie auch wundheilungsfördernder Wirkungsweise eine aussichtsreiche Perspektive darzustellen. Zur Erzeugung von sog. Tissue Tollerablen Plasma (TTP) stehen verschiedene Plasmaquellen zur Verfügung, die zur Anwendung gegen Mikroorganismen in Biofilmen in Frage kommen. In der vorliegenden Arbeit wurden der kinpen09 und zwei Dielektrisch-Behinderte-Oberflächen-Entladungs-Quellen, die Conplas- und die Epoxidharz-Plasmaquelle, auf ihre antimikrobielle Wirkungsweise mit Argonplasma mit und ohne Sauerstoffbeimischung und mit Luftplasma v. a. an Biofilmen mit P. aeruginosa SG81 und S. epidermidis RP62A untersucht. Mit dem kinpen09 wurde zusätzlich die antimikrobielle Effektivität von Plasma mit Helium oder Stickstoffbeimischungen getestet. Bei Einsatz des kinpen09 zeigte sich Argon als das antimikrobiell effektivste Trägergas. Bei der Epoxidharz-Plasmaquelle war Luftplasma am wirksamsten. Bei der Conplas sind Luft- und Argonplasma etwa gleich effizient gegen mikrobielle Biofilme. Die Reduktionsraten bei Argonplasma mit dem kinpen09 und Conplas lagen nach 300 s Expositionszeit bei P. aeruginosa bei ca. 5 log10 und mit dem kinpen09 bei S. epidermidis bei 3 log10. Diese Reduktionsraten übersteigen mit Ausnahme von 300 s Ar+O2-Plasma (kinpen09) die Wirksamkeit von Chlorhexidin (0,1 %), einem Standard-Antiseptikum zur Behandlung von Biofilmen, nach 10 min Behandlungsdauer von ca. 1,5 log10 signifikant (p < 0,005). In Übereinstimmung zur Literatur lässt sich aus den Ergebnissen ableiten, dass v. a. Sauerstoffradikale für die antimikrobielle Wirksamkeit verantwortlich sind. Neben der alleinigen Anwendung von TTP könnten Kombinationsbehandlungen mit Antiseptika aussichtsreiche Verfahren zur gezielten Inaktivierung von Mikroorganismen in Biofilmen und zur Modulation von Wundheilungsprozessen darstellen.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des Kohärenzgefühls auf die Entwick-lung der gesundheitlichen Situation im höheren Lebensalter untersucht. Im Sinne des salutogentischen Modells nach Antonovsky stellt dieses zentrale Konstrukt einen Medi-ator in der Beziehung von biopsychosozialen Ressourcen und Gesundheit dar. Die für diese Analyse benötigten längsschnittlichen Daten wurden im Rahmen des Forschungs-verbandes „Lebensqualität für ältere Menschen in Greifswald - Gesundheit und Bewe-gung im Alltag älterer Menschen“ (Greifswalder Altersstudie, GASt) in den Jahren 2001 und 2006 erhoben. Die Studienteilnehmer, die zum jungen und aktiven Teil der Bevölkerung zählen sollten, wurden über Aufrufe in den lokalen Medien und Faltblätter rekrutiert. Insgesamt konnte für 125 Personen im Alter zwischen 59 und 89 Jahren ein längsschnittlicher Datensatz erhoben werden. Das subjektive Gesundheitsniveau der Studienteilnehmer wurde mit Hilfe der Philadelphia Geriatric Centre Morale Scale (PGCMS), dem Fragebogen zum subjektiven Gesundheitszustand (SF-36) mit seiner psychischen und körperlichen Summenskala sowie der Beschwerdeliste nach Zerssen (BL) erhoben. Die Analyse der Daten ergab zunächst, dass die Teilnehmer im Sinne des salutogeneti-schen Studienansatzes zu den jüngeren und erfolgreich alternden Personen in der Ge-sellschaft gehörten. Die Analyse der Studienabbrecher hingegen ergab keine signifikan-ten Ergebnisse, so dass die Studie keine eindeutigen Hinweise lieferte, wie die Zahl der Studienabbrecher in zukünftigen längsschnittlichen Studien reduziert werden könnte. Im Gegensatz zu der ursprünglichen Annahme von Antonovsky konnte über die Dauer der Studie eine Zunahme des Kohärenzgefühls gezeigt werden. Allerdings wurde das Signifikanzniveau knapp verpasst. Das Kohärenzgefühl zum Zeitpunkt der zweiten Datenerhebung korrelierte mit sieben der zehn erhobenen biopsychosozialen Ressourcen zum ersten Messzeitpunkt. In einer einfachen linearen Regression waren die Selbstwirksamkeitserwartung und die erwartete soziale Unterstützung signifikante Prädiktoren für die Entwicklung des Kohärenzgefühls. In Bezug auf die Gesundheitsmaße zum zweiten Messzeitpunkt zeigte sich das Kohärenzgefühl zum Zeitpunkt der ersten Datenerhebung nur für das Wohlbefinden und das körperliche Beschwerdeniveau als signifikanter Prädiktor. Allerdings klärte es für drei der vier Gesundheitsmaße jeweils zusätzliche Varianz auf. Dies konnte für die psychische Gesundheit jedoch nicht gezeigt werden. Die Hypothese der Mediatorfunktion fand durch die Studienergebnisse Bestätigung. Die Analyse der Daten zeigte, dass das Kohärenzgefühl einen Mediator zwischen den getesteten Ressourcen und dem Wohlbefinden, der psychischen Gesundheit sowie dem körperlichen Beschwerdeniveau darstellte. Für die körperliche Gesundheit konnte dies nicht nachgewiesen werden. Zudem fiel auf, dass in Bezug auf die drei vom Kohärenzgefühl moderierten Gesundheitsmaße jeweils fünf Modelle mit den gleichen Ressourcen die Ergebnisse mit dem höchsten Signifikanzniveau aufwiesen. Diese waren die körperliche Belastbarkeit, das Selbstwertgefühl, die Selbstwirksamkeitserwartung, die erwartete soziale Unterstützung und die Alltagsaktivitäten.
Zielstellung des SHIP_1 assoziierten Projektes „Melanomscreening“ war die Erfassung der Häufigkeit und Ausprägung von melanozytären Naevi, lichtbedingten Zeichen der Hautalterung und tumorösen Hautschäden innerhalb eines großen Probandengutes aus der Normalbevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns. Die Basiserhebung der SHIP ist eine Querschnittuntersuchung, die eine zufällig erhobene Bevölkerungsstichprobe, stratifiziert nach den Altersklassen zwischen 20 und 79 Jahren aus den Städten Greifswald, Stralsund und Anklam sowie 29 umgebenden Gemeinden, untersucht. In der assoziierten Studie „Melanomscreening“ des Fünf-Jahres-Follow-ups SHIP_1 wurden in den Jahren von 2002 bis 2006 insgesamt 2040 freiwillige Teilnehmer in der Haut-Poliklinik der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald begrüßt. Die Informationen der 971 Männer und 1069 Frauen im Alter zwischen 25 und 85 Jahren wurden zunächst in einem dermatologischen Fragebogen erfasst, woraufhin sich eine klinische Untersuchung des Probanden durch einen ärztlichen Mitarbeiter der Klinik und Poliklinik für Hautkrankheiten anschloss. Um Verzerrungen aufgrund des Drop-Outs von SHIP_0 zu SHIP_1 zu vermeiden und die Vergleichbarkeit bis zum assoziierten Projekt herzustellen, wurden die Ergebnisse mit einer Gewichtungsvariable erneut berechnet und kontinuierlich den Daten des „Melanomscreenings“ gegenüber gestellt. Zeichen der UV-Licht-bedingten Hautalterung konnten in Form von Elastose bei 64,2% der Teilnehmer festgestellt werden, Cutis rhomboidalis nuchae in 56,0% der Fälle und Erythrosis interfollicularis bei 60,6% der Probanden. Insgesamt wurden in der untersuchten Population des Melanomscreenings die Lichtschäden im Schnitt um 2% im Vergleich zur SHIP_0 Erhebung unterschätzt (Elastose: 66,8%; Cutis r.n.: 58,8%; Erythrosis: 63,2%). Gewöhnliche Naevuszellnaevi fanden sich bei 85,5% der Untersuchten (gewichtet: 84,1%). Am häufigsten wurde in 51,8% der Fälle bis zu zehn NZN festgestellt, in der SHIP_0 Population lag dieser Anteil leicht höher bei 52,3%. Bei acht Prozent der teilnehmenden Bürger ließen sich atypische Naevi ermitteln, in der Gewichtung wurde erkennbar, dass die Prävalenz dieser Hautveränderungen im „Melanomscreening“ um 0,3% überschätzt wurde. Präkanzerosen in Form einer aktinischen Keratose lag bei 5,3% der Probanden (n=108) vor, der gewichtete Anteil belief sich auf 6,1%. Solare Lentigines wurden bei 43,6% der Screening-Teilnehmer diagnostiziert (SHIP_0: 44,3%), pigmentierte Verruca seborrhoica zeigten sich in 24,5% der Fälle (SHIP_0: 26,5%) und Epheliden wurden bei 38,6% der Probanden gesehen (gewichtet: 37,6%). Hautbefund bösartiger Tumore: Ein Basalzellkarzinom zeigten 36 Teilnehmer (1,8%), die Prävalenz dieses Tumors wurde im „Melanomscreening“ im Vergleich zur SHIP_0 Untersuchung kaum unterschätzt (1,9%). Das spinozelluläre Karzinom konnte bei 0,2% der Fälle erkannt werden (keine Abweichung im Vergleich zu SHIP_0), ein malignes Melanom wurde ausschließlich bei einem Teilnehmer registriert. Analysen möglicher Risikofaktoren der in dieser Erhebung untersuchten Hautbefunde, ergaben folgende Ergebnisse. Alle Zeichen der lichtbedingten Hautalterung konnten signifikant häufiger bei Männern als bei Frauen nachgewiesen werden. Diese Assoziation trifft auch für die aktinische Keratose zu (p < 0,001). Zudem nahm mit steigendem Alter die Prävalenz dieser Erkrankungen deutlich zu. Es konnte zudem ein signifikant häufigeres Auftreten von Basalzellkarzinomen bei Patienten mit aktinischer Keratose (p < 0,001) und den Lichtschäden Elastose (p = 0,001), Cutis rhomboidalis nuchae (p < 0,001) und Erythrosis interfollicularis (p = 0,007) festgestellt werden. Deutlich häufiger traten auch Plattenepithelkarzinome bei Patienten mit aktinischer Keratose auf (p = 0,016). Die erhobenen Daten der untersuchten Bevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns untermauern die hohe Prävalenz solarer Hautschäden, beispielsweise sind starke Ausprägungen des Lichtschadens Elastose im SHIP_1 assoziierten Projekt „Melanomscreening“ (6,5%) häufiger als in der Augsburger KORA-Studie (1,9%). Zudem konnte die aktinische Keratose öfter bei Probanden der SHIP-Studie (5,3%) erkannt werden als beim Patientengut der Augsburger Untersuchung (2,8%). Begründbar ist dies möglicherweise durch die berufliche Struktur der Region, gekennzeichnet durch die Arbeit auf der See und in der Landwirtschaft, besonders, da es sich bei Mecklenburg-Vorpommern um ein Flächenland handelt, dessen Landesfläche zu fast 64% agrarisch genutzt wird.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Prävalenzanalyse des Down Syndroms in einem deutschen populationsbasierten Fehlbildungsregister (Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt). Erstmalig für Deutschland werden dabei auch die Einflüsse der Pränataldiagnostik und des mütterlichen Alters, einzeln sowie kombiniert, genauer betrachtet.Anhand der Daten vom Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt (1995-2010), des statistischen Bundesamtes (1990-2010), des statistischen Landesamtes Sachsen-Anhalt (1995-2010) sowie der Kassenärztlichen Vereinigungen Mecklenburg-Vorpommern (1999-2009) und Sachsen-Anhalt (2005-2009) wurden Prävalenzen des Down Syndroms, maternale Altersstrukturen in Deutschland, Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt, Inanspruchnahme verschiedener Formen pränataler Diagnostik und die Einflüsse des mütterlichen Alters sowie einer pränatalen Diagnose auf den Ausgang der Schwangerschaft untersucht. Im Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt ist das mütterliche Alter in 95,5% der Fälle (386 von 404) angeben, für 9,7% der Fälle (39 von 404) fehlen Angaben zur pränatalen Diagnostik. Die Daten des statistischen Bundesamtes zum mütterlichen Alter sind, bis auf 213 Fälle mit unbekanntem Alter bis 1998, vollständig (99,9%). Wie erwartet zeigte sich ein Anstieg des mütterlichen Durchschnittsalters in Deutschland von 28,1 Jahren (1990) auf 30,5 Jahre (2010) mit einem Anstieg des Anteils der Mütter ab 35 Jahren um 14% (1990: 9,9%, 2010: 23,9%). Dies ließ sich, in geringerem Ausmaß, auch in den beiden Bundesländern Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt nachweisen. Damit einhergehend stieg die erwartete Prävalenz des Down Syndroms auf Lebendgeborene von 1:762 (1995) auf 1:543 (2010). Dies findet sich auch in der Prävalenz des Down Syndroms auf Geborene mit einem Anstieg von 1:591 (1995-1998) auf 1:581 (2007-2010). Gleichzeitig sank jedoch die Prävalenz des Down Syndroms auf Lebendgeborene von 1:1134 (1995-1998) auf 1:1338 (2007-2010). Analog internationaler Angaben entschieden sich 90,9% der Schwangeren gegen ein Kind mit Down Syndrom, wenn es pränatal bekannt war. 79,8% der Lebendgeborenen mit Down Syndrom waren pränatal unbekannt. Allerdings zeigte sich in den letzten Jahren, dass sich Frauen, vor allem Schwangere ab 35 Jahre, zunehmend bewusst für ein Kind mit Down Syndrom entscheiden (1995-1998: 3,9%; 2007-2010: 10,5%). Es zeigte sich eine Zunahme der Inanspruchnahme invasiver pränataler Diagnostik in der Normalbevölkerung und in der Gruppe Schwangerer mit Feten mit Down Syndrom, hier vor allem jene, welche jünger als 35 Jahre alt waren. Einschränkend ist zu sagen, dass es sich bei den verwendeten Daten zur Pränataldiagnostik, um sehr spezielle Daten handelt. So sind die Daten der Kassenärztlichen Vereinigungen Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt nur abrechenbare Fälle zu Lasten der gesetzlichen Krankenkassen und jene Fälle des Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt ausschließlich Frauen, deren Feten eine Pathologie aufwiesen. Des Weiteren erfolgt die Meldung im Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt freiwillig und die Erfassungsbögen sind den aktuellen Entwicklungen des pränatalen Screenings nicht angepasst. Der angestrebte Vergleich der beiden Bundesländer Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt gestaltete sich aufgrund verschiedener dezentraler Erfassungsinstrumente und Weitergabepolitik als schwierig und nicht voll umsetzbar. Die Prävalenz des Down Syndroms stieg bezogen auf die Geborenen leicht an, bezogen auf die Lebendgeborenen sank sie jedoch. Dies konnte man mithilfe der Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt gut analysieren. Lider ist eine solche Fehlbildungserfassung in Deutschland nur gering, regional und auf freiwilliger Basis verbreitet. Die vermutete Ursache der Prävalenzentwicklung in mütterlichem Alter und Pränataldiagnostik konnte bedingt gefunden werden, da die erhobenen Daten zur Inanspruchnahme der Pränataldiagnostik aufgrund ihrer Selektivität als Annäherung an die Realität zu betrachten sind. Zur genaueren Bearbeitung dieser Fragestellungen wäre es notwendig eine größere repräsentative Population unter Miteinbeziehung regionaler, wirtschaftlicher und sozialer Aspekte zu untersuchen.
