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- Ökosystemdienstleistung (1)
- Ökosystemdienstleistungen (1)
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Institute
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- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (10)
- Institut für Community Medicine (10)
- Poliklinik für Kieferorthopädie, Präventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde (10)
- Institut für Chemie und Biochemie (8)
- Institut für Pharmazie (8)
- Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin (8)
- Institut für Diagnostische Radiologie (7)
- Institut für Anatomie und Zellbiologie (6)
- Institut für Physik (6)
Publisher
- S. Karger AG (19)
- IOP (1)
Background: It has not been investigated whether there are associations between urinary iodine (UI) excretion measurements some years apart, nor whether such an association remains after adjustment for nutritional habits. The aim of the present study was to investigate the relation between iodine-creatinine ratio (ICR) at two measuring points 5 years apart. Methods: Data from 2,659 individuals from the Study of Health in Pomerania were analyzed. Analysis of covariance and Poisson regressions were used to associate baseline with follow-up ICR. Results: Baseline ICR was associated with follow-up ICR. Particularly, baseline ICR >300 µg/g was related to an ICR >300 µg/g at follow-up (relative risk, RR: 2.20; p < 0.001). The association was stronger in males (RR: 2.64; p < 0.001) than in females (RR: 1.64; p = 0.007). In contrast, baseline ICR <100 µg/g was only associated with an ICR <100 µg/g at follow-up in males when considering unadjusted ICR. Conclusions: We detected only a weak correlation with respect to low ICR. Studies assessing iodine status in a population should take into account that an individual with a low UI excretion in one measurement is not necessarily permanently iodine deficient. On the other hand, current high ICR could have been predicted by high ICR 5 years ago.
In vivo Imaging of Bile Accumulation and Biliary Infarction after Common Bile Duct Ligation in Rats
(2011)
Obstructive cholestasis is caused by mechanical constriction or occlusion leading to reduced bile flow. Serious complications such as jaundice and even death may follow. Little is known about the initial phase of cholestasis and its consequences for the hepatic microarchitecture. This in vivo study aimed to characterize the nature and kinetics of developing obstructive cholestasis and focused on areas with biliary stasis and infarction by visualizing the autofluorescence of bile acids using intravital microscopy of the liver over a period of 30 h after bile duct ligation in rats. The innovation resided in performing fluorescence microscopy without applying fluorescent dyes. In animals subjected to obstructive cholestasis, the most significant changes observed in vivo were the concomitant appearance of (1) areas with bile accumulation increasing in size (6 h: 0.163 ± 0.043, 18 h: 0.180 ± 0.086, 30 h: 0.483 ± 0.176 mm<sup>2</sup>/field) and (2) areas with biliary infarction (6 h: 0.011 ± 0.006, 18 h: 0.010 ± 0.004, 30 h: 0.010 ± 0.050 mm<sup>2</sup>/field) as well as (3) a relation between the formation of hepatic lesions and enzyme activity in serum. The sequential in vivo analysis presented herein is a new method for the in vivo visualization of the very early changes in the hepatic parenchyma caused by obstructive cholestasis.
Ernst Ferdinand Ströter (1846-1922) stammt aus einem reformierten Elternhaus in Barmen. Während seines Theologiestudiums wurde er nachhaltig geprägt von Johann Tobias Beck (1804-1878). Ströter übernahm unter anderem dessen Hermeneutik einer ausgeprägten Schriftbezogenheit, den Ansatz einer wachsenden Offenbarung innerhalb der Schrift und eine ausdifferenzierte zukünftig-heilsgeschichtliche Eschatologie prämillenniaristischer Lesart. Als Hauslehrer einer amerikanischen Familie in Paris konvertierte Ströter zum Methodismus und wanderte 1869 in die USA aus. Dort wirkte er zunächst als Hilfsprediger an der Ostküste unter dem Dach des deutschsprachigen bischöflichen Methodismus und anschließend – mittlerweile verheiratet – als Pionierprediger in Texas. Neben seinen pastoralen Tätigkeiten intendierte er dort die Vereinigung der Bischöflich-methodistischen Kirche mit der Bischöflich-methodistischen Kirche des Südens, gründete eine Schule und unterstützte literarisch die damalige Temperenzbewegung. 1879 wurde er mit dem dispensationalistischen Prämillenniarismus John Nelson Darbys (1800-1882) bekannt. Von Darby übernahm Ströter – in Ergänzung zu Becks Einflüssen – besonders das kirchenkritische Gemeindeverständnis, eine ausgeprägte Erwartung der Wiederkunft Christi, die Entrückungsvorstellung der Gemeinde und die theologisch-heilsgeschichtliche Unterscheidung von Gemeinde und Israel. Allerdings schloss sich Ströter nicht – ebenso wenig wie die dispensationalistisch-prämillenniaristische Bewegung seiner Zeit im Ganzen – der Brüderbewegung und einer von Darby geforderten Lösung von der eigenen Denomination an. Innerhalb des deutschsprachigen bischöflichen Methodismus versuchte Ströter, den dispensationalistischen Prämillenniarismus mit seinen gemeindetheologischen Ableitungen bekanntzumachen. Doch wurden seine Lehransichten dort 1881 verurteilt, was Ströter zur inneren Entfremdung von seiner Kirche führte. Er wirkte noch bis 1884 als Prediger in Minnesota, ging dann als theologischer Lehrer an eine methodistische Hochschule (1884-1890) und schließlich als Professor für Latein an die Universität von Denver (1890-1894). Außerhalb des Methodismus propagierte Ströter weiterhin den dispensationalistischen Prämillenniarismus literarisch und durch Vorträge, etwa auf der Niagara Bible Conference. Anschließend gab Ströter jede Form von Festanstellung auf und wirkte 1894-1899 als freier Prediger gemeinsam mit Clemens Arno Gäbelein unter Juden in New York. Ströters und Gäbeleins Hope of Israel Mission vertrat den Ansatz, Judenchristen nicht aus ihrer national-jüdischen Existenz zu lösen, sondern in Toraobservanz zu belassen. Nach einer ersten Europareise 1896 im Auftrag der Hope of Israel Mission kehrte Ströter 1897 als Judenmissionar und freier Prediger nach Europa zurück. Hier unternahm er zahlreiche Vortragsreisen nach Osteuropa, insbesondere nach Russland, und gründete eine eigene Gesellschaft, die die Ansiedlung von Judenchristen im damaligen Palästina unterstützte. Leidenschaftlich unterstützte er auch den politischen Zionismus. Daneben wirkte er als vielgefragter Redner auf zahlreichen Plattformen der damaligen neueren deutschen Erweckungsbewegung, besonders auf den Blankenburger Allianz-, den Tersteegensruh- und den Harzkonferenzen, in Gemeinschaften und in freien Gemeinden. Auch in Europa verfocht Ströter den Prämillenniarismus sowie sein Gemeindeverständnis, wonach die Gemeinde keine institutionelle Größe, sondern von Gott erwählt sei, nach ihrer Entrückung an Christi zukünftigem Heilsschaffen mitzuwirken. 1908 wurde seine Theologie von der Blankenburger Allianz und der Gnadauer Gemeinschaftsbewegung abgelehnt. Ströter hatte mittlerweile seine eigene reformierte Prägung transformiert und in Verknüpfung mit Prämillenniarismus, Israeltheologie und Gemeindeverständnis zu einer Allversöhnungslehre weiterentwickelt. Diese vertrat er durch weitere zahlreiche Vorträge, mit seiner Zeitschrift Das Prophetische Wort (seit 1907) und durch weitere Veröffentlichungen. Auch Ströters Allversöhnungslehre wurde im Raum der neueren deutschen Erweckungsbewegung in einem literarisch geführten Streit fast überwiegend abgewiesen und vertiefte seine theologische Isolierung. 1912 siedelte Ströter in die Schweiz über – sein Schwiegersohn John Louis Nuelsen (1867-1946) – war dort methodistischer Bischof geworden. Der Erste Weltkrieg unterband die Reisen nach Russland und beeinträchtigte die Vortragstätigkeit in Deutschland. Nach dem Krieg und bis zu seinem Tod in Zürich versuchte Ströter noch einmal verstärkt in Deutschland theologisch Fuß zu fassen, fand mit seinen Lehransichten aber nur bei Einzelpersonen und in kleineren Zirkeln Gehör. Ströter darf als markantester Vertreter des dispensationalistischen Prämillenniarismus innerhalb des deutschsprachigen Methodismus in den USA und innerhalb der neueren deutschen Erweckungsbewegung gelten. Sein Ziel, diesem eine größere Bekanntheit zu verschaffen, hat Ströter jedoch nicht erreicht. Heute lebt Ströters theologisch-heilsgeschichtliches Erbe, dessen theologische Spitze und Summe sich in der Allversöhnungslehre findet, bei kleinen, in der Regel nicht institutionalisierten Gruppierungen fort. Zu würdigen bleiben Ströters Rolle innerhalb des deutschsprachigen Methodismus besonders in den USA und innerhalb der neueren deutschen Erweckungsbewegung, sein Beitrag zur Geschichte der Judenmission, manche seiner theologischen Impulse wie beispielsweise seine aus seiner Israeltheologie resultierende Erwählungslehre, die Einfluss auf Karl Barths (1886-1968) Erwählungslehre genommen hat, sowie seine wache Zeitzeugenschaft, die ihn bereits 1921 vor dem – von ihm so genannten – "Hakenkreuz-Antisemitismus" warnen ließ.
Background/Aims: Acute pancreatitis (AP) is characterized by premature zymogen activation, systemic inflammatory response resulting in inflammatory infiltrates, sustained intracellular calcium, neurogenic inflammation and pain. The inhibitory neurotransmitter and cytoprotective amino acid glycine exerts a direct inhibitory effect on inflammatory cells, inhibits calcium influx and neuronal activation and therefore represents a putative therapeutic agent in AP. Methods: To explore the impact of glycine, mild AP was induced in rats by supramaximal cerulein stimulation (10 µg/kg BW/h) and severe AP by retrograde injection of sodium taurocholate solution (3%) into the common biliopancreatic duct. 100/300 mmol glycine was administered intravenously before induction of AP. To elucidate the effect of glycine on AP, we determined pathomorphology, pancreatic cytokines as well as proteases, serum lipase and amylase, pancreatic and lung MPO activity and pain sensation. Results: Glycine administration resulted in a noticeable improvement of pathomorphological alterations in AP, such as a reduction of necrosis, inflammatory infiltrates and cytoplasmic vacuoles in cerulein pancreatitis. In taurocholate pancreatitis, glycine additionally diminished pancreatic cytokines and MPO activity, as well as serum lipase and amylase levels. Conclusions: Glycine reduced the severity of mild and much more of severe AP by attenuating the intrapancreatic and systemic inflammatory response. Therefore, glycine seems to be a promising tool for prophylactic treatment of AP.
Histopathologic and Clinical Subtypes of Autoimmune Pancreatitis: The Honolulu Consensus Document
(2011)
Autoimmune pancreatitis (AIP) has been extensively reported from Japan, Europe and the USA. While the descriptions of AIP from Japan have predominantly been based on the presence of a distinct clinical phenotype, reports from Europe and the USA describe at least 2 histopathologic patterns in patients diagnosed with AIP, namely lymphoplasmacytic sclerosing pancreatitis (LPSP) and idiopathic duct-centric pancreatitis (IDCP) or granulocytic epithelial lesion- positive pancreatitis. While the 2 entities share common histopathologic features (periductal lymphoplasmacytic infiltration and peculiar periductal fibrosis), expert pathologists can accurately distinguish them on the basis of other unique histopathologic features. Clinically, the 2 entities have a similar presentation (obstructive jaundice/pancreatic mass and a dramatic response to steroids), but they differ significantly in their demography, serology, involvement of other organs and disease relapse rate. While LPSP is associated with elevation of titers of nonspecific autoantibodies and serum IgG4 levels, IDCP does not have definitive serologic autoimmune markers. All experts agreed that the clinical phenotypes associated with LPSP and IDCP should be nosologically distinguished; however, their terminology was controversial. While most experts agreed that the entities should be referred to as type 1 and type 2 AIP, respectively, others had concerns regarding use of the term ‘autoimmune’ to describe IDCP.
Purpose: To determine the surface characteristics of porcine corneal lenticules after Femtosecond Lenticule Extraction. Methods: The Carl Zeiss Meditec AG VisuMax® femtosecond laser system was used to create refractive corneal lenticules on 10 freshly isolated porcine eyes. The surface regularity on the corneal lenticules recovered was evaluated by assessing scanning electron microscopy images using an established scoring system. Results: All specimens yielded comparable score results of 5–7 points (SD = 0.59) per lenticule (score range minimum 4 to maximum 11 points). Surface irregularities were caused by tissue bridges, cavitation bubbles or scratches. Conclusion: The Femtosecond Lenticule Extraction procedure is capable of creating corneal lenticules of predictable surface quality. However, future studies should focus on the optimization of laser parameters as well as surgical technique to improve the regularity of the corneal stromal bed.
For surgery in congenital hyperinsulinism (CHI), a distinct surgical strategy and technique is required for focal, diffuse and atypical CHI. In focal CHI, a confined, localized and parenchyma-sparing resection which is guided by the PET-CT is always indicated in order to cure the patient. In diffuse CHI, however, the results of surgical therapy are unpredictable and cure is an exception. Therefore, a strong tendency exists nowadays that medical therapy should be preferred in diffuse CHI. In atypical CHI the situation is more complex: if the focal lesion or the segmental mosaic are not too extensive, cure by resection should be possible. But care must be taken in atypical cases not to resect too much of the gland in order not to induce diabetes.
Background: Therapyrelated mucositis is associated with considerable morbidity. This complication following allogeneic stem cell therapy (alloSCT) is less severe after reduced intense conditioning (RIC); however, even here it may be serious. Methods: 52 patients (male: n = 35 (67%), female: n = 17 (33%)) at a median age of 62 years (35–73 years) underwent alloSCT after RIC. Conditioning was either total body irradiation (TBI)<sub>2Gy</sub>/±fludarabine (n = 33, 63.5%) or chemotherapy based. Graftversushost disease (GvHD) prophylaxis was carried out with cyclosporine A ± mycophenolate mofetil (MMF). 45 patients (87%) received shortcourse methotrexate (MTX). Mucositis was graded according to the Bearman and the World Health Organisation (WHO) scale. A variety of parameters were correlated with mucositis. Results: The Bearman and WHO scales showed excellent correlation. Mucositis was significantly more severe after chemotherapybased conditioning compared to conditioning with TBI<sub>2Gy</sub>/±fludarabine (p < 0.002) as well as in cases with an increase in creatinine levels above the upper normal value (UNV) on day +1 after SCT (p < 0.05). Furthermore, the severity correlated with time to engraftment of leucocytes (correlation coefficient (cc) = 0.26, p < 0.02) and thrombocytes (cc = 0.38, p < 0.001). Conclusions: The conditioning regimen and increased creatinine levels at day +1 were identified as factors predicting the severity of mucositis after RICSCT. Creatinine levels on day +1 after SCT may help identify patients at risk for severe mucositis in the further course of transplantation.
Aim: The efficacy of antimicrobial compounds included in wound dressings has been determined using the quantitative suspension test according to EN 13727 before. However, as suspension tests are not an accurate reflection of the conditions under which wound antiseptics are used, it was investigated if a disc carrier test would yield results simulating practical conditions on wound surfaces. A silver-leaching foam wound dressing was used for evaluation of the disc carrier test method. Method: The disc carriers consisted of circular stainless-steel discs measuring 2 cm in diameter and 1.5 mm in thickness, complying with the requirements of EN 10088-2. Carriers were contaminated with Staphylococcus aureus, methicillin-resistant S. aureus or Pseudomonas aeruginosa, respectively, together with an artificial wound secretion and left to dry at room temperature for 30 min. The wound dressings being tested were placed on the discs for the length of the exposure time, and after neutralization by thioglycolate in phosphate-buffered saline the number of surviving test organisms was then counted. The logarithmic reduction factor was calculated from the difference between the initial inoculum and the number of recovered test organisms. Results: The disc carrier test allowed determination of an antimicrobial efficacy in a realistic setting. It also imposed more stringent requirements on efficacy over time than the quantitative suspension test. The silver foam wound dressing showed a time-dependent antimicrobial efficacy. After 24-hour application time, the reduction factors against S. aureus, P. aeruginosa and the methicillin-resistant S. aureus were 1.9 ± 0.15, 2.1 ± 0.14 and 3.1 ± 0.18, respectively. Conclusion: The disc carrier test was a useful method for testing the antimicrobial efficacy of a foam silver dressing. The antimicrobial dressing exhibited an antimicrobial effect after 3 h and achieved a reduction >2 log against the tested bacterial strains in the presence of a simulated wound secretion after 24 h.
The effect of water-filtered infrared-A radiation (wIRA) on normal skin flora was investigated by generating experimental wounds on the forearms of volunteers utilizing the suction blister technique. Over 7 days, recolonization was monitored parallel to wound healing. Four groups of treatment were compared: no therapy (A), dexpanthenol cream once daily (B), 20 min wIRA irradiation at 30 cm distance (C), and wIRA irradiation for 30 min once daily together with dexpanthenol cream once daily (D). All treatments strongly inhibited the recolonization of the wounds. Whereas dexpanthenol completely suppressed recolonization over the test period, recolonization after wIRA without (C) and in combination with dexpanthenol (D) was suppressed, but started on day 5 with considerably higher amounts after the combination treatment (D). Whereas the consequence without treatment (A) was an increasing amount of physiological skin flora including coagulase-negative staphylococci, all treatments (B–D) led to a reduction in physiological skin flora, including coagulase-negative staphylococci. In healthy volunteers, wIRA alone and in combination with dexpanthenol strongly inhibited bacterial recolonization with physiological skin flora after artificial wound setting using a suction-blister wound model. This could support the beneficial effects of wIRA in the promotion of wound healing.
The exact qualitative and quantitative analysis of wound healing processes is a decisive prerequisite for optimizing wound care and for therapy control. Transepidermal water loss (TEWL) measurements are considered to be the standard procedure for assessing the progress of epidermal wound healing. The damage to the stratum corneum correlates with an increased loss of water through the skin barrier. This method is highly susceptible to failure by environmental factors, in particular by temperature and moisture. This study was aimed at comparing TEWL measurements and in vivo laser scanning microscopy (LSM) for the characterization of the epidermal wound healing process. LSM is a high-resolution in vivo method permitting to analyze the kinetics and dynamics of wound healing at a cellular level. While the TEWL values for the individual volunteers showed a wide scattering, LSM permitted the wound healing process to be clearly characterized at the cellular level. However, a comparison between the two methods was very difficult, because the results provided by LSM were images and not numerical. Therefore, a scoring system was set up which evaluates the stages of wound healing. Thus, the healing process could be numerically described. This method is independent of any environmental factors. Providing morphologically qualitative and numerically quantitative analyses of the wound healing process and being far less vulnerable to failure, LSM is advantageous over TEWL.
Wound healing disorders frequently occur due to biofilm formation on wound surfaces requiring conscientious wound hygiene. Often, the application of conventional liquid antiseptics is not sufficient and sustainable as (1) the borders and the surrounding of chronic wounds frequently consist of sclerotic skin, impeding an effectual penetration of these products, and (2) the hair follicles representing the reservoir for bacterial recolonization of skin surfaces are not affected. Recently, it has been reported that tissue-tolerable plasma (TTP), which is used at a temperature range between 35 and 45°C, likewise has disinfecting properties. In the present study, the effectivity of TTP and a standard liquid antiseptic was compared in vitro on porcine skin. The results revealed that TTP was able to reduce the bacterial load by 94%, although the application of the liquid antiseptic remained superior as it reduced the bacteria by almost 99%. For in vivo application, however, TTP offers several advantages. On the one hand, TTP enables the treatment of sclerotic skin as well, and on the other hand, a sustainable disinfection can be realized as, obviously, also the follicular reservoir is affected by TTP.
Postoperative Immune Suppression in Visceral Surgery: Characterisation of an Intestinal Mouse Model
(2011)
Background: Postoperatively acquired immune dysfunction is associated with a higher mortality rate in case of septic complications. As details of this severe clinical problem are still unknown, animal models are essential to characterise the mechanisms involved. Methods: Mice were laparotomised and the small intestine was pressed smoothly in antegrade direction. For extension of trauma, the intestine was manipulated three times consecutively. Following this, the ex vivo cytokine release of splenocytes was determined. The degree of surgical trauma was analysed by detection of HMGB1 and IL-6 in serum and by neutrophil staining in the muscularis mucosae. Results: We adapted the previously described animal model of intestinal manipulation to provide a model of surgically induced immune dysfunction. Following intestinal manipulation, the mice showed elevated serum levels of HMGB1 and IL-6 and increased infiltration of granulocytes into the muscularis mucosae. Ex vivo cytokine release by splenocytes was suppressed in the postoperative period. The degree of suppression correlated with the extent of surgical trauma. Conclusions: In this study, we describe a surgically induced immune dysfunction animal model, in which a significant surgical trauma is followed by an immune dysfunction. This model may be ideal for the characterisation of the postoperative immune dysfunction syndrome.
Background/Aims: To develop a clinically relevant immunocompetent murine model to study pancreatic cancer using two different syngeneic pancreatic cancer cell lines and to assess MRI for its applicability in this model. Methods: Two cell lines, 6606PDA and Panc02, were employed for the experiments. Cell proliferation and migration were monitored in vitro. Matrigel™ was tested for its role in tumor induction. Tumor cell growth was assessed after orthotopic injection of tumor cells into the pancreatic head of C57/BL6 mice by MRI and histology. Results: Proliferation and migration of Panc02 were significantly faster than those of 6606PDA. Matrigel did not affect tumor growth/migration but prevented tumor cell spread after injection thus avoiding undesired peritoneal tumor growth. MRI could reliably monitor longitudinal tumor growth in both cell lines: Panc02 had a more irregular finger-like growth, and 6606PDA grew more spherically. Both tumors showed local invasiveness. Histologically, Panc02 showed a sarcoma-like undifferentiated growth pattern, whereas 6606PDA displayed a moderately differentiated glandular tumor growth. Panc02 mice had a significantly shorter (28 days) survival than 6606PDA mice (50 days). Conclusion: This model closely mimics human pancreatic cancer. MRI was invaluable for longitudinal monitoring of tumor growth thus reducing the number of mice required. Employing two different cell lines, this model can be used for various treatment and imaging studies.
Currently, there are no generally accepted definitions for wounds at risk of infection. In clinical practice, too many chronic wounds are regarded as being at risk of infection, and therefore many topical antimicrobials – in terms of frequency and duration of use – are applied to wounds. Based on expert discussion and current knowledge, a clinical assessment score was developed. The objective of this wounds at risk (W.A.R.) score is to allow decision-making on the indication for the use of antiseptics on the basis of polihexanide. The proposed clinical classification of W.A.R. shall facilitate the decision for wound antisepsis and allow an appropriate general treatment regimen with the focus on the prevention of wound infection. The W.A.R. score is based on a clinically oriented risk assessment using concrete patient circumstances. The indication for the use of antiseptics results from the addition of differently weighted risk causes, for which points are assigned. Antimicrobial treatment is justified in the case of 3 or more points.
Background: Chronic kidney disease (CKD) and low serum total testosterone (TT) concentrations are independent predictors of mortality risk in the general population, but their combined potential for improved mortality risk stratification is unknown. Methods: We used data of 1,822 men from the population-based Study of Health in Pomerania followed- up for 9.9 years (median). The direct effects of kidney dysfunction (estimated glomerular filtration rate <60 ml/min/ 1.73 m<sup>2</sup>), albuminuria (urinary albumin-creatinine ratio ≧2.5 mg/mmol) and their combination (CKD) on all-cause and cardiovascular mortality were analyzed using multivariable Cox regression models. Serum TT concentrations below the age-specific 10th percentile (by decades) were considered low and were used for further risk stratification. Results: Kidney dysfunction (hazard ratio, HR, 1.40; 95% confidence interval, CI, 1.02–1.92), albuminuria (HR, 1.38; 95% CI, 1.06–1.79), and CKD (HR, 1.42; 95% CI, 1.09–1.84) were associated with increased all-cause mortality risk, while only kidney dysfunction (HR, 2.01; 95% CI, 1.21–3.34) was associated with increased cardiovascular mortality risk after multivariable adjustment. Men with kidney dysfunction and low TT concentrations were identified as high-risk individuals showing a more than 2-fold increased all-cause mortality risk (HR, 2.52; 95% CI, 1.08–5.85). Added to multivariable models, nonsignificant interaction terms suggest that kidney dysfunction and low TT are primarily additive rather than synergistic mortality risk factors. Conclusion: In the case of early loss of kidney function, measured TT concentrations might help to detect high-risk individuals for potential therapeutic interventions and to improve mortality risk assessment and outcome.
Die Diagnose Krebs konfrontiert den Patienten mit einer Vielzahl von Fragen und Veränderungen. Zusätzlich muss er sich im Zuge seines Krankenhausaufenthaltes in einer ungewohnten Umgebung und Rolle zurechtfinden. In diesem Kontext kommt dem ärztlichen Gespräch eine besondere Bedeutung zu. Das Visitengespräch bedeutet für den Erkrankten eine Möglichkeit, Fragen zu seiner Erkrankung und deren Auswirkung zu stellen. Auch vermittelt eine patientenzentrierte Haltung des Arztes während des Visitengesprächs dem Patienten Sicherheit und trägt damit zu einer konstruktiven Krankheitsbewältigung bei. Für den Arzt wiederum ist die Visite ein Ort der Diagnosefindung und Überprüfung der Therapiewirkung. Diese unterschiedlichen Sichtweisen bedingen einen latenten Konflikt. Visitenanalysen aus der Literatur zeigen, dass dieser Konflikt weitgehend zugunsten des Arztes gelöst wird. Liegt hingegen eine erhöhte Patientenbeteiligung vor, werden positive Auswirkungen auf den Patienten beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welchem Ausmaß es gelingt, auf einer hämatologisch-onkologischen Station sowohl die Arzt- als auch die Patientenperspektive in der Visitengestaltung zu berücksichtigen. Die Analyse der Gesprächsmerkmale zeigt Übereinstimmungen mit den in der Literatur beschriebenen Ergebnissen. Abweichend davon fällt jedoch ein vermehrter Patienteneinbezug auf. Dieser besteht meist in einer Edukation des Patienten und weniger in einem Eingehen auf dessen Gefühlswelt. Das ärztliche Verhalten ist bei einer somatischen Priorisierung klar handlungsorientiert. Insgesamt fluktuiert der Grad des Patienteneinbezugs über die verschiedenen Gesprächsphasen hinweg. Darüber hinaus zeigt sich eine Vielzahl von Einflussgrößen auf das Arztverhalten im Visitengespräch. Die Patienten sind mit den erlebten Visitengesprächen zufrieden. Diese unkritische Haltung könnte möglicherweise durch die soziodemographischen Eigenschaften der Patientengruppe wie hohes Alter und niedriger Bildungsgrad mitbestimmt werden. Gelänge es, die Patientenbeteiligung im Visitengespräch zu steigern, kämen neben der Krankheitsbekämpfung auch gesundheitsfördernde Aspekte der Patientenbetreuung zum Tragen. Gemäß der International Classifikation of Function, Disability and Health (ICF) zählen hierzu die Partizipation und Teilhabe als wesentlicher Bestandteil von Gesundheit. Zur Berücksichtigung dieser Aspekte wären ein sicherer Gesprächsrahmen, eine klare Visitenstruktur sowie der vermehrte Einsatz von Gesprächstechniken zur Förderung des Patienteneinbezugs nötig. Solche Gesprächsvariablen finden sich beispielsweise in der Methode der partizipativen Entscheidungsfindung wieder.