Die hier vorliegende Dissertation befasst sich mit der Frage, ob es möglich ist eine diffuse Makulopathie, wie sie im Rahmen einer diabetischen Retinopathie auftreten kann, mit einer panretinalen Photokoagulation zu therapieren. Mit Hilfe einer ausführlichen Literaturrecherche wurden im ersten Teil der Arbeit mehrere Veröffentlichungen, welche sich mit panretinaler Lasertherapie befassen, untereinander verglichen. Ziel war es für die verschiedenen Laserparameter Konfigurationen zu finden, mit denen die Resorption eines bestehenden Makulaödems gefördert wird. Die größten Unterschiede, welche sich innerhalb der betrachteten Arbeiten bezüglich einer Ödemzunahme zeigten, bezogen sich auf die Reihenfolge der Lasersitzungen. Um eine Ödemreduktion zu erzielen wird empfohlen, primär die mittlere Netzhautperipherie zu koagulieren um danach am hinteren Augenpol fortzufahren, wobei ein Abstand von mehr als zwei Papillendurchmesser zur Fovea von Bedeutung ist. So kann die eingangs hypoxische Netzhaut durch Gefäßanpassungen die Laser-induzierte inflammatorische Situation besser abfangen. Berücksichtigt werden sollte dabei, dass durch eine panretinale Laserkoagulation keine fokalen Netzhautveränderungen im Bereich der Makula beeinflusst werden können. Eine vorherige Netzhautdickenbestimmung mit Hilfe einer Optical Coherence Tomography erlaubt es diffuse Ödeme mit einer schlechten Prognose zu differenzieren. Da sich die in der Literaturrecherche gefundenen Parameter kaum von denen in der Augenklinik Greifswald unterscheiden, wurden im weiteren Verlauf der Studie die Daten von Diabetespatienten mit einem diffusen Makulaödem untersucht, welche von Juni 2008 bis Mai 2012 in der Laserabteilung der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde in Greifswald behandelt wurden. Die Ergebnisse dieser Auswertung führen einerseits zu der Empfehlung Patienten mit einer nicht-proliferativen diabetischen Retinopathie und einer diffusen Makulopathie vor einer panretinalen Photokoagulation einer GRID-Laserkoagulation zur Netzhautdickenreduktion zuzuführen. Andererseits wird eine prospektive Patientenstudie empfohlen, die weitere Untersuchungsparameter berücksichtigt um eine bessere Kontrolle der gefunden Ausschlusskriterien zu gewährleisten.
Particle and heat transport in fusion devices often exceed the neoclassical prediction. This anomalous transport is thought to be produced by turbulence caused by microinstabilities such as ion and electron-temperature-gradient (ITG/ETG) and trapped-electron-mode (TEM) instabilities, the latter ones known for being strongly influenced by collisions. Additionally, in stellarators, the neoclassical transport can be important in the core, and therefore investigation of the effects of collisions is an important field of study. Prior to this thesis, however, no gyrokinetic simulations retaining collisions had been performed in stellarator geometry. In this work, collisional effects were added to EUTERPE, a previously collisionless gyrokinetic code which utilizes the δ f method. To simulate the collisions, a pitch-angle scattering operator was employed, and its implementation was carried out following the methods proposed in [Takizuka & Abe 1977, Vernay Master's thesis 2008]. To test this implementation, the evolution of the distribution function in a homogeneous plasma was first simulated, where Legendre polynomials constitute eigenfunctions of the collision operator. Also, the solution of the Spitzer problem was reproduced for a cylinder and a tokamak. Both these tests showed that collisions were correctly implemented and that the code is suited for more complex simulations. As a next step, the code was used to calculate the neoclassical radial particle flux by neglecting any turbulent fluctuations in the distribution function and the electric field. Particle fluxes in the neoclassical analytical regimes were simulated for tokamak and stellarator (LHD) configurations. In addition to the comparison with analytical fluxes, a successful benchmark with the DKES code was presented for the tokamak case, which further validates the code for neoclassical simulations. In the final part of the work, the effects of collisions were investigated for slab and toroidal ITGs and TEMs in a tokamak configuration. The results show that collisions reduce the growth rate of slab ITGs in cylinder geometry, whereas they do not affect ITGs in a tokamak, which are mainly curvature-driven. However it is important to note that the pitch-angle scattering operator does not conserve momentum, which is most critical in the parallel direction. Therefore, the damping found in a cylinder could be the consequence of this missing feature and not a physical result [Dimits & Cohen 1994]. Nonetheless, the results are useful to determine whether the instability is mainly being driven by a slab or toroidal ITG mode. EUTERPE also has the feature of including kinetic electrons, which made simulations of TEMs with collisions possible. The combination of collisions and kinetic electrons made the numerical calculations extremely time-consuming, since the time step had to be small enough to resolve the fast electron motion. In contrast to the ITG results, it was observed that collisions are extremely important for TEMs in a tokamak, and in some special cases, depending on whether they were mainly driven by density or temperature gradients, collisions could even suppress the mode (in agreement with [Angioni et al. 2005, Connor et al. 2006]). In the case of stellarators it was found that ITGs are highly dependent on the device configuration. For LHD it was shown that collisions slightly reduce the growth rate of the instability, but for Wendelstein 7-X they do not affect it and the growth rate showed a similar trend with collisionality to that of the tokamak case. Collisions also tend to make the ballooning structure of the modes less pronounced.
Indoloquinoline derivatives are very interesting compounds for pharmaceutical applications because of their broad spectrum of biological activity. However, phenyl-substituted indoloquinolines suffer from solubility problems in aqueous solution and require the synthesis of better soluble derivatives for their effective application. Therefore, the indoloquinoline derivatives were covalently attached to two different types of cationic aminoalkyl linkers. After having successfully established the synthesis and subsequent purification of the novel derivatives that could be isolated in excellent yields, these ligands were characterized in this thesis with regard to their spectral properties in different environments and their sequence specific binding to different types of nucleic acids with a variety of spectroscopic methods.
Understanding the interaction between climate variability and ice sheet behavior is critical due to scenarios of future climate warming and the consequent contribution of Greenland ice sheet melting to sea-level rise and its potential to influence thermohaline circulation. This thesis investigates the role of ocean forcing by the West Greenland Current (WGC) on the dynamics of West Greenland ice sheet behavior, with focus on Jakobshavn Isbræ, in the Disko Bugt area of central West Greenland. High-resolution sediment cores, obtained during a cruise of the RV ‘Maria S. Merian’ in 2007, provide a long-term Holocene perspective on climate variability off West Greenland. These records cover the last 8000 years with increasing resolution through to periods of historical and instrumental data series. Paleoenvironmental reconstructions, based on the calcareous and agglutinated benthic foraminiferal assemblage, reveal significant variations in the water mass properties (e.g. temperature and salinity) of the WGC. From 8 to 6 cal. ka BP, a relatively warm WGC enhances meltwater production (ice retreat) in Disko Bugt. Holocene ‘thermal optimum-like’ conditions prevailed from 5.5 to 3.5 cal. ka BP, associated with minimum ice sheet extent in eastern Disko Bugt. Long-term cooling of oceanographic conditions is recognized from c. 3.5 cal. ka BP towards the present day. Superimposed on this millennial scale cooling trend, centennial scale variability within the WGC is reconstructed: i) the 2.7 cal. ka BP ‘cooling event’; ii) the Roman Warm Period; iii) the Medieval Climate Anomaly; and iv) the Little Ice Age. Over the past 100 years, oceanographic conditions remain relatively cool and multidecadal variability in the WGC’s ocean temperatures show close correlation with the ice marg in position of Jakobshavn Isbræ and phases of the Atlantic Multi-decadal Oscillation (AMO). Cold (warm) phases correlate with stabilization/re-advance (retreat) of Jakobshavn Isbræ and a negative (high) index of the AMO. It has been demonstrated that variations in ocean temperature are an important factor that influence ice sheet behavior on a range of times scales, underlining the close coupling of ice-ocean interactions during the Holocene. Warmer ocean temperatures influence the stability of marine terminating ice sheets and glaciers, causing basal melting and glacier acceleration, whereas ocean cooling supports stabilization and advance of ice margin.
Ziel: Die Ballonkyphoplastie ist ein minimal invasives Verfahren zur Behandlung osteoporotischer oder metastatischer Wirbelkörperfrakturen. In der Regel wird der Eingriff in Allgemeinnarkose durchgeführt. Die zu behandelnden Patienten weisen jedoch häufig ein erhöhtes Narkoserisiko auf, so dass ein therapeutisches Dilemma besteht. Ziel der Studie war es, die Möglichkeit der Ballonkyphoplastie unter Verwendung einer i.v.-Analgosedierung mit Piritramid (Dipidolor®) und Midazolam (Dormicum®) zu evaluieren. Material und Methode: Von Juni 2007 bis Juni 2009 wurden prospektiv alle Patienten, bei denen die Indikation zur Ballonkyphoplastie gestellt wurde, in die Studie eingeschlossen. Alle Untersuchungen erfolgten unter Verwendung einer biplanaren Angiographie-Einheit. Für lumbale Wirbelkörper wurde ein transpedikulärer Zugang, für thorakale Wirbelkörper ein transpedikulärer oder lateraler Zugang gewählt. Das individuelle Narkoserisiko wurde entsprechend der ASA-Kriterien beurteilt. Alle Eingriffe erfolgten unter i.v.-Analgosedierung mit Midazolam und Piritramid und lokaler Anästhesie. Die prä- und postinterventionellen Schmerzbeschwerden wurden durch die visuelle Analogskala (VAS) erfasst. Ergebnisse: Es wurden prospektiv 133 konsekutive Patienten eingeschlossen (77 w, 56 m) mit einem durchschnittlichen Alter von 69,18 ± 11,45 Jahren. Von diesen hatten 99 (74,4 %) Patienten ein stark erhöhtes OP-Risiko (ASA ≥ 3). Insgesamt wurden 162 Wirbelkörper behandelt Es wurden durchschnittlich 11,8 ± 3,98 mg Piritramid und 11,3 ± 4,38 mg Midazolam pro Patient verwendet. In keinem Fall kam es zu einer durch die Analgosedierung bedingten Komplikation. Postinterventionell kam es in allen Fällen zu einer erheblichen Reduktion der Schmerzbeschwerden VAS Painscore präinterventionell 8,3, postinterventionell 2,4 (p <0,05). Schlussfolgerung: Die i.v.-Analgosedierung mit Piritramid und Midazolam ist ein einfaches und sicheres Verfahren zur minimal-invasiven Durchführung einer Ballonkyphoplastie bei Patienten mit einem erhöhten Narkoserisiko.
Studien belegen, dass Gefangene des regulären Strafvollzugs im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung in deutlich erhöhtem Ausmaß unter psychischen Erkrankungen und traumatischen Erfahrungen leiden. Im deutschsprachigen Raum existieren dennoch nur wenige Untersuchungen, welche sich evidenzbasiert mit der psychischen Gesundheit der Gefangenen befassen. Auch die offizielle Datenlage zur Auftretenshäufigkeit psychischer Erkrankungen sowie die psychiatrische Versorgung in den Gefängnissen werden dieser Problematik nicht gerecht. Die vorliegende Arbeit liefert vor diesem Hintergrund einen Beitrag zur Erfassung der Prävalenz psychischer Erkrankungen und traumatischer Erfahrungen bei Gefangenen in Deutschland und Europa, verdeutlicht die Folgen langfristiger Haftstrafen für die psychische Gesundheit und betont die Notwendigkeit adäquater psychiatrischer Versorgungsstrukturen in den Gefängnissen. In unseren Studien zeigten sich bei Gefangenen in Deutschland hohe Auftretenshäufigkeiten von psychischen Erkrankungen, vor allem hinsichtlich der substanzbezogenen Störungen und der antisozialen Persönlichkeitsstörung. Daneben traten Suizidalität und selbstverletzendes Verhalten in erheblichem Ausmaß auf. Drei Viertel der Gefangenen berichteten von traumatischen Erfahrungen in Kindheit und Jugend. Die Untergruppe der Straftäter mit einer antisozialen Persönlichkeitsstörung wies eine nochmals deutlich erhöhte psychische Belastung auf. Eine vergleichende Gegenüberstellung der psychischen Symptombelastung bei zwei Gefangenenstichproben in Deutschland mit unterschiedlich langen Freiheitsstrafen bildete in beiden Gruppen einen hohen psychiatrischen Behandlungsbedarf sowie eine signifikant erhöhte Belastung der längerfristig Inhaftierten ab. Der Vergleich ließ damit Annahmen über die Ursachen der erhöhten psychischen Belastung bei langjährig Inhaftierten zu. Der hohe psychiatrische Behandlungsbedarf bestätigte sich auch bei Gefangenen in 10 weiteren europäischen Ländern. Suizidales und selbstverletzendes Verhalten stellte europaweit ein noch größeres Problem dar als in Deutschland. Zusätzlich gab jeder europäische Gefangene durchschnittlich drei traumatische Erlebnisse an, bei ca. einem Siebtel der Befragten hatte sich aus den traumatischen Erfahrungen eine Posttraumatische Belastungsstörung entwickelt. Aus den Ergebnissen folgt die Forderung nach einer konsequenteren Erfassung psychiatrischer Erkrankungen bei Gefangenen des regulären Strafvollzugs sowie einer Verbesserung der Versorgungsbedingungen im Sinne einer Angleichung an die allgemeine Psychiatrie.
In der vorliegenden Studie nutzten wir die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), um verschiedene Teilaspekte des kreativen Schreibprozesses zu untersuchen. 28 Probanden wurden dazu einem Testverfahren unterzogen, das auf einem gänzlich neuen fMRT-Paradigma basierte. Es beinhaltete die Aufgaben „Brainstorming“ (Ideengeneration hinsichtlich einer individuellen Textfortsetzung eines gegebenen literarischen Textausschnitts) und „Kreatives Schreiben“ (tatsächliches Niederschreiben einer kreativen Fortsetzung des gegebenen Textausschnitts) sowie die Kontrollbedingungen „Lesen“ und „Abschreiben“. Die Erfassung der individuellen verbalen Kreativität eines jeden Probanden erfolgte zum einen mit Hilfe eines verbalen Kreativitätstests, zum anderen durch eine professionelle Beurteilung aller Texte. Die Aufgabe des „Brainstormings“ zeigte ein Netzwerk von parieto-fronto-temporalen Gehirnaktivierungen, das kognitive, sprachliche und kreative Prozesse widerspiegelte. Des Weiteren aktivierte die Aufgabe des „Brainstormings“ visuelle Funktionen sowie das Vorstellungsvermögen und induzierte darüberhinaus bereits die motorische Vorbereitung des Schreibens. Die Hirnaktivitäten während der Aufgabe des „Kreativen Schreibens“ zeigten die motorischen und visuellen Funktionen des handschriftlichen Schreibens ebenso wie kognitive und sprachassoziierte Prozesse. Eine Subtraktionsanalyse zwischen den Aktivierungen des „Kreativen Schreibens“ und des (bloßen) „Abschreibens“ eines Textes stellte die folgenden kognitiv-kreativen Leistungen dar: den Abruf episodischer Gedächtnisinhalte, eine hohe Beteiligung semantischer Integrationsprozesse sowie die Anwendung eines frei-assoziativen und spontanen Denkstils. Diese Prozesse zeigten sich in rechts-hemisphärisch betonten Aktivierungen beider Temporalpole, beider Hippocampusformationen und des bilateralen posterioren cingulären Kortex. Eine Korrelationsanalyse zwischen den Ergebnissen der Subtraktionsanalyse „Kreatives Schreiben minus Abschreiben“ und den Ergebnissen des verbalen Kreativitätstests stellte Aktivierungen im linken inferioren frontalen Gyrus (Brodmann Areal (BA) 45) und im linken superioren temporalen Gyrus am Übergang zum Temporalpol (BA 38) dar. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass an den untersuchten Schreibprozessen verbal-kreative Fähigkeiten wie Wortgewandtheit, semantischer Gedächtnisabruf sowie semantische Integrationsprozesse beteiligt sind.
Das Pankreaskarzinom hat mit einer durchschnittlichen Lebenserwartung von vier bis sechs Monaten nach der Diagnosestellung und einer 5-Jahres-Überlebensrate von lediglich 6 % eine extrem schlechte Prognose. Neben Umweltfaktoren beeinflussen verschiedene Mutationen (p53, Kras), die die Entstehung und Progression eines Pankreaskarzinoms. Aufgrund der geringen chirurgischen Möglichkeiten konzentriert sich die Behandlung auf chemotherapeutische, radiotherapeutische und alternative Maßnahmen. Einen großen Schwerpunkt in der Karzinombehandlung bildet dabei das Signalnetzwerk der EGF-Rezeptoren, die zelluläre Prozesse, wie Wachstum, Differenzierung, Zellmotilität und das Überleben der Zelle regulieren. Viele Therapeutika gegen das EGFR Signalnetzwerk befinden sich zurzeit in der klinischen Testphase, zeigten jedoch bisher nur marginale Überlebensvorteile für die behandelten Patienten. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den therapeutischen Nutzen einer Anti-EGFR-Therapie bei der Tumorbehandlung näher zu bestimmen. In Zellkulturanalysen konnte nachgewiesen werden, dass auch bei Vorliegen einer Kras-Mutation die Signaltransduktion der EGF-Rezeptoren durch externe Wachstumsfaktoren zusätzlich aktiviert wird und einen Einfluss auf die Zellproliferation und Migration haben kann. In beiden Tiermodellen (p48+/cre; LSL-KrasG12D / p48+/cre; LSL-Trp53R172H/+; LSL-KrasG12D) kommt es zu endogenen pankreasspezifischen Veränderungen, die durch die Kras-Mutation hervorgerufen und durch die zusätzliche p53-Mutation verstärkt wurden. Die Analyse der Histologien zeigte eine Zunahme der Expressionsraten einzelner Rezeptoren und Liganden vom prämalignen Stadium zum Tumorgewebe. Die Expression der Rezeptoren korrelierte mit den Dysplasiegraden der Zellen in den duktalen Läsionen. Dabei wurden die Rezeptoren HER-1 und HER-2 nur zu Beginn der Tumorentstehung exprimiert, die Rezeptoren HER-3 und HER-4 überwiegend im späteren Verlauf der. Zusätzlich konnte nachgewiesen werden, dass einige der Läsionen durch Transdifferenzierung auch aus Inselzellen entstanden sind. Die hier gewonnenen Ergebnisse zeigen die Individualität einzelner Tumore die aus einem Gewebe entstehen und verdeutlichen die Notwendigkeit einer Protein-Expressionsanalyse vor Beginn einer Antitumorbehandlung. Dadurch können Therapeutika gegen das EGFR-System spezifischer eingesetzt, ihre Effizienzen erhöht, Nebenwirkungen reduziert werden und unnötige bzw. wirkungslose Therapien vermieden werden.
The worldwide distribution and prevalence of melioidosis, an infectious disease caused by the soil-dwelling Gram-negative bacterium Burkholderia pseudomallei, is unknown. In Vietnam, sporadic cases of melioidosis have been reported for decades, but clinical and epidemiological data for the indigenous population are still scarce. In this study, we reviewed clinical and demographic data of patients with culture-proven melioidosis diagnosed at a single large referral hospital in Hanoi between November 1997 and December 2005. The clinical manifestations of melioidosis with fatal septicaemia as the most common presentation, a high rate of underlying diseases and a peak of cases admitted during the wet season were similar to studies from other endemic areas. The geographical origin of melioidosis patients shows that melioidosis exists in at least 18 northern provinces. The characterization of clinical B. pseudomallei strains by multilocus sequence typing identified 17 different sequence types (STs), ten of which have (as yet) not been found outside Vietnam. Several of these STs presumably were generated through recent evolutionary events in this rapidly diversifying bacterial species, and thus restricted geographic distribution may be a consequence of limited time passed since emergence. In order to define the distribution of the bacterium in the environment, our study also aimed to develop a more sensitive culture method for the detection of B. pseudomallei from soil samples in endemic areas compared to the currently used culture method based on soil dispersion in water. Our newly developed protocol involving soil dispersion in a polyethylene glycol and sodium deoxycholate solution increased the yield of viable B. pseudomallei from soil samples. Comparative testing of soil samples from Northeast Thailand covering a wide range of B. pseudomallei concentrations demonstrated a significantly higher recovery (p < 0.0001) of B. pseudomallei colony forming units by the new method compared to the conventional method. Our data indicate that using the detergents polyethylene glycol and sodium deoxycholate not only results in a higher recovery of viable B. pseudomallei, but also results in a shift in the bacterial species recovered from soil samples. Molecular methods based on direct bacterial nucleic acid extraction from environmental samples and subsequent amplification have the potential to overcome many restrictions of traditional microbiological approaches. Moreover, culture-dependent methods require special expertise in recognizing B. pseudomallei colony morphologies. Thus, a highly sensitive culture-independent DNA-based method that allows direct quantification of B. pseudomallei from soil is needed, particularly in diagnostic laboratories outside endemic areas. We therefore aimed to establish a protocol for B. pseudomallei soil DNA isolation, purification and quantification by qPCR targeting a type three secretion system 1 single copy gene. This assay was validated using 40 soil samples from Northeast Thailand that underwent parallel bacteriological culture. All 26 samples that were B. pseudomallei-positive by direct culture were B. pseudomallei qPCR-positive, with a median of 1.84 x 104 genome equivalents (range 3.65 x 102 to 7.85 x 105) per gram of soil. This was 10.6 fold (geometric mean; range 1.1 to 151.3) higher than the bacterial count as defined by culture. Moreover, the qPCR detected B. pseudomallei in seven samples (median 36.9 genome equivalents per g soil; range 9.4 to 47.3), which were negative on direct culture. These seven positives were reproduced using a nested PCR targeting a second, independent B. pseudomallei-specific sequence. Two samples were direct culture and qPCR negative but nested PCR positive. Five samples were negative by both PCR methods and culture. In conclusion, this is the first report on a series of cases describing clinical and epidemiological features of melioidosis and corresponding Burkholderia pseudomallei strains from northern Vietnam. Moreover, our newly developed culture-based and PCR-based methods provide highly specific and sensitive tools for the quantitative environmental surveillance of B. pseudomallei.
Non-thermal atmospheric pressure plasma has recently been shown to have broad application potential for medical as well as industrial purposes. Improved wound healing and tissue decontamination have been described as consequences of non- thermal plasma treatment. However, thus far the underlying molecular mechanisms in human tissues have only been partially characterized. In this work a two-dimensional difference in-gel electrophoresis (2D-DIGE) approach was used and an analysis-workflow to study the response of human cells to atmospheric pressure non-thermal plasma was established. Human S9 bronchial epithelial cells were used as a model for airway epithelial cells. They were treated with atmospheric pressure plasma jet (APPJ) for different periods of time. Subsequently, time-resolved comparative proteome analysis was used to study the complex cellular adaptation reactions after a 120 sec plasma treatment, which accelerated wound healing in a clinically relevant model. The results indicate, that intracellular oxidative stress due to the non-thermal plasma treatment either leads to cell death or to proliferation. The oxidative stress response, mediated by Nrf2, appears to play a pivotal role in molecular signalling and might be a key pathway determining the fate of stressed cells. This thesis demonstrates changes in Nrf2-expression after non-thermal plasma treatment. Furthermore, potential protein biomarker candidates for evaluation of oxidative stress after non-thermal plasma treatment were identified. Finally, it is shown, that the cytosolic concentrations of IL-1beta and IL-33 were decreased following non-thermal plasma treatment. Thus, modulation of innate immune response by non-thermal plasma treatment of epithelial cells (ENTplas treatment) is concluded.
The widespread use of natural and synthetic estrogens or chemicals with estrogenic activities is causing an increasing accumulation of estrogenic compounds in the environment. Already at very low concentrations these estrogenics can severely affect the wildlife, particularly in an aquatic environment. For these reasons measuring devices for detecting estrogen contaminations are in great demand. The majority of the analytical methods and bioassays on the market so far, lack semi-online adaptability, and usually cannot be used for automatic and continuous determination. Therefore, we have embarked on the development of new systems, which are able to fulfil those demands. The EstraMonitor combines recombinant A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK yeast cells as the microbial component with an amperometric detection method to analyze estrogenic contaminations. A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK was constructed by Kaiser et al. (2010). These cells were engineered to co-express the human estrogen receptor (hERa) gene and the inducible phytase (phyK, derived from Klebsiella sp. ASR1) reporter gene under control of a promoter with estrogen response elements (EREs). In the presence of estrogenic substances, such as 17ß -estradiol (E2), the phyK gene is expressed and recombinant phytase is secreted into the media. The level of phytase is quantified by amperometric detection using substrate p-aminophenyl phosphate (p-APP). Phytase dephosphorylates p-aminophenyl phosphate (p-APP) into an intermediate product p-aminophenol (p-AP). p-AP is electroactive and oxidized at the electrode. This generates electrons and produces a current which is proportional to the level of phytase activity. Since phytase activity is directly correlated to the E2 concentration, the estrogenic activity can thus be calculated from the current measured. The microbial component of the EstraMonitor, the non-immobilized A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK, works well with the amperometric method in a quantitative manner. The optimal applied potential determined for amperometric measurements was 150 mV and provided a low background signal for the amperometric detection. The half maximal effective concentration (EC50) and limit of detection (LoD) values for E2 obtained from amperometric measurements with the EstraMonitor were 69.9 ng L-1 and 44.5 ng L-1, respectively. The measuring procedure of the EstraMonitor system including incubation of A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK cells with E2, subsequently incubation with electrochemical substrate (p-APP), and signal recordation is completed within only 4 h and 10 min. Out of this total time, amperometric detection including substrate incubation and signals recordation takes only 10 min out of total time. The use of immobilized cells for a microbial biosensor is an essential advantage of the EstraMonitor system because it allows easy-handiness next to long-term stability and reusability. Immobilized A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK cells revealed excellent properties which make them very suitable for semi-online, automatic and continuous monitoring. They were stable up to 30 days when stored at 4 °C. Furthermore, they could be reused up to 15 times. The EC50 and LoD values achieved for E2 using immobilized cells in combination with amperometric detection were 20.9 and 8.3 ng L-1, respectively. Furthermore, this application also removes the need to separate cells by centrifugation, to sterilize the samples as well as to cultivate repeatly. Additionally, both immobilized and non-immobilized A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK cells remain fully functional in a wide range of untreated wastewater samples and in environments containing up to 5% NaCl. To enhance the sensitivity and reduce the time for estrogenic determination, an alternative A. adeninivorans G1214/YRC103-hERa-phyK strain was developed. This strain can produce a detectable amount of phytase within 2 h after induction with E2. It offers an improved microbial component in terms of sensitivity and time-effectiveness. In addition, to reduce the cost for estrogenic detection an alternative substrate, ascorbic acid 2-phosphate (AA2P), was tested. AA2P, which is both cheap and widely available, performed better than p-APP. The EC50 and LoD values for E2 obtained with AA2P were 15.69 and 0.92 ng L-1 versus 20.09 and 8.3 ng L-1 when examined with p-APP, respectively. Taken together, the EstraMonitor is an automated system with respect to sample cycling, sample measuring and calibration supplemented with an alarm function. This system makes it possible to control estrogenic activity semi-online, automatically and continuously. These are advantages of the EstraMonitor compared to other estrogenic detection systems. It can thus be concluded that, the EstraMonitor is a powerful and feasible semi-online device for monitoring estrogenic activity especially adapted for the use in sewage treatment plants.
Der Myokardinfarkt ist eine der wesentlichen Mortalitätsursachen in den westlichen Industrieländern. Für das Outcome der Patienten nach Myokardinfarkt ist die Größe der Infarktnarbe von prognostischer Bedeutung. Nach therapeutischer Rekanalisation des betroffenen Herzkranzgefäßes entsteht durch einen aktiven Prozess eine Myokardnarbe. Durch Perfusionsmanöver oder verschiedene Pharmaka vor und auch nach einem Infarkt lässt sich die Ausprägung der Narbe beeinflussen und die Größe der Narbe reduzieren. Zu diesen Pharmaka gehören die PDE-5-Inhibitoren, unter anderem Vardenafil. Die Signalkaskade, welche das protektive Signal vermittelt, ist nur zu Teilen erforscht. Diese Arbeit etablierte ein Modell in isolierten Rattenherzen, zeichnete eine Dosisfindungskurve des protektiven Effektes von Vardenafil und konnte unter Einsatz verschiedener Enzymblocker nachweisen, dass Vardenafil sein Signal über eine intrazelluläre NO-Erhöhung und eine Aktivierung der Proteinkinase G vermittelt. Ferner konnte dargestellt werden, dass der aus einer PDE-5-Inhibitoren-Gabe resultierende cGMP-Level-Anstieg intrazellulär ein sensibler Faktor ist und ein überschießender Anstieg eine Myokardprotektion verhindert.
Im Rahmen der vorliegenden Studie kann gezeigt werden, dass durch eine Supplementierung der total parenteralen Ernährung mit Lipidinfusionen, welche unterschiedliche Verhältnisse von n-3 und n-6-Fettsäuren enthalten, das Plasmafettsäureprofil rasch und umfassend geändert werden kann. Dies kann vor allem durch signifikant unterschiedliche Eicosapentaensäure- und Docosahexaensäure-, aber auch Linolsäure- sowie alpha-Linolensäure - Plasmaspiegel zwischen der Interventionsgruppe, ernährt mit einer Lipidemulsion mit einer n3:n6- Fettsäurezusammensetzung von 1:2 und der Kontrollgruppe, ernährt mit einer Lipidemulsion mit einem n3:n6-Verhältnis von 1:7, nachgewiesen werden. Zu Beginn der Therapie noch vor Intervention liegen die Konzentrationen aller Fettsäuren in ähnlichen Bereichen ohne signifikante Unterschiede, ebenso fällt das Verhältnis der n3/n6- Fettsäuren zu Beginn der Therapie bei der Interventions- wie bei der Kontrollgruppe nahezu identisch aus. Mit Beginn der Infusionstherapie unterscheiden sich die Verhältnisse zwischen Interventions- und Kontrollgruppe rasch und deutlich. Ab dem ersten Tag der Infusion können innerhalb der Interventionsgruppe und der Kontrollgruppe signifikante Änderungen im Vergleich zu Tag null beobachtet werden, weiterhin auch bei Patienten mit SIRS, jedoch nicht bei Patienten ohne SIRS. Beim Vergleich der zueinander korrespondierenden Strata der beiden Gruppen, also Patienten mit SIRS im Vergleich der Interventions- und Kontrollgruppe und vice versa ist auch hier ein deutlicher Unterschied zueinander ab dem ersten Tag der Infusion zu erkennen.Die durch zahlreiche andere Studien aufgezeigten Vorteile einer parenteralen Ernährung mit n-3-Lipidlösungen können nicht alle durch signifikante Unterschiede zwischen Interventions- und Kontrollgruppe bestätigt werden. Patienten der Interventionsgruppe zeigen eine Tendenz hin zu geringeren APACHE-II-Score Werten und geringeren Insulinbedarf. Modifikationen der Entzündungsmarker können nur bei Interleukin-6 nachgewiesen werden, jedoch nur bei Patienten ohne SIRS. Ein entscheidender Einfluss auf die Zahl der Leukozyten oder Thrombozyten zeigt sich nicht. Eine erhöhte Blutungsneigung bzw. ein erhöhter Bedarf an Bluttransfusionen innerhalb der Interventionsgruppe lassen sich nicht feststellen. So kann durch diese Studie gezeigt werden, dass durch ein n-3/n-6-Verhältnis von 1:2 im Vergleich zu einem Verhältnis von 1:7 die Entzündungsparameter und das klinische Outcome nicht ungünstig beeinflusst werden. Schwerwiegende gefürchtete Nebenwirkungen, wie vermehrte Blutungsereignisse, eine Schwächung des Immunsystems und daraus resultierende vermehrte nosokomniale Infektionen verbunden mit einem verlängerten Klinikaufenthalt oder eine erhöhte Mortalität bestätigen sich nicht.