Kurzzusammenfassung: Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist die Forschung auf der Insel Riems, einem der auch heutzutage wichtigsten Forschungsstandorte für Tierkrankheiten, von 1933 bis 1945 unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes der NS-Zwangsarbeiter. Es wird die durch die geografische Lage, die Forschungsschwerpunkte sowie die innerbetriebliche Struktur besondere Situation der Anstalt verdeutlicht, die eng mit Leben und Werk der leitenden Wissenschaftler verknüpft ist. Neben der Darstellung der Forschung und des Zwangsarbeitereinsatzes zeigt die vorliegende Arbeit das konstante Ringen der jeweiligen Direktoren seit Gründung der Forschungsanstalt mit den verantwortlichen Behörden, um durch eine bestmögliche materielle und personelle Ausstattung des Instituts die Forschungsarbeiten vorantreiben und die Ziele weitestgehend erreichen zu können. Ein Erinnerungsbericht eines ehemaligen Italienischen Militärinternierten eröffnete die Möglichkeit, auch die Lebens- und Arbeitsbedingungen der Zwangsarbeiter auf dem Riems näher zu untersuchen. Aus den untersuchten Archivquellen und der Literaturbasis wurden die Verknüpfungen zwischen wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Zwängen, zwischen den Machtstrukturen des nationalsozialistischen Regimes und der Leitung des Institutes und letztlich zwischen den Betriebsangehörigen und den Zwangsarbeitern analysiert. Hieraus ergibt sich ein differenziertes Bild der Forschung und des Zwangsarbeitereinsatzes auf der Insel Riems, das auch die Hintergründe ausführlich beleuchtet. Es wird in dieser Arbeit deutlich, inwieweit in dem geschichtlichen Umfeld der Zeit von 1933 bis 1945 medizinische Forschung durch hohes Engagement der führenden Persönlichkeit, durch Integration und Kollaboration mit dem NS-Regime sowie dem Einsatz von Zwangsarbeitern hat überleben können. Diese medizinisch-historische Untersuchung definiert einen wesentlichen Teil der Basis, auf der die aktuelle Forschung beruht.
Relevanz der prätransfusionellen Anti-Human-Globulin-Kreuzprobe bei unauffälligem Antikörpersuchtest
(2011)
Die Transfusion von Erythrozytenkonzentraten ist eine Basistherapie der Medizin. Gefürchtete Transfusionsrisiken für den Patienten sind immunhämolytische Reaktionen auf Grund AB0-inkompatibler Erythrozytenkonzentrate oder irregulärer Alloantikörper. Präventiv werden vor jeder geplanten Transfusion deshalb die Blutgruppenmerkmale des Patienten bestimmt und sein Plasma in einem hochsensitiven Verfahren auf irreguläre erythrozytäre Antikörper untersucht (Antikörpersuchtest). Prätransfusionell verpflichtend ist in Deutschland dabei auch die serologische Anti-Human-Globulin-Kreuzprobe, wobei das Restrisiko einer immunologischen Unverträglichkeit zwischen Patientenplasma und Blutkonserve trotz zuvor negativer Antikörpersuche ausgeschlossen werden soll. Bei einer reaktiven Kreuzprobe nach unauffälligem Antikörpersuchtest sind insbesondere die Folgeuntersuchungen sehr zeitaufwändig. Die Patientenversorgung kann dann in hohem Maße verzögert werden, was im Falle einer dringenden Transfusionsindikation zur Gefahr für den Patienten werden kann. In Notfallsituationen wird aus diesem Grund auf die Kreuzprobe verzichtet. Daraus ergibt sich die Frage, ob die Kreuzprobe nach negativer Antikörpersuche überhaupt die Sicherheit der Transfusion erhöht und über den Notfall hinaus noch sinnvoll erscheint. In der vorliegenden Arbeit wurden die Ergebnisse der Anti-Human-Globulin- Kreuzproben ausgewertet, die im zuvor durchgeführten Antikörpersuchtest negativ reagiert hatten. Über einen Zeitraum von 8 Jahren wurden unterschiedliche serologische Verfahrensweisen (Kreuzprobe im konventionellen Röhrchentest versus Gelkartentechnik, Antikörpersuche mit 2 versus 3 erythrozytären Suchzellen) untersucht. Zwischen 2000 und 2007 wurden 312.275 Kreuzproben bei 53.512 Patienten durchgeführt. Davon waren 566 Kreuzproben nach negativer Antikörpersuche bei 296 Patienten reaktiv. Nach Umstellung der Kreuzprobentechnik vom Röhrchen- auf die Gelkartentechnik im Jahr 2003 erhöhte sich der Anteil reaktiver Kreuzproben trotz negativer Antikörpersuche von 0,05% (Röhrchentest) auf 0,25% (Gelkarte) erheblich (p<0,001). Ursache für die Reaktivität waren in 15% irreguläre Anti-A1-Antikörper, nur in 1,8% wurden andere irreguläre Alloantikörper gefunden. Hingegen konnten in über 80% der reaktiven Kreuzproben gar keine oder keine klinisch relevanten Ursachen (Autoantikörper beim Spender oder Patienten) gefunden werden. Insgesamt wurden in 0,0032% (10 von 312.275 Kreuzproben) irreguläre Alloantikörper primär durch die Kreuzprobe aufgedeckt. Theoretisch/statistisch wäre demnach eine von 31.228 Transfusionen mit einem potentiellen immunologischen Inkompatibilitätsrisiko verbunden gewesen, würde die biologische Relevanz aller detektierten Alloantikörper unberücksichtigt bleiben. Bei Betrachtung jedoch der biologisch relevanten Antikörper hätte das Risiko für eine immunologisch inkompatible Transfusion nur bei einer von 78.069 Transfusionen bestanden. Nachdem in der Antikörpersuche (unter Verwendung der sensitiven Gelkartentechnik) die Anzahl der Suchzellen von 2 auf 3 erhöht wurde, sind keine biologisch relevanten Alloantikörper mehr übersehen worden. Ähnliche Untersuchungen haben in anderen Ländern bereits dazu geführt, dass nach einer negativen Antikörpersuche auf die serologische Kreuzprobe verzichtet wird. Diese Option sollte auch in Deutschland eröffnet werden.
Ziel der Arbeit war es, ein Probenkollektiv zu etablieren und die Expression, Lokalisation und Funktion pharmakologisch und physiologisch relevanter Membrantransporter systematisch zu untersuchen. Dafür wurde aus 70 humanen Plazenten mRNA, Protein und genomische DNA isoliert. Im Anschluss konnte die mRNA-Expression der Membrantransporter ABCB1 (P-gp), ABCC1 (MRP1), ABCC2 (MRP2), ABCC3 (MRP3), (ABCC5), ABCG2 (BCRP), SLC10A6 (SOAT), SLC22A4 (OCTN1), SLC22A5 (OCTN2), SLC22A11 (OAT4) und SLCO2B1 (OATP2B1) bestimmt und hinsichtlich ihrer Assoziation mit dem Gestationsalter und dem Geschlecht analysiert werden. Dabei zeigte sich eine signifikante gestationsabhängige Expressionsabnahme für das P-gp, BCRP, OATP2B1 und OAT4, darüber hinaus war die Expression von MRP1 in Plazenten männlichen Feten im Vergleich zu weiblichen Feten deutlich erhöht. Da fast alle Organe, mit Ausnahme der Leber, Niere und Gehirn, auf eine Carnitinaufnahme aus dem Blut angewiesen sind, spielen Carnitintransporter wie das SLC22A4 (OCTN1) und SLC22A5 (OCTN2) eine entscheidende Rolle: In der Plazenta sind sie bei der Versorgung des Fetus mit L-Carnitin unabdingbar. Auf mRNA-Ebene konnte in diesem Zusammenhang zunächst keine gestationsabhängige Expressionsänderung gezeigt werden, obwohl der Fetus zum Ende der Schwangerschaft einen deutlich erhöhten Carnitinbedarf hat. Die daraufhin durchgeführte Bestimmung der korrespondierenden OCTN2-Proteinexpression, die interessanter Weise nicht mit den mRNA-Werten korrelierte, zeigte tatsächlich eine erhöhte Transporterexpression zum Ende der Schwangerschaft hin. Für das OCTN2 wurden weiterhin Untersuchungen zum Einfluss eines bekannten Promotorpolymorphismus, dem -207G>C, der in anderen Studien mit der OCTN2 Expression assoziiert werden konnte, durchgeführt. Hier zeigte sich, dass diese genetische Variante zwar die mRNA Expression des Transporters beeinflusst, sich dieser Effekt aber wiederum nicht auf die Proteinebene übersetzt, so dass anzunehmen ist, dass die plazentare OCTN2 Expression auch von nicht transkriptionellen Faktoren (z.B. miRNA) bestimmt wird. Mit Blick auf die anderen untersuchten Transporter zeigte sich in vielen Fällen eine Korrelation in der Expression bestimmter Efflux- und Aufnahmetransporter. Ein Beispiel für ein solches Transporterpaar war dabei das BCRP und OATP2B1,das in der Folge weiter untersucht wurde, wobei insbesondere ein mögliches funktionelles Zusammenspiel im Mittelpunkt stand. Aufbauend auf der apikalen Expression des BCRP und der basalen des OATP2B1, wurde ein, auf MDCKII-Zellen basiertes, in vitro Zellsystem verwendet, um die Bedeutung dieser Transporter für den transzellulären Transport von Substanzen wie E1S und DHEAS zu zeigen. In der Tat war ein gerichteter Transporter dieser Substanzen nur zu beobachten, wenn beide Transporter in den Zellen exprimiert wurden. Diese Ergebnisse sind bezüglich der Hormonsynthese durch die Plazenta von Bedeutung, da diese während der Schwangerschaft einen zentralen Syntheseort darstellt, aber einige Vorläufermoleküle nicht selber synthetisieren kann. Zusammengefasst bietet die vorliegende Arbeit ein umfassendes Bild über die Regulation wichtiger physiologischer und auch pharmakologischer Membrantransporter im letzten Drittel der Schwangerschaft. Darüber hinaus konnte für ausgewählte Transporter das Zusammenspiel (OATP2B1 und ABCG2) und die Regulation (OCTN2) näher charakterisiert werden.
In the search for bioactive compounds, 32 fungal strains were isolated from Indonesian marine habitats. Ethyl acetate extracts of their culture broth were tested for cytotoxic activity against a urinary bladder carcinoma cell line and for antifungal and antibacterial activities against fish and human pathogenic bacteria as well as against plant and human pathogenic fungi. Bioassay-guided fractionation led to the isolation of bioactive compounds. Altogether 14 compounds were isolated and further elucidated. The compounds were obtained from the ethyl acetate and dichloromethane extracts of six fungal strains. They included 9 polyketides, 2 terpenes, 1 alkaloid and 2 till now undefined structures.
Zusammenfassung In den ersten vier Tagen nach Radiojodgabe wurden signifikante Konzentrationsveränderungen der Schilddrüsenparameter fT4, TSH und Tg beobachtet. Die fT4 – Konzentration stieg zunächst in allen Gruppen signifikant an, insbesondere bei Patienten mit Thyreostatikapause 3 Tage vor Therapie (Gruppe 4, im Median +20%) und Patienten mit dreitägiger Thyreostatikapause vor Therapie und erneuter Thyreostase 3 Tage nach Radiojodapplikation (Gruppe 5, +11%). Somit kann durch die erneute Gabe von Thyreostatika am 3. Tag nach der Radiojodgabe ein relevanter Anstieg der fT4 – Konzentration verhindert werden. Die T3 – Konzentration zeigte in der Gesamtheit im Median keine signifikante Änderung in den ersten vier Tagen der Radiojodtherapie. Im Vergleich der einzelnen Gruppen konnten jedoch signifikante Konzentrationsveränderungen festgestellt werden. In der 1. Gruppe, Thyreostatikapause 4 Wochen vor Radiojodtherapie, konnten wir einen geringen aber signifikanten Anstieg des T3 von 3% feststellen. In Gruppe 2 bis 5 fiel die T3 – Konzentration signifikant mit einem Maximum in Gruppe 4 und 5 ab. In Gruppe 4 fiel das T3 im Median um 5%, in Gruppe 5 um 21%. Der TSH – Spiegel fiel in der Gesamtheit aller Patienten signifikant im Median um 9% ab. Die Patienten mit Thyreostatikapause 4 bzw. 1 Woche vor Radiojodtherapie (1. und 2. Gruppe) zeigten den stärksten Abfall des TSH – Spiegels, in Gruppe 1 um 15% und um 20% in Gruppe 2. In Gruppe 6, Patienten mit Radiojodtherapie unter Schilddrüsenhormonsubstitution, konnten wir einen signifikanten Abfall von 6% feststellen. Die Patienten mit Thyreostase während der Therapie (Gruppen 3) und Patienten der Gruppe 5 zeigten keine TSH – Konzentrationsveränderung. Der gleichbleibende TSH – Spiegel in der Gruppe 3 ist auf die unveränderte Thyreostatikagabe während der Therapie zurückzuführen. Die zellzerstörende Wirkung der Radiojodtherapie ließ die Tg – Konzentration in allen Gruppen zusammen im Median um 88% ansteigen. In Gruppen 1 (+87%) und 2 (+49%) erwies sich der Anstieg des Tg – Spiegels als signifikant. Den stärksten, aber nicht signifikanten Anstieg der Tg – Konzentration zeigten die Gruppen 3 und 4. In Gruppe 3 stieg das Thyreoglobulin um 114%, in Gruppe 4 um 173%. Die fehlende Signifikanz in diesen beiden Gruppen ist auf die geringe Anzahl der Tg – Bestimmungen zurückzuführen (Tabelle 2). Die Patienten der 5. und 6. Gruppe zeigten ebenfalls einen nicht signifikanten Anstieg des Tg – Spiegels um 52% in Gruppe 5 sowie um 135% in Gruppe 6. Die Radiojodtherapie birgt die Gefahr einer Exazerbation der hyperthyreoten Stoffwechsellage. Dies kann für Patienten mit Herz – Kreislauf – Erkrankungen, einem hohen fT4 – Basiswert, aber auch für Morbus Basedow – Patienten gefährlich sein. Insgesamt 256 (9%) der 2796 Patienten zeigten einen sehr hohen fT4 – Basiswert (fT4 >25 pmol/l) zu Beginn der Therapie. Bei 28 (1%) der 2796 Patienten konnte ein Anstieg der fT4 – Konzentration um ≥ 15,0 pmol/l während der ersten vier Tage der Therapie festgestellt werden. Durch die erneute Gabe von Thyreostatika 2 bis 3 Tage nach Verabreichung des Radiojods kann das Risiko einer Exazerbation der Hyperthyreose und damit die Gefahr eines Progresses von kardiovaskulären Grunderkrankungen signifikant verringert werden.
Eine prospektive epidemiologisch- klinische Studie der kraniomandibulären Dysfunktion in Korrelation zu orthopädischen Erkrankungen der Wirbelsäule, Schultergelenke, des Beckens und der Gelenke der unteren Extremitäten ergab folgende Ergebnisse: 47% der Patienten leiden an pathologischen Veränderungen des Bewegungsapparates. Geschlechtsspezifisch gibt es kaum Unterschiede. 11% der Patienten leiden an orthopädischen Erkrankungen als auch an CMD. Der Anteil der Frauen ist mehr als doppelt so hoch wie der der Männer. 6% der Patienten leiden an CMD ohne orthopädische Erkrankungen, kein Geschlechterunterschied. Patienten ohne körperliche Aktivitäten haben ein höheres Risiko, an CMD zu erkranken. Bruxismus steht als Symptom bei allen CMD- Patienten an erster Stelle. Die Mehrheit der Patienten litt vor Eintritt der CMD bereits an einer oder mehreren orthopädischen Erkrankungen. Die Osteopathie spielt für Diagnostik und Therapie der CMD keine Rolle.
Das Magnet Force System™ ist ein kieferorthopädischer Apparat zur Korrektur von Okklusionsstörungen. Die Untersuchung von solchen Patienten in der Computertomografie (CT) ist wegen möglicher Artefaktbildung unter Umständen nicht möglich. Material und Methode: Es wird die Artefaktbildung des Magnet Force System in situ an 4 anatomischen Präparaten in der CT untersucht. Die Artefaktbildung wird deskriptiv hinsichtlich der Befundqualität der Bilder beschrieben. Ergebnisse: Die CT ist bei Patienten mit magnetischen Attachements ein geeignetes Bildgebungsverfahren. Der Einfluss weiterer Fremdkörper (Osteosynthese, sanierte Zähne) ist nicht eindeutig vorherzusagen. Die Entwicklung neuer Bildgebungsverfahren, Abdecktechniken und verbesserter Rekonstruktionsalgorithmen können einen Fortschritt bewirken.
HINTERGRUND: Es ist bekannt, dass bei septischen Patienten die Procalcitonin(PCT)-Konzentration im Blut erhöht ist. Die Mikrozirkulation dieser Patienten ist verschlechtert. Diese Veränderung der arteriellen Reaktivität könnte unter anderem mit den erhöhten PCT-Werten in Verbindung stehen. Wir testeten in vitro den direkten Effekt von PCT auf die isometrische Spannung von gesunden Rattenaorten. METHODE: Zu den in unseren Versuchsaufbau in Krebslösung eingespannten 2-3mm langen Aortenringen gaben wir PCT in ansteigenden Dosen; zum Teil präkontrahierten wir die Ringe mit 5*10-7M Phenylephrin (PE), um auch eine mögliche relaxierende Wirkung von PCT festzustellen. Nach Inkubation (30 Minuten oder 24 Stunden) in 5µg/ml PCT wurde die Dosis-Wirkbeziehung von PE mit der Kontrollgruppe verglichen. Für alle weiteren Versuche inkubierten wir die eine Hälfte der Präparationen mit 5µg PCT über 24 Stunden (zum Vergleich wurde die andere Hälfte in reiner Krebslösung inkubiert). Den Präparationen einer Versuchsreihe wurde das Endothel vor Inkubation mechanisch entfernt. Nach Präkontraktion mit PE 5*10-8M bzw. 5*10-7M wurden Veränderungen der Relaxation von Natrium-Nitroprussid (SNP) im Vergleich zur Kontrolle untersucht. In anderen Versuchen inkubierten wir (nach Präkontraktion mit PE) mit Thapsigargin (Ca-ATPase-Hemmer am sakroplasmatischen Retikulum)10-6M, L-NAME (NO-Synthase-Hemmer) 5*10-4M, SQ (cAMP-Produktions-Hemmer)10-4M, bzw. ODQ 10-5M (cGMP-Produktions-Hemmer) über 10 Minuten, um dann SNP in ansteigenden Dosen zu geben. Außerdem relaxierten wir die Ringe mit Isoproterenol (ISO) und Natriumazid (SA), und kontrahierten sie mit Natrium-orthovanadat (SOV). ERGEBNISSE: Es lässt sich für die direkte Gabe von PCT weder eine signifikante Relaxation bzw. Kontraktion feststellen. Des Weiteren hat PCT keinen Effekt auf die Kontraktion mit PE (weder nach 30minütiger bzw. 24stündiger Inkubation). Nach Kontraktion mit PE 5*10-8M lassen sich die Aortenringe mit SNP relaxieren, wobei die in PCT inkubierte Aortenringe (EC50:13,3 ± 0,22) im Vergleich zur Kontrollgruppe (13,5 ± 0,19) signifikant schlechter relaxieren (Mittelwert ± Standardfehlervon EC50; p< 0,024; n=12). Auch nach Präkontraktion mit PE 5*10-7M ist eine signifikante Verschlechterung der Relaxation der inkubierten Gruppe zu erkennen (EC50: 8,2 ± 0,05 für die Inkubation vs. 8,5 ± 0,06 für die Kontrolle; p< 0,017; n=8). Durch den Zusatz von Thapsigargin, L-NAME bzw. SQ nach Präkontraktion mit PE lässt sich der Unterschied, der bei Relaxation mit SNP zwischen den beiden Gruppen bestand, aufheben. Auch die Entfernung des Endothels führt zu einer Angleichung der Dosis-Wirkbeziehung von SNP in beiden Gruppen. ODQ inhibiert die Wirkung von SNP an den Präparationen, und es kommt zu keiner Relaxation. PCT hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Relaxationen mit ISO und SA, bzw. Kontraktionen mit SOV. SCHLUSSFOLGERUNG: PCT hatte keinen direkten Effekt auf die glatte Muskulatur der Aortenringe. Aber nach langer Inkubation (24Stunden) kommt es zur Hemmung der Wirkung von SNP. Es lässt sich vermuten, dass PCT eine Inhibition der Wirkungskaskade von SNP hervorruft. Diesem Effekt könnte die erhöhte intrazelluläre Ca2+-Konzentration und/oder die verminderte Bereitstellung von NO in der glatten Muskelzelle zu Grunde liegen. Begründet werden kann diese These mit der Tatsache, dass nach Inkubation mit Thapsigargin, L-NAME und SQ, bzw. nach Endothelentfernung die SNP-Wirkung nicht beeinflusst wird.
District hospitals are the only solution to guarantee basic health care including life-saving surgeries and hospitalisations in rural SSA areas. Neither regional nor national hospitals, financially and geographically out of reach for the majority of the population, nor rural health care centres, mostly staffed with a nurse only, can cover these tasks adequately. However, only little research exists on care giving processes, cost and efficiency of district hospitals in SSA. The general problem in health economics is that limited resources should be used in order to maximise health effects. This dissertation evaluates the actual treatment pathways and their average provider’s cost per patient for four different diagnoses at Nouna district hospital in Burkina Faso. A total of 95 patient records was analysed in detail and discussed with the health personnel in charge. Cost information for the year 2005 was taken from the well-established provider cost information system. Cost were broken down to the different sequences of the treatment pathway and summed up at the end. Average provider’s cost for paediatric Malaria were U$ 6.71 for outpatients, US$ 60.59 for inpatients with anaemia and US$ 75.11 for inpatients with neurological affection. Average provider’s cost for treating hypertension were US$ 67.94 per year. Average cost for hernia cure were US$ 146.85 under local anaesthesia, US$ 153.08 under spinal anaesthesia and US$ 169.78 under general anaesthesia. Average provider’s cost for Caesarean sections were US$ 140.15 under spinal anaesthesia and US$ 180.41 under general anaesthesia. This means that cost per patient are comparable to or even lower than provider’s cost found for other SSA setting in the literature. Cost would decrease between 20% (a hypertensive outpatient) and 46% for Malaria with neurological affection as complication, if utilisation rates rose from actually 20 to 80%. Patients paid between 35 and 94% of total provider’s cost in form of user fees. If fees would not change and the utilisation rate increased to 80%, cost-recovery for the considered diseases would then be between 63 and 117%. Although this would not allow the hospital to break even in its current configuration, the cost-recovery rate would be considerably higher, especially when taking into account that a full cost analysis was done including all investment cost. The introduction of clinical pathways based on the actual treatment pathways is suggested to improve process structure and documentation and to standardise the treatment according to national and international guidelines.