Krisensituationen können zu einer Vielzahl von Verletzten und Toten sowie zu psychischen Folgen und traumatischen Erinnerungen bei Überlebenden führen. Die vorliegende Studie ist eine der ersten explorativen Untersuchungen, die emotionale, kognitive und behaviourale Reaktionen während der Krisensituationen Terrorattentate, Gebäudebrände und Gebäudeeinstürze sowie den Naturkatastrophen Flut und Erdbeben in Europa mit denselben Messinstrumenten erhebt. Zusätzlich zu einer umfassenden Darstellung menschlicher Reaktionen in Krisensituationen wurde der Einfluss von unterschiedlichen Parametern, wie Art der Krisensituation, posttraumatischem Stress und Zeit zwischen dem Ereignis und dem Interview auf Reaktionen in Krisensituationen und Gedächtnisfunktionen erhoben. Individuelle und situationale Variablen wurden in Bezug zu den Variablen peritraumatischer, emotionaler Stress und Risikowahrnehmung sowie posttraumatischer Stress gesetzt. Emotionale, kognitive und behaviourale Reaktion in verschiedenen Krisensituationen waren überwiegend universell, lediglich die Hinweisreize und die Interpretation, die zu dem Ereignis berichtet wurden, unterschieden sich. Die Arten der Reaktion unterschieden sich zwischen instinktiv-automatisch, rational-ruhig und Resignation. Die häufigsten Reaktionen waren altruistisch und adaptiv auf behaviouraler, Angst und Panik auf emotionaler sowie eine hohe Risikowahrnehmung auf kognitiver Ebene. Überlebende mit hohem posttraumatischem Stress berichteten auf der einen Seite häufiger über Dissoziation und Derealization sowie physiologische Reaktionen, zusätzlich waren sie bei Ausbruch der Krisensituation häufiger in ihrer Wahrnehmung eingeschränkt und weniger proaktiv bei der Flucht/ Evakuierung. Auf der anderen Seite zeigte weder der posttraumatische Stress, noch die Art der Krisensituation oder die Zeit, die seitdem Ereignis vergangen war, eine Auswirkung auf die Gedächtnisfunktion. Die Intensität des peritraumatischen, emotionalen Stresses und der Risikowahrnehmung sowie des posttraumatischen Stress unterschied sich signifikant zwischen den verschiedenen Krisensituationen. Weitere signifikante Einflussgrößen von post- und peritraumatischen Faktoren sind: Geschlecht, Alter, Bildung, eigene Verletzungen und Tote während der Situation. Basierend auf der Analyse von Berichten der Überlebenden und theoretischen Modellen wurde ein Fragebogen entwickelt, der inhaltlich und psychometrisch mit Überlebenden von Krisensituationen sowie Teilnehmern, denen Notfallszenarien verschiedener Krisensituationen vorgelegt wurden, getestet wurde. Ein besonderes Merkmal lag auf dem dynamischen Ansatz des Fragebogens, dem sog. Staging, bei dem peritraumatische Emotionen und Kognitionen zu drei Zeitpunkten der Krisensituation wiederholt wurden. Zwischen Überlebenden bzw. Szenario-Teilnehmern gab es kaum Unterschiede, wohingegen sich Geschlecht, Art des Szenarios und Stadium der Krisensituation signifikant auf die Antworttendenzen auswirkten. Ergebnisse der Studien legen nahe, dass die Konstrukte emotionale, kognitive und behaviourale Reaktionen in Krisensituationen adaptiv sind, sowie sich wechselseitig beeinflussen. Der dynamische Verlauf von menschlichen Reaktionen, sowie der Einfluss von individuellen Faktoren und Charakteristika der Krisensituation, nicht nur auf Reaktionen während der Krisensituation, sondern auch auf posttraumatische Anpassungs- und Stresssymptome sind weiter zu untersuchen. Die aus der Untersuchung gewonnenen Forschungsansätze können durch eine interkulturelle Validierung des Fragebogens, der auf peritraumatische Reaktionen in verschiedenen Krisensituationen maßgeschneidert ist, weitergeführt werden.
The leading hypothesis of why organisms age is the “Free Radical Theory of Aging”, which states that the accumulation of reactive oxygen species (ROS), such as superoxide (O2•-) and hydrogen peroxide (H2O2), causes protein, lipid and DNA damage and leads to the observed age-related decline of cells and tissues. A major obstacle in analyzing the role of oxidative stress in aging organisms is the inability to precisely localize and quantify the oxidants, to identify proteins and pathways that might be affected, and ultimately, to correlate changes in oxidant levels with the lifespan of the organism. To directly monitor the onset and extent of oxidative stress during the lifespan of Caenorhabditis elegans, we utilized the fluorescent H2O2 sensor protein HyPer, which enabled us to quantify endogenous peroxide levels in different tissues of living animals in real time. We made the surprising observation that wildtype C. elegans is exposed to very high peroxide levels during development. Peroxide levels drop rapidly as the animals mature, and low peroxide levels then prevail throughout the reproductive age, after which an age-accompanying increase of peroxide level is observed. These results were in excellent agreement with findings obtained by using the highly quantitative redox proteomic technique OxICAT, which monitors the oxidation status of redox-sensitive proteins as read-out for onset, localization, and protein targets of oxidative stress. By using OxICAT, we detected increased protein thiol oxidation during the development of C. elegans and in aging animals. Many processes in C. elegans might potentially contribute to the elevated peroxide levels observed during development, including cuticle formation, apoptosis, proliferation, gametogenesis, or ROS signaling. The finding that all investigated C. elegans mutants regardless of their lifespan are exposed to high developmental peroxide levels argues for ROS accumulation to be a universal and necessary event. Yet, recovery from the early oxidative boost might determine the subsequent adult lifespan, as we found that long-lived daf-2 mutants transition faster to reducing conditions than short-lived daf-16 mutants, which retain higher peroxide levels throughout their mature life. These results suggest that changes in the cellular oxidant homeostasis, encountered at a very early stage in life, might determine subsequent redox levels and potentially the lifespan of organisms. Manipulation of developmental oxidant levels using glucose restriction or a short bolus of superoxide caused a disruption in developmental growth, a delay in reproduction, and a shortened lifespan. These results suggest that developmental oxidant levels are fine-tuned and optimized. Future experiments are aimed to investigate the sources of developmental hydrogen peroxide, and to elucidate whether active down-regulation of antioxidant enzymes during the larval period might foster peroxide accumulation. Preliminary results indicate that this might indeed be the case for peroxiredoxin 2, whose expression was significantly lower during development than at later stages in life. Finally, we investigated whether the observed variances in the developmental peroxide levels of individual worms within a synchronized wildtype population might be responsible for the observed significant variances in lifespan, and hence could serve as a predictor for adult lifespan. Preliminary results revealed that neither too low nor too high peroxide levels during development are beneficial for the lifespan of wildtype worms, suggesting that ROS level during development might be optimized for maximized lifespan. Future experiments aim to reveal the processes that are affected by ROS and which might influence the individual’s lifespan early in life.
Die retrospektive Studie sollte die Behandlungsstrategie von Patientinnen mit einem Gestationsdiabetes am Universitätsklinikum in Greifswald in den Jahren 2004-2006 darstellen. Mit der Studie sollten das Management des GDM im Hinblick auf die Diagnosestellung und Therapiemodalitäten sowie das maternale und fetale Outcome retrospektiv untersucht werden. In die Studie wurden insgesamt 74 Patientinnen mit Gestationsdiabetes aufgenommen. Folgende Parameter wurden retrospektiv untersucht: mütterliche Anamnese, Verlauf der Schwangerschaft, Verlauf der Geburt sowie fetales Outcome. Besondere Gewichtung wurde auf den Vergleich der Gestationsdiabetikerinnen ohne Insulin (GDM/I-, n=36) und mit Insulintherapie (GDM/I+, n=38) gelegt. Die beiden Gruppen unterschieden sich nicht statistisch signifikant bezüglich Alters, BMI, Gravidität, Parität, Gewichtszunahme in der Schwangerschaft, durchschnittlicher Blutzuckerwerte im oGTT, pathologischer Fruchtwassermenge, schwangerschaftsinduzierter Hypertonie und Infektionen während der Schwangerschaft, Schwangerschaftsdauer, Häufigkeit primären und sekundären Sectiones cesarea, Geburtsdauer sowie des perinatalen Zustandes. Es zeigte sich weder bezüglich der Häufigkeit von SGA (<10.Perzentile) Kindern noch bezüglich der Häufigkeit von LGA (>90. Perzentile) Kindern ein statistisch signifikanter Unterschied. Bei Schwangeren mit Insulintherapie (GDM/I+) lag die gesamte Rate anamnestischer Frühgeburten, habitueller Aborten und Totgeburten deutlich höher im Vergleich zu der Gruppe GDM/I- (47,37 % vs. 22,22 %; p<0,05). Die familiäre Vorbelastung bezüglich Diabetes mellitus konnte signifikant häufiger in der Gruppe mit Insulin nachgewiesen werden (93,10 % vs. 68,75 %; p<0,05). Die stationäre Einweisung erfolgte in der Gruppe ohne Insulin relativ spät im Vergleich zu GDM/I+ (im Durchschnitt 33.SSW vs. 28.SSW; p<0,05). In der glykämischen Kontrolle bezüglich der Blutglukose-Mittelwerte im Tagesprofil konnten bis zur 38.SSW keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Gruppen nachgewiesen werden. Ab der 38.SSW konnte im Vergleich zu der Insulingruppe eine deutlich schlechtere glykämische Kontrolle bei Gestationsdiabetikerinnen ohne Insulintherapie gezeigt werden (Blutglukose-Mittelwert im Durchschnitt 4,53 mmol/l ohne Insulin vs. 4,03 mmol/l mit Insulin; p<0,05). Betrachtet man die Blutzucker-Maximalwerte, so konnten bereits bis zur 25.SSW (durchschnittliche Maximalwerte: 4,75 mmol/l ohne Insulin vs. 7,44 mmol/l mit Insulin; p<0,05) sowie von der 30.SSW bis zur 34.SSW (durchschnittlich: 6,10 mmol/l ohne Insulin vs. 7,87 mmol/l mit Insulin; p<0,05) deutliche Unterschiede zwischen beiden Gruppen festgestellt werden. Die Blutzuckermaximalwerte waren in den Zeiträumen deutlich höher in der Insulingruppe. Statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen fanden sich bezüglich der fetalen Makrosomie bei der ersten sonographischen Kontrolle von der 28. bis zur 31. SSW (39,29 % GDM/I+ vs. 5,56 % GDM/I-; p=0,0279), im weiteren Schwangerschaftsverlauf waren die Unterschiede nicht signifikant. Bei der Geburt wurde die Makrosomie lediglich bei 13,16 % (n=5/38) der Neugeborenen GDM/+ und bei 11,11 % (n=4/36) der Neugeborenen GDM/I- bestätigt. Von den makrosomen Neugeborenen wurden nur 33,33 % (3/9 ohne Insulin) und 55,56 % (5/9 mit Insulin) sonographisch während der Schwangerschaft als makrosom eingestuft. Bezüglich der sonographisch ermittelten Fruchtwassermenge im Sinne eines Polyhydramnions, konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Gruppen gefunden werden (p≥0,05). Dabei ist zu beachten, dass nach den damaligen Richtlinien der Klinik gerade die fetale Makrosomie und Zeichen des Polyhydramnions die Indikation für die Insulintherapie darstellten. Die Geburtseinleitung lag signifikant höher in der Gruppe mit Insulin (65,79 %) im Vergleich zu GDM/I- (33,33 %; p<0,05). Weiterhin war die Verlegung in die Neonatologische Klinik nach der Insulintherapie erwartungsgemäß häufiger in der Insulingruppe im Vergleich zu Neugeborenen der Mütter ohne Insulin (68,42 % vs. 19,44 %; p<0,05). Aus der retrospektiven Betrachtung lassen sich folgende Verbesserungspotenziale bei dem GDM-Management ableiten: Erstellung eines leitliniengestützten und zentralisierten Konzepts für die Diagnostik und Therapie des GDM, Ausweitung der präkonzeptionellen Beratung nach anamnestisch bekanntem GDM, verstärkte metabolische und biometrische Kontrolle in der Schwangerschaft nebst detaillierter Dokumentationsführung, Gewichtskontrolle während der Schwangerschaft, eingehende Ernährungsberatung und –schulung sowie Lebensstilinterventionen. In der Indikationsstellung für Insulin beim GDM seien darüber hinaus weitere Verbesserungen erforderlich. Die im Jahr 2011 vorgestellte neue Leitlinie liefert hier gute Handlungsansätze.
Es gibt eine Fülle von Veröffentlichungen, welche den besorgniserregenden gesundheitlichen Zustand der Lehrer in Deutschland aufzeigen. Ziel dieser Arbeit war es, diesen Zustand genauer zu erforschen und Hinweise für eine effektivere Gestaltung von Interventions- bzw. Präventionsmaßnahmen zu finden, damit Lehrer gesünder und mit mehr Freude in ihrem Beruf arbeiten können. Die gesundheitlichen Beschwerden der Lehrer wurden in Bezug auf ihr Alter, ihr Geschlecht und auf ihre Zugehörigkeit zu einem bestimmten Verhaltens- und Erlebensmuster untersucht. Neu ist vor allem die Betrachtung ihrer Beschwerden im Zusammenhang mit den Qualitätsmerkmalen einer Schule. Es wurden insgesamt 636 Lehrer aus Mecklenburg-Vorpommern unter Verwendung eines vierteiligen Fragebogens untersucht. Lehrerinnen gaben in dieser Untersuchung in einem größeren Ausmaß gesundheitliche Beschwerden an als Männer. Für einen Zusammenhang zwischen dem Alter der Lehrer und ihren gesundheitlichen Beschwerden gab es keinen Anhalt. Es konnte jedoch ein Zusammenhang zwischen den Beschwerden der Lehrer und ihren arbeitsbezogenen Verhaltens- und Erlebensmustern sowie dem Vorhandensein von Qualitätsmerkmalen einer Schule festgestellt werden. Eine Erklärung für das stärker ausgeprägte Beschwerdeausmaß der Lehrerinnen könnte die häufig stärkere familiäre Einbindung der Lehrerinnen sein, welche zur Arbeitsbelastung noch hinzutritt. Es kann außerdem angenommen werden, dass Lehrerinnen und Lehrer unabhängig von ihrem Alter verschiedene Kompetenzen und Puffermechanismen besitzen. Vor allem das persönliche Stressempfinden der Lehrer und der individuelle Umgang damit, scheint einen besonders großen Einfluss auf ihren Gesundheitszustand zu haben. Es erscheint sinnvoll, Präventions- und Interventionsmaßnahmen zukünftig individueller auszurichten.
Ribozymes for Aminoacylation
(2012)
Aminoacyl-tRNA synthetases (aaRS) are at the heart of modern translation, catalyzing the accurate biosynthesis of aminoacyl-tRNAs. According to the RNA world hypothesis, the early translation system should have aminoacylation ribozymes for RNA aminoacylation. For this, an aaRS ribozyme system, consisting of the KK13 ribozyme and the C3a ribozyme was successfully designed, which can perform both amino acid activation and aminoacyl transfer reaction. Generation of such aminoacylation ribozyme system would fill up the gap between the RNA world and the modern biological world. In addition, two types of diversified aminoacylation ribozymes, symmetrical ribozymes and self-assembling ribozymes were successfully developed, which may have great meaning in the origin of life.
1 Zusammenfassung In der vorliegenden Studie wurden verschiedene Materialien zur Herstellung von dentalen Registraten auf ihre Eignung im Zusammenhang mit der FGP-Technik („Functionally Generated Path“) untersucht. Dazu wurden Versuche an Modellen von 2 Zähnen (Position 15 und 26) bei 4 verschiedenen Kondylenbahnwinkeln (10° bis 70°) jeweils drei Führungsspuren bei Okklusionsversuchen in einem Artikulator ausgewertet. In Vorversuchen wurden 3 der 11 untersuchten Materialien als grundsätzlich geeignet ermittelt: Metal-Bite, Futar-D-Scan sowie Bisswallwachs. Das, für eine Isolierung der Registrate von den Modellen am besten geeignete Trennmittel, war menschlicher Speichel. Die wichtigsten Ergebnisse der Versuche waren: Die Spannweite der gemessenen Disklusionswinkel lag zwischen 0° und 40°. Im Unterkiefer betrugen sie im Mittel etwa 12°, während im Oberkiefer durchschnittlich 13,0° bzw. 25,7° gemessen wurden. Jeweils 3 Versuche unter exakt gleichen Bedingungen zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zeigten Abweichungen dieser Winkel von durchschnittlich 21,9 % bis 34,7 % voneinander. In Einzelfällen reichten die Abweichungen bis über 100 %. Die prozentualen Abweichungen waren bei größeren Winkeln tendenziell kleiner als bei kleineren. Die unteren Disklusionswinkel nahmen in Abhängigkeit vom Registratmaterial in der Reihenfolge Bisswallwachs (Mittelwert etwa 14°), Futar-D-Scan (12°), Metal-Bite (9°) ab, die oberen Disklusionswinkel nahmen in der gleichen Reihenfolge tendenziell zu. Eine stetige Zu- oder Abnahme der Disklusionswinkel mit zunehmenden Kondylenbahnwinkeln war nicht festzustellen (Ausnahme: α1oben). Ein statistisch signifikanter Einfluss des Kondylenbahnwinkels auf die Disklusionswinkel war nur für den Winkel α1oben nachzuweisen. Der Zusammenhang zwischen den Disklusionswinkeln α1unten undα2unten war mit R=0,54 am deutlichsten, gefolgt von demjenigen zwischen α1oben und α2oben mit R=0,42. Die Zusammenhänge zwischen den unteren und oberen Winkeln waren dagegen invers (R-Werte kleiner als 0).
Zusammenfassung Die Anwendung LWS-Funktionsaufnahmen im lateralen Strahlengang sind trotz aller damit verbundenen Probleme ein Teil in der Diagnostikkaskade der lumbalen Segmentinstabilität. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass eine Beurteilung von Funktionsröntgenaufnahmen mit einem individuellen Fehler verbunden ist. Eine Korrelationsanalyse ist für diese Fragestellung nicht geeignet, da alle Korrelationskoeffizienten > 0,61 (=gute Übereinstimmung) waren. Werte mit der höchsten Rate an Übereinstimmung wurden bei der Anwendung des translatorischen Verfahrens nach Panjabi [54] erhoben, womit dieses Verfahren zu empfehlen ist. Der Fehler bei zweimaliger Beurteilung ein und desselben Röntgenbildes (Intraobservervariabilität) über alle drei Untersucher hinweg betrug 61,7% Hierbei zeigten sich translatorische Verfahren etwas genauer als angulatorische. Die Untersuchervergleiche über alle drei Untersucher hinweg ergaben eine Abweichung (Interobservariabilität) von 54,9%. Somit ist die Nicht-Übereinstimmung aller Messungen bei der Interobservariabilität niedriger gegenüber Intraobservervariabilität. Eine mehrmalige Messung durch ein und denselben Untersucher bringt keinen Vorteil. Beurteilt man nur die Abweichungen der Messungen, die von den einzelnen Untersuchern in die nächst höher pathologische Kategorie klassifiziert wurden, findet sich über alle Messungen, Untersuchungen und Verfahren hinweg eine Abweichung von 8,6%.
Die Umsetzung der Leitlinien zu hüftgelenknahen Frakturen wird anhand der Daten der externen Qualitätssicherung (BQS) aus den Jahren 2003-2005 in Nordrhein-Westfalen untersucht. 48831 Datensätze konnten ausgewertet werden. Untersucht wurden die Parameter präoperative Verweildauer, Thrombose- und Antibiotikaprophylxe und im Hinblick auf das Risiko für Thrombembolie und Letalität bewertet. 64% der Eingriffe erfolgen zeitgerecht, eine Thromboseprophylaxe wird in 99% der Fälle durchgeführt. Es kann kein Zusammenhang zwischen der präoperativen Liegezeit und der Thrombembolie- sowie Letalitätsrate hergestellt werden. Die Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie werden in Nordrhein-Westfalen in den Jahren 2003-2005 nahezu umgesetzt.
Charakterisierung plasmamembrangebundener Proteasen von Nicotiana tabacum und Hordeum vulgare
(2012)
Es wurden erstmals zwei plasmamembrangebundene Proteaseformen in den Wurzeln der Gerste massenspektrometrisch identifiziert und den Metalloaminopeptidasen der Peptidasefamilien M17 und M24 zugeordnet. Ausgehend von Enzymaktivitätstests mit verschiedenen Substraten und gelelektrophoretischer Fraktionierungen existieren darüber hinaus weitere PM-Proteasen des Aminopeptidase-, Carboxypeptidase- und Endoproteasetyps an der pflanzlichen Plasmamembran (PM). Die untersuchten PM-Proteasen stellen Triton X-114-resistente Proteine dar, die erfolgreich mit Octylglucosid solubilisiert wurden und sowohl an der inneren als auch an der apoplastischen Seite der PM lokalisiert sein könnten. Durch endogene Proteolyse werden andere PM-Proteine wie Aquaporine und P-Typ-H+-ATPasen durch die PM-Proteasen reguliert. Dabei zeigen einige dieser Proteolyseprodukte Proteaseaktivität, die für vier Proteaseformen der Gerste erst nach der Abtrennung von der PM nachweisbar war.
Hintergrund: Viele impfpräventable Erkrankungen in der Bevölkerung der BRD weisen eine zu niedrige Durchimpfungsrate auf, um im Falle einer Infektion eine Weiterverbreitung effektiv zu verhindern [4]. Bisher sind überwiegend die Einflüsse untersucht worden, die dazu führen, dass Eltern sich gegen Impfungen entscheiden [84]. Unser Ziel war es, die regionale ärztliche Impfeinstellung und die Durchimpfungsraten der Impfungen Tetanus, Polio, Pertussis, Hepatitis B und Masern zu vergleichen und auf regionale Unterschiede zu untersuchen. Des Weiteren sollte ein möglicher Zusammenhang zwischen städtischer bzw. ländlicher Infrastruktur der Praxiseinzugsgebiete und der ärztlichen Impfeinstellung und Durchimpfungsrate analysiert werden. Zuletzt sollen die nach Meinung der Ärzte für unzureichende Durchimpfungsraten verantwortlichen Ursachen untersucht werden. Methoden: Die Erfassung der ärztlichen Impfeinstellung erfolgte als repräsentative Querschnittsstudie. Hierfür wurden 50% aller niedergelassenen Pädiater 10% aller niedergelassenen Allgemeinmediziner aus ganz Deutschland randomisiert und mit einem pseudonymisierten Fragebogen angeschrieben. Insgesamt konnten 2010 Pädiater (Responseproportion 63,65%) sowie 1712 Allgemeinmediziner (Responseproportion 38,56%) in die Studie eingeschlossen werden. Für den geographischen Vergleich wurden die Durchimpfungsraten der betrachteten Impfungen auf Landkreisebene, die Anzahl der auf Landkreisebene eingeschulten Kinder sowie die Zahl der zum 31.12.2006 als niedergelassen gemeldeten Pädiater und Allgemeinmediziner verwendet. Zur Quantifizierung der ärztlichen Impfeinstellung wurden drei Scores erstellt, in die für jeden befragten Arzt die Einhaltung der STIKO-Empfehlungen, das Impfverhalten bei den eigenen Kindern sowie die Positionierung zu verschiedenen Aussagen zum Thema Impfungen einflossen. Anschließend erfolgte die Zusammenfassung in einem Gesamtscore. Unterschiede in der Häufigkeitsverteilung wurden mittels Chi-Quadrat-Test auf statistische Signifikanz überprüft. Bei metrischen Werten wurden der Mittelwert und die Spannweite angegeben, für die Testung von Unterschieden wurde der Wilcoxon-Test verwendet. Das Signifikanzniveau bei allen Tests wurde auf α=0,05 (zweiseitig) festgelegt. Zur Beurteilung des Einflusses einzelner Faktoren auf die Durchimpfungsraten wurde ein lineares Regressionsmodell mit den Durchimpfungsraten als abhängige Variable erstellt. Berechnungen erfolgten mit Hilfe der Statistik Software SAS (Version 9.1, SAS Institute USA). Für die regionale Betrachtung der Impfeinstellung wurden die deutschen Bundesländer in Untersuchungsregionen auf Grundlage der bestehenden Landkreise (Stand 2006) eingeteilt. Bei unzureichender Repräsentierung eines solchen Landkreises durch Studienteilnehmer erfolgte nach unabhängigen objektiven Kriterien (Entfernungen der Verwaltungssitze) die Zusammenfassung mit einem oder mehreren der angrenzenden Landkreise zu einer Untersuchungsregion. Ergebnisse: Im linearen Regressionsmodell stellt sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen der regionalen ärztlichen Impfeinstellung und den Durchimpfungsraten für alle betrachteten Impfungen dar. Dieser ist je nach betrachteter Impfung unterschiedlich stark ausgeprägt. D.h. eine kritischere ärztliche Impfeinstellung ist mit einer niedrigeren Durchimpfungsrate vergesellschaftet. Für die ländliche bzw. städtische Infrastruktur einer Region, dargestellt anhand der Einschulungen/km², ist bei den meisten Impfungen kein signifikanter Zusammenhang mit den Durchimpfungsraten festzustellen. Eine bei der Masernimpfung bestimmte Verringerung der Durchimpfungsrate um 0,16% je eingeschultem Kind/km² (p=0,048) ist aufgrund der in Deutschland vorhandenen Einschulungsdichten vernachlässigbar. Auffällig ist der Zusammenhang zwischen der Lokalisation einer Untersuchungsregion in einem bestimmten Bundesland und der Durchimpfungsrate. Dabei gibt es einen Ost-West Unterschied mit niedrigeren Durchimpfungsraten in den alten Ländern (im Vergleich zum Referenzbundesland Mecklenburg-Vorpommern: Tetanus: Maximum: keine Unterschiede größer -5% (Unterschied zu Hessen durch Unterschiede in der Erfassung der Durchimpfungsrate bedingt), Polio: keine Unterschiede größer -5%,Pertussis: Maximum -5.86% in Bayern, p<0.0001; Hepatitis B: Maximum -12.55% in Bayern, p<0.0001; Masern: Maximum -20.20% in Berlin, p=0.0002). Nach Meinung der befragten Ärzte ist die Hauptursache für unzureichende Durchimpfungsraten die Angst des Patienten vor Nebenwirkungen gefolgt von mangelnder Aufklärung durch die Ärzte. Schlussfolgerung: Der Zusammenhang von regionaler Durchimpfungsrate und ärztlicher Impfeinstellung scheint mit Bevölkerungsassoziierte Variablen überlagert zu sein. Zur Verbesserung der Durchimpfungsraten ist eine vermehrte Aufklärung von Ärzten und Bevölkerung nötig, insbesondere im Studium, in Schulen, bei der Hebammenausbildung und in den Medien.
Die schnittbildgeführte perkutane Laserablation hat sich in den letzten Jahren zur Behandlung von malignen Lebertumoren besonders bei offen chirurgisch inoperablen Patienten etabliert. Die MRT bildet den Goldstandard zur Darstellung der Leberpathologie und bietet hervorragende Rahmenbedingungen für diese Intervention. Die native Bildgebung bleibt jedoch bei kleinen und schlecht sichtbaren Herden limitiert. Ziel der Arbeit war die Darlegung eines therapiebegünstigenden Effektes durch die zusätzliche Gabe von Gd-EOB-DTPA zur Kontrastverbesserung zwischen Leberparenchym, Tumor und Applikator während der Applikatorplatzierung im Rahmen der MR-geführten Laserablation maligner Leberherde. Eine Beeinflussung des T1-Signals durch Gd-EOB-DTPA während der Echtzeit-Thermometrie sollte ausgeschlossen werden. Insgesamt wurden 49 Laserablationen eingeschlossen. Davon erhielten die Patienten in 30 Interventionen 0,025 mmol/kg Körpergewicht Gd-EOB-DTPA als i.v.-Bolusinjektion und wurden einer MR-geführten Laserablation ohne Kontrastmittelunterstützung gegenübergestellt. Die Planung und Platzierung der Applikatoren erfolgte unter multiplanarer Rekonstruktion mit GRE-T1-Flash-3D-Sequenzen. Noch während der Therapiephase konnte die Ausbreitung der Ablationszone mit GRE-T1-Flash-2D-Serien überwacht werden. SNR-, CR- und CNR wurden berechnet und ermöglichten die Bestimmung von Signal- und Kontrastveränderungen zwischen Leberparenchym, Tumor, Applikator und Ablationszone im zeitlichen Verlauf nach KM-Gabe. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Wilcoxon-Test für verbundene Stichproben. Nach KM-Gabe erfolgten signifikante Signal- und SNR-Veränderungen sowohl im Leberparenchym als auch im Tumor verglichen mit einer Applikatorplatzierung ohne KM-Unterstützung. Eine statistisch signifikante Steigerung des Kontrastes zwischen Leberparenchym, Tumor und Applikator lag spätestens 25 Minuten nach KM-Gabe vor und überdauerte die restliche Zeit der Applikatorplatzierung. Interventionsablauf, Therapiezeit und T1-Thermometriesignal wurden durch die Gabe von Gd-EOB-DTPA nicht zum Nachteil beeinflusst. Die MR-geführte Laserablation maligner Lebertumoren profitiert von der zusätzlichen Gabe von Gd-EOB-DTPA. Eine exaktere Standortverfolgung und Platzierung der Applikatoren war auch 40 Minuten nach KM-Gabe möglich. Der Einsatz von Gd-EOB-DTPA führte zu einem gesteigerten Therapieerfolg mit annähernd dreimal weniger Tumorrezidiven drei Monate postinterventionell im Vergleich mit einer Behandlung ohne Gd-EOB-DTPA zur Applikatorplatzierung. Vorteile und eine nachhaltige Verbesserung von Sicherheit und Effizienz der MR-geführten Laserablation finden sich insbesondere bei der Behandlung kleiner und schlecht sichtbarer Tumoren. Die Ergebnisse lassen sich prinzipiell auf jede andere MR-geführte instrumentäre Leberintervention übertragen.
Die Sepsis geht auch heute noch mit einer hohen Letalität einher und stellt besonders im ökonomischen Bereich große Anforderungen an die Intensivstationen in unseren Krankenhäusern. Die Volumensubstitution gilt als eine der Säulen in der Therapie der Sepsis, jedoch ist der Einsatz von kolloidalen Lösungsmitteln wie der Hydroxyethylstärke (HAES) umstritten. Wir untersuchten die Auswirkungen unterschiedlicher HAES-Lösungen auf die intestinale Mikrozirkulation bei experimenteller Endotoxinämie. Durch Applikation von LPS induzierten wir ein sepsisähnliches Krankheitsbild und beurteilten unter Zuhilfenahme der Fluoreszenzmikroskopie intravital die intestinale Leukozytenadhärenz und Kapillarperfusion. Ebenso evaluierten wir die Konzentrationen einiger Zytokine mittels der FACS-Analyse und bestimmten Parameter der Makrohämodynamik sowie Blutgase. Wir untersuchten sieben Gruppen mit jeweils 10 Tieren (Lewis Ratten): Kontrollgruppe (16ml/kg Ringer Laktat), endotoxinämische Kontrollgruppe (Lipopolysaccharid (LPS) 5mg/kg + 16ml/kg Ringer Laktat), LPS + 64ml/kg Ringer Laktat, LPS + 64ml/kg Jonosteril®, LPS + 16ml/kg 6% HAES (200/0.5), LPS + 16ml/kg 6% Voluven® (130/0.4), LPS + 16ml/kg 6% Volulyte® (130/0.4; in balancierter Elektrolytlösung). Die Intravitalmikroskopie der intestinalen Mikrozirkulation wurde zwei Stunden nach Induktion der Endotoxinämie durchgeführt. Der mittlere arterielle Blutdruck und die Herzfrequenz sanken in allen Gruppen kurz nach LPS-Applikation, stiegen danach an und zeigten im Versuchsablauf innerhalb der Behandlungsgruppen keine signifikanten Unterschiede. Es herrschten daher für alle Gruppen gleiche makrohämodynamische Konditionen zum Zeitpunkt der Intravitalmikroskopie. In den Venolen 1. Grades ließ sich die dauerhafte Leukozytenadhärenz durch Ringer Laktat 64ml, Jonosteril, HAES 6%, Voluven® und Volulyte® signifikant verringern. Die deutlichste Reduzierung der festen Leukozytenadhärenz manifestierte sich in der HAES 6%-Gruppe in der, gegenüber der Gruppe mit inadäquater Volumensubstitution mit 16ml Ringer Laktat, eine 30%-ige Reduktion erzielt wurde. In den Venolen mit geringerem Durchmesser (V3) zeigten sich für fest und temporär adhärente Leukozyten keine signifikanten Unterschiede zwischen den kristalloiden und kolloidalen Lösungen. In der Endotoxinämie fiel bei inadäquater Volumensubstitution mit Ringer Laktat 16ml eine Reduzierung der funktionellen Kapillardichte und eine Erhöhung der Anzahl dysfunktioneller Kapillaren in der Lamina muscularis longitudinalis et circularis auf. Es zeigte sich sowohl durch den Einsatz von Hydroxyethylstärke als auch von Kristalloiden eine Verbesserung der Mikrozirkulation in diesen beiden Schichten im Vergleich zur 16ml Ringer Laktat-Gruppe. Die FCD-Werte der Lamina muscularis circularis wurden mittels adäquater Volumensubstitution signifikant verbessert und auf Kontrollgruppen-Niveau angehoben, was einer Erhöhung der FCD um 25% entspricht. Einen signifikanten Unterschied zwischen den HAES-Lösungen konnten wir nicht finden. Der Vergleich der Blutgase zeigte keine Disparitäten zwischen den kristalloiden und kolloidalen Lösungen sowie zwischen den einzelnen HAES-Lösungen. Lediglich der pO2-Wert fiel in der HAES 6%-Gruppe signifikant höher aus als in den restlichen Gruppen. Während der Sepsis wird das Immunsystem aktiviert und die involvierten Zellen schütten Mediatoren aus, um Signalkaskaden zu regulieren. Wir evaluierten die Zytokine TNF-α, IL-1α, MCP-1, IFN-γ und GM-CSF. Es fanden sich Erhöhungen der Konzentrationen aller genannten Zytokine nach LPS-Applikation. HAES-Lösungen vermochten lediglich die Spiegel von MCP-1 signifikant gegenüber den kristalloiden Lösungen zu senken. Bei den restlichen Zytokinen verhielt es sich hingegen entgegengesetzt und unter Applikation von HAES-Lösungen zeigten sich signifikant höhere Werte von TNF-α, IL-1α, IFN-γ und GM-CSF als in den Kristalloid-Gruppen. Der Einfluss von Hydroxyethylstärke auf diese Mediatoren wird konträr beschrieben und bedarf weiterer Untersuchungen. Insgesamt ist festzuhalten, dass HAES in der Lage ist, die Leukozytenaktivierung zu reduzieren und die intestinale Perfusion zu verbessern und zeigte damit in einem Kurzzeitmodell positive Auswirkungen auf die intestinale Mikrozirkulation. Signifikante Unterschiede zwischen unterschiedlichen HAES-Lösungen konnten wir nicht finden.