Protein quality control systems are essential for the viability and growth of all living organisms. They protect the cell from irreversible protein aggregation. Because the frequency of protein misfolding, which ultimately results in protein aggregation, varies with the environmental conditions, the amount and activity of protein quality systems have to be accurately adapted to the rate of protein misfolding. The main goal of this thesis was to gain detailed molecular insights into the transcriptional and post-translational regulation of these protein quality control networks in the ecologically, medically and industrially important phylum of low GC, Gram-positive bacteria. In these bacteria the core protein quality control systems are under the transcriptional control of the global repressor CtsR. In a first study it was demonstrated that the arginine kinase McsB is not responsible for the regulation of CtsR activity during heat stress, as was concluded by others on the basis of previous in vitro data. Rather, it was demonstrated that CtsR acts as an intrinsic thermosensor that adapts its activity to the surrounding temperature. CtsR displays a decreased DNA binding at higher temperatures, which leads to induction of transcription of the protein quality control systems under these conditions. This CtsR feature is conserved in all low GC, Gram-positive bacteria. However, the CtsR proteins of various low GC, Gram-positive species do not have the same temperature optima. CtsR responds to heat in a species-specific manner according to their corresponding growth temperature. Detailed analysis revealed that a highly conserved tetra-glycine loop within the winged helix-turn-helix domain of CtsR is responsible for thermosensing. Dual control of CtsR activity during different stresses was demonstrated for the first time in this work. In addition to heat-dependent de-repression, CtsR is inactivated by thiol-specific stress conditions. This latter de-repression depends on a molecular redox-switch that is independent of CtsR auto-regulation. In Bacillus subtilis and its closest relatives the McsA/McsB stress-sensing complex is responsible for CtsR de-repression during redox stress conditions. McsA is able to sense the redox state of the cell via its highly conserved cysteine residues. When these cysteines are reduced, McsA is able to bind and inhibit McsB. But when these cysteine residues are oxidized, McsB is released from McsA. Thereby, McsB is activated and removes CtsR from the DNA. However, the McsA/McsB complex is not present in all low GC, Gram-positive bacteria. In the species lacking this complex, ClpE is able to act as a redox-sensor probably via its highly conserved N-terminal zinc finger domain. When these cysteine residues are oxidized, ClpE is activated which results in CtsR de-repression. In addition to the transcriptional regulation of CtsR low GC, Gram-positive protein quality control systems are regulated post-transcriptionally. The expression of the McsA/McsB adaptor pair is regulated by CtsR. However, McsB activity is also tightly regulated by three different regulatory proteins (McsA/ClpC/YwlE). McsB is needed to target specific substrates to ClpC, either for refolding or degradation by the ClpCP protease. It was demonstrated that only the auto- phosphorylated form of McsB is able to bind to its substrates. This McsB function is inhibited in non-stressed cells by a direct interaction with ClpC. Consequently, McsB is activated by a release from ClpC during protein stress. In addition, McsB activation depends on the presence of its activator McsA. Accordingly, McsB cannot be activated as an adaptor protein during thiol-specific stress because McsA is no longer able to bind to McsB under these conditions. However, also active McsB is subject to post-translational control. Activated McsB is either de-phosphorylated by McaP or degraded by ClpCP ensuring an appropriate shut-down of the McsB adaptor. Both McaP and ClpC inhibit McsB activity with different intensities. ClpC possesses a stronger impact on McsB activity than McaP but both proteins are needed for an adequate silencing of McsB activity. In addition, it was shown for the first time that B. subtilis McsB is a global adaptor that influences the stability of multiple proteins. The B. subtilis ClpC protein is unlike most members of the Hsp100 family because it not only requires several adaptor proteins for substrate recognition but also for its general ATP- dependent activity. Biochemical analysis revealed how ClpC is activated by distinct adaptor proteins. McsB modulates ClpC activity by regulatory phosphorylation of arginine residues. Moreover, McaP (formerly YwlE) was identified as an arginine phosphatase that modulates the McsB mediated ClpC activity. MecA, another known adaptor protein for ClpC, activates ClpC independently of these arginine phosphorylations, which demonstrates the existence of multiple pathways for ClpC activation.
In der präventiven Gesundheitsvorsorge bei Vorschulkindern stellt der Zahnärztliche Kinderpass in Mecklenburg-Vorpommern nach der Einführung im Jahr 2004 eine Möglichkeit zu einer lückenlosen Dokumentation der Zahnkarriere und dadurch zur Verbesserung der Mundzahngesundheit bei den Kleinstpatienten dar. In einer Querstudie wurden im Februar 2009 alle Zahnärzte in MV anhand eines Fragebogens zu diesem Sachverhalt befragt. Ein Anteil von 17,86% aller angeschriebenen Praxen ließ sich zur Teilnahme bewegen. Der Analyse der Umfrageergebnisse lagen Daten mit hoher Aussagequalität zugrunde, denn darin waren nahezu alle Zahnärzte mit der Fachrichtung oder dem Schwerpunkt „Kinderheilkunde“ erfasst. Durch hohe Repräsentativität der Umfrageergebnisse für das Bundesland Mecklenburg-Vorpommern konnten in der Promotionsarbeit Lösungsvorschläge zielorientiert erarbeiten werden. Die Studie offenbarte insgesamt eine positive Resonanz bei der betroffenen Patientengruppe. Die Eltern, die insgesamt ein gutes Mitführungsverhalten aufweisen (57,7% bringen in zu mehr als 75% der Arztbesuche mit), messen dem Zahnärztlichen Kinderpass eine hohe Bedeutung bei (86,5% stufen ihn als wichtig bis hilfreich ein). Diese Umfragewerte sind sehr wichtig für die präventive Vorsorge. Nahezu jeder dritte Behandler (72,1%) gibt an, dass sich die Mitarbeit der Kleinpatienten durch den Kinderpasseinsatz verbessert hat und 61,4% sehen einen erkennbaren Fortschritt bei der Mundgesundheit. Auch das Konsultationsverhalten hat sich verbessert (57,2%). 81,4% der Zahnärzte setzen das Gesundheitsheft bei jeder Kleinkindbehandlung oder zumindest häufig ein und nutzen dabei den bereitgestellten Befunddokumentationsteil (90,3%). 92,2% der behandelnden Zahnärzte werten den Zahnärztlichen Kinderpass als eine sinnvolle Methode zur präventiven Vorsorge. Sowohl Zahnärzte als auch ihre Patienten sind vom Nutzen des eingeführten Zahnärztlichen Kinderpasses überzeugt sind und bescheinigen eine erkennbare Verbesserung der Mundgesundheit bei Kleinkindern durch seine Verwendung. Diese positiven Effekte begrenzen sich leider nur auf die Gruppe der Eltern und Zahnärzte, die den Kinderpass auch tatsächlich mitführen und nutzen. Der gegenwärtig niedrige Nutzungsgrad des Zahnärztlichen Kinderpasses ist nicht konzeptionell verursacht, sondern vielmehr durch die Strukturschwäche des Gesundheitssystems auf dem Gebiet der Prävention sowie einer starken Interessensgruppenbildung bedingt. Bei einem Nutzungsgrad von etwas mehr als 20% kann eine optimale Versorgung des Milchgebisses nicht gewährleistet werden. Das kann durch verschiedene Maßnahmen verbessert werden. Z.B. eine zielgerichtete Informationspolitik der Zahnärztekammer zum Thema Zahnärztlicher Kinderpass. Grundsätzlich ist auch eine generelle Zuordnung der Kinderzahnbehandlung zu einer festgelegten Behandlergruppe nach dem Vorbild der Kieferorthopädie oder Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie denkbar. Ein weiteres Verbesserungspotential bietet die interdisziplinäre Nutzung und die Verteilung des Zahnärztlichen Kinderpasses. 66,5% der Befragten erkennen noch keine besondere Bedeutung des zahnärztlichen Kinderpasses für Gynäkologen, Pädiatern oder Hebammen. Sie gehören aufgrund des intensiven Kontakts zu den Eltern in der Initialphase der Kleinstkindbehandlung zu der prädestinierten Aufklärungs- und Verteilungsquellen. Durch geeignete Motivationsmaßnahmen (z.B. Boni- oder Budgeterweiterung) kann die Verbreitung des Zahnärztlichen Kinderpasses an dieser Stelle sehr schnell gesteigert werden. Die Einbeziehung der Hausärzte in den Aufklärungs- und Verteilungsprozess verspricht eine weitere Optimierung. Durch solche Maßnahmen wäre die benötigte interdisziplinäre Arbeit verschiedener Fachärzte ermöglicht, die für die optimale Versorgung des Milchgebisses notwendig ist. Ein weiterer Ansatzpunkt liegt in der Motivationssteigerung und Aufklärung der Patienten. Hier wäre die Verwendung klassischer Bonusmodelle bei den Krankenkassen und ein fachübergreifender Kinder-Gesundheitspass, das die Vielzahl existierender Gesundheitshefte vereint, denkbar. Dies würde zum einen zur Entwirrung bei der Verwendung einer Vielzahl existierender Gesundheitspässe in Deutschland sowohl bei Patienten als auch bei Ärzten führen und darüber hinaus zum besseren Informationsaustausch unter verschiedenen Fachgebieten beitragen. Der Zahnärztliche Kinderpass ist in seiner Struktur ein hervorragendes Instrument für die Verbesserung der Mundgesundheit bei Kleinstkindern. Das nächste Ziel soll eine deutliche Erhöhung des Nutzungsgrades sein.
Mit der vorliegenden Arbeit wurden über einen Zeitraum von sechs Jahren zwei unabhängige, kleinräumige Windwürfe im Nationalpark Vorpommersche Boddenlandschaft (2000 bis 2005) und im Müritz Nationalpark (2002 bis 2007) ökofaunistisch untersucht. Dabei wurde die Coleopterenfauna von drei Windwurfflächen sowie drei ausgewählten Referenzflächen aus verschiedenen Straten beprobt. Zur Erfassung der xylobionten Coleopteren et Diversa kamen verschiedene Fallensysteme in den unterschiedlichen Straten zur Anwendung (Bodenfallen und Schlitzfallen in allen Jahren; Kronenfallen, Fensterfallen, Farbschalen sowie Käferzuchten und Handaufsammlungen nur teilweise in einzelnen Jahren). Insgesamt konnten 82.981 Coleopteren (exkl. Staphylinidae) aus 708 Arten und 80 verschiedenen Familien ermittelt werden. Dabei zeigte sich besonders in den ersten Jahren nach dem Windwurf eine große Attraktivität der Windwurfgebiete auf xylophage Coleopterenarten. Erst im weiteren Verlauf kam es zu einer Abnahme der Xylophagen zu Gunsten von verschiedenen Pilz- und Mulmbesiedlern. Im gesamten Untersuchungszeitraum ließen sich kaum Unterschiede der Coleopterenzoenosen zwischen dem Windwurf und der entsprechenden Vergleichsfläche herausstellen. Durch den direkten Vergleich mit einer benachbarten Referenzfläche verdeutlichte sich, dass vor allem regionale Einflüsse, insbesondere das Arteninventar der umgebenden Flächen, für die rasche Besiedlung von Bedeutung waren. Als typische Leitarten der Windwurfsukzession erwiesen sich verschiedene Vertreter der Borkenkäferfamilie (Scolytiden), welche auf den Windwurfflächen mit insgesamt etwa 12.500 Individuen aus 44 verschiedenen Arten (entspricht etwa 13 %!) vertreten waren. Dennoch ließen sich keine expandierenden Kalamitäten forstrelevanter Coleopteren ausmachen, lediglich im Darßwald kam es zu einer Gradation des Buchdruckers Ips typographus und seiner Begleitarten, welche im dritten Jahr nach dem Sturmereignis ihren Gipfel erreichte. Für viele Käferarten stellten gerade die Windwurfflächen ein wichtiges Refugium als Lebensraum mit der Möglichkeit zum genetischen Austausch dar. Dabei spielen gerade diese kleinräumigen und mosaikartig verteilten Bereiche der Windwurfareale eine bedeutende Rolle als Trittsteine für die Ausbreitung seltener Coleopteren, was sich sehr eindrucksvoll anhand der ermittelten Zahl der gefährdeten Arten in dieser Untersuchung abzeichnete. Insgesamt konnten 124 Arten aus 49 Familien in der Roten Liste Deutschlands sowie 72 faunistisch bedeutsame Funde für Mecklenburg-Vorpommern erbracht werden. Mit der vorliegenden Arbeit zum Windwurfgeschehen im Norddeutschen Tiefland konnten somit einerseits verschiedene biologische Aspekte, wie die Betrachtung der Phänologie, die Zusammensetzung der Coleopterenzoenosen sowie der Nachweis neuer bzw. seltener Arten aufgezeigt werden. Andererseits wurde herausgestellt, dass diese kleinräumigen Windwürfe kaum eine forstwirtschaftliche Relevanz haben, da es zu keiner lang anhaltenden und sich vergrößernden Kalamität einzelner Schadinsekten (bes. aus der Familie der Scolytiden) kam.
The pUS3, a serine/threonine protein kinase that is conserved in Alphaherpesvirinae may play an important in phosphorylation and regulation of the activities of viral and cellular proteins. It has also been proposed that pUS3 affects virulence. Whereas many studies of the pUS3 functions of HSV-1 and PrV, a closely related homolog of BHV-1 have supported these assumptions, the role of BHV-1pUS3 is not yet fully understood so far. The aims of this study therefore were to investigate the functions of BHV-1pUS3 for virus replication in cultured cells, effect on apoptosis and identification of protein interactions with cellular proteins and addressed the function of the aminoterminal region by generating a short isoform of BHV-1pUS3 which corresponds in size to the natural short isoforms of PrVpUS3 and HSV-1pUS3. Results of the study are briefly summarized here: -BHV-1pUS3 is, although not essential, beneficial for infectious replication of BHV-1 in-vitro. It also supports direct cell-to-cell spread of BHV-1/Aus12 and prevents the formation of electron dense aggregates with embedded capsids in nuclei of BHV-1 infected cells, a phenotype that may affect nuclear egress of BHV-1 nucleocapsids. -The protein, independent from other BHV-1 encoded functions, located mainly to the nuclei of cells. -In contrast to functions of pUS3 in PrV and HSV-1, the protein of BHV-1 has no anti-apoptotic activity. -Biologically active BHV-1pUS3 physically interacts with the cellular SET protein and overexpression of SET, independent from the expression of the protein, inhibits productive BHV-1 replication in a dose dependent manner. -The aminoterminal 101 amino acids of the protein are dispensable for all in-vitro functions tested whereas kinase activity is required.
The key objective of this dissertation is to study the expected impact of the introduction of the Social Health Insurance (SHI) on the public hospital management and to develop recommendations that will improve this management. In addition to the key objective, this study aims to analyze the health sector financing in Syria, to outline problems affecting on management of public hospitals in Syria. Furthermore, it aims to study the various countries' experience with SHI and analyze key components of the Syrian SHI.
Schutzgebiete sind Gebiete, die speziell zum Schutz und zur Sicherung der Biodiversität sowie natürlicher und damit verbundener kultureller Ressourcen ausgewiesen sind. Europäische Gesellschaften stellen im Schnitt zwischen 20 % und 30 % ihrer Flächen unter Schutz. Dadurch sind viele Interessen berührt. Der Umgang mit diesen erfordert zudem ein hohes Maß an Verantwortung. In der vorliegenden Dissertation werden neue beziehungsweise verbesserte Instrumente für die Planung und das Management von Schutzgebieten aufbereitet. Diese sind vom Autor an der Schnittstelle zwischen Forschung und Management-Praxis“ entwickelt worden. Die Dokumentation erfolgt vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussion um Funktionen, Aufgaben und Entwicklung der globalen Schutzgebietssysteme. Schwerpunkt der Aufbereitung sind die technisch–planerischen Instrumente. Dabei wird das Konzept eines Integrierten Managements unter Zusammenführung ökologischer, ökonomischer und soziokultureller Aspekte hinterlegt. Die dargestellte IPAM-Toolbox (IPAM für Integrated Management of Protected Areas) ist ein interaktives Expertensystem, das für ein einzelnes Schutzgebiet eine Standortbestimmung (Self-Assessment), spezifische Empfehlungen (Recommendations) und den Zugriff auf vorselektierte Detailinformationen (Knowledge Base) ermöglicht. Es ist für alle europäischen und internationalen Schutzgebietstypen verwendbar. Die derzeit verfügbaren Informationen beziehen sich hauptsächlich auf (Zentral- und Ost-) Europa. Das System ist mittlerweile in Forschung, Lehre und Planungspraxis im Einsatz. Es ist multilingual (derzeit sieben Sprachen) und kostenlos verfügbar (www.ipam.info). Dem Expertensystem ist ein Lebenszyklusmodell für Schutzgebiete hinterlegt, welches Planung und Management in drei Phasen (Vorphase, Planungsphase, laufendes Management) und 25 Aktivitätsfelder (FoAs für Fields of Activity) untergliedert. Dadurch können die Informationen fokussiert bereitgestellt werden. Aufbauend auf Vorarbeiten wird Integriertes Schutzgebietsmanagement anhand von acht disziplinsformenden Prinzipien (Forming Principles) als neue wissenschaftliche Disziplin verstanden und definiert. Im zweiten Teil der Dissertation wird der Einsatz neuer bzw. weiter entwickelter Ansätze, Technologien und Instrumente anhand von Beispielen aus der Forschungs-, Planungs- und Beratungspraxis dargestellt. Diese Beispiele beleuchten die jeweiligen Gebiete, die Frage- und Aufgabenstellung, fokussieren aber auf die angewandten Methoden. Die Ergebnisse sind exemplarisch und illustrierend hinzugefügt. Die Projekte (Auswahl siehe unten) sind unterschiedliche Beispiele für aktuelle Fragen im Schutzgebietsmanagement bzw. in der Schutzgebietsplanung. Sie werden diskutiert unter den Aspekten: Methode im Kontext: Wie ist die angewandte Methode aus der Ergebnisperspektive zu beurteilen? Stellung im Lebenszyklus: Wie kann das Projekt im Lebenszyklus des Schutzgebietes eingeordnet werden? Disziplinen: Welches disziplinäre Design war erforderlich, die Planungs-/Managementaufgabe zu lösen? Bezug zu Forming Principles? Welche der postulierten Grundprinzipien von Schutzgebietsmanagement als neuer Wissenschaft sind durch das Projekt berührt? Als Selektionskriterien für die Projekte werden Innovationsgrad, Relevanz und Übertragbarkeit sowie die Praxistauglichkeit bzw. praktische Relevanz herangezogen. Da die Projekte allesamt Auftragsprojekte sind, wird unterstellt, dass sie zu einem hohen Grad den aktuellen Bedarf im Schutzgebietsmanagement widerspiegeln. Die Aufbereitung der Projekte folgt der Struktur der FoAs. Durch Beispiele abgedeckt sind die folgenden FoAs: Entwicklung von Idee und Vision, Machbarkeitsprüfung, Eingliederung in Schutzgebietssysteme, Planungshandbuch, Kommunikation und Partizipation in der Planungsphase, Grundlagenerhebung, Einrichtungskonzept, Leitbild und Rahmenkonzept, Entwicklung von (regionalen) Wirtschaftsprogrammen, Ermittlung der Management-Effektivität, Verträglichkeitsprüfungen und Beschränkungen, Forschung und Monitoring, Kommunikation und Partizipation im laufenden Management, Entwicklung der Schutzgebietsregion sowie der Bereich Besuchermanagement, Dienstleistungen und Infrastrukturen. Naturgemäß illustrieren die Beispiele jeweils nur Teilaspekte der umfassenden FoAs. Durch die Darstellung soll der aktuelle Stand des Methodenwissens in diesem Bereich gesichert und für kritische Reflexion und Weiterentwicklung zur Verfügung gestellt werden. In der zusammenfassenden Aufbereitung kann gezeigt werden, dass die Forming Principles sich in den Projekte tatsächlich identifizieren lassen, dass sie in Planungsschritten sowie in der Evaluierung in besonderer Intensität festzustellen sind. Planung und Evaluierung haben auch einen starken Bezug zu anderen FoAs und einen hohen interdisziplinären Ansatz. Sie werden als besonders anspruchvolle und erfolgskritische FoAs identifiziert. Als möglicherweise weiterführende Forming Principles wären Wissensmanagement und Ethik zu diskutieren. Die dargestellten Projekte lassen sich einem, meist mehreren FoAs zuweisen, die Liste der FoAs scheint für mitteleuropäischen Kontext vollständig zu sein. Darüber hinaus werden als zusätzliche FoAs Law Enforcement und Entwicklungszusammenarbeit zu prüfen bzw. zu erarbeiten sein. Im Abgleich der angewandten Schutzgebietskonzepte wird diskutiert, ob integriertes Management von Schutzgebieten auch einen neuen Typ von Schutzgebieten, nämlich „Schutzgebiete der dritten Generation“ konstituieren kann. In Schutzgebieten der dritten Generation spielen die Forming Principles für integriertes Management eine konstituierende Rolle. Ein weiterführender Handlungs- und Forschungsbedarf wird sichtbar.
Auf den inneren und äußeren Oberflächen des Menschen existieren zahlreiche Mikrohabitate mit limitiertem Sauerstoffangebot. Vor allem während infektiöser Vorgänge kann aufgrund einwandernder Neutrophile die Sauerstoffkonzentration im menschlichen Gewebe auf unter 1% sinken. Eine rasche Anpassung an das vorherrschende Sauerstofflevel und die Nutzung effizienter alternativer Atmungsformen oder des Gärungsstoffwechsels sind deshalb entscheidend für das mikrobielle Überleben im menschlichen Wirt. In der vorliegenden Dissertationsarbeit wurde die anaerobe Genexpression von Staphylococcus aureus sowie die zugrundeliegenden regulatorischen Mechanismen näher untersucht. Die sich in vier Teile gliedernde Arbeit befasst sich zunächst mit einer eingehenden Beschreibung der anaeroben Adaptation und Physiologie von S. aureus auf Ebene des Transkriptoms, der Proteinsynthese und des extrazellulären Metaboloms. Die Identifikation eines konservierten Sequenzmotivs (inverted repeat) vor zahlreichen anaerob induzierten Genen war Ausgangspunkt für die Untersuchung der entsprechenden regulatorischen Vorgänge im zweiten Teil dieser Arbeit. Diese führten letztlich in Kooperation mit Arbeitsgruppen aus den USA, Schweden und Deutschland (AG R. Proctor, Universität Wisconsin; AG C. von Wachenfeldt, Universität Lund; AG C. von Eiff, Universität Münster; AG M. Lalk, Universität Greifswald) zu der Identifikation des Rex Proteins (SACOL2035) als zentraler Regulator der anaeroben Genexpression in S. aureus. Neben der Rex-abhängigen Expressionskontrolle wurde in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Friedrich Götz (Universität Tübingen) auch der Einfluss des Zwei-Komponenten¬systems NreBC auf die Genexpression in S. aureus näher untersucht. Auf Ebene des Transkriptoms, Proteoms und Metaboloms konnte so die essentielle Bedeutung des NreBC-Systems für die Expression der dissimilatorischen Nitrat- und Nitritreduktasen in S. aureus nachgewiesen werden. Der dritte Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Einordnung des anaeroben Proteinsynthese¬musters (Proteomsignatur) in den Kontext zahlreicher anderer stressinduzierter Proteomsignaturen von S. aureus. Die aus diesem komplexen Vergleich gewonnenen Ergebnisse geben detaillierte Einblicke in die Spezifitäten und Gemeinsam¬keiten der Proteinsynthese von S. aureus als Reaktion auf oxidativen Stress (H2O2, Diamid und Paraquat), nitrosativen Stress (NO), Sauerstofflimitation in An- und Abwesenheit von Nitrat, Hitzestress (48°C) sowie subinhibitorische Antibiotikakonzentrationen (Puromycin, Mupirocin). Für die Bereitstellung der entsprechenden Daten wurde im Rahmen dieser Arbeit zudem ein mySQL-basiertes System entwickelt, das die Visualisierung der Daten mit komplexen Abfrage- und Filtermöglichkeiten verknüpft (http://www.aureolib.de). Im letzten Teil gibt diese Arbeit schließlich einen Überblick über die Leistungen und Möglichkeiten der Proteomanalyse hinsichtlich physiologischer und infektionsrelevanter Fragestellungen. Besondere Beachtung findet hier die Aufklärung und Struktur des bereits erwähnten Rex Modulons.
In dieser Arbeit werden Wege beschrieben, wie Messfehler bei der Probenahme vermieden werden können, die bisher eine quantitative Bewertung von Schimmelschäden behindert haben. Die kultivierbaren Schimmelpilze dienen hierbei als Leitparameter, um die Exposition zu messen. Die 63-µm-Hausstaubmethode Methoden: Wir haben uns zunächst dem eine Woche alten Hausstaub zugewandt, der mit der herkömmlichen indirekten Kultivierung differenziert und nach Leitgattungen (Aspergillus + Eurotium; Penicillium) in Abhängigkeit von der Gesamtzahl (Gesamtkoloniezahl) bewertet wurde. Zur Eliminierung der zusätzlichen Fehlerstreuung durch die unterschiedliche Verdünnung mit Sand wurde die herkömmliche Hausstaubmethode durch Siebung des Hausstaubs auf 63 µm ergänzt. Im Rahmen einer Studie in 80 unbelasteten Wohnzimmern im Sommer und Winter gelangten 157 Hausstaubproben zur Untersuchung, ergänzt durch weitere 20 Proben aus Räumen mit Schimmelschäden. Ergebnisse: Für die von uns entwickelte Hausstaubmethode lag die Spezifität der Hintergrundwerte bei 98,7 % (1,3 % falsch positive Befunde) und die Sensitivität für Schimmelschäden bei 100% (0 % falsch negativ, n=20) (Anhang 1). Diskussion: Unter Beachtung der Fehler und Grenzen der 63-µm-Hausstaubmethode (Anhang 2) scheint damit eine Messmethode gegeben, die zumindest Schimmelschäden richtig widerspiegelt. Das Langzeitsedimentationsverfahren Methoden: Anschließend haben wir das Sedimentationsverfahren mit dem Ziel modifiziert, Langzeitmessungen zu realisieren, indem die Schimmelpilze nicht direkt über maximal 4 h auf dem Nährboden gesammelt wurden, sondern auf trockenen sterilen Flächen (z.B. Petrischale) oder sterilen Gelatinefiltern. Die Überführung auf den Nährboden erfolgt beim Langzeitverfahren z.B. nach einer Woche (direkte Kultivierung) oder nach spätestens einem Monat (indirekte Kultivierung). Ergebnisse: Die Standardabweichung der Gesamtzahl für 30 Gelatinefilter lag bei 17 %. Im Verlauf eines Monats war auf Gelatinefiltern im Rahmen der Fehlerstreuung kein Verlust von Schimmelpilzsporen nachweisbar. Messungen mit direkter und indirekter Kultivierung auf Gelatinefiltern waren im Rahmen der Fehlerstreuung gleich. Die Messung des Jahresgangs zeigt quantitativ plausible Ergebnisse bei Messungen in einem Testraum, die von den parallel in der Außenluft durchgeführten Messungen und vom Wettereinfluss abhingen. Bei umfangreichen Untersuchungen wegen eines Wasserschadens in der Transfusionsmedizin des Universitätsklinikums Greifswald konnte der Schimmelschaden räumlich eingegrenzt und die Einhaltung der Reinraumklasse A in den anderen Räumen bestätigt werden. Diskussion: Das Verfahren konnte erfolgreich für den Praxiseinsatz validiert werden. Es bietet sich zukünftig z. B. für epidemiologische Studien in Gemeinschaftseinrichtungen, für Immissionsmessungen in der Umgebung von Biostoffemittenten oder für Kontrollmessungen in Reinräumen an. Schimmelpilzmessungen in der Raumluft Methoden: Zum Vergleich von Kurzzeit- und Langzeitmessungen in der Raumluft mit und ohne Aufwirbelung wurden Beispielmessungen gemäß der vorliegenden Normung in einer Stadtkirche und einem Gymnastikraum mit Schimmelschaden und einer Dreifelder-Sporthalle ohne Schimmelschaden durchgeführt. Ergebnisse: Im Gegensatz zu den Messungen mit Aufwirbelung konnten mit den üblichen Kurzzeitmessungen ohne zusätzliche Aufwirbelung die augenscheinlichen Schimmelpilzbelastungen nicht nachgewiesen werden (falsch negative Befunde). Bei Messungen mit natürlicher Staubaufwirbelung unter Nutzungsbedingungen in einer Stadtkirche streuten die Kurzzeitmessungen deutlich stärker als die Langzeitmessungen. Diskussion: Die möglichst standardisierte Staubaufwirbelung ist für quantitative Schimmelpilzmessungen in der Raumluft unabdingbar. Für Expositionsmessungen in der Raumluft mit Pumpen werden Langzeitmessungen unter Nutzungsbedingungen mit ausreichender natürlicher Aufwirbelung empfohlen. Reine Expositionsmessungen haben ihre Berechtigung bei epidemiologischen Studien. Mit der UFOPLAN-Studie zu den Hintergrundbelastungen durch Schimmelpilze liegen bereits Referenzwerte mit Staubaufwirbelung vor. Als Bewertungsgrundlage für Messungen mit Aufwirbelung können die 95. Perzentile der Leitgattungen Aspergillus (210 KbE/m³) und Penicillium (300 KbE/m³) dienen. Fazit: Abschließend erscheint es unter Umgehung wesentlicher Fehlerquellen möglich, quantitativ bewertbare Referenzwerte für kultivierbare Schimmelpilze im Hausstaub, im Sedimentationsstaub (z.B. für Reinräume) und in der Luft abzuleiten. Wesentliche vermeidbare Fehlerquellen sind, unabhängig davon ob chemische oder biologische Agenzien im Staub untersucht werden, die fehlende Mittelung über längere Zeiträume, die fehlende Aufwirbelung bei Luftmessungen, die Nichtbeachtung des Hausstaubalters sowie die fehlende Siebung des Hausstaubs auf 63 µm. Ein Referenzwertvorschlag für den Hausstaub liegt mit dieser Arbeit vor (Anhang 1).