Das OATP2B1 stellt neben den überwiegend hepatisch exprimierten OATPs, wie dem OATP1B1 oder OATP1B3 einen weiteren interessanten Vertreter der SLCO-Familie dar. Dieser Aufnahmetransporter ist sowohl aus physiologischer, als auch aus pharmakologischer Sicht interessant, da er eine breite Gewebeverteilung aufweist und neben endogenen Substanzen eine Reihe verschiedener Wirkstoffe transportiert. Hinsichtlich seiner Expression und Funktion ist das OATP2B1 bereits gut charakterisiert, mögliche Regulationsmechanismen hingegen sind bisher kaum untersucht. Es war daher Ziel dieser Arbeit, neue Erkenntnisse über die Regulation dieses Transporters zu erlangen. Eine Möglichkeit die Funktion von Transportproteinen schnell zu verändern, ist die direkte Interaktion mit Substanzen, die in der Lage sind, die Transportfunktion zu modulieren. Dies können gleichzeitig verabreichte Arzneimittel, Nahrungsbestandteile, aber auch endogene Substanzen sein. In der vorliegenden Arbeit konnte hierzu gezeigt werden, dass die Transportfunktion des OATP2B1 durch Progesteron und Glukokortikoide stimuliert werden kann. Dieser Effekt ist sowohl substrat- als auch transporterspezifisch. So wird die Aufnahme sulfatierter Steroide, wie DHEAS oder E1S, OATP2B1-spezifisch stimuliert, wohingegen andere Substrate, wie Atorvastatin oder Glibenclamid nicht verstärkt transportiert werden. Während eine pharmakologische Bedeutung dieser OATP2B1-Interaktion nicht zu erwarten ist, könnte die physiologische Bedeutung in der Aufnahme von Steroidhormonvorläufern in die Plazenta liegen. Diese ist nicht in der Lage C21-Steroide, wie Pregnenolon oder Progesteron in C19-Steroide zu transformieren und daher auf Vorläufermoleküle, wie DHEAS oder Preg-S, für die plazentare Estrogensynthese, angewiesen. Im Rahmen dieser Arbeiten konnten mit Glibenclamid und Preg-S zwei weitere OATP1A2-Substrate identifiziert werden. Des Weiteren wurde der zugrunde liegende Mechanismus der Proteinkinase C (PKC)-abhängigen Internalisierung des OATP2B1 näher untersucht. Es konnte aufgeklärt werden, dass das OATP2B1, nach Aktivierung der PKC, Clathrin-abhängig internalisiert und anschließend lysosomal degradiert wird. Eine direkte Phosphorylierung des OATP2B1 als Ursache für die Internalisierung wurde weitestgehend ausgeschlossen, so dass in der Folge mögliche Internalisierungssignale und Adapterproteine des OATP2B1 untersucht wurden. Mittels in silico Analyse konnte ein Dileucinmotiv (EQQLLV), sowie eine Klasse-I-PDZ-Bindedomäne (DSRV) im Bereich des C-Terminus des Proteins identifiziert werden. Eine Beteiligung an der PKC-abhängigen Internalisierung des OATP2B1 konnte hier zwar nicht beobachtet werden, jedoch zeigte sich, dass es für die basolaterale Sortierung des Proteins von Bedeutung ist. So wies die Dileucinvariante eine ausschließlich apikale Plasmamembran-Lokalisation auf, ohne die Transportfunktion des Proteins zu beeinflussen. Parallel wurden mittels pull-down Experimenten C-terminale Adapterproteine des OATP2B1 identifiziert. In diesem Zusammenhang wurde zudem die Rolle des Dileucinmotivs, als mögliche Bindungsstelle für Adapterproteine, die die basolaterale Sortierung vermitteln, untersucht. Unter denen mittels Massenspektrometrie identifizierten Proteinen befanden sich einige, wie Aktin oder Hsc70, die mit der Clathrin-vermittelten Endozytose assoziiert sind. Weiterhin wurden SNX27, NHERF1 und Grp75 als Adapterproteine identifiziert und näher untersucht. Hier konnte teilweise eine Interaktion bestätigt werden, eine funktionelle Relevanz ließ sich jedoch nicht nachweisen. Insgesamt liefert diese Arbeit wichtige grundlegende Erkenntnisse zur Regulation der OATP2B1-Funktion. Weitere Studien sind jedoch notwendig, um dessen physiologische und pharmakologische Relevanz zu beurteilen.
Die vorliegende Arbeit hat sich zum Ziel gesetzt, diejenige MRSA-Screening- und Managementstrategie zu identifizieren, die für ein bestimmtes Krankenhaussetting die geringsten erwarteten Kosten verursacht. Dazu wurde eine Entscheidungsbaumanalyse durchgeführt und zugehörige Kalkulationen angestellt. Darüber hinaus wurde im Rahmen einer Mehrweg-Sensitivitätsanalyse die Ergebnisstabilität überprüft und mit Hilfe von Einweg-Sensitivitätsanlaysen ermittelt, welche Parameter den größten Einfluss auf das Ergebnis bzw. die Ergebnisstabilität nehmen.
Streptococcus pneumoniae (pneumococci) are Gram-positive cocci and commensals of the human upper respiratory tract. Pneumococcal pathogenesis requires adherence to host cells and dissemination through cellular barriers and to evade host defense mechanisms. The Pneumococcal surface protein C (PspC) is an important virulence factor which has a crucial role in pneumococcal adhesion to host cells and immune evasion by manipulating the host complement system. To elucidate the pneumococcal adherence and uptake mechanism via factor H glycosaminoglycans (dermatan sulfate and heparin) were employed as competitive inhibitors in infection experiments with epithelial cells or human polymorphonuclear leukocytes (PMNs). Glycosaminoglycans significantly inhibited the FH mediated pneumococcal adherence and subsequent invasion to host epithelial cells. Furthermore, the short consensus repeats of FH which promotes the adhesion of pneumococci to host cells were identified by blocking experiments with domain mapped antibodies for specific regions of FH. Moreover, this study indicates that FH acts as adhesion molecule via cellular receptors recognized as integrin CR3 on human PMNs. Binding of Factor H loaded pneumococci to integrins CR3 was assessed by flow cytometry. Pneumococci coated with Factor H showed a significantly increased association with PMNs. This interaction was blocked by anti-CR3 antibodies and Pra1. This project further aims to study mechanisms of pneumococcal endocytosis by host cells, their intracellular fate, and the pathogen induced host cell signal transduction cascades including the calcium signaling upon pneumococcal infection of host cells via the PspC-hpIgR interaction. To assess now the role of protein tyrosine kinases (PTKs) during pneumococcal infection via PspC, cell culture infections were performed in presence of pharmacological inhibitors of PTKs and MAPKs or by employing genetic interference techniques. Blocking the function of Src or ER1/2 and JNK and genetic-knock down of Src and FAK reduced significantly internalization of pneumococci. These data indicated the importance of a coordinated signaling between Src PTKs, ERK1/2, and JNK during PspC-pIgR-mediated uptake of pneumococci by host epithelial cells. The impact of host cells intracellular calcium concentrations on pneumococcal PspC-hpIgR mediated internalization was studied. Intracellular calcium measurement of epithelial cells performed in the presence of pneumococci suggested a calcium influx in host epithelial cells and importantly this calcium influx was PspC- hpIgR specific as pspC-deficient pneumococci were unable to mediate calcium mobilization in host cells. The increase in intracellular calcium [Ca2+]i was dependent on phospholipase C as pretreatment of cells with a phospholipase C-specific inhibitor abolished the increase in [Ca2+]i. Furthermore, role of host intracellular calcium concentrations during pneumococcal internalization was demonstrated by employing specific pharmacological inhibitors and calcium chelators in epithelial cell culture infection assays. The results revealed that elevated host cells calcium concentrations diminished pneumococcal internalization while lower calcium concentration in host epithelial cells promoted pneumococcal uptake. This study further demonstrates that dynamin, clathrin and caveolin play a key role during pneumococcal endocytosis into host cells via PspC-hpIgR. The use of specific pharmacological inhibitors or genetic interference approaches against dynamin, clathrin and caveolin in epithelial cell culture infection assays significantly blocked pneumococcal uptake. Furthermore, confocal microscopy revealed that pneumococci co-localize with clathrin. At later stages of the infection the pathogen is sorted to early, late and recycling endosomes as indicated by co-localization of pneumococci with endosomal markers such as Rab5, Rab4, Rab 7, and Lamp1. In order to get further insights into PspC-hpIgR mediated uptake mechanisms, a chimeric PspC was constructed and expressed heterologously on the surface of Lactococcus lactis. Immunofluorescence staining, immunoblot and flow cytometric analysis of L. lactis confirmed the expression of PspC on the bacterial surface. Moreover the ability of recombinant lactococci expressing PspC to adhere to and to invade pIgR-expressing epithelial cells confirmed the functional activity of PspC when exposed on the lactococcal surface. PspC expressing lactococci confirmed the specificity of PspC-hpIgR mediated endocytosis in host epithelial cells as PspC deficient lactococci were not taken up by these host cells. Confocal microscopic analysis demonstrated that only PspC expressing lactococci were sorted to early, late and recycling endosomes, similar to the intracellular fate of S. pneumoniae.
Acute pancreatitis is a common clinical inflammatory disease with variable severity from mild, self-limiting attacks to a severe lethal attack with a high mortality. In most of the cases, acute pancreatitis is either caused by gallstone obstruction or excessive alcohol consumption. Clinical symptoms include elevated levels (minimum 3 times than normal) of pancreatic enzymes such as amylase or lipase in serum. It is generally believed that earliest event in acute pancreatitis occur in acinar cells which includes premature protease activation and cytoplasmic vacuole formation. Premature trypsinogen activation has been considered as chief culprit as it can activate other proteases in a cascade like manner in acinar cells. Trypsin activity takes place in a biphasic curve with elevated levels at 1 h and 8 h in the initial stages up to 24 h in caerulein induced pancreatitis in mice. It has been shown that cytoplasmic vacuoles observed in pancreatitis are of autophagic nature. The role of autophagy for the disease onset and its role in trypsinogen is much of a debate. Hence, we studied the relation between autophagosome formation and trypsinogen activation in first 12h of pancreatitis. Although autophagosomes were found to be co-localised with trypsin in vivo, this was found to be a late event occuring only by 4 h. Substrate specific trypsin activity and western blotting from both sub-cellular fractions over the time course of pancreatitis and multiple fractions prepared from 1 h caerulein induced pancreatic tissue revealed that trypsin activity observed at 1 h occured in a zymogen enriched fraction. In line simultaneous confocal imaging of trypsin activity and autophagosome formation in hyperstimulated acini isolated from GFP-LC3 mice showed that both processes are independent and take place in parallel. Furthermore, protease inhibition by gabexate mesilate did not prevent autophagosome formation indicating that trypsinogen activation is not a prerequisite for vacuole formation. Even though, autophagosomes and active trypsin were found to be co-localised around 30 minutes to some degree upon cholecystokinin hyperstimulation, the earliest trypsin activation started to appear by 15 minutes and was independent of autophagosomes. The earliest active trypsin was found to be co-localised along with the cis-Golgi complex suggesting that the Golgi apparatus and its pre-condensed zymogen granules are the compartment responsible for the trypsinogen activation. 2) Protease activation in pancreatic acinar cells considered as the early hallmark event in the acute pancreatitis. However, the disease is aggravated by the infiltration of the leukocytes. Activated proteases mediate acinar cell injury and hereby cause the release of chemokines, which in turn attract inflammatory cells. Transmigrated inflammatory cells cause systemic damage that deteriorates the condition of the disease. Neutrophil elastase has been reported to be involved in the dissociation of cell-cell contact at adherens junctions by the extracellular cleavage of E-cadherin. This subsequently leads to transmigration of leukocytes into the epithelial tissue during the initial phase of experimental pancreatitis and aggravates the disease condition. On the other hand, pancreatic elastase substantially contributes to acinar cell necrosis. In this study, ZD0892, an orally bioavailable dual inhibitor against both elastases was tested for its efficacy to ameliorate severity in acute pancreatitis. ZD0892 orally fed mice showed increased survival compared to the control group in the taurocholate model of severe pancreatitis. In the initial stages of pancreatitis up to 24 h, the severity markers were found to be significantly lower in the inhibitor treated group. Treatment of mice with ZD0892 did not impede the defensive property of the leukocytes such as phagocytosis or oxidative burst. In caerulein induced pancreatitis, a mild form of acute pancreatitis, in rats, the local damage measured as serum amylase and lipase, wet dry ratio, and pancreatic myeloperoxidase levels were significantly lower in the inhibitor group. Systemic inflammatory parameters such as myeloperoxidase activity in lung was found to be significantly lower in the inhibitor fed rats. Inhibitor feeding resulted in lesser elastolytic activity compared to control group indicating that extracellular matrix was less damaged. Prophylactic treatment of pancreatitis with an orally available inhibitor with a dual specificity against pancreatic elastase and PMN-elastase was shown to ameliorate both local and systemic damage. Hence, in overall, ZD0892 treatment is proved to be beneficial to the mice and rats in experimental pancreatitis and should be considered for treatment in humans as the substance has been already studied in phase I and II trails for other indications.