Ziel meiner Arbeit war es, die evolutionären Beziehungen innerhalb und zwischen den verschiedenen Arten der Möwen (Laridae) genauer zu untersuchen. Der Großteil der Untersuchungen in dieser Arbeit basiert auf DNA-Sequenzen - mitochondriale Regionen sowie nukleare Intronequenzen. Bei einem molekulare n Ansatz wie in meiner Arbeit ist es von enormer Wichtigkeit, einen umfassenden und nicht zu kleinen Datensatz zu behandeln. Dabei wurde auch darauf geachtet, dass die ausgewählten Sequenzen homolog sind und das Alignment robust ist. Meine Arbeit gliedert sich in sechs Schwerpunkte, auf die ich nun näher eingehen möchte. 1. Phylogenie der Möwen Die vorliegende Arbeit erreichte das gesetzte Ziel einer verbesserten Phylogenierekonstruktion in den Laridae und zeigt deutlich die Mängel der bisherigen molekularer Studien (mit zu wenigen Taxa oder zu kleinen und uninformativen Datensätzen). Sicher bestätigt werden kann in dieser Studie die Unterteilung in eine basale Möwengruppe, bestehend aus sieben Gattungen, sowie der Gattung Larus mit sechs voneinander genetisch differenzierten Gruppen. Eine gute Stützung erfahren alle Gruppen der Larus-Gattung. Schwerer ist aber erwartungsgemäß die genauere Erstellung der Verwandtschaftsbeziehungen der jüngsten Taxa. Zu ihrer Abgrenzung werden weitere Marker benötigt. Entdeckt wurde in der Studie ein Signal (Deletion in den LDH - Sequenzen), das entscheidend zur Bestimmung der Gruppenmitglieder der basalen, nicht-Larus Möwengattungen beiträgt. 2. AFLP-Untersuchung in der Gruppe der Großmöwen Bei der von Vos et al. (1995) entwickelten Methode der AFLP (engl. für amplified fragment length polymorphism)-Analyse ist kein Vorwissen der untersuchten Gen(om)sequenz notwendig. Es gelang mit der AFLP-Untersuchung dieser Arbeit die sieben untersuchten Großmöwentaxa voneinander autosomal zu differenzieren und drei mitochondrial biphyletisch auftretenden Taxa (argentatus, hyperboreus und marinus) zu näher zu charakterisieren. Die Eismöwe (hyperboreus) erhielt ihre Clade 1 - Haplotypen von argentatus-Individuen aus Nordeuropa und die Mantelmöwe (marinus) ihre Clade 2 - Haplotypen von nordamerikanischen Arten, vermutlich smithsonianus. Die europäischen Silbermöwen (argentatus) zeigen beide mitochondrialen Clades in allen untersuchten Kolonien mit einem geographischen Gradienten in deren Verteilung. Hier scheinen Vorläufer der Heringsmöwen ihre Clade 2 Mitochondriengenome in die argentatus-Populationen eingebracht zu haben, die anschließend in einer sekundären Ausbreitungswelle über das vollständige Verbreitungsgebiet verteilt wurden. Autosomal erscheinen sogar vier Genlinien, die auf noch mehr Ausbreitungswellen verweisen. 3. Populationsstudien in Dominikanermöwen (L. dominicanus) Nach einer Publikation von Jiguet (2002) werden bei Dominikanermöwen vier Unterarten unterschieden. Die in dieser Arbeit ermittelten Sequenzen der Gene Cyt b, ND 2 und HVR I zeigen eine klare Differenzierung der untersuchten Kolonien. Die Ursprünge der Dominikanermöwen liegen demnach in Südafrika. Von dort erfolgte die Besiedlung von Argentinien, der Kerguelen-Inseln und der Antarktis in mehreren Ausbreitungswellen. In Chile wurde der südamerikanische Kontinent in einem sehr rezenteren Migrationsereignis zum zweiten Mal kolonisiert. Die dort gefundenen Haplotypen sind den südafrikanischen noch sehr ähnlich. Am jüngsten sind die Populationen Neuseelands und der Chatham-Inseln. 4. Populationsstudie in der Sturmmöwe (L. canus) Ganz anders zeigte sich die genetische Differenzierung für dieselben Gene bei der Sturmmöwe (L. canus) und ihren phänotypisch deutlich unterscheidbaren vier Unterarten. Im mitochondrialen Netzwerk bilden die paläarktischen Taxa canus, heinei und kamtschatschensis eine panmiktische Population. Anders das vierte Taxon brachyrhynchus. Dieses nordamerikanische Taxon unterscheidet sich mitochondrial signifikant von den paläarktischen Individuen. 5. und 6. SNP-Analyse in Großmöwen und Ausblick auf geplante weiterführende Untersuchungen Das Detektieren variabler Nukleotidpositionen (Punktmutationen), die SNPs genannt werden, ist von grundlegender Bedeutung für die weitere Untersuchung der molekularen Evolution. In Rahmen dieser Arbeit wurden 32000 Fragmente mittels der CROPS-Analyse untersucht, dabei wurden in 7400 variablen Fragmenten 11000 SNPs gefunden, 24000 Fragmenten ließen keinerlei genetische Variationen erkennen. Somit zeigt sich in eine Rate von einer variablen Position (SNP) in ~500 Nukleotiden, was mit denen in Säugetieren und Menschen vergleichbar ist. Zukünftig mit diesem umfangreichen Basiswissen eine groß angelegte SNP-Typisierung geplant mit dem Ziel autosomale und sexchromosomale SNPs vergleichend zu analysieren. Des Weiteren können die SNP-Daten auch mit mitochondrialen Daten verglichen werden.
Zusammenfassung Zielsetzung: Die vorgelegte Untersuchung war ursprünglich als Pilotstudie für eine bundesweite Befragung konzipiert. Wir konnten zeigen, dass der von uns entwickelte internetfähige Fragebogen mit den implementierten Auswertungsmodulen funktionsfähig ist und eine zumutbare zeitliche Belastung für die niedergelassenen Zahnmediziner dargestellt hätte. Die Realisierung des Projekts scheiterte leider an der fehlenden Kooperationsbereitschaft der zuständigen zahnmedizinischen Organisationen. Primäres Ziel der Arbeit war es, anhand eines Fragebogens den Hygienestandard der Greifswalder Zahnarztpraxen zu untersuchen. Um die Nützlichkeit der neuen Empfehlung des Robert Koch-Institutes prüfen zu können, wurden die erhobenen Daten mit denen einer 2002 in Magdeburg und einer zeitgleich in Greifswald durchgeführten Studie gleicher Zielsetzung und Methode verglichen. Methode: In persönlichen Gesprächen wurden in Greifswald 35 Zahnarztpraxen mittels mitgeführtem Fragebogen über den aktuellen Stand der Hygiene in der Praxis befragt. Die Befragung fand nach vorheriger Absprache in den jeweiligen Praxisräumen statt. Der Fragebogen richtet sich nach den Richtlinien des Robert Koch-Institutes und enthielt Fragen über präventive Maßnahmen zur Verhütung von Infektionskrankheiten. Ergebnisse der Greifswalder Befragung 2009: Insgesamt war auffallend, dass in einigen Praxen ein Defizit bei der Ausstattung erkennbar war. 14,3% verfügten in den Behandlungsräumen über keine Fußbetätigung an den Waschbecken. Zum Zeitpunkt der Befragung war die Ausstattung der Toiletten nicht dem heutigen Stand der Hygiene entsprechend. 17% der Zahnärzte stellten Gemeinschaftshandtücher und 11% der Zahnärzte Stückseife auf den Toiletten zur Verfügung. Das Ergebnis der Umfrage zeigte weiter, dass in Greifswald 26% der Zahnärzte bei der allgemeinen Untersuchung am Patienten nicht ausreichend durch präventive Maßnahmen geschützt waren. Bei konservierenden und prothetischen Arbeiten waren es 15% und in Praxen, die chirurgisch arbeiten, 9%. Trotz der immer häufiger auftretenden und stärker werdenden Grippewellen war die Impfrate gegen Influenza in Greifswald zwar deutlich gestiegen (7% 2002), aber mit 35% der Zahnärzte immer noch gering. 11% der Zahnärzte führten keine dokumentierte Anamnese durch. Dazu kam, dass in 29% der Praxen Patienten, bei denen ein erhöhtes Infektionsrisiko besteht, nicht separat einbestellt wurden. Bei der Befragung und der Auswertung fielen Defizite bei der Aufbereitung von Medizinprodukten auf. Die Bereitschaft der Zahnärzte an Fortbildungen teilzunehmen, die dieses oft komplexe Thema behandeln, wurde von 23% der Zahnärzte abgelehnt. So kam es, dass 17% der Zahnärzte gar nicht wussten, welcher Sterilisator-Typ in ihrer Praxis vorhanden war und Winkelstücke nur von 15 Zahnärzten nach jedem Patienten ordnungsgemäß aufbereitet wurden. Vergleich mit der Magdeburger und der Greifswalder Studie 2002: Trotz einiger Defizite ist der Stand der Hygiene in Greifswald als hoch anzusehen. Insbesondere nach dem Erscheinen der überarbeiteten RKI-Richtlinie haben sich im Vergleich zu 2002 die Hygienestandards in Teilbereichen deutlich verbessert. Die Zahl der Zahnarztpraxen, die für infektiöse Patienten spezielle Termine vereinbarten, hat sich im Vergleich zur Magdeburger Studie von 35% auf 70% erhöht. 2002 waren es in Greifswald 43%. Eine deutliche Besserung war bei der Aufbereitung von Hand- und Winkelstücken zu erkennen. In Magdeburg waren es 8% und 2002 in Greifswald 10%, die eine ordnungsgemäße Aufbereitung durchführten. In Greifswald sind es heute mit 43% zwar immer noch zu wenig, jedoch ist eine Verbesserung erkennbar. Schlussfolgerung: Die Kritik von Zahnarztpraxen, die neue Richtlinie des Robert Koch-Institutes führe nicht zu einer substanziellen Verbesserung des Hygienestandards und stelle überdies eine Überforderung dar, kann anhand des Vergleichs mit der 2002 durchgeführten Greifswalder und Magdeburger Studie und der Greifswalder Umfrage von 2009 nicht bestätigt werden. Die neuen Empfehlungen des Robert Koch-Institutes, die präventiv dem Schutz des Patienten dienen, wurden bis auf wenige Ausnahmen in Greifswald erfolgreich implementiert und damit die hygienischen Bedingungen entscheidend verbessert.
Mouse strain-specific stress susceptibility in BALB/c and C57BL/6 mice in psychological stress
(2011)
Eine der häufigsten unerwünschten Nebenwirkungen nach Applikation von unfraktionierten- und auch niedermolekularen Heparinen ist die Heparin-induzierte Thrombozytopenie Typ II. In einer prospektiven klinischen Kohortenstudie im Zeitraum von März 1996 bis Dezember 1997 wurde die Inzidenz der HIT- Antikörper bei 502 Patienten unter perioperativer Thromboseprophylaxe mit unfraktioniertem oder niedermolekularem Heparin nach elektiven Hüft- oder Knieoperationen erfasst. 231 Patienten erhielten unfraktioniertes und 271 Patienten niedermolekulares Heparin zur perioperativen Thromboseprophylaxe appliziert. Vor allem Frauen im Alter zwischen dem 60. und 80. Lebensjahr nach einem operativen Eingriff sind hinsichtlich thromboembolischer Komplikationen besonders gefährdet. Eine manifeste HIT II wurde bei 5,19% der Patienten unter postoperativer UFH-Thromboseprophyaxe nach Hochrisikooperation nachgewiesen, jedoch bei keinem NMH-Patienten. Deutlich mehr Männer als Frauen entwickeln Antikörper gegen Heparin-Plättchenfaktor 4- Komplexe, ohne dass sich thromboembolische Komplikationen oder eine manifeste HIT II entwickeln. Insgesamt beträgt die Inzidenz der HIT– Antikörper im HIPA unter UFH-Prophylaxe 3,1% versus NMH- Prophylaxe 2,8%; im ELISA unter UFH-Prophylaxe 10% versus NMH-Prophylaxe 4,6%. Bisher wurde noch nicht untersucht, ob stationär nachgewiesene HIT- Antikörper im poststationären Bereich einen Einfluss auf die Entwicklung thromboembolischer Komplikationen haben. Die Studie zeigt, dass 1,29% der UFH-Patienten und 1,4% der NMH -Patienten poststationär im Studienzeitraum von 6 Monaten nach der Hospitalisierung wegen einer thromboembolischen Komplikation behandelt wurden. Diese Patienten waren jedoch HIT- Antikörper negativ. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass postoperativ nachgewiesene Heparinantikörper trotz fortgeführter prophylaktischer Heparinapplikation, hauptsächlich NMH, kein erhöhtes Risiko darstellen, poststationär thromboembolische Komplikationen hervorzurufen. Maßnahmen hinsichlich eines stationären Screenings auf HIT-Antikörper und gegebenenfalls eine frühzeitige Umstellung auf eine alternative Antikoagulation sind demzufolge nicht notwendig. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit dem serologischen Nachweis von HIT-Antikörpern. Im Rahmen der Vorbereitung der obengenannten klinischen Studie fiel auf, dass Testergebnisse HIT-Antikörper positiver Seren bei wiederholten Untersuchungen im gleichen Testverfahren (HIPA oder PF4/Heparin-ELISA) nach mindestens zweijähriger Lagerung der Seren bei -70°C nicht vollständig reproduzierbar waren. Dies ist von Bedeutung, da verschiedene Studien zur Erfassung der Inzidenz der HIT-Antikörper mit gelagerten Seren durchgeführt wurden. Durch Modifizierung herkömmlicher Testsysteme wurde eine Möglichkeit gefunden, vergleichbare Testergebnisse der Patientenseren vor und nach Lagerung zu erzielen. Ein vermutlich blockiertes Antigen konnte sich durch den verlängerten Inkubationsprozess lösen und nun wieder am Testsystem angreifen. Alle Seren wurden nach Lagerung von 2 Jahren bei –70°C mit dieser Modifikation des Polyanionen-ELISA untersucht. Um eine HIT II frühzeitig zu erkennen, empfiehlt es sich, weiterhin postoperativ engmaschig die Thrombozytenzahlen zu kontrollieren und beim Auftreten von thromboembolischen Komplikationen unter Heparintherapie mit und ohne Thrombozytopenie eine HIT-Diagnostik (Kombination eines funktionellen Testes mit einem antigenspezifischen Test) durchzuführen. Beim Nachweis von HIT-Antikörpern muß Heparin abgesetzt werden und eine alternative Antikoagulation, z.B. durch Orgaran, Hirudin oder Argatroban durchgeführt werden. Durch den Einsatz der neueren Antikoagulantien, wie Fondaparinux, Rivaroxaban oder Dabigatran im Bereich der postoperativen Thromboseprophylaxe wird die HIT II möglicherweise an Bedeutung verlieren.
Purpose: Die Studie evaluiert die Embolisationstherapie für akute gastrointestinale Blutungen hinsichtlich des primär technischen/klinischen Erfolges sowie auftretende Komplikationen und analysiert Einflussfaktoren auf die Erfolgsrate. Material and Methods: 44 Patienten (29 Männer, 15 Frauen; mittleres Alter 63 Jahre;34-86 Jahre) mit einer aktiven arteriellen gastrointestinalen Blutung wurden mit einer Coilembolisation therapiert. Analysiert wurden die technische/klinische Erfolgsrate, Morbidität, Mortalität und die interventionsbedingte Mortalität. Der Einfluss von Alter, Geschlecht, maligner Grunderkrankung, Anzahl der Embolisationen, Hb-Wert vor und nach Intervention, verabreichte Blutprodukte vor und nach Intervention, Menge des Embolisationsmaterials, Durchleuchtungszeit und appliziertes Kontrastmittel auf die technische und klinische Erfolgsrate wurde untersucht. Results: Die primäre technische Erfolgsrate der Coilembolisation der akuten gastrointestinalen Blutung betrug 88,6 %, bei einer klinischen Erfolgsrate von 56,8 %. Minor- und major-Komplikation traten bei 13,6 % bzw. 18,2 % der Patienten auf. Die interventionsassoziierte Mortalität infolge einer Darmischämie betrug 4,6 % bei einer Gesamtmortalität von 18, 2%. Postinterventionell kam es bei den technisch erfolgreich therapierten Patienten zu einem statistisch signifikanten Anstieg des Hb-Wertes (p<0.01), einem geringeren Bedarf an Erythrozytenkonzentraten (p<0.01), an fresh-frozen plasmas (FFP) (p<0.01) und Gerinnungsprodukten (p<0.01). Eine geringere Anzahl postinterventionell benötigter FFPs war mit einem besseren klinischen Outcome assoziiert (p=0,02). Conclusion: Die Mikrocoilembolisation der arteriellen gastrointestinalen Blutung in der Akutsituation ermöglicht auch bei schlechter klinischer Ausgangslage des Patienten eine hohe technische Erfolgsrate, dabei hat das Ausmaß der prä- und postinterventionell nötigen Transfusionen (Erythrozytenkonzentrate, FFPs, Gerinnungsprodukte) keinen signifikanten Einfluss. Die klinische Erfolgsrate sinkt hingegen mit steigendem Bedarf an postinterventionell verabreichten FFPs.
Main drivers for biodiversity loss in terrestrial ecosystems are changes in land use, climate change, enhanced nitrogen deposition and biotic exchange (invasive species). These drivers also affect dry, nutrient-poor open anthropo-zoogenic inland and coastal heathlands which often harbor a high biodiversity. To counteract biodiversity loss in coastal ecosystems, a basic step is the assessment of the various threats. Therefore it is important to select suitable model organisms for analyses of biodiversity dynamics. In this thesis the three arthropod groups Orthoptera (Ensifera and Caelifera), carabid beetles (Coleoptera: Carabidae) and spiders (Araneae) were studied, as they are very useful indicators. Besides sampling of the three arthropod groups vegetation and microclimate parameters were recorded. The studies were done between 2008 and 2010 in the coastal heathland on the Baltic island of Hiddensee, Germany. The main aim of the thesis was to analyze the impact of three drivers of heathland biodiversity loss (succession, grass encroachment, moss invasion) on the selected indicator arthropod groups. Based on this multi-level and -species approach, implications for the conservation of coastal heathlands are given. The results show that successional processes and grass encroachment have strong impact on species richness and abundance, species composition and functional groups, as well as life-history traits and functional diversity of the arthropod groups. Main findings were: Orthoptera species richness was highest in the intermediate stages (heath encroached by grasses and heath with shrubs) because of higher habitat heterogeneity and higher food supply (grasses). Opposed to that, species richness of ground-dwelling carabid beetles and spiders did not differ among the five successional stages, which contradicts the ‘habitat heterogeneity hypothesis’. In contrast to species richness, functional diversity differed among successional stages. The concept of functional diversity – which integrates species life-history trait data – therefore might be particularly suitable for biodiversity research, while the explanatory power of species richness alone might not be sufficient. The species compositions of all three taxa changed remarkably along the coastal heathland gradient indicating a high species turnover. In particular, open, dynamic habitats (‘grey dunes’ and ‘dwarf-shrub heath’) could be separated. Here, several specialized, xerothermic and threatened species occurred due to the extreme habitat conditions, but are displaced during grass and shrub encroachment. On a smaller spatial scale, the invasion of Campylopus introflexus alters habitat conditions in grey dunes and therefore affects carabid beetle and spider species and the dominant Orthoptera species Myrmeleotettix maculatus. Species richness of carabid beetles and spiders, and the abundance of adult M. maculatus grasshoppers were reduced. Species compositions of carabids and spiders changed remarkably with a loss of several species. These negative impacts could be explained by the vegetation structure of the moss which is unsuitable for web-building spiders or large carabid beetles, and by reduced germination of higher plants and therefore reduced food supply for M. maculatus and phytophagous carabid species. Within the open coastal heathland, the mosaic of grey dunes and adjacent dwarf-shrubs is important since many species perform a habitat change during their development and, besides the scarcely vegetated, thermally benefited grey dunes, need denser vegetation of adjacent dwarf-shrubs for shelter, as song posts, or for foraging. As grey dunes harbor a high abundance and species richness of threatened and specialized, mainly xerothermic and geobiont species and are important as oviposition and nymphal habitat, they are regarded as a keystone habitat within the coastal heathland. Besides these ecological studies, two studies focused on the method of pitfall trapping. It could have been shown, that pitfall trapping might be a useful sampling method for Orthoptera in open habitats. The other study demonstrated that sampling interval has a strong influence on the capture efficiency of several arthropod groups (‘digging-in effect’). Conservation practices should aim at maintaining a heterogeneous heathland mosaic with open grey dunes and Calluna stands, in addition to scattered grassy and shrub-encroached heath for the survival of species-rich heathland arthropod assemblages with a high proportion of specialized and threatened species.
Die demographische Entwicklung stellt uns besonders in der Unfallchirurgie vor neue Herausforderungen. Häufig handelt es sich um multimorbide, sehr alte Patienten, was eine möglichst gering invasive Versorgung von Frakturen attraktiv erscheinen läßt. Cerclagesysteme werden zur Versorgung von Periimplantatfrakturen bisher nur additiv eingesetzt. Als Grundlage für die biomechanische Untersuchung dient eine klinisch häufig festtgestellte Periimplantatfraktur am distalen Pol eines einliegenden Gamma-Nagels. Im Rahmen einer Pilotstudie sollte festgestellt werden ob bei genau dieser Fraktur (unkomplizierter langer Schrägbruch) eine alleinige Versorgung durch Cerclagen ausreichend Primärstabilität bietet. Hierzu wurden die zwei in der Klinik verwendeten Cerclagesysteme Edelstahldrahtcerclagen und Titanbandcerclagen gegenübergestellt. Die Versuch erfolgten an 8 paarigen Kadaverfemora. Nach Implantation des Gamma-Nagels und Osteotomie im typischen Frakturverlauf wurden die künstlichen Periimplantatfrakturen durch 3 Titanbandcerclagen oder 3 Edelstahldrahtcerclagen versorgt. Anschließend erfolgten statische, zyklische und destruktive Belastungstests. In der Auswertung konnten keine signifikanten Unterschiede in der Bruchspaltveränderung beider Cerclagensysteme festgestellt werden; beide Cerclagesysteme weisen somit eine gleiche Primärstabilität auf. Es kam zu keinem Versagen eines Cerclagesystems. Eine isolierte Versorgung durch Cerclagen der untersuchten Periimplantatfraktur erscheint bei vorliegenden Messwerten vielversprechend.
Background: Computational tools for the investigation of transcriptional regulation, in particular of transcription factor binding sites (TFBS), in evolutionary context are developed. Existing sequence based tools prediction such binding sites do not consider their actual functionality, although it is known that besides the base sequence many other aspects are relevant for binding and for the effects of that binding. In particular in Eukaryotes a perfectly matching sequence motif is neither necessary nor sufficient for a functional transcription factor binding site. Published work in the field of transcriptional regulation frequently focus on the prediction of putative transcription factor binding sites based on sequence similarity to known binding sites. Furthermore, among the related software, only a small number implements visualization of the evolution of transcription factor binding sites or the integration of other regulation related data. The interface of many tools is made for computer scientists, although the actual interpretation of their outcome needs profound biological background knowledge. Results and Discussion: The tool presented in this thesis, "ReXSpecies" is a web application. Therefore, it is ready to use for the end user without installation providing a graphical user interface. Besides extensive automation of analyses of transcriptional regulation (the only necessary input are the genomic coordinates of a regulatory region), new techniques to visualize the evolution of transcription factor binding sites were developed. Furthermore, an interface to genome browsers was implemented to enable scientists to comprehensively analyze their regulatory regions with respect to other regulation relevant data. ReXSpecies contains a novel algorithm that searches for evolutionary conserved patterns of transcription factor binding sites, which could imply functionality. Such patterns were verified using some known transcription factor binding sites of genes involved in pluripotency. In the appendix, efficiency and correctness of the used algorithm are discussed. Furthermore, a novel algorithm to color phylogenetic trees intuitively is presented. In the thesis, new possibilities to render evolutionary conserved sets of transcription factor binding sites are developed. The thesis also discusses the evolutionary conservation of regulation and its context dependency. An important source of errors in the analysis of regulatory regions using comparative genetics is probably to find and to align homologous regulatory regions. Some alternatives to using sequence similarity alone are discussed. Outlook: Other possibilities to find (functional) homologous regulatory regions (besides whole-genome-alignments currently used) are BLAST searches, local alignments, homology databases and alignment-free approaches. Using one ore more of these alternatives could reduce the number of artifacts by reduction of the number of regions that are erroneously declared homologous. To achieve more robust predictions of transcription, the author suggests to use other regulation related data besides sequence data only. Therefore, the use and extension of existing tools, in particular of systems biology, is proposed.