Eine Maximalkomplikation der Sepsis stellt das Multiorganversagen dar, welches mit dem Auftreten einer disseminierten intravasalen Koagulopathie (DIC) und gleichzeitig einem letalen Endpunkt assoziiert ist. Es gibt bisher keine wirksame Therapie, zuletzt scheiterte die Anwendung von aktiviertem Protein C (APC) in klinischen Studien. Es fehlt an geeigneten Tiermodellen, um die Grundlagen der Pathophysiologie der DIC zu verstehen. Die Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) stellt ein Modell der Schweren Sepsis dar. In der schweren Sepsis kommt es bei 37 % der Patienten zu einer DIC. Die klinischen Diagnosekriterien der DIC sollten im Mausmodell der CASP analysiert werden, um anschließend Untersuchungen zur Bedeutung des CC-Chemokinrezeptors 4 (CCR4) auf Thrombozyten für die DIC zu tätigen. Hierzu wurden zunächst durchflusszytometrische Untersuchungen zur Aktivierung des Thrombozyten in der Sepsis getätigt, welche zeigten, dass es zu einer vermehrten Ausschüttung von α-Granula im septischen Verlauf kam. Der Thrombozyt beteiligt sich anscheinend aktiv durch die Ausschüttung seines Sekretoms an den immunologischen Vorgängen einer Sepsis. Zusätzlich konnte mit molekularbiochemischen und proteinbiochemischen Methoden gezeigt werden, dass der Thrombozyt die Fähigkeit des Spleißens und der Proteinbiosynthese aus entwicklungsgeschichtlich jüngeren Zeiten konservierte. Im Modell der CASP zeigte die Wildtyp-Maus eine signifikant erniedrigte Thrombozytenzahl, erniedrigte Fibrinogenplasmaspiegel, Thrombozytenablagerung in der Leber und eine verlängerten extrinsische Gerinnungszeit. Diese Kriterien beschreiben das klinische Vorhandensein einer DIC. In den vergleichenden Untersuchungen des Ausmaßes der DIC der CCR4-defizienten Maus mit der Wildtyp-Maus konnten keine Unterschiede detektiert werden. Die CCR4-defiziente Maus hat einen Überlebensvorteil in der Sepsis trotz der klinischen Kriterien einer DIC. Sowohl der Fibrinogen-ELISA als auch die Immunfluoreszenzhistologien hatten methodisch bedingte Schwächen. Es bleibt jedoch festzuhalten, dass die vorgelegte Arbeit keinen negativen Einfluss des CCR4 auf die DIC detektieren konnte. Die Bedeutung der CCR4-vermittelten Aggregation des Thrombozyten für den Organismus bleibt unklar. Festzuhalten ist, dass das CASP-Modell geeignet ist um das klinisch-analytische Bild einer DIC in der Schweren Sepsis zu untersuchen. Vor dem Hintergrund mangelnder realitätsnaher Tiermodelle leistet dies einen Beitrag für weitere Forschung. Die Experimente zur mRNA-Regulation und Protein-Synthese bilden einen weiteren Baustein im Verständnis des Thrombozyten als kernlose Immunzelle. In ihrer Gesamtheit soll die vorgelegte Arbeit die Sichtweise auf Thrombozyten schärfen. Es handelt sich hierbei nicht um „Megakaryozytenzelltrümmer“, deren Funktion ausschließlich in der Blutgerinnung zu suchen ist. Vielmehr können Thrombozyten als eine Art Andenken an die Phylogenese des Immunsystems angesehen werden. Dreißigmillionen Jahre Entwicklungsgeschichte sind zwischen dem Amöbozyten und dem Thrombozyten vergangen und haben ein breites Rezeptor- und Mediatorrepertoire erhalten. Ob diese dem Organismus im Falle einer Sepsis nutzen oder eher schaden bleibt zu klären. Dass das Fehlen von Thrombozyten in bestimmten inflammatorischen Konstellationen einen Vorteil darstellt, ist auch für die abdominelle Sepsis untersucht. Die Depletion von Thrombozyten erzeugt eine 60 %-ige Verringerung des zellulären Ödems und des pulmonalen Schadens. In folgenden Untersuchungen soll das Modell der CASP genutzt werden um den Einfluss von Thrombozyten auf die DIC und das Überleben in der CASP zu untersuchen.
Problemstellung: Ziel der aktuellen Studie war es Normwerte für den Lipidstatus von Neonaten verschiedener Gewichtsklassen unter Muttermilchernährung zu bestimmen. Dies ist nötig, da bisherige Empfehlung zu Lipidreferenzwerten auf der unkritischen Übernahme von Erfahrungen bei Kindern und Erwachsenen beruhen. Methoden: Es wurde eine prospektive Beobachtungsstudie auf der Neonatologie der Klinik für Kinder und Jugendmedizin der Universität Greifswald durchgeführt an gesunden,percentilengerecht wachsenden Neonaten, welche für mindenstens 48 Stunden vollständig oral mit einer Mindestmenge von 150 ml/kg/KG mit Muttermilch ernährt wurden. Das Einverständnis der Erziehungsberechtigten war vorausgesetzt. Ausgeschlossen wurden Neonaten, welche beatmet waren, Medikamente wie Steroide, Antibiotika oder Diuretika bekamen und Neonaten mit gastrointestinalen Erkrankung oder Sepsis. Es wurden der prä- und postprandialen Lipidstatus (Triglyzeride, Cholesterin, VLDL, HDL, LDL und die Acylcarnitine), als auch der Lipidgehalt der Muttermilch bestimmt. Die Neonaten wurden nach ihrem Gewicht am Studientag in Gruppen eingeteilt. Hypothesen: - Muttermilchernährte Neonaten haben wegen der höheren Fettzufuhr verglichen mit der parenteralen Ernährung höhere Lipidspiegel. -Die Lipidwerte hängen von dem Gewicht und dem Gestationsalter der Neonaten ab. - Small for gestational Age (SGA) - Neonaten haben höhere Lipidwerte. Ergebnisse: Es wurden insgesamt 65 Frühgeborene untersucht. Bei einer oralen Lipidzufuhr von 7 g/kg/KG wurden folgende präprandiale Lidspiegel gemessen . Triglyzeride 0.9 (0.6–1.1), Cholesterin 3.1 (2.6–3.5), VLDL 0.5 (0.3–0.6), LDL 1.3 (1.1–1.6), HDL 1.1(0.8–1.4) mmol/L und tAC 15,3 (10,2;20,0) µmmol/L. Für die Trigylzerid-, Cholesterin- und HDL- Werte konnten signifikante Unterschiede in den verschiedenen Gewichtsklassen nachgewiesen werden. Es wurden Korrelation zwischen den Lipidwerten und dem Geburtsgewicht (TG, Cholesterin, HDL, LDL), dem Gewicht am Studientag ( TG, postpransialer TG-Anstieg, Cholesterin, HDL) und dem Gestationsalter (TG, Cholesterin, HDL) nachgewiesen werden. SGA-Kinder hatten höhere präprandiale Trigylzeridspiegel (p < 0,005). Diskussion: Die Hypothese, dass es unter Muttermilchernährung zu höheren Lipidwerten kommt, wurde nicht erfüllt. Ursächlich könnte die Zusammensetzung der Muttermilch sein, welche einen lipidsenkenden Effekt auf den Fettmetabolismus hat. Außerdem könnte eine verminderte Fettresorption im Darm ursächlich sein, allerdings ist zu beachten, dass die Neoanten ausreichend gewachsen sind und aus diesem Grund eine unzureichende Fettresoprtion nicht anzunehmen ist. Die Hypothese, dass Lipidwerte vom Gewicht und Gestationsalter abhängen wurde erfüllt. Je jünger und je geringer das Gewicht (Geburt und Studientag) desto niedriger waren die Lipidwerte. Die Gründe sind nicht vollständig verstanden. Es könnte mit der Ernährung über eine Magensonde und der geringeren Fettzufuhr pro Mahlzeit zusammenhängen. Erneut ist eine verminderte Resorption zu diskutieren, da die Sekretion von Gallensäuren und Lipasen bei unreifen Frühgeborenen erniedrigt ist. Die Hypothese, dass SGA-klassifizierte Neonaten erhöhte Lipidwerte haben, wurde für die Triglyzeride bewiesen. Als ursächlich wird eine eine verminderte Aktivität der Lipoproteinlipase und eine Hyperinsulinämie angesehen. Fazit: Hohe Lipidwerte sind bei Frühgeborenen nicht physiologisch. Es sollte weiter an der Zusammensetzung von Lipidlösung zur parenteralen Ernährung geforscht werden, um auch bei dieser Form der Ernährung niedrige physiologische Lipidwerte zu erreichen.
Zusammenfassung Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems mit unterschiedlicher Ausprägung von Demyelinisierung und axonalem Schaden. Eine disseminierte Verteilung der Entmarkungsherde im zentralen Nervensystem führt zu einer Vielzahl von Symptomen. Die Häufigkeit der Blasenfunktionsstörungen bei MS-Patienten wird mit einer Prävalenz von 33 bis 97% beschrieben. Ziel dieser Arbeit war, eine Empfehlung für ein neurourologisches Management für MS-Patienten mit Blasenfunktionsstörungen zu erarbeiten. Dafür wurden prä- und posttherapeutisch die urologischen Symptome und die Ergebnisse der Videourodynamik von 182 MS-Patienten (Gruppe I) unserer Klinik retrospektiv ausgewertet. Aus der Gruppe I konnten die Daten von 65 Patienten (Gruppe II) über einen Zeitraum von 5 bis 17 Jahren hinsichtlich der Änderung der urodynamischen Klassifikation und der primären Therapie prospektiv analysiert werden. Die häufigsten Leitsymptome waren bei unseren Patienten nach anamnestischen Angaben Nykturie mit 80%, Pollakisurie mit 74% und Harninkontinenz mit 46 %. Die deutliche Mehrheit der Befragten (73%) klagte über Symptome der Speicherstörung. Eine Blasenentleerungsstörung wurde bei 12 % der Patienten registriert. Etwas häufiger war eine, sonst selten beschrieben, kombinierte Störung (15%). Die anamnestischen Angaben über die urologischen Symptome waren deutlich different zu den objektiven Befunden. Von unseren 182 Patienten klagten 7 über eine erschwerte Miktion mit Restharngefühl. Die sonographische Kontrolle dagegen ergab bei 65 Patienten einen Restharn. Unabhängig von den klinischen Symptomen sollte bei MS-Patienten immer eine Restharnkontrolle erfolgen. Weitere Differenzen ergaben sich zwischen den anamnestischen Angaben und urodynamischen Befunden. Symptome einer Blasenentleerungsstörung und eine kombinierte Symptomatik benannten 27 % der Patienten. Urodynamisch dagegen fanden wir bei 57% einen mit einer Entleerungsstörung assoziierten Befund. Bei der Analyse der Speicherfunktion ist das Ausmaß der Störung (Druckschädigung des unteren Harntraktes, Höhe des intravesikalen Druckes, Gefährdung der Nierenfunktion) ohne Videourodynamik nicht zu erkennen. Allein nach der Anamnese ergeben sich ohne urodynamische Untersuchung falsche therapeutische Schlussfolgerungen. Unsere Ergebnisse der Urodynamik bei MS-Patienten ergaben folgende isolierte Funktionsstörungen des Detrusors und des Blasenauslasses: Detrusorüberaktivität, Detrusorhypoaktivität, überaktive Harnblase ohne Detrusorüberaktivität, Detrusor-Sphinkter-Dyssynergie, Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie. Im Gegensatz zu bisherigen Erkenntnissen stellten wir fest, dass sowohl eine Detrusorüberaktivität als auch eine Detrusorhypoaktivität häufiger im Rahmen kombinierter Störungen als isoliert vorkommen. Zusätzlich zu den bekannten fanden wir 5 bisher nicht beschriebene Befundkombinationen: Detrusorüberaktivität / Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie, Detrusorüberaktivität / Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie /Detrusorhypoaktivität, Detrusorüberaktivität / Detrusor-Sphinkter-Dyssynergie / Detrusorhypoaktivität, Detrusorhypoaktivität / Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie, Detrusorhypoaktivität / überaktive Harnblase ohne Detrusorüberaktivität. Trotz geringer Häufigkeit dieser Befunde sind diese Ergebnisse für die individuelle Therapieentscheidung unverzichtbar. Insgesamt konnten 10 Befundkonstellationen der urodynamischen Klassifikation nachgewiesen werden. Einen Wechsel der Klassifikation der Harnblasenfunktionsstörung bei MS-Patienten stellten wir bei 8% (5 Patienten der Gruppe II) fest. In unseren Untersuchungen dominierten dagegen quantitative Veränderungen der Symptomatik und der urodynamischen Parameter, die eine Änderung bzw. Anpassung der Therapie bei 47 von 65 Patienten (72%) erforderlich machten. Durch regelmäßige klinische und urodynamische Kontrolle und auf diesen basierende Therapieanpassungen konnten bei unseren Patienten die MS-bedingten urologischen Symptome und die urodynamischen Parameter nachweislich verbessert und die Gefährdung der Patienten durch sekundäre Nierenschäden gesenkt werden. Aus diesen Erkenntnissen entstand ein Algorithmus für die neurourologische Betreuung von MS-Patienten mit Blasenfunktionsstörungen.
Chaetognaths are a fascinating taxon with unique features and a great impact on marine food webs as primary predators of zooplankton. Their phylogenetic position has been subject to many speculations ever since their discovery and even contemporary phylogenomic methods have not yet been able to suggest a stable hypothesis on their phylogenetic position within the Bilateria. Neuroanatomical studies may contribute new aspects to this discussion. This study aims to provide new insights into the chaetognath nervous system using a fresh set of methods to determine characters for a phylogenetic discussion. The method of choice in this case was immunohistochemistry combined with confocal microscopy. Experiments were conducted with a host of antibodies. The most effective target antigenes were RFamides (a family of neuropeptides), synapsins (synaptic proteins), tyrosinated tubulin (a cytoskeletal element, especially in neurites) and BrdU (bromodeoxyuridin, a proliferation marker). Each of those markers was of great use in highlighting certain aspects of the nervous system. A fresh look at the development of juvenile chaetognaths shortly after hatching revealed that the ventral nerve center (VNC) is developing earlier than the brain and that the production of neurotransmitters has already started at hatching. Specifically, some neurons exhibit RFmide-like immunoreactivity (ir). Neurogenesis continues for about five days after hatching and the mode of division in the neuronal stemcells is asymmetrical. In adult chaetognaths, the brain is divided into a stomatogastric anterior and a sensory posterior neuropil domain. It contains a set of individually identifiable neurons that exhibit RFamide-like ir. The study highlights the interspecific variation of brain architecture between representatives of spadellids and sagittids. The VNC consists of two lateral bands of somata that flank a central neuropil. Within the VNC exists a serial arrangement of neurons with RFamide-like ir. A variety of other neurotransmitters and related substances are also present in both, the brain and the VNC. More interspecific differences and similarities were explored in another part of the study, comparing even more different chaetognath species and focusing on the VNC and its internal structure. The two species of Krohnitta have an unusual distribution of nuclei that is not clearly separated into two lateral bands like in other species. Many of the sagittid species exhibit a striation pattern of the neuropil that is mostly absent in other groups and some of their nerve nets show varying degrees of order as opposed to the rather disorganized nerve net in other groups. In addition, immunohistochemical methods were applied to several specimens of Gnathostomula sp. in order to test one of the many hypotheses about the chaetognaths phylogenetic position, a sister-group relationship to gnathostomulids. A comparison between the two taxa, taking into account also other gnathifera and platyhelminthes, makes a sistergroup relationship between chaetognaths and gnathostomulids very unlikely. In conclusion, chaetognaths remain in an enigmatic phylogenetic position and likely branched off close to the deuterostome/protostome split.
Fragestellungen: In dieser Dissertation wurde unter Verwendung psychophysiologischer Parameter die affektive Dysregulation bei Patienten mit einer Borderline-Persönlichkeitsstörung (BPS) untersucht. Klinische Beobachtungen legen nahe, dass Personen mit einer BPS Defizite in der emotionalen Steuerung, eine sogenannte affektive Dysregulation mit einer hohen emotionalen Reaktivität, vor allem auf aversive affektive Reize, aufweisen. Die empirischen Befunde sind jedoch inkonsistent. Es wurde daher experimentell überprüft, ob sich bei Patienten mit BPS generell eine gesteigerte emotionale Reaktivität im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden nachweisen lässt oder ob sich die affektive Dysregulation vorrangig in Reaktion auf persönliche oder störungsspezifische emotionale Themen zeigt. Zusätzlich wurde der Einfluss einer, bei der BPS häufigen, komorbiden Posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) sowie einer dissoziativen Symptomatik auf die emotionale Reaktivität der BPS-Patienten untersucht. Methodik: Unter Verwendung eines Paradigmas zur Imagination emotionaler Skripte wurden die affektiven Reaktionen von 40 unmedizierten BPS-Patienten (37 weiblich) und 32 psychisch gesunden Kontrollprobanden (27 weiblich) untersucht. Neben standardisierten emotional unangenehmen, neutralen und angenehmen Skripten wurden persönliche (idiographisch aversive) Skripte verwendet, die ein extrem belastendes Lebensereignis beschrieben. Die persönlichen Skripte der BPS-Patienten beinhalteten zumeist Szenen traumatischer Erfahrungen. Außerdem wurden störungsspezifische Szenen zu Ablehnung und Verlassenwerden verwendet. Die Probanden waren instruiert, sich die Skripte nach dem Lesen so lebendig wie möglich vorzustellen. Als Maß der emotionalen Aktivierung während der Imagination der Skripte wurden psychophysiologische Parameter wie die emotionsinduzierte Modulation der Schreckreaktion und Indikatoren autonomer Erregung wie die Herzrate und die elektrodermale Aktivität gemessen. Weiterhin wurde die akute und generelle Dissoziation erfasst. Von den 40 Patienten mit einer BPS erfüllten 26 die Kriterien für eine komorbide aktuelle PTBS. Diese wurden bezüglich des Schweregrades in zwei Subgruppen unterteilt (moderate PTBS n = 13, schwere PTBS n = 13). Ergebnisse: Die vorliegenden Daten zeigen klar, dass eine generelle affektive Dysregulation bei der Imagination von emotionalen Skripten unterschiedlicher Valenz bei BPS-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen nicht nachweisbar ist. Beide Gruppen wiesen eine vergleichbare Ausprägung und Modulation der Schreckreaktionen und der Indikatoren autonomer Erregung auf. Allerdings zeigten BPS-Patienten eine erhöhte defensive Reaktivität mit potenzierten Schreckreaktionen und einem Anstieg der autonomen Erregung während der Imagination der störungsspezifischen Skripte. Eine komorbide PTBS war mit der Beeinträchtigung defensiver Reaktionen assoziiert. BPS-Patienten mit aktueller PTBS zeigten im Vergleich zu BPS-Patienten ohne BPS während der Imagination aller Skripte generell verminderte Schreckreaktionen und eine eingeschränkte emotionale Modulation. Gerade BPS-Patienten mit schwerer PTBS wiesen während der Imagination idiographisch aversiver und störungsspezifischer Skripte eine fehlende Potenzierung der Schreckreaktionen bei einem gleichzeitig deutlich ausgeprägten Anstieg der Herzrate als Indikator autonomer Erregung auf. Des Weiteren scheint ein, in die gleiche Richtung weisender, Zusammenhang zwischen dissoziativen Symptomen und den emotionalen Reaktionen der BPS-Patienten zu bestehen. Ein höheres Ausmaß an akuter Dissoziation hing mit einer Verminderung der Schreckreaktionen während der Imagination idiographisch aversiver Skripte und gleichzeitig stärker ausgeprägter emotionaler und physiologischer Erregung zusammen. Mit zunehmendem Schweregrad der komorbiden PTBS erhöhte sich die aktuelle und generelle Dissoziationsneigung. Schlussfolgerungen: Diese Daten implizieren, dass die im klinischen Kontext zu beobachtende affektive Dysregulation bei Patienten mit BPS kein generelles Phänomen darstellt, sondern eher durch Aktivierung spezifischer Schemata ausgelöst wird. Eine komorbide PTBS moduliert die emotionalen Reaktionen der BPS-Patienten während der Imagination emotionaler Skripte in substantieller Weise. Durch die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit wird auf die Bedeutung therapeutischer Interventionen im Hinblick auf die manifesten Annahmen über Ablehnung und Verlassenwerden bei BPS-Patienten hingewiesen. Die Stärkung der Fähigkeiten, bei Aktivierung dieser Annahmen, Erfahrungen klar zu differenzieren und damit einhergehende unangenehme Gefühle in Beziehungen zu regulieren, stellen ein zentrales Ziel in der Therapie der BPS dar. Dabei ist es in der klinischen Arbeit von immenser Bedeutung, neben der dissoziativen Symptomatik, das Ausmaß der posttraumatischen Belastung zu beachten, um neue Lernerfahrungen im therapeutischen Kontext zu ermöglichen.
EINFÜHRUNG. Molekulare Amplifikationstechniken haben sich bereits als nützlich bei der frühzeitigen und schnellen Identifikation der ursächlichen Erreger bei Patienten mit einer vermuteten Sepsis erwiesen. ZIELE. In dieser prospektiven Studie wurde analysiert, ob durch Verwendung eines Multiplex-PCR-Verfahrens im Vergleich zur mikrobiologischen Standarddiagnostik Pathogene sowie Resistenzgene in Untersuchungsproben von septischen Patienten zuverlässig nachgewiesen werden können. Zusätzlich wurde der Zeitspareffekt des PCR-Verfahrens mit Hinblick auf die Auswahl der antibiotischen Therapie sowie den Ablauf der Sepsisbehandlung analysiert. METHODEN. Unter Beachtung der Einschlusskriterien wurden 54 Patienten mit einem systemischen inflammatorischen Response-Syndrom (SIRS) und einem sicheren Sepsisfokus in die Studie eingeschlossen. Die Untersuchungsproben für die Identifikation der Sepsiserreger und Resistenzgene wurden in febrilen Sepsisepisoden (SE) entnommen und mittels mikrobiologischer Standardverfahren sowie einer halb-automatisierten Multiplex-PCR (PMS, Böblingen, Deutschland) vergleichend analysiert. Mit Hilfe der PCR konnten neun typische Sepsiserreger sowie neun Resistenzgene nachgewiesen werden. Das Ergebnis war nach sechs Stunden verfügbar. ERGEBNISSE. Wir untersuchten 180 Blutproben und 78 Proben anderer Körperflüssigkeiten wie z.B. Bronchialsekret, Wundflüssigkeit, Abszessflüssigkeit, Abstriche usw. aus 87 SE. Mittels Multiplex-PCR wurden in den Blutproben sowie auch in den Proben aus anderen Körperflüssigkeiten mehr Erreger nachgewiesen als mittels mikrobiologischer Verfahren. Dabei erfolgte die Identifikation mittels PCR schneller als mittels Mikrobiologie. Auch der Nachweis von Resistenzgenen war mittels PCR möglich. Durch den schnellen Erregernachweis mittels PCR wäre eine erregerspezifische Anpassung der antibiotischen Behandlung 60 Stunden (MW; 95% KI: 48-73) früher möglich gewesen als bei Verwendung der Mikrobiologie. SCHLUSSFOLGERUNG. Mit Hilfe der Multiplex-PCR konnten bei Patienten mit einer vermuteten Sepsis häufiger Erreger nachgewiesen werden als bei ausschließlicher Verwendung von mikrobiologischen Kulturtechniken. Weiterhin war der Erregernachweis in der PCR schneller als in der Mikrobiologie. Bei Verwendung der PCR zur Diagnostik wird ein frühzeitigerer Beginn einer adäquaten antibiotischen Behandlung von Sepsispatienten möglich.
Die vorliegende kumulative Promotionsarbeit basiert auf drei Originalmanuskripten, die am Ende der Arbeit eingebunden sind. Arterielle Hypertonie ist eine der häufigsten Erkrankungen bei Erwachsenen in Deutschland und ein wichtiger Prädiktor für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität. Das Renin-Angiotensin-Aldosteron System (RAAS) nimmt bei der Blutdruckregulation sowie bei der Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolythaushalts eine Schlüsselrolle ein. Das RAAS kann durch verschiedene Ursachen gestört werden und dadurch zum Auslöser einer arteriellen Hypertonie werden. So weisen Patienten mit primärem Hyperaldosteronismus (PAL) eine vom RAAS autonome, erhöhte Aldosteronproduktion auf. PAL wird im Großteil der Fälle durch Aldosteron-produzierende Adenome in der Nebenniere bzw. uni- oder bilaterale Hyperplasie der Nebennieren verursacht. Man vermutet, dass der PAL die häufigste Form der sekundären Hypertonie ist. Die exakte Prävalenz des PAL ist allerdings unbekannt. Als Screeningtest wird der Aldosteron-Renin-Quotient (ARR) empfohlen, der einen relativen Aldosteronüberschuss im Vergleich zum Renin anzeigen kann. Die in diversen Studien ermittelten ARR Grenzwerte für das PAL Screening unterscheiden sich deutlich. Diese Grenzwerte wurden überwiegend anhand von Vergleichen des ARR von Patienten mit und ohne PAL ermittelt. Eine andere Möglichkeit um zwischen einem physiologischen und pathophysiologischen ARR zu unterscheiden liefern Referenzbereiche. Ziel der ersten Analyse war es Referenzwerte für den ARR aber auch die Plasma Aldosteronkonzentration (PAC) sowie die Plasma Reninkonzentration (PRC) zu ermitteln. Aldosteron nimmt auch bei der Pathogenese weiterer kardiovaskulärer Erkrankungen eine bedeutende Rolle ein, da es prooxidative, proinflammatorische und profibrotische Effekte ausübt. Die exakten Mechanismen die diesen Effekten unterliegen, sind bisher nur teilweise geklärt. Ziel der vorgestellten Studie war es herauszufinden, ob die PAC oder der ARR in einer großen Studie mit Probanden aus der Hintergrundsbevölkerung mit einer eingeschränkten flussvermittelten Vasodilatation (FMD) einhergehen. Neben der Vielzahl an Studien die Effekte des RAAS auf das kardiovaskuläre System beschreiben, mehren sich in den letzten Jahren Untersuchungen, die den Einfluss des RAAS auf den Metabolismus analysieren. Das RAAS wird dabei im Zusammenhang mit pathologischen Veränderungen des Glukosemetabolismus, des Fettstoffwechsels und der Insulinresistenz gesehen. Das Metabolische Syndrom (MetS) bezeichnet das gemeinsame Auftreten von multiplen metabolischen Veränderungen. Zur Definition des MetS werden die Faktoren viszerale Adipositas, erhöhter Blutzucker, erhöhte Triglyceride, erniedrigtes HDL-Cholesterol sowie erhöhter Blutdruck herangezogen. Bei Vorliegen von mindestens drei dieser Komponenten kann ein MetS festgestellt werden. Ziel der vorgestellten Analyse war es die Assoziation zwischen der PAC und dem MetS sowie seinen Einzelkomponenten in zwei großen deutschen Studien zu prüfen. Die der Arbeit zugrundeliegenden Daten stammen aus der ersten Follow-up Untersuchung der Study of Health in Pomerania (SHIP-1). Die Assoziation zwischen der PAC und dem MetS wurde in SHIP-1 und dem F4 Survey der Kooperativen Gesundheitsforschung in der Region Augsburg (KORA F4) analysiert. Die Referenzwerte für die PAC, PRC und den ARR wurden in einer Population bestehend aus 1347 Probanden ermittelt. Es wurden geschlechts- und altersgruppenspezifische (25-54 Jahre und 55-74 Jahre) Referenzwerte berechnet. Der Zusammenhang zwischen der PAC bzw. dem ARR und der FMD in der SHIP-1 Studie wurde anhand der Daten von 972 Probanden im Alter zwischen 25 und 88 Jahren geprüft. Es wurde ein inverser Zusammenhang zwischen dem ARR und der FMD bei Probanden beobachtet. Der Zusammenhang zwischen der PAC und dem MetS wurde in SHIP-1 anhand der Daten von 2830 Probanden und in KORA F4 anhand der Daten von 2901 Probanden geprüft. Sowohl in SHIP-1 als auch in KORA F4 wurden Zusammenhänge zwischen der PAC und dem MetS sowie Fettstoffwechselstörungen detektiert. Eine hohe PAC war mit erhöhten Odds Ratios für ein MetS, niedriges HDL-Cholesterol und erhöhte Triglyceride assoziiert. Zusammenfassend bekräftigen die durchgeführten Analysen die Hypothese, dass Störungen des RAAS mit pathophysiologischen kardiovaskulären und metabolischen Veränderungen in der Allgemeinbevölkerung einhergehen.
The biological decontamination and sterilization is a crucial processing step in producing and reprocessing of medical devices. Since polymer-based materials are increasingly used for the production of medical devices, the application of conventional sterilization processes are restricted to a certain extent. Conventional sterilization techniques on the basis of high temperatures, toxic gases, or ionizing radiation can be detrimental to the functionality and performance of polymeric materials. For this reason, alternative, gentle, and efficient decontamination processes are required. One possible approach is the use of non-thermal physical plasmas. Especially atmospheric pressure plasma is receiving great interest due to the absence of vacuum systems which is highly attractive for the practical applicability. Its mechanisms of action enable the efficient killing and inactivation of micro-organisms which are attributed to the interaction of plasma-generated reactive oxygen and nitrogen species (ROS, RNS) as well as plasma-emitted (V)UV radiation. Owing to the moderate gas temperatures (near or at room temperature) so-called cold plasmas are well-suitable for the treatment of heat-sensitive materials, such as polymers, without affecting their bulk properties. The present work focuses on the investigation of atmospheric pressure plasma processes for the biological decontamination of polymers. The objective is to help elucidate on the one hand the impact of varied plasma process parameters on the inactivation of micro-organisms and on the other hand the influence of plasma on the surface properties of the substrate. The investigations were performed by means of a high-frequency driven plasma jet (from the product line kINPen) operated with argon and argon-oxygen mixtures. Three main aspects were analyzed: 1. The effect of plasma on the viability of micro-organisms dependent on working gas, treatment time, and the sample distance (distance between the jet nozzle and the substrate). 2. The plasma-based removal of microbial biofilms. 3. The effects of the plasma treatment on the surface properties of selected polymers. Additionally to the capability of the applied plasma jet in killing microbes the efficacy of this plasma jet for the removal of complex biological systems (e.g. biofilms) is shown. To model cell constituents of bacteria different synthetic polymers were chosen to gain insight into the decomposition process responsible for biofilm degradation. By investigating the impact of atmospheric pressure plasma on physico-chemical surface properties of various synthetic aliphatic and aromatic polymers the interaction mechanisms between plasma and plasma-exposed material are discussed. These studies are accompanied by applying different optical plasma diagnostic techniques (optical emission spectroscopy and two-photon absorption laser induced fluorescence spectroscopy) to obtain information on the plasma gas phase which contributes to the elucidation of the reaction mechanisms occurring during plasma exposure. Moreover, it is presented to which extent the plasma treatment influences the surface properties of polymers during the plasma-based bio-decontamination process and further, the benefits of surface-functionalized polymers for biomedical application is discussed.
Vergleich der mikrobioziden Wirksamkeit verschiedener Zahngele in Relation zu einer Zahnpasta
(2012)
Die Mundhöhle stellt ein vielschichtiges Ökosystems für oralpathogene Mikroorganismen dar. Um den negativen Effekten wie Gingivitis, Parodontitis sowie Karies entgegenzuwirken, nehmen die regelmäßige Mundhygiene sowie spezielle Maßnahmen zur Reduktion unerwünschter mikrobieller Spezies einen wichtigen Platz im täglichen Leben ein. Auch auf Grund der zunehmenden Antibiotika-Resistenzentwicklung von Bakterien ist die positive Wirkung von mikrobiozid aktiven Dentalprodukten gegenüber oralpathogenen Mikroorganismen ein bedeutsames Forschungsthema. Die antibakterielle Aktivität verschiedenster Bestandteile in Dentalprodukten sowie der Dentalprodukte als Ganzes wurden in zahlreichen in-vitro und in-vivo Studien untersucht, nachgewiesen und basiert auf verschiedensten Mechanismen. Mit Hilfe eines modifizierten Keimträgertests wurde die mikrobiozide Wirkung von drei unterschiedlichen Chargen des Produkts Ledermix® Fluorid Gel im Vergleich zu Elmex®gelée und Meridol® Zahnpasta untersucht. Die Testung wurde gegenüber einer Hefespezies (C. albicans), einer grampositiven (S. aureus), drei kariogenen grampositiven (S. mutans, S. sanguis, S. pyogenes) und einer pathogenen gramnegativen (P. aeruginosa) Bakterienspezies vorgenommen. Als Ergebnis konnte festgestellt werden, das alle drei Ledermixprodukte bei allen Streptokokkenarten sowie C. albicans eine Reduktion ≥3,5 lg Stufen nach einer Einwirkzeit von 5 min erreichten. Elmex®gelée war gegenüber P. aeruginosa mit einem RF ≥5 lg- Stufen bereits nach 2 min das wirksamste Produkt. Alle Ledermixprodukte zeigten hier lediglich Reduktionen ≥1 lg Stufe. Ledermix® Fluorid Gel erzielte nach der ersten min gegenüber allen Testmikroorganismen (bis auf P. aeruginosa) die besten Ergebnisse. S. aureus war die widerstandsfähigste zu prüfende Mikroorganismenspezies und wurde um nur ≥2 lg Stufen nach mindestens 10 min Einwirkzeit der Dentalgele reduziert. Meridol® Zahnpasta war in dem geprüften Zeitraum vollständig unwirksam gegenüber S. aureus und S. mutans. Diese Zahnpasta erzielte im Vergleich zu den Gelen mit Abstand die schlechtesten Ergebnisse. Es konnte festgestellt werden, dass sich Ledermix® Fluorid Gel und Elmex®gelée insgesamt in ihrer mikrobioziden Wirksamkeit kaum unterschieden. Die mikrobiozide Wirkung der untersuchten Dentalgele ist am ehesten durch den Gehalt an Aminfluorid/Natriumfluorid zu erklären. Dabei haben das Konservierungsmittel und auch das Parfumöl einen nicht unwesentlichen Anteil an der Wirksamkeit.