Reduziert die ultraschallgestützte Markierung vor Radiofrequenz-Denervation lumbaler Facettengelenke die intraoperativ applizierte Strahlendosis? Im Untersuchungszeitraum 01.01. 2007 bis 31.12.2008 wurden an der Klinik für Orthopädie und orthopädische Chirurgie insgesamt 101 Patienten an 756 Facetten-gelenken eine Radiofrequenzenervierung durchgeführt. Als Standardoperations-methode wurde die Thermodenervation mittels Radiofrequenztechnik [ungepulst] und einem Strom mit 500 KHz, einer Temperatur von 80°C durchgeführt. Die Randomisierung und Gruppenzuordnung erfolgte über den Untersuchungszeitpunkt. Gruppe A: Im Untersuchungszeitraum 01.01.2007-31.12.2008 wurden alle Patienten, die den Einschlußkriterien entsprachen, der Gruppe A zugeordnet. Bei diesen 57 Patienten mit 374 behandelten Facettengelenken erfolgte ausschließlich eine radiologisch kontrollierte Positionierung der Applikationskanüle. Gruppe B: Im Untersuchungszeitraum 01.01.2008 bis 31.12.2008 wurden alle Patienten, die den Einschlußkriterien entsprachen, der Gruppe B zugeordnet. Bei diesen 25 Patienten mit 200 behandelten Facettengelenken erfolgte präoperativ zusätzlich zum Procedere wie bei Gruppe A beschrieben eine sonographische Markierung des Facettengelenkes und des Kanüleneintrittspunktes. Statistisch signifikante Unterschiede zwischen beiden Gruppen in Bezug auf Alter, Geschlecht und Eingangsvoraussetzungen (body-mass-index (BMI), NAS) und Operationszeit ergaben sich nicht (siehe Tabelle 4 und 5). Der präoperative ODI war in Gruppe B signifikant (p=0,04) höher als in Gruppe A. Der BMI unterschied sich in beiden Gruppen nicht signifikant (p=0,754). Kein Patient erlitt eine operationsbedingte Komplikation. Signifikante Unterschiede gab es in der Segmentverteilung bei den Segmenten =/< 2 und 4. Die Ergebnisse der vorgelegten Studie konnten nachweisen, dass die Durchleuchtungsdauer pro Segment durch die präoperative Markierung des Nadeleintrittpunktes signifikant reduziert werden konnte (p= 0,0103, zweizeitige Pr < Z bei 0.0105, t bei 0.0124). Es konnte ebenfalls nachgewiesen werden, dass die Anzahl der Durchleuchtungsbilder pro Segment durch die präoperative sonographische Markierung signifikant reduziert werden konnte (p=0,0001). Durch die präoperative sonographische Markierung der Facettengelenke sowie der Zielpunkte vor Facettendenervierung ist die Strahlenbelastung für den Patienten und Operateur signifikant zu reduzieren (Tab. 6 und 11). In Hinblick auf die Lebenszeitstrahlenbelastung kann somit eine erhebliche protektive Leistung erreicht werden. Es zeigte sich, daß das Verfahren keinen Einfluß auf die Operationsdauer hat. Die sonographische Markierung erfolgt bereits präoperativ, so das intraoperativ keine zusätzliche Zeit erbracht werden muss und so die operationbedingten Kosten unbeeinflusst bleiben. Die Nullhypothese kann somit angenommen werden. Die präoperative Ultraschallmarkierung ist ein geeignetes Verfahren zur Strahlendosisreduktion bei thermischer Facettendenervierung.
Untersuchungen zur Morphologie der retinalen Gefäße gehören zu der heutigen klinischen Routine in der Augenheilkunde. Die funduskopischen Ermittlungen der AV-ratio aus der Fotodokumentation gelten als eine der validesten Indikatoren arteriosklerotischer Veränderungen. Mit den technischen Weiterentwicklungen der Gefäßanalyse z.B. der dynamischen Gefäßanalyse können immer diskretere Veränderungen valide erfasst werden. Gleichzeitig könnten aber auch „Störeffekte“ für die Untersuchung der Netzhautgefäße so relevant werden, dass diese vor einer dynamischen Gefäßanalyse berücksichtigt bzw. ausgeschlossen werden müssen. Untersucht wurden deshalb die Struktur und Funktion der Gefäße im Augenhintergrund mit dem RVA (statische und dynamische Gefäßanalyse) vor und nach (0.5, 1.5, 2.5h) intensiver sportlicher Betätigung über 20 Min. bei 40 gesunden Probanden im Alter von 20 bis 31 Jahren. Sport hat einen sofort einsetzenden signifikanten Effekt auf Struktur und Funktion der arteriellen und venösen Gefäße des Augenhintergrundes. Dieser Effekt hält bis mindestens 2.5 Stunden nach Sport bei gesunden Probanden an. Sowohl die Arterien als auch die Venen sind direkt nach dem Sport (0.5h Messung) vergrößert und ihre Reagibilität, auf Flickerprovokation, ist auf die Dilatation vermindert, auf die Konstriktion vergrößert. Dieser Effekt hält bis zur 2.5h Postsportmessung an und ist für das venöse Gefäßsystem ausgeprägter als für das arterielle. Der Effekt auf die Gefäße ist nicht mit den konventionellen Methoden der Funduskopie einschließlich der Fotodokumentation und dem AV-ratio nachweisbar, sondern nur mit der dynamischen Gefäßanalyse. Für die Augenheilkunde haben die hier vorgestellten Ergebnisse klinisch praktische Auswirkungen. Es muss somit vor jeder dynamischen Gefäßanalyse sichergestellt sein, dass der Patient vor der Untersuchung keine sportliche Aktivität ausgeübt hat. Außerdem legen die Ergebnisse nahe, dynamische Gefäßanalysen in der kardiovaskulären Physiologie oder Sportmedizin einzuführen.
Computational chemical physics can give important input to astrophysical modelling and other fields of physics, where molecular properties are of importance. Understanding of spectroscopic and reactive behaviour is crucial for many systems of astrophysical interests like stars, interstellar medium and comets. Especially stellar atmospheres are of interest, because the complex physics of stars are not yet completely understood. Stars are in an unstable balance of gravitation and radiation pressure and the atmospheric dynamics have been subject of extensive modelling. Complete and accurate spectroscopic information of the atoms and molecules in these atmospheres is necessary for this attempt. In addition, the only information we have about astrophysical systems is light which is emitted or absorbed by particles in these media. This is not only true for astrophysics. In plasma physics sometimes the usage of invasive diagnostics, like Langmuir probes, is not wanted because they disturb the system. In these cases some information of the system can be regained by passively measuring infrared spectra of the plasma or by active induction of electronic transition like the laser-induced fluorescence method. Another remote sensing application is the measurement of the atmospheric composition on earth. Here, larger particles in the atmosphere as well as greenhouse gases are of current interest. Unfortunately, the experimental spectroscopic data, which is needed for the understanding and interpretation of the measured spectra, is often incomplete. This gap can be, to some extend, filled by computational chemical physics. The aim of this work was to investigate the capabilities and limitations of ab initio based potential energy surfaces for spectroscopic and reactive studies and to apply these methods to problems of rovibrational and rovibronic spectroscopy and reaction dynamics. The choice of ab initio methods and the potential fitting methods is critical for the computational chemical physics, as all further quantities directly depend on their quality. In this work modified versions of the Braams polynomial potential energy surface were used. A high level coupled cluster ab initio method was used to build potentials for a series of small hydrocarbons. Hydrocarbons can be found almost everywhere on earth and in the universe. They exist in laboratory plasmas, stellar and planetary atmospheres and interstellar gases. In all these cases, light emitted or absorbed by the molecules is an important diagnostics of the system. The potential constructed in this work partly included a cluster expansion, which adds reactant configuration spaces to the fits. This could not be done for CH_3 and higher hydrocarbons, because of the limitations of the Coupled Cluster ab initio method, which is well suited for the potential wells, but not for the dissociation regions. The examples of methyl and methane show how the potentials can be used for rovibrational spectroscopy. Results of radiation transport simulations illustrate the importance of as complete-as-possible line lists for radiation transport calculations.\\ The rovibronic spectroscopy of diatomic molecules is another important aspect for the stellar atmospheric modelling. Metal hydrides and oxides add opacity to the atmosphere in the visible light and ultraviolet frequency regions, as well as do the hydrocarbons in the infrared one. In addition the spectra of metal hydrides/oxides can be used to gather information about metal and their isotope abundances. They are used as markers for the conditions in the atmospheres of stars. In this work a new code was developed, that efficiently calculates bound-bound transitions between electronic states and bound-continuum cross sections for diatomic molecules. It also offers an adequate treatment of quasi-bound rovibrational states. One important representative of the diatoms is magnesium hydride, MgH. Before this work, line lists and photodissociation cross section were available involving the three lowest doublet states of MgH. In this work new potential energy curves were calculated and adapted to updated experimental data. This causes changes in the relative energies between the electronic states and therefore shifts in the line lists. These are important, because accurate line positions are needed for the identification of spectral lines. In addition two further electronic states were included in the calculations. This expands the spectral range of MgH into the near ultraviolet region. Radiation transport models showed significant absorption by MgH from the newly added electronic states. A second usage of the diatomic potential energy curves are photodissociation cross sections. As interstellar environments are chemically active, such data is necessary for a complete picture of the ongoing processes. The photodissociation cross sections of MgH reveal a stronger dependence of the underlying potential than the bound-bound lines. In the case of MgH the cross sections are rather weak, besides occasional resonance lines which can be several orders of magnitude stronger. As mentioned, not only spectroscopic, but also reactive behaviour of molecules is important in astrophysics. A current problem connected with this is the abundance of CH^+ in interstellar clouds. Its measured abundances do not fit the predictions from theoretical models. In addition Gerlich and co-workers recently measured low temperature H + CH^+ -> C^+ + H_2 reaction rates, which diverge from the theoretical picture and which could not be explained. In this work a reactive potential energy surface was built for the CH_2^+ system, which was then used to perform extensive calculations with quasi-classical trajectory and quantum scattering methods. It was found out, that the potentials used in previous works are not accurate enough to allow low temperature calculations. Results from these potentials must be taken with care. Furthermore, the results from the new potential energy surface indicate significantly reduced reaction rates compared to previous numerical studies. This is in agreement with the new results of Gerlich and co-workers. Nevertheless, the large error bars in the low temperature range for experimental as well as numerical results strongly suggest refined methods to be developed for both, before a final conclusion can be made. This work demonstrated the possibility of modern computational chemical physics to supply consistent data for spectroscopy and reaction dynamics. These are necessary and important inputs for fields like astrophysics, plasma physics and chemistry.
Die dislozierte distale Unterarmfraktur im Kindesalter, nach der Reposition: K-Draht oder nicht ?
(2011)
Retrospektive Analyse des Patientenkollektives und der Behandlungsergebnisse von distalen Unterarmfrakturen im Wachstumsalter an der Klinik und Poliklinik für Kinderchirurgie Greifswald in den Jahren von 1998 bis 2007 Es wurde der Frage nachgegangen, ob dislozierte distale Unterarmfrakturen primär mit einer Osteosynthese versorgt werden sollten. Insgesamt geringe Anzahl an sekundären Dislokationen mit 12,7%. Hoher Anteil an primär osteosynthetisch versorgen Frakturen mit 37,7%. Komplikationen nach osteosynthetischer Versorgung sind sehr selten. Hohe Patientenzufriedenheit auch nach osteosynthetischer Versorgung. Die geschlossene Reposition ohne Osteosynthese ist weiterhin die Methode der Wahl. Der Einsatz einer Osteosynthese sollte stets geprüft und in Erwägung gezogen werden. Die Kirschnerdrahtfixation ist eine effektive und sichere Methode.
Es wurden theoretische Untersuchungem zu sieben verschiedenen Isoenzymen der Schweineleberesterase vorgenommen. Vorhersagen zur Struktur wurden moleküldynamisch mit Hilfe eines Kraftfeldprogramms (AMBER-Paket) durchgeführt. Der Reaktionsmechanismus wurde quantenchemisch (CPMD), sowie mit einer Hybridmethode (QM/MM) nachvollzogen. Da keine Kristallstruktur vorhanden ist, wurde auf ein Homologiemodell aus eigenen Vorarbeiten zurückgegriffen. Mit Kraftfeldberechnungen wurden die einzelnen Monomere für etwa 10 bis 14 ns simuliert. Dabei zeigte sich eine Relaxation der Enzyme nach 8 bis 10 ns. In jedem Fall wurden stabile Endstrukturen der Monomere (um die 8000 Atome plus etwa 40000 Wassermoleküle) gefunden. Am Beispiel der PLE3 wurde sogar eine partielle Entfaltung der Eingangshelix beobachtet, die in einer Rückmutation nicht wiederherstellbar war. Andererseits wurde bei der PLE1 die spontane Ausbildung einer 3-10-Helix in der Nähe der Eingangshelix gefunden. Es wurden auch stabile Endstrukturen der Trimere (um die 24000 Atome plus etwa 50000 Wassermoleküle) gefunden. Interaktionen zwischen den Monomeren wurden beobachtet, die nach 14 bis 18 ns stabil zusammenlagen. Es konnten über RMSD-Auswertungen starre und flexible Bereiche innerhalb der Isoenzyme als auch zwischen den einzelnen identifiziert werden. Die starren Bereiche stimmen sehr gut mit dem Faltungsmotiv der a/b-Hydrolasen überein. Spezifische Abstände des aktiven Zentrums wurden während der klassisch simulierten Moleküldynamiken überprüft. Dabei war es nicht möglich, mit dem in der Literatur propagierten katalytischem Glutamat Abstände in der Größenordnung einer Wasserstoff-brücke zu erhalten. Vielmehr wurde eine günstige und stabile Lage eines anderen Glutamats gefunden, wodurch sich aber nichts am allgemeinen Reaktionsmechanismus ändert. Die Zugangswege wurden durch gezwungenes Ziehen der Moleküle aus der Lösung ins aktive Zentrum beobachtet und über Kraft-Weg-Kurven ausgewertet. In Simulationen im Nanosekundenbereich konnte auch freiwilliges Eindringen der Substratmoleküle ins Enzym beobachtet werden, wobei dieser Vorgang von der Größe des Moleküls abhängt. Die bei den unterschiedlichen Simulationen gefundenen Taschen sind für jedes Substrat verschieden, obwohl die beteiligten Aminosäuren die jeweiligen Substratmoleküle fest umschließen. Dieses Anpassen der Taschen an das jeweilige Substrat passt zu dem induced-fit-Modell. Während das spontane Eindringen der Substratmoleküle innerhalb weniger Nanosekunden erfolgte, konnte erst nach einer Simulationszeit von 25 ns ein Verlassen von Methanol aus dem Enzym beobachtet werden. Mit quantenchemischen Berechnungen im Picosekundenbereich, unter Berücksichtigung der neuen Zuordnung des katalytischen Glutamats, konnte der gesamte Reaktionsmechanismus dargestellt werden. Am Beispiel des Methylbutyrats wurden die Bildung des ersten tetraedrischen Intermediats, sowie die anschließenden Abspaltungen des Alkohols und der Säure, mit Hilfe von Constraints dargestellt. Die durch die Mutationen hervorgerufenen strukturellen Veränderungen der Isoenzyme insbesondere der Eingangshelix können für die unterschiedlichen Enantioselektivitätswerte verantwortlich sein. Eine Verantwortlichkeit von Taschen für die verschiedenen Enantioselektivitäten ist aufgrund der gefundenen weichen Struktur um die Substrate mit jeweils unterschiedlich beteiligten Aminosäuren nicht erkennbar.
In this thesis wave propagation in the whistler wave frequency range ωci≤ω≤ωce in the linear magnetized plasma experiment VINETA is investigated. The plasma is generated by a helicon antenna and has a diameter of about 10 cm. Whistler waves are launched by a loop antenna with a diameter of 4.5 cm and the fluctuating magnetic field is mapped by Ḃ-probes. Experiments are carried out for plasma parameters γ≤1/ √ 2 under which the only transversal polarized wave according to plane wave dispersion theory is the whistler wave. Due to the small collision frequencies ν≪1 cyclotron damping of whistler waves in this parameter regime is dominant and depends only on the electron plasma-β. The influence of the inhomogeneous plasma profile and excitation by a loop antenna is investigated by measurements of the fluctuating magnetic field perpendicular to the ambient magnetic field in azimuthal and radial axial planes. A mode characterized by the number of wave lengths m in the azimuthal direction is found. The mode structure is modified by the specific shape of the plasma density profile. Profiles with a homogeneous density inside the plasma radius are found to posses a comparably simple mode structure. An agreement in the mode structure of full-wave simulations in three dimensions, including a Gaussian density profile and excitation of the wave by a loop antenna, with the experimental results is found. Conclusions on the spatial structure of the excited mode are drawn using the simulations which predict excitation of an m=2 mode. The wave is found to be ducted within the plasma radius over a wide parameter range. A Helmholtz decomposition of the simulations electric field exhibits the fluctuating space charge as the dominant source for the electric field, while the contribution due to induction is negligible. The magnetic field is given partially by the electron and displacement current. Both contributions to the magnetic field are of the same order of magnitude. The frequency dependency of the excited modes spatial damping increment is investigated using measurements of the magnetic fluctuations along the symmetry axis of the plasma. In order to illustrate the parameter dependency, the electron plasma-β is varied over two orders in magnitude in the range β = 4·10-4 - 2.4·10-2. The experimental result for the spatial damping increment of the mode yields a strong damping for wave frequencies ω/ωce > 0.5 at maximum plasma-β, which shifts to higher frequencies with decreasing β. The parameter dependency of the damping for a fixed frequency is studied in an axial ambient magnetic field gradient. In both cases an excellent agreement between the experimental result and predictions for cyclotron damping from plane wave dispersion theory is found.
In this thesis, a stereoscopic camera system is presented that is designed for the use on parabolic flights for the investigation of dusty plasmas under microgravity conditions. This camera system consists of three synchronously triggered high-speed cameras observing a common volume of approximately (15 × 15 × 15) mm³ size. In this volume, the three-dimensional trajectories of a large number of particles surrounded by a dense dust cloud were reconstructed. For this task an intricate set of reconstruction algorithms has been developed, including a four-frame linking algorithm and a complex combined 2D/3D tracking algorithm for a reliable tracking of 3D particles. Furthermore, these algorithms effectively suppress so-called ghost particles in the evaluation process which are reconstructed from falsely identified 2D particle correspondences. Dusty plasmas under microgravity conditions are of special interest due to their complex structure and the variety of observable dynamic phenomena. Under typical discharge conditions, a central dust-free void is formed, surrounded by a dense particle cloud. Since the void is inherently dust-free, particles shot into the void can be uniquely identified and used to probe plasma properties inside this region. In the dust cloud itself, processes like self-excited dust-density waves can be observed under suitable experimental conditions. Using the presented camera setup and reconstruction algorithms, two parts of a dusty plasma under microgravity on parabolic flights are investigated. Initially, the force field creating and sustaining the central void is deduced and characterized. The combination of ion drag and electric field force is measured and compared to current models of the ion drag, showing a good agreement with these models. While previous investigations on the forces were limited to two-dimensional slices through the void, our measurements represent the first three-dimensional quantitative analysis of a large fraction of the void region. From this analysis the structure of the force field is determined and separated into a radial and a non-radial (or orthogonal) contribution. It is shown that the radial contribution dominates in the central void, while non-radial forces increase in magnitude close to the void edge. The radial domination is also observed in the velocity distribution of the probe particles which is significantly shifted to radially outward directed velocities for particles leaving the void. Assuming a strictly radial force profile in the horizontal mid-plane of the void, the friction coefficient determining the interaction of the probe particles with the neutral gas background is experimentally determined and shown to match the theoretical expectation. Subsequently, particles at the outer surface of the dust cloud are reconstructed. There, the particles are found to oscillate due to dust-density waves propagating through the high-density dust cloud. For the investigation of the correlation between waves and oscillating particles, the instantaneous wave and oscillation properties are determined and the instantaneous phase difference is obtained. Modeling the probe particles as driven, damped harmonic oscillators, these phase differences between waves and particles are interpreted with respect to the resonance frequency of the oscillating particles. Spatial variations of the phase difference are observed that may be attributed to different frequencies of the dust-density waves, or to changes of the resonance frequency induced by changing local plasma parameters. From a few measurements of particles oscillating at their resonance frequency, information about the surrounding plasma or properties of the particles themselves can be deduced. However, a larger number of reconstructed trajectories is necessary in order to interpret the phase differences on a reliable data basis. The presented camera setup in combination with the evaluation algorithms is a flexible system for the investigation of three-dimensional dusty plasmas. Its robust construction allows the operation of the system in challenging environments such as on parabolic flights, where spatial limitations and vibrations produced by the aircraft make special demands on such a diagnostic tool. This versatility makes our stereoscopic camera setup and the reconstruction process a suitable standard diagnostic for the application with dusty plasmas; this system will therefore be used in future research amongst other things for the investigation of boundary layers in extended three-dimensional dust clouds under microgravity.
Für die Bekämpfung bakterieller Infektionen ist das angeborene Immunsystem von essenzieller Bedeutung. Im Rahmen dieser Promotion wurden murine angeborene Immunmechanismen bei systemischer Infektion mit Burkholderia pseudomallei, dem gram-negativen Erreger der Melioidose, sowie pulmonaler Infektion mit dem gram-positiven Erreger Staphylococcus aureus bei genetisch heterogenen BALB/c- und C57BL/6-Mäusen untersucht. Für in vitro-Untersuchungen wurde zunächst im ersten Teil eine Methode zur serumfreien Kultivierung von primären Makrophagen aus murinen Knochenmarkstammzellen unter Verwendung des lipoproteinreduzierten Serumsupplements Panexin® etabliert. Derart kultivierte Makrophagen von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen wiesen wichtige Effektor-funktionen wie die Fc-Rezeptor-vermittelte Phagozytose und bakterizide Aktivität auf. Außerdem gelang es, die in der Literatur unter FCS-Bedingungen beschriebenen polarisierten Makrophagen-Phänotypen auch unter serumfreien Bedingungen funktionell nachzuweisen. So wiesen C57BL/6-Makrophagen im Vergleich zu BALB/c-Makrophagen ein deutlich höheres bakterizides Potenzial gegenüber B. pseudomallei auf und produzierten größere Mengen des zytotoxischen Stickoxids, unterschieden sich jedoch nicht in ihrer Fähigkeit, E. coli zu eliminieren. Im zweiten Teil der Arbeit konnte mithilfe dieses standardisierten Zellkultursystems gezeigt werden, dass Caspase-1 bereits in der Frühphase der B. pseudomallei-Infektion IFNγ-unabhängig für die bakterizide Potenz der Makrophagen erforderlich ist, die Caspase-1-Aktivität andererseits im gleichen Zeitraum jedoch eine Zunahme des zytotoxischen Erregereffektes verursacht. Durch die gestörte intrazelluläre Erregerelimination unmittelbar nach Infektion kam es im weiteren zeitlichen Verlauf zur Zunahme des erregerabhängigen Zelltodes, für den in der Literatur allerdings ursächlich auch das Fehlen verzögerter Caspase-1-abhängiger protektiver Effekte diskutiert wird. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Caspase-1 eine essenzielle Bedeutung für die in vivo-Resistenz und Generierung der inflammatorischen Zytokinantwort hat, welche zur Überwindung der akuten Infektion beiträgt. Während die Caspase-1-Expression bei unterschiedlich empfänglichen BALB/c- und C57BL/6-Makrophagen nach Infektion vergleichbar war, könnte die gesteigerte IL-1β-Produktion bei resistenteren C57BL/6-Makrophagen darauf hinweisen, dass unterschiedliche Aktivitäten des Enzyms in Mausstämmen mit unterschiedlichen genotypischen Eigenschaften den Verlauf der murinen Melioidose beeinflussen. Im letzten Teil dieser Dissertation wurde erstmals am Beispiel von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen ein vergleichendes S. aureus-Pneumoniemodell entwickelt, bei dem BALB/c-Mäuse neben einer höheren Empfänglichkeit auch eine verminderte Fähigkeit aufwiesen, den Erreger aus der Lunge zu eliminieren. Während neutrophile Granulozyten für das Überleben erforderlich waren und die Organkeimzahlen signifikant zu reduzieren vermochten, steigerten Makrophagen die Mortalität, ohne jedoch Einfluss auf die Bakterienelimination zu haben. Für diese Mortalitätszunahme könnte eine überschießende Zytokinantwort mit der Folge eines Zytokinschocks verantwortlich sein. Schließlich wurde gezeigt, dass das bakterielle sae-Regulon, welches die Expression verschiedener bakterieller Proteine steuert, sowohl für die Virulenz, als auch für die intrapulmonale Persistenz des Erregers in diesem Infektionsmodell von entscheidender Bedeutung ist. Die zu beobachtenden Unterschiede in Mortalität und Organkeimzahlen belegen zugleich, dass das etablierte Mausmodell eine für die Untersuchung bakterieller Virulenzfaktoren ausreichende Sensitivität aufweist.
Tidal flats represent the transition zone between the terrestrial and marine realm. They are subject to pronounced dynamics due to distinct tidal and seasonal variations of physical, chemical, and biological parameters significantly influencing redox-sensitive element cycles. Thus, redox-sensitive trace metals may be suitable indicators for variations in bioproductivity and microbial activity. Therefore, seasonal and tidal dynamics of manganese, iron, molybdenum, uranium, and vanadium were studied in the water column and sediments of tidal systems of the German Wadden Sea (southern North Sea) in the years 2007 to 2009 involving also previously analysed data from year 2002. To demonstrate the response of the trace metal cycles on phytoplankton blooms and enhanced biological activity time series data of nutrients and phytoplankton dynamics were also involved in this study. Pronounced cycling is seen for pelagic manganese revealing distinctly higher values during low tide. Complex seasonal cycling showing maxima of dissolved manganese in spring and late summer and a depletion period in early summer is caused by benthic-pelagic coupling and reflection of exhaustion and replenishing periods in the surface sediments. Vanadium dynamics are coupled to the manganese cycling due to vanadium scavenging and release during manganese oxide formation and reduction, respectively. Molybdenum and uranium behave almost conservatively following changes in salinity and thus, being slightly enhanced during high tide. Deviations from conservative behaviour are found to occur during breakdowns of summer phytoplankton blooms. In the following, significant enrichments of manganese, molybdenum, iron, and uranium are observed in the shallow pore waters. These coherences are assumed to be caused by a tight coupling of geochemical, biological, and sedimentological processes. Intense release of organic matter during the breakdowns of algae blooms leads together with enhanced bacterial activity in summer to the formation of organic- and trace metal-rich aggregates which are deposited and incorporated into the tidal surface sediments. Microbial decomposition of the aggregates and corresponding shifts in redox-conditions effect a release of dissolved trace metals into the pore water. Subsequently, the trace metals are fixed in the sediment as sulphides, adsorbed to organic compounds or released to the overlying bottom water. Furthermore, two tidal systems, one from the East Frisian and one from the North Frisian Wadden Sea are compared. Although, both areas show different hydrodynamical, sedimentological, and ecological conditions similar manganese dynamics are observed implying that this is a common behaviour in the entire Wadden Sea. However, distinct quantitative differences appear showing a 6-fold higher level of dissolved manganese in the water column of the East Frisian area. This is explained by a higher manganese release from tidal flat sediments and a larger sediment area/water volume ratio compared to the North Frisian area. Detailed time-series data of the nutrients phosphate, silica, and nitrite+nitrate are used to verify model simulations and to calculate nutrient export budgets considering tidal and seasonal variations. The model results imply an export of nutrients from the tidal flats into the open waters of the German Bight which is in the same order of magnitude as the combined discharge of the rivers Elbe, Weser, and Ems. To investigate the importance of the Wadden Sea as a potential manganese source for the North Sea, transects were carried out into several tidal flat areas of the North Frisian Wadden Sea. The results suggest that the North Frisian Wadden Sea is a less important source for dissolved manganese compared to the East Frisian area. In contrary, the export of particulate manganese seems to be more important showing distinctly higher concentrations in the North Frisian study areas in summer. The influence of sediment permeability and bioturbation on trace metal budgets of the pore waters are investigated in natural and experimentally manipulated tidal flat sediments. Advective pore water transport in highly permeable sandy sediments and bioturbation promote exchange processes at the sediment/water interface probably leading to reduced nutrient and trace metal enrichments in the shallow pore waters. Furthermore, the penetration of oxygen into deeper sediment layers induces a release of sulphidic bound molybdenum to the pore water. During laboratory experiments with natural anoxic sediments an effective oxidative molybdenum release is determined during resuspension of the sediments in oxic seawater. Thus, pronounced sediment resuspension during storm events is suggested to cause significant release of molybdate from displaced anoxic sediment components thereby enhancing the molybdate level of the open water column. In addition to the examination of recent biogeochemical processes, the paleo-environmental influence on geochemical and microbiological processes in Holocene and Pleistocene sediments of the East Frisian study area were analysed in an interdisciplinary study. It is found that the microbial abundance and activity are higher in the Holocene than in the Pleistocene sediments. However, this is mainly caused by present environmental conditions. The impact of the paleo-environment on the microbiology is less pronounced. The lithological succession affects hydrological processes which enable the transfer of electron donors and acceptors for present early diagenetic processes into deep sediment layers. The paleo-environmental imprint is still detectable but the modern biogeochemical processes dominate in the sediment-pore water system.
In vielen wissenschaftlichen Studien konnte die Bedeutung des NO-cGMP-PKG-Signalweges für die Regulation der Spannung von glatten Muskelzellen gezeigt werden. Im Mittelpunkt standen dabei oftmals die Guanylatzyklase, die Proteinkinase G oder zelluläre Kalziumkanäle und deren Bedeutung für die Muskeltätigkeit. In der vorliegenden Arbeit sollte über Modulatoren der zelluläre cGMP-Spiegel in glatten Gefäßmuskelzellen von Ratten verändert und durch Messung der Kontraktionsstärken dessen Einfluss auf das Kontraktionsverhalten nachgewiesen werden. Dabei sollte sowohl die Auswirkung von cGMP-Veränderungen auf die Spannung bei maximaler Stimulation als auch auf die Sensitivität für Phenylephrin untersucht werden. Nach Inkubation der Aorten mit einem cGMP-Modulator und Stimulation mit Phenylephrin wurden die Kontraktionen von Aortenringen über Schreiber direkt aufgezeichnet. Als Modulatoren wurden das Urikosurikum Probenecid, der Phosphodiesterasehemmer Sildenafil und der Inhibitor der löslichen Guanylatzyklase ODQ eingesetzt. Ein besonderer Fokus sollte darauf gelegt werden, inwiefern die Hemmung der MRP-Transportproteine 4 und 5 durch Probenecid- und Sildenafilinkubation auf den cGMP-Spiegel und damit die Spannung der glatten Muskelzellen auswirkt. In den Aufzeichnungen der Kontraktionen zeigte sich unter ODQ-Einfluss eine deutlich gesteigerte Spannung in g pro g Aortengewebe (Mw=2761,44*; SEM=236,4; n=9) bei maximaler Stimulation mit Phenylephrin im Vergleich zur Kontrolle (1515,15; 186; n=9). Unter Vorinkubation mit Sildenafil konnten sowohl mit der geringeren Konzentration von 1 µM (689,15*; 163,3; n=5) als auch bei 50 µM (187,17*; 154,5; n=5) signifikant niedrigere Spannungen festgestellt werden. In höherer Konzentration kommt neben der Inhibition der PDE auch der hemmende Einfluss von Sildenafil auf die MRP-Transporter zum Tragen. Auch nach der Inkubation mit Probenecid konnte sowohl mit 10 µM (783,70; 150,7; n=5) als auch mit 100 µM (693,64*; 128,4; n=5) eine verminderte Kontraktion der Gefäße festgestellt werden. Die Untersuchung der Sensitivität der Aorten auf Phenylephrin über Vergleiche der EC50-Werte ergab, dass insgesamt durch den Einsatz von cGMP-Modulatoren keine Veränderungen der Sensitivität verursacht werden. Schlussfolgernd ergibt sich aus den Ergebnissen dieser Arbeit, dass glatte Gefäßmuskulatur über cGMP-Modulatoren hinsichtlich der Maximalspannungen beeinflussbar ist und dass der cGMP-Transport über MRP 4 und 5 für die Kontraktion von glatten Muskelzellen physiologisch bedeutsam zu sein scheint, was neue Möglichkeiten des medikamentösen Eingreifens in die Gefäßregulation eröffnen könnte.
Ziel der Studie war es, die Dynamik der Mundgesundheit, gemessen an der Kariesverbreitung von Vorschul- und Schulkindern in Mecklenburg-Vorpommern (M-V) zwischen 2002 und 2008 während der schrittweisen Realisierung der Intensivprophylaxe zu analysieren. Das Intensivprophylaxeprogramm mit rund 300 Tsd. Teilnehmern wurde durch die Landesarbeitsgemeinschaft zur Förderung der Jugendzahnpflege (LAJ) in 11 Städten und Kreisen in M-V durchgeführt. Die Kinder besuchten Kindergärten und unterschiedliche Schularten. Diese Einrichtungen wurden in Risiko- und Nichtrisiko-Einrichtungen klassifiziert. Demzufolge gehörten Kinder aus Risiko- und Nichtrisiko-Kindergärten, Risiko- und Nichtrisiko-Regelschulen und Sonderschulen mit und ohne Gruppenintensivprophylaxe zu den Probanden. Um den Zahngesundheitszustand zu bestimmen, wurde der allen bekannte DMF-Index (1938 von Klein, Palmer und Knutson entworfen) verwendet. Im Zuge unseres Intensivprophylaxeprogramms wurden Impulse in jährlichen, halbjährlichen, vierteljährlichen, monatlichen und wöchentlichen Zeitintervallen erfasst und ausgewertet. Deren Inhalt bestand aus einer Wissensüberprüfung zur zahnärztlichen Prophylaxe und einer praktischen Durchführung von Zahnputzübungen mit fluoridhaltigen Präparaten. Alle klinischen Daten wurden für das Programm in speziell dafür vorbereiteten Bögen registriert und anschließend an die Abteilung für Präventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde des ZZMK der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald gesendet. Für die Intensivprophylaxe in den jeweiligen 11 Kreisen wurden folgende Institutionen ausgewählt: allgemeine Förderschulen und Schulen für geistig Behinderte sowie Kindergartenstätten mit erhöhtem Kariesrisiko. Die Auswahl der Einrichtung war abhängig von deren Bereitschaft und Bedürftigkeit, den Vorgaben der Landesarbeitsgemeinschaft zur Förderung der Jugendzahnpflege und dem negativ auffälligen Pflegezustand bei Kindern. In den Kitas und allen Grundschulen wurde die Auswahl getroffen hinsichtlich des dmf-/DMF-Index‘. Mittels eines Fragenbogens wurden Informationen von den Zahnärzten und Zahnarzthelfern eingeholt. Demnach sind die folgenden wichtigsten Daten erhoben worden: in den Kindergärten waren täglich die meisten Kinder am Zähneputzen beteiligt; in keiner Grundschule putzten im Rahmen der Intensivprophylaxe alle Kinder täglich ihre Zähne; nur in einem Kreis putzten die Kinder in den Förderschulen täglich ihre Zähne, meistens waren nur wenige Kinder am Zähneputzen beteiligt; in den Kindergärten bekamen Kinder zum Zähneputzen meistens Kinderzahnpasta; in den Schulen bekamen sie hauptsächlich Fluoridgelee; mit Fluoridgelee putzten die Kinder in den Förderschulen ihre Zähne ein- oder zweimal pro Jahr; beim Zähneputzen waren meist Erzieher, Lehrer oder Prophylaxehelfer beteiligt. Es können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: das Intensivprophylaxeprogramm der Landesarbeitsgemeinschaft zur Förderung der Jugendzahnpflege in M-V war bedarfsorientiert an den aktuellen und kariesepidemiologischen Untersuchungen. Generell ließ sich bei Kindern und Jugendlichen in M-V durch regelmäßige und gruppenprophylaktische Impulse eine Verbesserung der Mundgesundheit erzielen. Die Anzahl der Impulse sowie der Probanden ist kontinuierlich angestiegen. Die mindestens 2 Mal jährliche Applikation der Fluoride stellte im Rahmen der Gruppenprophylaxe eine effektive Maßnahme zur Hemmung der Karies bei Kindern vor allem aus den Nichtrisiko-Einrichtungen dar. Weiterhin war die Kariesentwicklung im Milchgebiss in den Risiko-Einrichtungen nicht zufriedenstellend. In den Nichtrisiko-Einrichtungen zeigte die Kariesprävalenz immer eine abnehmende Tendenz der dmft-Werte. Die Kariesreduktion im permanenten Gebiss war höher als die im Milchgebiss, weshalb weiterhin ein größerer Prophylaxebedarf im Milchgebiss besteht. Es bestand eine klare Korrelation zwischen dem Schultyp und dem Kariesbefall. Außerdem verfügten die Kinder aus den Sonderschulen über größere DMFT-Werte als die Kinder aus den Regelschulen. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass bei den Nichtrisiko-Gruppen ein größerer Kariesrückgang als bei den Risiko-Gruppen zu verzeichnen war. Infolgedessen sollten Risiko-Gruppen zukünftig weiter intensiv und wirksam betreut werden. Die von den Zahnärzten vorgenommene Differenzierung zwischen Risiko- und Nichtrisiko-Einrichtungen war nicht immer richtig, besonders hinsichtlich des Milchgebisses. Die Unterscheidung zwischen Sonderschulen mit und ohne Gruppenintensivprophylaxe erwies sich in dieser Studie als nicht korrekt, weil Sonderschulen immer Risiko-Einrichtungen sind. Es wurde konstatiert, dass bei den 3- und 6-jährigen Mädchen eine bessere Mundgesundheit zu beobachten ist als bei den gleichaltrigen Jungen. Demgegenüber verhielt sich die Mundgesundheit bei den 9- und 12-Jährigen umgekehrt. Demzufolge verfügten Mädchen über ein gesünderes Milchgebiss und Jungen über ein gesünderes permanentes Gebiss.
An zwei modernen Dentaleinheiten der Firmen KaVo und Sirona aus dem ZZMK der Universität Greifswald wurde der endständige Einweg-Membranfilter „Germlyser® ENT“ auf seine Filterleistung untersucht, Kühl- und Spülwasser gemäß den RKI-Richtlinien mit Gesamtkoloniezahlen < 100 KBE/ml zu erzeugen. Im Verlauf der Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die derzeit übliche Betriebswasseraufbereitung mit H2O2 keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert. Der Richtwert von 100 KBE/ml wurde bereits 2 d nach chemischer Intensivdekontamination überschritten. Die Wasseraufbereitung durch den Germlyser® ENT Membranfilter konnte an allen Arbeitsenden beider Dentaleinheiten für 7 d hygienisch einwandfreies Wasser produzieren. Die vom Filterhersteller angegebene Standzeit von 3 Monaten konnte allerdings nicht erreicht werden. Durch zusätzliche Desinfektion des Mikromotors an der KaVo Dentaleinheit konnte die Wasserqualität verbessert und die Standzeit des Filters verlängert werden. Die Gesamtkoloniezahl nach 28 d betrug 72 KBE/ml. Gerätekupplungen, Mikromotoren und Luft-Wasser-Spritzen, für die bisher keine Aufbereitungsmaßnahmen vorgesehen sind, konnten als mögliche Kontaminationsquelle für das Kühlwasser identifiziert werden. Die fehlende Filtrationsmöglichkeit am Spülbecherauslass zieht eine starke Verunreinigung des Spülbecherwassers nach sich. Als alleinige Wasseraufbereitungsmethode in Dentaleinheiten ist der Germlyser® ENT Membranfilter in seiner untersuchten Form daher nicht geeignet. Ergänzend zu systemischen Maßnahmen kann der Filter die Wasserqualität verbessern.
Beim Typ-1 Diabetes handelt es sich um eine multifaktorielle Autoimmunerkrankung, die auf dem Zusammenspiel genetischer, immunologischer und umweltbedingter Faktoren beruht. Hilfreich bei der Identifizierung krankheitsassoziierter Genloci sind diverse Tiermodelle, bei denen durch Kreuzungsstudien kongene Linien mit spontanen Rekombinationen im Bereich diabetes-suszeptibler oder diabetes-resistenter Genloci entstehen. Ein „Produkt“ solcher Kreuzungen ist die homozygote BB.6S m Rattenlinie, die obwohl Träger der diabetogenen Iddm1 und Iddm2 Genloci, nur eine T1D-Inzidenz von 10 % aufwies. Ursache für den diabetes-protektive Effekt war der alleinige chromosomale Austausch des diabetogenen Iddm4 Bereiches auf Chromosomen 6 der BB/OK Ratte durch den einer männlichen, diabetes-resistenten SH Ratte. Innerhalb dieser Arbeit sollten daher folgende Fragestellungen geklärt werden. 1. Ist die Iddm4 vermittelte Reduktion der Diabetesinzidenz auf die Expression eines oder mehrere potentieller diabetes-protektiver Gene zurückzuführen? 2. Wird das T1D Risiko durch den in diesem Bereich liegenden Imprintinglokus Dlk1-Dio3 beeinflusst? Zur Beantwortung dieser Fragen wurde eine zweite kongene Rattenlinie generiert. Die BB.6S f Linie, deren Iddm4 Genlocus von weiblichen SH Ratten abstammte, zeichnete sich wie die BB.6S m durch eine massive Reduktion der T1D Inzidenz aus. Nur 13 % der BB.6S f Ratten entwickelten einen T1D. Bei der Analyse der Expression von Strukturgenen konnten keine einheitlichen Muster zwischen BB.6S m und BB.6S f Ratten im Bezug zu BB/OK Ratten detektiert werden. Erst die Analyse des Expressionsmusters von mikroRNAs, deren Gene im Iddm4 Bereich und hier insbesondere im Dlk1-Dio3 Gencluster lokalisiert sind, ergaben sich Hinweise auf die mikroRNAs mir-337, mir-345 und mir-299 als potenzielle Kandidaten für einen T1D Schutz. Im zweiten Teil der Arbeit sollte geklärt werden, ob die T1D Inzidenz durch genomische Prägung der Gene des Dlk1-Dio3 Imprintingclusters beeinflusst wird: So sind auf dem väterlich vererbten Allel unter anderem die Gene Dlk1, Rtl1 und Dio3 aktiviert, während bei mütterlicher Abstammung Gtl2 und mikroRNAs exprimiert werden. Zur Klärung dieser Fragestellung wurden heterozygote F1 Hybride aus den Kreuzungen (BB/OK x BB.6S m) und (BB.6S m x BB/OK) generiert. Die phänotypischen Daten belegen, dass die heterozygoten Tiere in der Regel eine höhere T1D Inzidenz aufwiesen, die zusätzlich in Abhängigkeit vom Geschlecht der Nachkommen und dem Vererbungsmuster zwischen 21 und 74 % variierte. Generell waren weibliche Nachkommen besser vor einem T1D geschützt als männlichen Nachkommen. Außerdem zeigte sich, dass die T1D Inzidenz niedriger war, wenn das SHR Allels väterlicherseits vererbt wurde. Diese Sachverhalte deuten einerseits auf eine Interaktion des Iddm4 Bereichs von Chromosom 6 mit dem biallelischen X-Chromosom hin. Eine weitere Analyse der Dlk1 Expression belegt, dass es beim Fehlen des paternalen SHR Allels überraschenderweise zu einer biallelischen Expression des Dlk1 Genes kommt. Dieser Effekt ist assoziiert mit dem Verlust der Iddm4 vermittelten T1D Protektion. Die Daten der vorliegenden Arbeit lassen zusammenfassend drei Aussagen zu. I. Es konnte unter Einsatz der beiden kongenen BB.6S Rattenlinien kein Gen identifiziert werden, das den durch den Iddm4 Bereich der SH Ratte vermittelten Diabetesschutz bewirkt. II. Die Diabetesinzidenz wird offensichtlich durch Interaktion zwischen Chromosom 6 und dem biallelischen X-Chromosom beeinflusst. III. Hier konnte erstmals tierexperimentell bestätigt werden, dass die Manifestation eines T1D durch Imprinting geprägt wird.
In this thesis, two novel assay systems had been developed, which allow a fast and easy screening for amine transaminase activity as well as the characterization of the amino donor and acceptor specificity of a given amine transaminase. The assays overcome some limitations of previously described assays but of course have some limitations themselves. The relatively low wavelength of 245 nm, at which the production of acetophenone is detected with the spectrophotometric assay, limits the amount of protein/crude extract that can be applied, which eventually results in a decreased sensitivity at higher enzyme loads due to an increased initial absorbance. Otherwise, this assay can be used very easily for the investigation of the amino acceptor specificity and both pH and temperature dependencies of amine transaminases. The conductometric assay is – by its very nature – limited to low-conducting buffers, a neutral pH and constant temperatures. In summary, the assays complement one another very well and the complete characterization of the most important enzyme properties can be accomplished quickly. Furthermore, we developed and applied a novel in silico search strategy for the identification of (R)-selective amine transaminases in sequence databases. Structural information of probably related proteins was used for rational protein design to predict key amino acid substitutions that indicate the desired activity. We subsequently searched protein databases for proteins already carrying these mutations instead of constructing the corresponding mutants in the laboratory. This methodology exploits the fact that naturally evolved proteins have undergone selection over millions of years, which has resulted in highly optimized catalysts. Using this in silico approach, we have discovered 17 (R)-selective amine transaminases. In theory, this strategy can be applied to other enzyme classes and fold types as well and for this reason constitutes a new concept for the identification of desired enzymes. Finally, we applied the seven most promising candidates of the identified proteins to asymmetric synthesis of various optical pure amines with (R)-configuration starting from the corresponding ketones. We used a lactate dehydrogenase/glucose dehydrogenase system for the necessary shift of the thermodynamic equilibrium. For all ketones at least one enzyme was found that allowed complete conversion to the corresponding chiral amine with excellent optical purities >99% ee. Bearing in mind that until last year there was only one (R)-selective amine transaminase commercially available and two microorganisms with the corresponding activity described, the identification of numerous enzymes is a breakthrough in asymmetric synthesis of chiral amines.
In einer offenen, kontrollierten, randomisierten, monozentrischen klinischen Studie an 241 Patienten mit geplanter Katarakt-OP wurde untersucht, ob es beim Einsatz von PVP-I-Lösung in der präoperativen Augenantiseptik zu einer Resorption von Iod kommt. Dazu wurden Konjunktiva und/oder periorbitale Haut mit 10 %igem bzw. 1,25 %igem PVP-Iod oder einem iodfreien Mittel behandelt und die Veränderung der Iodausscheidung bestimmt. Von der aufgetragenen verfügbaren Iodmenge wurden zwischen 0,24 und 1,77 % resorbiert. Es konnte gezeigt werden, dass es sowohl bei konjunktivaler als auch bei periorbitaler Applikation einer 10 %igen PVP-I-Lösung zu einer signifikanten Änderung der Iodausscheidung kommt. Bei Verwendung 1,25 %iger PVP-I-Lösung war keine signifikante Änderung der Iodausscheidung festzustellen, allerdings erhöhte sich die Anzahl der Patienten, deren Iodausscheidung im Bereich einer Iodkontamination (>300 µg/g Kreatinin) lag. Aufgrund dieser Ergebnisse ist der Einsatz einer 10 %igen PVP-I-Lösung auf der Konjunktiva abzulehnen. Bei Verwendung einer 1,25 %igen PVP-I-Lösung sind vor jeder präoperativen Augenantiseptik Schilddrüsenerkrankungen auszuschließen.
Obwohl in Deutschland kaum bekannt, existieren auch heute noch bei vielen afrikanischen, asiatischen und indianischen Stammesvölkern diverse rituelle Zahndeformierungspraktiken. Die Arbeit untersucht besonders am Beispiel des Volkes der Bench in Südwest- Äthiopien das Phänomen der Zahndeformierungen und prüft anhand einer wissenschaftlichen Auswertung die möglichen Folgen auf die Zahngesundheit und Gaumenmorphologie. Zentrale Fragestellung dieser Arbeit: Welche Einflüsse haben rituelle Zahndeformierungen auf das orofaziale System? Inhaltliche Schwerpunkte der Arbeit: - Überblick über kulturell bedingte Zahndeformierungspraktiken weltweit. - Beschreibung der Zahngesundheit und der Zahndeformierungspraktiken der Bench aus Äthiopien. - Prüfung der Auswirkungen der Zahndeformierung bei den Bench auf das orofaziale System unter Berücksichtigung der Gaumenmorphologie.
Die Dissertation untersucht den gesellschaftlich geführten Diskurs über die Integration der Russischsprachigen mit einer Diskursanalyse der estnischsprachigen Tageszeitung Postimees für den Zeitraum von 1995 bis 1999, um so die Rolle der aufnehmenden Gesellschaft im Handlungsfeld Integration näher zu beleuchten. Ziel der Arbeit ist es, die im Diskurs sedimentierten von der estnischen Gesellschaft geteilten Wissensbestände zur Integration herauszuarbeiten und zu beschreiben. Die linguistische Diskursanalyse orientiert sich dabei zum einem an dem Diskurslinguistischen Mehrebenen-Analysemodell (DIMEAN) und zum anderen an den Studien zum deutschen Migrationsdiskurs der Düsseldorfer Schule.
Ein wichtiger Aspekt der Pankreatitisforschung ist neben der Aufklärung der Pathophysiologie das Erkennen von Prognosefaktoren, die eine Aussage über den Verlauf einer Pankreatitis zu einem möglichst frühen Zeitpunkt nach Beginn der Erkrankung ermöglichen. Dies ist insbesondere wichtig um solche Patienten zu identifizieren, die später einen schweren Krankheitsverlauf haben, Komplikationen entwickeln und daher möglichst frühzeitig einer intensiven Überwachung und Therapie zugeführt werden müssen. Eine frühe verlässliche Prognose würde es ermöglichen vorhandene Ressourcen möglichst nur dort einzusetzen, wo sie gebraucht werden. Das Auftreten von Morbus Crohn ist mit Mutationen des NOD2 Gens assoziiert. NOD2 ist ein intrazellulärer Rezeptor zur Erkennung von krankheitsassoziierten bakteriellen Strukturen. NOD2 vermittelt die Induktion von α-Defensinen, antimikrobiellen Peptiden der Darmschleimhaut und ist somit mitverantwortlich für die Aufrechterhaltung der Darmbarriere. Da die bakterielle Translokation auch im Rahmen einer akuten Pankreatitis eine lebensbedrohliche Komplikation darstellen kann wurde in der vorliegenden Studie untersucht, ob Mutationen des NOD2 Gens (R702W, G908R, 3020InsC) in Zusammenhang mit dem Verlauf der akuten Pankreatitis stehen. Dazu wurde die DNA von 192 Patienten mit leichtem oder schwerem Verlauf einer akuten Pankreatitis und 120 gesunden Kontrollprobanden, von den Universitätsstandorten Greifswald und Magdeburg analysiert. Das Auftreten der drei NOD2-Mutationen wurde mit Taqman-Analyse und anschließender genomischer Sequenzierung untersucht. Bei der statistischen Auswertung der Ergebnisse der Patienten aus Greifswald konnte erstmals ein Zusammenhanges zwischen dem Verlauf der schweren akuten Pankreatitis und der R708W Mutation des NOD2 Gens belegt werden. Für die Kohorte der Patienten aus Magdeburg war die Assoziation der NOD2-Mutationen jedoch nicht signifikant, so dass insgesamt eine eindeutige Aussage bezüglich der Fragestellung nicht abschließend getroffen werden konnte. Die vorliegende Studie deutet darauf hin, dass NOD2-Mutationen als Risikofaktor bei einem schweren Pankreatitisverlauf für deren letalen Ausgang anzusehen sind. Um die Rolle der NOD2-Mutationen endgültig zu klären sollten jedoch weitere Studien mit größeren Patientenzahlen durchgeführt werden.
Interactive Visualization for the Exploration of Aligned Biological Networks and Their Evolution
(2011)
Network Visualization is a widely used tool in biology. The biological networks, as protein-interaction-networks are important for many aspects in life. Today biologists use the comparison of networks of different species (network alignment) to understand the networks in more detail and to understand the underlying evolution. The goal of this work is to develop a visualization software that is able to visualize network alignments and also their evolution. The presented software is the first software for such visualization tasks. It uses 3D graphics and also animations for the dynamic visualization of evolution. This work consists of a review of the Related Work, a chapter about our Graph-based Approach for Interactive Visualization of Evolving Network Alignments, an explanation of the Graph Layout Algorithm and some hints for the Software System.
Transition metal complexes play a crucial role in antitumor therapy. Complexes of platinum, ruthenium as well as lanthanum and gallium have been investigated in preclinical as well as in clinical studies. The best known platinum(II) agents approved worldwide, cisplatin or carboplatin, are used in nearly 50% of all cancer therapies. This work focused on the development of new metal-based drugs that could act against human cancer cells. It was motivated in part by previous work with Cu(II) complexes, reporting new coordination compounds of SOD mimicking and cytotoxic activities. On the basis of this work we chose several commercially available heterocyclic ligands to synthesize new metal ion complexes in search of their interesting biological activity. New as well as previously reported Cu(II), Co(II), Pt(II) and Zn(II) complexes were synthesized using various ligands (1-6). Almost all chelating 2:1 ligand-metal complexes were obtained generally in water at room temperature in the reaction of metal(II) chloride with corresponding aromatic nitrogen ligands bearing an O-carboxylate group ligand. The synthesized chelating complexes were characterized by the use of spectroscopic methods, elemental analyses and HPLC chromatography and some by X-ray crystallography. Such coordination compounds are easily formed by transition metals with free orbitals d that can accept the donor electron pairs. The coordination is through the heterocyclic nitrogen and carboxylate oxygen donor atoms, which was shown by analysis of the characteristic functional groups in the IR spectra. The d-d transitions and absorption of visible light in Cu(II) and Co(II) complexes make them highly colored, blue, green or green-blue, respectively. The configuration of the coordination center was established in some cases by X-ray crystallography. Most of the already published structures possess the trans configuration. This led to the assumption that other uncrystallized complexes were also trans configured. However, X-ray data of the Cu(II) complex of 5 showed quite unexpectedly the cis configuration. On the other hand, the LC/MS experiments with the Pt(II) complex of 5 indicated that this complex exists in two isomeric forms, i.e., cis and trans at the Pt(II) center. Through the use of density functional calculations we optimized the structures and calculated the energies and dipole moments. The differences in energy for all complexes were about 6 to 15-fold lower when compared to cis and transplatin. The DFT calculations confirmed that the trans-isomers are more stable than their cis-isomers. UV-Vis stability studies with most of the synthesized complexes as well as some other Cu(II) complexes were performed to study the spectral changes over 24 h in addition of glutathione, a tripeptide present in the cancer cells and ascorbate that were added to the incubations. The results indicated time-dependent changes and instability of the complexes in the cells and their possible decomposition to lose the ligand and release the metal ion. In the case of Cu(II) complexes, reduction of Cu(II) to Cu(I) may take place. New species such as GSSG could arise and the complexes may decarboxylate, but these structures were not elucidated. The synthesized coordination metal(II) complexes were tested for their potential antiproliferative activities by using the crystal violet staining method in a panel of human cancer cell lines. Out of all complexes, three Pt(II) complexes of 2, 5 and 6 showed satisfactory activity and for these complexes the IC50 values were additionally determined in new RT-4, DAN-G and MCF-7 cancer cell lines. Interestingly, the active complexes were the chelating trans complexes which is quite unexpected, based on the difference in activities between cis and transplatin. All of the complexes were tested for their potential antimicrobial activities in comparison to the standard antibiotics on such bacterial strains as Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and yeast Candida maltosa. Co(II) complexes have been especially known to act against bacterial strains. The activity of the Co(II) complexes was indeed the highest of all metal(II) complexes. The ligand 2 (a nicotinic acid isomer) was also found active. This fact could explain why some antibacterial activity was found in the MIC assay. In addition to the complexes synthesized in this work, several novel heterocyclic metal(II) complexes of copper, ruthenium, platinum, gallium, osmium and lanthanum from other research groups were screened for their antiproliferative activity, some of which exhibited very potent activity in the cancer cell lines. In conclusion, Pt(II) complexes with bis-chelating heterocyclic carboxylate ligands represent a particularly interesting new class of compounds from the view point of their structural and biological properties.
LOX-1 ist ein membranständiger Rezeptor, der u.a. auf Endothelzellen exprimiert wird. Für Veränderungen in der Rezeptorexpression wurden verschiedene Faktoren identifiziert. Neben oxidiertem LDL und Angiotensin II stellen Zytokine wie beispielsweise TNF-α entscheidende Faktoren dar. LOX-1 stellt zudem ein Adhäsionsmolekül für Leukozyten und Bakterien dar. In dieser Arbeit wurde in einem tierexperimentellen Modell die Inhibition von LOX-1-Rezeptoren durch spezifische Antikörper bei experimenteller Endotoxinämie untersucht. Als Hypothese wurde angenommen, dass eine Blockierung von LOX-1-Rezeptoren mit einem spezifischen Antikörper eine Verbesserung der intestinalen Mikrozirkulation mit Abnahme der Leukozytenadhärenz bewirkt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Verabreichung von LOX-1-Antikörpern zu einer Reduktion der Leukozytenadhärenz führt. Auf m-RNA Ebene konnte eine signifikante Minderung der Expression von LOX-1 nach Applikation des LOX-1-Antikörpers nachgewiesen werden. Gegenwärtig ist die Bedeutung von LOX-1 in den pathophysiologischen Zusammenhängen der Sepsis noch nicht ausreichend verstanden. Weitere Arbeiten sind diesbezüglich erforderlich. Diese Arbeit bestätigt, dass die LOX-1-Inhibition ein attraktives Target in der Modulation der endotoxinvermittelten Leukozytenaktivierung in der Mikrozirkulation bei Sepsis darstellt.
Neben akut auftretenden Krankheiten können chronische Erkrankungen den Verlauf einer Schwangerschaft beeinflussen und gleichsam Effekte bis hin zur Geburt zeigen. Das Thema Schwangerschaft und Erkrankung ist somit sowohl für die mütterliche Gesundheit als auch für das kindliche Outcome von Bedeutung. Hinsichtlich dieser Thematik scheinen während der Schwangerschaft akut auftretende Erkrankungen insgesamt besser untersucht zu sein als chronische Krankheiten. Da sich sowohl bezüglich der Prävalenzen als auch im versorgungsmedizinischen Bereich unterschiedliche Literaturangaben finden, sollten insbesondere chronische Erkrankungen bei Schwangeren im Fokus dieser Arbeit stehen. Im Rahmen der SNiP-Studie wurden n=5330 Frauen hinsichtlich chronischer Erkrankungen und ihres Geburtsoutcomes untersucht. Bezogen auf die angegebenen Krankheiten und die pathologischen Befunde wurde eine Kodierung nach ICD-10 vorgenommen. Während der Schwangerschaft eingenommene Medikamente wurden nach dem ATC-Index sowie nach der Roten Liste kodiert. Beide Vergleichsgruppen (chronisch kranke vs. nicht chronisch kranke SNiP-Teilnehmerinnen) wurden nochmals nach Gravidität und Parität unterteilt. Die Vergleiche zwischen chronisch Kranken und nicht chronisch Kranken erfolgten mittels statistischen Signifikanztests. Populationsbasiert konnten n(k)=1141 Frauen als chronisch krank identifiziert werden (21,4%) und n(g)=4189 Frauen als nicht chronisch krank (78,6%). Am häufigsten traten in der SNiP-Studie Allergien (Prävalenz 11,3%), Asthma bronchiale (2,7%) und Schilddrüsenerkrankungen (2,3%) auf. Weiterhin zeigten Hauterkrankungen (2,2%), Hypertonien (1,1%) und Migräne (1,5%) hohe Prävalenzen. Chronisch kranke Frauen waren durchschnittlich zwei Tage länger stationär im Schwangerschaftsverlauf (p<0,01). Dagegen traten Infektionen und vaginale Blutungen während der Schwangerschaft signifikant häufiger in der gesunden Gruppe auf (p<0,05). Der Hauptgeburtsmodus war in beiden Gruppen die Spontangeburt, wobei chronisch kranke Frauen jedoch signifikant häufiger per Sectio entbunden wurden (p<0,01) und häufiger eine Lungenreifeinduktion (p<0,01) erhielten. Jede 10. Frau aus dieser Gruppe brachte ein frühgeborenes Kind (vor der vollendeten 37. SSW) zur Welt, wohingegen bei den gesunden Frauen nur jede 13. Frau betroffen war (p<0,05). Kinder chronisch kranker Frauen waren signifikant kleiner bezüglich Körperlänge und Kopfumfang und mussten häufiger stationär aufgenommen werden (p<0,01). Die vorliegende Analyse ist die erste populationsbasierte Studie, in der die Prävalenzen aller auftretenden chronischen Erkrankungen erfasst wurden. Jede fünfte schwangere Frau im Studiengebiet Ostvorpommern leidet demnach an mindestens einer chronischen Erkrankung. Eine herabgesetzte Fertilität chronisch kranker Frauen im gebärfähigen Alter konnte mit den Daten der SNiP-Studie nicht belegt werden. Ebenso konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Vergleichsgruppen bezüglich Familienstand, ethnischer Herkunft, Schwangerschaftsplanung, akut in der Schwangerschaft auftretender Erkrankungen, Geburtsgewicht, 5-Minuten-Apgar, Base Excess, erweiterte Neugeborenenerstversorgungsmaßnahmen, Fruchtwasser- sowie Plazentaauffälligkeiten festgestellt werden. Allerdings scheint das perinatale Outcome dennoch schlechter für Kinder chronisch kranker Frauen aufgrund der Vielzahl genannter signifikanter Unterschiede zu sein. Die leitliniengerechte medikamentöse Behandlung während der Schwangerschaft fand bei den chronisch kranken Teilnehmerinnen der SNiP-Studie nur in einem unzureichenden Maße statt, was verschiedene Ursachen haben kann. Die Einnahme frei im Handel erhältlicher Präparate ist hingegen als relativ gut zu bewerten, ebenso wie die Compliance hinsichtlich anderer schwangerschaftsabhängiger Bereiche. Mit dieser Auswertung der SNiP-Studie konnten die Prävalenzen chronischer Erkrankungen bei Frauen im gebärfähigen Alter populationsbasiert in der Region Ostvorpommern gut dargestellt werden. Für deren Validierung müsste ein Selektionsbias vermieden und objektive Aussagen mittels Standarddiagnostiken erhalten werden. Prinzipiell wären größere Stichprobenumfänge von Vorteil. Nur so werden derartige Studien zukünftig objektiv, valide und vergleichbar. Auch wenn der Fertilitätsindex ein gutes Maß zur Beschreibung der Fruchtbarkeit ist, bedarf es weiterer differenzierter Untersuchungen für einzelne chronische Erkrankungen. Er muss ergänzt werden durch andere Parameter, die die Grundlage für Fertilitätsberechnungen darstellen und sollte Einflussfaktoren wie den Nikotinkonsum berücksichtigen. In den vorliegenden Analysen ist der Einfluss chronischer Erkrankungen auf eine eingetretene Schwangerschaft und deren Ausgang insgesamt geringer als vermutet. Dieser Sachverhalt sollte für einzelne Erkrankungen überprüft und ggf. widerlegt werden. Zukünftig sind weitere intensivierte Forschungsarbeiten zum Thema chronische Erkrankung und Schwangerschaft notwendig, um ebenso gute Grundlagen wie im Bereich akuter Erkrankungen für Diagnostik und Therapie zu erhalten. Zunächst sollten die vorliegenden Ergebnisse anhand der SNiP-Studie jedoch versorgungsepidemiologische Beachtung finden. Demnach sind mehr Leitlinien für chronisch kranke Schwangere nötig und es bedarf der Kontrolle von leitliniengerechtem Handeln in den einzelnen Arztpraxen und Kliniken. Hinzu kommt der Abbau von Verunsicherungen bei Schwangeren in Bezug auf medikamentöse Therapien während der Schwangerschaft. Durch mehr integrierte interdisziplinäre Konferenzen können Probleme rechtzeitig erkannt und gemeinsam Lösungen gefunden werden. Hierbei sind Praxen der ländlichen Regionen eindeutig benachteiligt. Kostenübernahmen und Aufklärungskampagnen könnten zumindest für eine Steigerung des Konsums frei im Handel erhältlicher Präparate sorgen.
In dieser Arbeit wurden systematisch mehrdimensionale chromatographische Systeme unter Verwendung von Alkyl-, Calixaren- und Resorcinarenphasen untersucht. Deren Analyse bildet einen grundlegenden Schritt on-line gekoppelte Trennungen in der HPLC schneller und effektiver planen und optimieren zu können. Neue Ergebnisse über den Einfluss der Säulenschaltsysteme auf die Retention der Analyten wurden dargestellt. Sowohl Erkenntnisse über die Retentionsmechanismen während der Schaltung als auch mathematische Modelle zur Beschreibung der Retention auf der sekundären stationären Phase wurden ermittelt. Um eine umfassende Betrachtung zu gewährleisten, wurden 43 Analyten verschiedener Struktur (unpolare, polare, ionische Analyten chemischer Leitstruktur sowie pharmazeutisch genutzte Stoffe) verwendet. Mit diesen Analyten erfolgten zunächst eindimensionale Analysen, um anschließend den exakten Einfluss der Säulenschaltungen zu ermitteln. Die Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung bestehender Retentionsmodelle interpretiert. Dabei zeigten sich Unterschiede zwischen konventionellen alkylgebundenen und neuartigen calixarengebundenen stationären Phasen. Erweiterungen und Präzisierungen der bestehenden Modelle wurden vorgeschlagen. Diese vertiefen das Verständnis der Retentionsmechanismen in der RPLC.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Erregerdirektnachweis von Chlamydophila pneumoniae als Erreger akuter respiratorischer Erkrankungen bei Kindern und Jugendlichen. Der Erregerdirektnachweis erfolgte über die Polymerasekettenreaktion (PCR). Chlamydophila pneumoniae ist ein obligat intrazelluläres Bakterium der Ordnung Chlamydiales. Der Erreger kann intrazellulär in der Rachenschleimhaut persistieren. Die Übertragung des Erregers erfolgt über einen Wirt und wird mittels Tröpfcheninfektion von einer infizierten Person zur nächsten übertragen, so dass es leicht zu kleineren Epidemien kommen kann. Über einen Zeitraum von 31 Monaten wurden bei hospitalisierten Kindern mit respiratorischen Erkrankungen Rachenabstriche entnommen und prospektiv auf eine Infektion mit Chlamydophila pneumoniae untersucht. Hierzu wurden mikrobiologische, klinische und meteorologische Verlaufsparameter erhoben. Bei den 983 untersuchten Kindern wurde bei 9,0% Chlamydophila pneumoniae mittels PCR im Rachenabstrich nachgewiesen. Eine Altersabhängigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Die Zirkulation des Erregers fand bei den untersuchten Kindern mit respiratorischen Erkrankungen vor allem in der kalten Jahreszeit statt. Optimale Bedingungen, welche das Auftreten einer Chlamydophila pneumoniae Infektion erleichtern, liegen im Herbst bei einer Durchschnittstemperatur von 5,7°C, einer durchschnittlichen Luftfeuchtigkeit von 83,9% sowie einem mittleren Dampfdruckwert von 8,9 hPa vor. Schlussfolgern kann man aus den Ergebnissen, das die Ursache der Infektionshäufung in der kälteren Jahreszeit in der Schleimhautbarriere bzw. der reduzierten Abwehrlage / Immunsituation zu suchen ist. Dies zeigt, dass der Erreger bei reduzierter Abwehrlage seine volle Virulenz entfalten kann. Unsere Studie bestätigt, dass die Serologie als diagnostische Methode zum Nachweis einer akuten Chlamydophila pneumoniae Infektion nicht geeignet ist. Bei nur 18,2 % der PCR - pos. getesteten Kinder, konnte auch ein positives serologisches Ergebnis nachgewiesen werden Der direkte Chlamydophila pneumoniae Nachweis, z.B. mittels PCR, und der indirekte Infektionsnachweis mittels Serologie sollten zumindest im Kindesalter nicht gleichgesetzt, sondern differenziert verwendet werden. Das klinische Bild einer akuten Chlamydophila pneumoniae Infektion zeigt sich im Verlauf der Erkrankung relativ milde. Die häufigste Diagnose, welche mit dem Erreger zusammen auftritt ist die Pneumonie in einem milden Verlauf mit schwacher Signifikanz. Der fehlende Auskultationsbefund spricht nicht gegen eine Infektion. 32,2% der untersuchten Kinder hatten einen trockenen, unproduktiven Husten. Der trockene Reizhusten ohne Fieber ist häufig anzutreffen. Die Laborparameter sind mit erhöhter BSG und nur mäßig erhöhtem CRP eher unspezifisch. Bei Erkrankung der unteren Atemwege betrug die Prävalenz 54,5 %. Bezüglich des Rachens zeigt sich kein vermehrter pathologischer Befund. Dagegen zeigte sich in der Gruppe der PCR - pos. Kinder mit 36,8 % ein hoch signifikanter Anteil an Kindern mit pathologischem Tonsillenbefund. Empfehlen lässt sich, dass der Tonsillenabstrich prinzipiell besser zum Infektionsnachweis geeignet scheint, als der Rachenabstrich. Dies sollte man bei der Probenentnahme beachten.
Untersuchungen zur Expression der Nicotinamid N-Methyltransferase im klarzelligen Nierenzellkarzinom
(2011)
Mit einer steigenden Anzahl der Neuerkrankungen in den letzten 20 Jahren ist das Nierenzellkarzinom in Deutschland die dritthäufigste bösartige Erkrankung des Urogenitaltrakts. 75 % dieser malignen epithelialen Tumoren sind klarzellige Nierenzellkarzinome. Trotz des technischen Fortschritts in der Medizin ist die Diagnose Nierenzellkarzinom noch häufig ein sonografischer Zufallsbefund, denn klinische Symptome sind initial meist unspezifisch. Nach einer Tumornephrektomie erleiden 30 bis 40 % der Patienten ein Rezidiv, wobei zirka 2/3 in den ersten zwei Jahren nach Primärtherapie beobachtet werden. Spätmetastasen können beim Nierenzellkarzinom charakteristischerweise auch nach mehr als 15 Jahren auftreten. Diese Fakten legen nahe, dass eine frühzeitige Diagnosestellung den Erfolg einer entsprechenden Behandlungsstrategie mitbestimmt. Dieser Arbeit vorausgegangene Proteomanalysen zeigten eine differentielle Expression der Nicotinamid N-Methyltransferase im klarzelligen Nierenzellkarzinom. Auf der Grundlage der gefundenen tumorassoziierten Enzymalteration wurden im Rahmen dieser Arbeit Gewebeproben von 20 Patienten mit klarzelligem NZK molekularbiologisch untersucht um den Expressionsunterschied des Enzyms Nicotinamid N-Methyltransferase zu verifizieren. Pro Patient wurde die Expression der Nicotinamid N-Methyltransferase im Tumorgewebe sowie im makroskopisch unauffälligen Nierenrandgewebe analysiert. Der Nachweis der NNMT erfolgte anhand folgender Methoden: semiquantitative RT-PCR, quantitative real-time-PCR (SYBR® Green I- sowie TaqMan®-Assays), Western Blot, Immunhistochemie. Alle Untersuchungsmethoden bestätigten eine erhöhte Expression der NNMT im klarzelligen NZK im Vergleich zum Kontrollgewebe, wobei ein statistisch signifikanter Unterschied in der Western Blot-Analyse am deutlichsten war. Ein Zusammenhang zwischen der NNMT-Expression und Tumorstadium beziehungsweise Grading wurde weder auf Protein- noch auf RNA-Ebene gefunden. Mögliche Forschungsansätze könnten unter anderem die Untersuchung genetischer Polymorphismen, Mutationsanalysen, die Korrelation von NNMT-Genexpression und HNF-1beta-Genexpression im Nierenzellkarzinom sowie die Interaktion der NNMT in Angiogeneseprozesse bieten.
Tumornekrosefaktor-Alpha, sein Rezeptor und c-Met sowie die elektronenmikroskopische Morphologie der Nicht-Parenchymzellen während der östrogeninduzierten Hepatokarzinogenese der Ratte Das Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden, ob die im Rahmen eines Models, einer intraportalen Transplantation von Ovargewebe in Rattenlebern beobachteten, morphologischen Veränderungen der Hepatozyten des Rezipientengewebes, die sich mit zunehmender Versuchsdauer als präneoplastische Herde bis zu Entwicklung von hepatozellulären Neoplasien erwiesen, von Alterationen der Nicht-Parenchymzellen begleitet werden. Die Untersuchung der Nicht-Parenchymzellen der Leber wurde mittels morphometrischer Methoden betrieben, indem die Volumenanteile der einzelnen Zellfraktionen und Zellzwischenräume der Versuchsgruppen untereinander verglichen wurden. Signifikanzen ergaben sich hierbei bei Betrachtung der Endothel- und Sternzellen, dem Dissé-Raum und dem Zellzwischenraum. Die Endothelzellen jüngerer Versuchstiere zeigten mehr Volumenanteile als diejenigen älterer Tiere. Ebenso fanden sich Endothelzellen in Kontroll- und ovarektomierten Gruppen mit weniger Volumen als diejenigen der transplantierten Tiergruppen bzw. Leberseiten. Das Volumen der Sternzellen zeigte sich vermindert in der HCC-Gruppe im Vergleich zu der gleichaltrigen Kontrollgruppe. Ebenso verhielt es sich bei der 6 Monate alten Kontrollgruppe und der ovarektomierten Tiergruppe. In der Beurteilung des Dissé-Raums fand sich lediglich eine Signifikanz, bei der in den ovarektomierten Tiergruppen das 6 Monate alte Versuchstier mehr Dissé-Raum-Volumen besitzt als das 24 Monate alt gewordene. Der Zellzwischenraum der HCC-Tiere nahm statistisch weniger Volumen ein als das der Hauptgruppe 3 Wochen post transplantationem. Zusätzlich wurden die Sternzellen hinsichtlich ihres Anteils der Fettvakuolen am Zytoplasmavolumen und der mittleren Größe der Fettvakuolen bestimmt. Letztere zeigten sich in keiner Gruppe statistisch signifikant verändert, während sich der Anteil der Fettvakuolen am Zytoplasmavolumen vor allem beim Vergleich älterer mit jüngeren Tieren vergrößert fand sowie sich transplantierte Tiergruppen mit kleineren Fettvakuolen als Kontrolltiere zeigten. Die immunhistochemische Diagnostik von TNF α zeigte sich korrespondierend zu den Literaturangaben in den Nichtparenchymzellen und den Hepatozyten. Hierbei ergaben sich keine Unterschiede beim Vergleich von unverändertem und verändertem Lebergewebe, während sich bei der Auswertung seines Rezeptors (TNF-R1) eine stärkere Farbreaktion in den präneoplastischen Hepatozyten ergab. Die Beobachtungen legen eine Bedeutung der Nicht-Parenchymzellen und der von ihnen während der östrogenvermittelten Hepatokarzinogenese gebildeten parakrinen Faktoren nahe.
Beta-Blocker und Parodontitis in der Bevölkerungsstudie „Study of Health in Pomerania“ (SHIP)
(2011)
Kardiovaskuläre Erkrankungen sowie Parodontitis haben eine hohe Prävalenz in Deutschland. Zur Therapie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind Beta-Blocker gern genutzte Präparate. Ziel der Studie war es, den Einfluss der Beta-Blocker auf die Parodontitis und deren systemische Alteration darzustellen. Grundlage sind die in Vorpommern durchgeführten Studien SHIP-0 und SHIP-1. Die Ergebnisse aus SHIP-0 zeigen keinen Zusammenhang zwischen Beta-Blockern und parodontalen Indizes. Ein erhöhter Attachmentverlust steht in Verbindung mit einer gesteigerten LDL- und Fibrinogenkonzentration sowie einer gesteigerten Leukozytenzahl. Diese systemische Alteration bestätigte sich unter der Beta-Blocker-Therapie nicht. Nach ca. 5 jähriger Medikamenteneinnahme waren Probanden mit Beta-Blocker-Einnahme mit signifikant mehr Attachmentverlust >=6mm assoziiert. Mit veränderten Attachmentverlusten >=6mm von SHIP-0 zu SHIP-1 hatten Probanden mit Beta-Blocker-Einnahme mehr Zähne als Probanden ohne Beta-Blocker-Einnahme.
The six extraocular muscles (EOMs) are arranged around the eyeball as agonist-antagonist pairs performing the eye movements. The EOMs comprise a distinct muscle group that is fundamentally different from other skeletal muscle, which is reflected on many levels, such as functionality, anatomy as well as in their molecular make-up. Physiologically EOMs are considered superfast, high endurance muscles that are continuously active. In addition, EOMs contain unusual slow-tonic fibers that share features with amphibian and avian slow-tonic fibers. EOMs also express slow/cardiac isoforms of proteins and genes along with the typical isoforms of fast muscle fibers. Another striking hallmark of EOM is their differential involvement in a number of diseases. For instance, EOMs are preferentially spared in Duchenne Muscular Dystrophy (DMD). DMD is the most common fatal, genetic disease in males clinically characterized by progressive muscle wasting. Mutations in the dystrophin gene result in a destabilization of the muscle membrane causing muscle fiber damage. While all other skeletal muscles deteriorate the EOMs remain morphologically and functionally healthy. In the pathogenesis of DMD elevated Ca2+ levels are believed to be an early event and it has been shown that EOMs are protected from pharmacologically induced Ca2+ damage. The goal of this study was to characterize the spared EOMs, in particular their Ca2+ homeostasis, in the context of DMD pathology to reveal new potential therapeutic targets for the disease. A combination of physiological, molecular and biochemical methods was used to investigate the Ca2+ homeostasis of EOMs to demonstrate clear differences compared with the fast limb muscle tibialis anterior (TA). Ca2+ handling of stimulated cultured EOM myotubes suggested more efficient Ca2+ removal from the cytoplasm after induced Ca2+ influx compared with cultured myoblasts from TA. Subsequent mRNA and protein expression analyses of myoblasts and adult muscle tissue revealed high expression levels of many key Ca2+ regulating and buffering proteins in rodent EOMs compared with TA. Among these Ca2+ proteins were slow/cardiac proteins, which normally are not found in fast muscles. For instance, the sarcoplasmic Ca2+ ATPase SERCA2 was elevated along with its regulator phospholamban (PLN). Further, PLN was preferentially endogenously phosphorylated at Thr17 suggesting continuous activation of SERCA2 and possibly the fast isoform SERCA1, the main Ca2+ pumps responsible for removing Ca2+ from the cytoplasm after muscle contraction. Furthermore, Ca2+ buffers, such as calsequestrin (CASQ2) and parvalbumin (PARV) were elevated. These results suggest that EOMs are endowed with a unique and superior Ca2+ homeostasis that facilitates efficient Ca2+ buffering and removal from the cytoplasm. This is in agreement with their continuous and fast activation cycles, as well as with a potential protective mechanism in prevention of Ca2+ overload in DMD. The extreme activity patterns of EOM suggested that a high activity of store-operated Ca2+ entry (SOCE) plays a critical part to replenish Ca2+ for rapid and continuous cycles of contractions. To extend the data on general Ca2+ homeostasis and because of possible implications of store-operated Ca2+ influx and other Ca2+ influx pathways in DMD, the expression patterns of group 1 transient receptor potential (TRP) channels and the proteins Orai1 and STIM1 were studied. The TRP channels, TRPC1, TRPC6 and TRPV4 channel proteins in addition to STIM1 showed higher expression in EOM compared with TA. High TRPC1, TRPV4 and STIM1 levels could play a significant role in the high fatigue resistance, muscle differentiation and SOCE in EOM. In addition, tissue from the mdx mouse model of DMD was investigated. The only channels differentially expressed in mdx EOM compared with normal EOM were TRPM4 and TRPM7 (decreased in mdx EOM) and TRPV4 (increased in mdx EOM). Although, these changes in mdx EOM were of small magnitude, they could point toward subtle compensatory changes related to the disease process. In general, EOMs seem to be unaffected by the disease and inherently protected. In conclusion, the results in this thesis have improved the understanding of the Ca2+ homeostasis in EOMs and suggest that EOM may be better able to prevent prolonged elevation of cytoplasmic Ca2+ levels. These data may help to design new therapeutic approaches targeting Ca2+ handling proteins to ameliorate muscular dystrophy.
Das 3084 Aminosäuren umfassende innere Tegumentprotein pUL36 des zu den Herpesviren zählenden Pseudorabies Virus (PrV) stellt ein multifunktionelles Protein dar, das für die sekundäre Umhüllung der Nukleokapside im Zytoplasma essentiell ist. Darüber hinaus spielt es eine wichtige Rolle bei der frühen Phase der Replikation, d.h. dem Transport der Nukleokapside zum Zellkern und der Andockung an die Kernpore als Voraussetzung für die Freisetzung der viralen DNA in den Zellkern. Um die Rolle von PrV pUL36 während des viralen Replikationszyklus weiter aufzuklären, wurden funktionelle Regionen identifiziert und bekannte Motive und Regionen mittels gezielter Deletion bzw. Mutagenese untersucht. Zunächst wurden eine konservierte Deubiquitinylierungs (DUB)-Domäne und potentielle Leucin-Zipper-Motive im N-Terminus des Proteins, sowie eine Alanin- und Prolin-reiche Region im C-Terminus mittels gezielter Deletionen untersucht. Zusätzlich wurden durch ungerichtete Transposon-vermittelte Mutagenese Insertionsmutanten hergestellt. Die Funktionalität dieser Mutanten wurde durch Komplementierung einer UL36-negativen PrV Mutante untersucht. Mutierte Proteine, in denen essentielle Regionen betroffen waren, konnten den Replikationsdefekt der Virusmutante nicht kompensieren, während für Mutanten, die den Defekt komplementieren konnten, stabile Virusrekombinanten isoliert wurden. Die phänotypische Charakterisierung der Mutanten erfolgte mittels Plaquegrößenvergleich, Ein-Schritt-Wachstumskinetik und Ultrastrukturanalyse. Zusätzlich wurden einige Mutanten hinsichtlich des Replikationsverhaltens in vivo in einem Mausmodell untersucht. Um die Funktion von PrV pUL36 aufzuklären, ist es notwendig die intrazelluläre Lokalisierung von pUL36 zu kennen. Dazu wurden Immunfluoreszenz- und Ultrastrukturanalysen mit vier gegen unterschiedliche Bereiche des pUL36 gerichteten Antiseren durchgeführt. Auch die potentiellen Kernlokalisierungssignale (NLS) wurden hinsichtlich ihrer Funktion untersucht und die N-terminalen NLS-Motive 1/2 deletiert. Trotz der Funktionalität der essentiellen N-terminalen NLS-Motive 1/2 (Abb. 11) wurde pUL36 während der Virusreplikation niemals im Zellkern nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass die Tegumentierung ausschließlich im Zytoplasma abläuft. Die NLS vermitteln also bei der Infektion keinen Kerntransport des pUL36. Die Bedeutung der NLS könnte aber mit dem Transport der Kapside entlang der Mikrotubuli zum Zellkern und dem Andocken an die Kernporen zusammenhängen. Im Gegensatz dazu spielen die Leucin-Zipper (Abb. 11) offenbar bei der sekundären Umhüllung eine Rolle. Sie sind möglicherweise an der Verbindung des inneren und äußeren Teguments beteiligt. Im N-Terminus von pUL36 konnte zwischen der Interaktionsdomäne mit dem Komplexpartner pUL37 und den Leucin-Zippern eine weitere wichtige Region (Abb. 11) identifiziert werden. Diese Region ist auch in die sekundäre Umhüllung im Zytoplasma involviert und könnte für den Transport der teilweise tegumentierten Nukleokapside zum Trans-Golgi-Netzwerk verantwortlich sein, wobei pUL36, nicht aber die pUL36-pUL37-Interaktion hierbei eine Rolle spielt. Die gleichzeitige Deletion der DUB-Domäne und der Alanin- und Prolin-reichen Region (Abb. 11) führte zu einem Defekt bei der sekundären Umhüllung, wohingegen die Alanin- und Prolin-reiche Region allein für die Replikation von PrV kaum eine Rolle spielt. Allerdings konnte die Deletion nicht ohne Funktionsverlust weiter vergrößert werden, so dass die angrenzenden Bereiche für die Funktion von pUL36 essentiell sein könnten. Die zentrale Region von Aminosäure 1540 bis 1987 (Abb. 11) grenzt an diese Alanin- und Prolin-reiche Region an und ist für die Funktion von pUL36 essentiell, was durch den Funktionsverlust nach Insertionsmutagenese (mit einer Ausnahme) in diesem Bereich demonstriert wurde. Demnach könnte diese Region eine Rolle während der frühen Phase der Infektion, wie z.B. beim Transport der Kapside zum Zellkern und/oder beim Andocken der Kapside an die Kernpore und der Freilassung der DNA in den Zellkern spielen. Der essentielle C-Terminus von pUL36 (Abb. 11) kann wahrscheinlich auf die Aminosäuren 3022 bis 3066 eingegrenzt werden, so dass nicht nur die letzten 6, sondern womöglich die endständigen 18 Aminosäuren für die Funktion von pUL36 nicht gebraucht werden.
Recent climate change has affected the forest system comprehensively. Northern hemisphere elevational treelines are considered as a key environment for monitoring the effects of current anthropogenic climate change. Moreover, trees from these areas are also widely employed in paleo-climate reconstructions. The stability of the tree growth climate relationship under current scenario is crucial for all tree ring based climate researches. It is important to investigate how trees respond to this rapid environmental change at altitudinal treelines. Tree cores from 21 treeline sites of three species (Pinus tabulaeformis, Picea crassifolia, and Sabina przewalskii) from Northeastern Tibetan have been conducted in this thesis. The instable correlations between tree growth and climate are the general response pattern of trees from all study sites in NE Tibetan Plateau. Picea crassifolia shows the most instable response to climate factors (mean monthly temperature and total monthly precipitation). Pinus tabulaeformis and Sabina przewalskii just showed instable and divergent responses to their main limiting climate factors but no clear trend was found which is limited by the few sample sites. Corresponding to divergent responses of Picea crassifolia to mean monthly temperature, most radial growth of Picea crassifolia were inhibited by this climate change type drought, only few trees within same sites grew faster due to temperature increasing during recent decades. The divergence response mainly started in last 30 years in six of eleven sample sites over the Northeastern Tibetan Plateau. North-westerly drier sites showed a large percentage of trees per site with a negative correlation to temperature and mostly southerly moister sites showed more mixed responses with both negatively and positively responding trees within site. Concurrent with the regional pattern, low elevation sites show mostly negative correlations with temperature and high elevation sites show more mixed responses. As the hydrothermal conditions of the investigation area changed to a drier and warmer combination, drought stress on tree growth have been intensifying over time and expanding spatially from the middle to most of our study area during the last half century. The Picea crassifolia tree growth climate relationship conducted on an elevational gradient with four different levels from upper treeline to lower treeline at the NE Tibetan Plateau. Results show that upper treeline trees show divergent growth trends and divergent responses in recent decades. Trees from lower treeline show a strengthening drought stress signal over time and no divergent growth trends within sites. This potential ecological reaction of tree populations to changing environmental conditions shows an implications for using trees to reconstruct climate, since the indiscriminate use of tree ring data from sites showing opposite responses to increasing warming could cause mis-calibration of tree ring based climate reconstructions, and over- or underestimation of carbon sequestration potential in biogeochemical models. The physiological response of Sabina przewalskii tree growth to major limiting climate factors based on the Vaganov-Shashkin (VS) model indicated that precipitation during the early growing season, especially in May and June, has significant effect on tree growth, while temperature mainly affects tree growth by warming-induced drought and by extending the growing season in the NE Tibetan Plateau. Under current and projected climate scenarios, modeling results predict an increase in radial growth of Sabina przewalskii around the Qaidam Basin, with the potential outcome that regional forests will increase their capacity to sequester carbon. However, most Picea crassifolia trees growing at lower elevations than Sabina przewalskii might be continue stressed by the warming induced drought and might decrease radial growth in future.
Massenspektrometrie hat sich zur Methode der Wahl für die globale relative und absolute Proteinquantifizierung entwickelt. Da das vorhandene Methodenspektrum in der Anzahl der zu analysierenden Proben limitiert ist und bei der Vermeidung von Vorfraktionierungstechniken keine globale Analyse erlaubt, war es das Ziel dieser Dissertation das Methodenspektrum anhand von anschaulichen Beispielen zur physiologischen Proteomanalyse Gram positiver Bakterien zu erweitern. Dazu erstreckt sich diese Arbeit von der Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten der Isotopen markierten relativen Quantifizierungsmethode, über die Entwicklung eines globalen markierungsfreien relativen Quantifizierungsansatzes bis zur globalen absoluten Quantifizierung und weiter im speziellen der Stöchiometrie-Aufklärung eines Proteinkomplexes. Die Kombination aus 14N/15N metabolischer Markierung mit der GeLC-MS Technik erlaubt eine robuste relative Quantifizierung auf globaler Ebene. Durch die Verwendung eines internen 15N-markierten Referenzextraktes wurde eine bisher nicht erreichte zeitliche Auflösung von zehn Zeitpunkten bei der Untersuchung eines Nährstoffwechsels zwischen den bevorzugten Kohlenstoffquellen, Glukose und Malat, des Gram positiven Modellorganismus Bacillus subtilis erreicht. Dieses Experiment zeigte klar, dass die Anpassung an Malat als zweite Kohlenstoffquelle sehr schnell passiert. Im Gegensatz dazu findet die Anpassung an Glukose als zusätzliche Kohlenstoffquelle mit einer zeitlichen Verschiebung von ca. 45 Min. statt. Diese Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass die Anpassung an Malat hauptsächlich auf post-transkriptioneller Ebene geschieht und die Anpassung an Glukose auf transkriptioneller Ebene stattfindet. Die geringe Reproduzierbarkeit von Vorfraktionierungstechniken beschränkt ihre Anwendung während einer markierungsfreien Quantifizierung. Die eingeschränkte Kombinationsmöglichkeit mit Vorfraktionierungstechniken führt zu einer geringeren Anzahl an identifizierten und quantifizierten Proteinen, was durch den Einsatz von Ausschlusslisten mit optimierten Messparametern in wiederholten Messungen mit einer eindimensionalen Chromatographie ausgeglichen wurde. Im Vergleich zu einer einfachen Wiederholung der Messung konnte die Anzahl an identifizierten Peptiden um 32 % gesteigert werden. Der Ausschlusslistenansatz konnte anschließend erfolgreich für eine markierungsfreie globale Proteinquantifizierung der Stickstoffmonoxid (NO) Stressantwort des humanpathogenen Stapylococcus aureus eingesetzt werden. Die Ergebnisse wurden mittels paralleler Quantifizierung mit 14N/15N metabolischen Markierung verifiziert. Mit dem Ansatz wurden fast 50 % des gesamten Proteoms identifiziert und 70 % davon konnten mit einem zu dem Markierungsexperiment vergleichbaren Ergebnis quantifiziert werden. Die Proteomsignatur der NO-Stressantwort zeigte eine hohe Ähnlichkeit zu der von Antibiotika, die wie NO zu DNA-Strangbrüchen führen. Auch bei der absoluten Proteinquantifizierung kann nicht ohne Weiteres eine Vorfraktionierung eingesetzt werden. Durch die Verwendung einer „multiplexed LC-MS“ (LC-MSE) Methode wurde fast die Hälfte aller zytosolischen Proteine von B. subtilis mit einer hohen durchschnittlichen Sequenzabdeckung von 40 % identifiziert. Die Hi3-Methode ermögliche zusätzlich die absolute Quantifizierung fast aller identifizierten Proteine, die über fast vier Größenordnungen nachgewiesen werden konnten. Die Zuverlässigkeit des Ansatzes wurde für sechs Proteine mit der gut etablierten AQUA-Technik bestätigt. Mit der Hi3-Methode wurden zum einen absolute Proteomsignaturen für unterschiedliche Nährstoffsituationen erstellt, was auch Einblicke in die Regulation der Expression von Aminosäure-Biosynthese und –abbau-Enzyme ermöglichte. Zum anderen konnte gezeigt werden, dass die intrazelluläre Konzentration von ribosomalen und weiteren Wachstumsraten-abhängig benötigten Proteinen sich bei niedrigen Wachstumsraten nicht unterscheidet und erst ab einer Wachstumsrate von 0,8 Std.-1 linear ansteigt. Die vergleichsweise hohe Standardabweichung der Hi3-Methode (~30 %) erschwert ihre Anwendung bei der Bestimmung von nicht gradzahligen Protein-Komplex-Stöchiometrien. Deswegen wurde zur Analyse des RNA-Polymerase-Komplexes von B. subtilis der AQUA-Ansatz gewählt, der sich durch eine sehr geringe Standardabweichung auszeichnet (< 10 %). Dazu wurde ein Protokoll entwickelt, welches auf einer mTRAQ-Markierung der Referenzpeptide und des verdauten Komplexes beruhte. Es war so möglich die bekannte Stöchiometrie des Kernkomplexes RpoA:RpoB:RpoC 2:1:1 zu bestätigen und zusätzlich die zwei ω-Unterheiten und die σ-Faktoren σA und σB absolut zu bestimmen. Die Menge an σB im Komplex nahm nach Glukose-Hunger und Ethanol-Stress auf bis zu 5 % zu und es konnte gezeigt werden, dass sich die Menge einer ω-Unterheit (YloH) sich im gleichen Maße im Komplex ändert, wie die Menge an σA.
Einfluss der Kochsalzaufnahme auf die renale Genexpression von Komponenten des Endothelinsystems
(2011)
In der vorliegenden Studie wurde das renale Endothelinsystem auf Genexpressions- und Peptidebene bei Variation der diätetischen Kochsalzaufnahme in physiologisch relevanten Größenordnungen bei der Sprague-Dawley-Ratte ubtersucht. Das Ziel war eine systematische Darstellung der Veränderungen der wichtigsten Komponenten des Endothelinsystems mit einer differenzierten Betrachtung von Nierenrinde und Nierenmark. Dazu wurde in einer ersten experimentellen Serie der Kochsalzgehalt der zugeführten Nahrung zwischen 0,15% und 1,80% variiert. Um den Einfluss des Renin-Angiotensin-Systems auf kochsalzinduzierte Veränderungen des renalen Endothelinsystems zu untersuchen, wurde ein Teil der Tiere mit dem AT1-Rezeptorblocker Losartan behandelt. Es wurden simultan Herzfrequenz, arterieller Blutdruck und die renale Na+-Bilanz bei den Tieren gemessen und am Ende des Experimentes die Nieren gewonnen. Anschließend erfolgten die Bestimmung der mRNA-Gehalte von Prä-pro-ET-1, des ETA- und ETB-Rezeptors sowie des renalen immunreaktiven ET-1-Gehaltes. Zur besseren Lokalisierung und Präzisierung der gefundenen Veränderungen schlossen wir eine zweite experimentelle Serie an, in der eine feinere Präparation des Nierenmarks in äußere und innere Medulla, eine weitere Verringerung des Kochsalzgehaltes der Niedrigsalzgruppe (0,05%) sowie eine Erweiterung der Genexpressionsuntersuchungen um das Endothelin-Converting-Enzym-1 (ECE-1) erfolgte. Die Ergebnisse der Studie lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Variation der Salzdiät beeinflusste weder den arteriellen Blutdruck noch die Herzfrequenz der Tiere. Hinsichtlich der Genexpression war eine Niedrigsalzdiät von 0,15% NaCl mit einem Anstieg der mRNA-Expression von Prä-pro-ET-1 (51%), des ETA- (81%) und ETB- Rezeptors (33%) sowie mit einem erhöhten immunreaktiven ET-1-Gehalt (110%) im gesamten Nierenmark assoziiert. In der weiterführenden Untersuchung unter 0.05% NaCl konnte dieser Effekt auf der Genexpressionsebene in der äußeren Medulla reproduziert werden, allerdings in milderer Ausprägung (Prä-pro- ET-1 37%, ETA 20%, ETB n. sign., ECE-1 16%). Diese Diäteffekte ließen sich durch eine selektive AT1-Rezeptorblockade mittels Losartan teilweise bzw. vollständig aufheben. Der renale Cortex blieb durch Variation der Kochsalzaufnahme sowohl hinsichtlich der mRNA-Expression der einzelnen Komponenten des Endothelinsystems als auch hinsichtlich des immunreaktiven ET-1-Gehaltes weitgehend unbeeinflusst. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass vorwiegend das medulläre Endothelinsystem sowohl auf Transkript- als auch auf Peptidebene auf moderate Veränderungen der nutritiven Kochsalzaufnahme reagiert. Die signifikanten Veränderungen auf Genexpressionsebene betreffen dabei Prä-pro-ET-1 und den ETA-Rezeptor insbesondere in der äußeren Medulla unter Niedrigsalzdiät. Diese Alterationen werden zumindest partiell durch AT1-Rezeptoren vermittelt.
Die Monooxygenase TetX wurde zuerst in Bacteroides sp. identifiziert, später auch in Sphingobacterium sp. Tetracycline werden von TetX zu 11a-Hydroxy-Tetracyclinen hydroxyliert, welche nicht-enzymatisch weiterdegradieren und keine zweiwertigen Kationen chelatieren können. Dies führt zur Resistenz von aeroben Bakterien gegen Tetracycline. Die Verbreitung von TetX könnte zu einem späteren Zeitpunkt zu klinischer Relevanz gelangen. Die Kristallstruktur von TetX wurde durch Multiple Anomale Dispersion an einem Selenomethionin-Derivat gelöst. Die native Kristallstruktur von TetX konnte mit den erhaltenen Phasen des TetX-SeMet Experiments gelöst werden. Die Kristallstrukturen von TetX im Komplex mit 7-Iodtetracyclin, 7-Chlortetracyclin, Minocyclin und Tigecyclin wurden gelöst, wobei der Minocyclin-Komplex mit 2.18 Å der am höchsten aufgelöste Komplex ist und so zu den detailliertesten Einblicken der Tetracyclin-Erkennung durch TetX verhilft. Durch Derivatisierung von TetX-Einkristallen mit Xenon, welches ähnliche hydrophobe Eigenschaften wie molekularer Sauerstoff besitzt, wurden zwei besonders hydrophobe Taschen in der Substrat-bindenden Domäne von TetX identifiziert, die dem Sauerstofftransport dienen können. Neben der enzymatischen Inaktivierung von Tetracyclinen durch TetX sind nicht-enzymatische Abbauprozesse von Tetracyclinen allgegenwärtig. Dazu gehört die Umwandlung von Tetracyclinen zu Iso-Tetracyclinen im neutralen bis alkalischen Milieu, was zu einem Bruch der C11-C11a-Bindung und somit zu einer veränderten Anordnung der neuen Ringe A, B, C* und D führt. Die Bindung von Iso-Tetracyclinen zum Tetracyclin-Repressor, der durch die [Mg-Tetracyclin]-Bindung induziert wird, von der Operator-DNA tetO dissoziiert und so die Expression von TetR und dem Effluxprotein TetA reguliert, wurde untersucht. Die Affinität von Iso-Chlortetracyclin für TetR(D) wurde durch Oberflächen-Plasmon-Resonanz bestimmt. Die Kristallstrukturen von TetR(D) im Komplex mit Iso-Chlortetracyclin bzw. Iso-Cyanotetracyclin wurden durch Co-Kristallisationsexperimente gelöst.
Staphylococcus (S.) aureus besiedelt bei 30 % der gesunden Bevölkerung den Nasenraum, meist ohne Symptome zu verursachen (sog. Carrier). Die Bakterienspezies ist aber auch eine der häufigsten Ursachen für nosokomiale Infektionen mit zum Teil hoher Letalität, wie z. B. bei einer S. aureus-Sepsis. In den letzen Jahrzehnten haben sich multiresistente S. aureus-Isolate in und außerhalb der Krankenhäuser stark ausgebreitet. Dies lässt befürchten, dass eine erfolgreiche antibiotische Behandlung schwerer S. aureus-Infektionen in der Zukunft immer seltener möglich sein wird. Deshalb werden andere präventive und therapeutische Strategien wie Impfstoffe benötigt. Die Impfstoffentwicklung gestaltet sich jedoch schwierig. Zum einen ist die Variabilität der Spezies S. aureus sehr groß: Zwei Isolate können sich in bis zu 20 % ihres Genoms unterscheiden. Zum anderen ist auch die Immunantwort des Wirts sehr komplex. Die Mechanismen der angeborenen Immunabwehr sind bereits gut untersucht, das Zusammenspiel von S. aureus mit dem adaptiven Immunsystem dagegen weniger umfassend charakterisiert. Dabei ist gerade dies für die Vakzineentwicklung bedeutsam, denn jede erfolgreiche Vakzinierung beruht auf der Bildung eines Immungedächtnisses, der Kernkompetenz des adaptiven Immunsystems. Da sich die gegen S. aureus gerichtete adaptive Immunantwort von Individuum zu Individuum stark unterscheidet, ist die Entschlüsselung der zugrunde liegenden Mechanismen eine besondere Herausforderung. Die rasche Entwicklung von OMICs-Techniken ermöglicht nun erstmals eine umfassende Charakterisierung des Immunoms von S. aureus; der Gesamtheit der von B-Zellen (und Antikörpern) und T-Zellen erkannten bakteriellen Antigene. In dieser Arbeit sollten diese modernen Methoden eingesetzt werden, um einen Beitrag zum Verständnis der vielfältigen Interaktionen zwischen S. aureus und dem adaptiven Immunsystem zu leisten; mittelfristig soll dieses Projekt zur Entwicklung wirksamer Impfstoffe gegen S. aureus beitragen. Informativ erschien ein Vergleich der adaptiven Immunantwort bei S. aureus-Carriern und Patienten, weil er Aufschluss darüber verspricht, wie die Interaktion zwischen Erreger und Wirt in der Balance gehalten wird und was dieses Gleichgewicht stört. Weil die individuelle Antiköperantwort (IgG, IgA und IgM) in ihrer Komplexität und Variabilität erfasst werden sollte, wurde ein personalisierter Ansatz gewählt, d.h. mittels zweidimensionaler Immunoblots (2D-IB) wurde bei jedem S. aureus-Carrier oder Patienten die Antikörperantwort auf den eigenen kolonisierenden bzw. invasiven S. aureus-Stamm untersucht. Durch die Kombination mit massenspektrometrischen Analysen ließ sich das S. aureus-Immunom der Kolonisierung und der Bakteriämie herauskristallisieren. Um in der Zukunft auch S. aureus-spezifische T-Zellen charakterisieren zu können, wurde ein Verfahren für die Herstellung von humanen T-Zellbanken entwickelt, das die funktionelle Analyse von T-Lymphozyten auf Einzelzellebene ermöglicht.
Einleitung: In dieser Studie wurden die antidepressiv wirksamen Medikamente Amitriptylin, Fluoxetin, Tranylcypromin und Venlafaxin auf ihre peripheren vasoaktiven Eigenschaften hin untersucht, da sie in der klinischen Anwendung häufig zu Blutdruckveränderungen führen. Material und Methoden: Es wurden in-vitro-Untersuchungen an endothelintakten und endothelfreien Rattenaorten durchgeführt. Wir ermittelten die Effekte der Antidepressiva in kumulativer Dosierung auf mittels KCl, Phenylephrin und Prostaglandin F2α präkontrahierte Aortenringe. Weiterhin wurden die zugrunde liegenden vasoaktiven Mechanismen im Hinblick auf die NO cGMP-Signaltransduktion, den second-messenger cAMP und die Beteiligung von K+ Kanälen sowie Adrenozeptoren näher untersucht. Ergebnisse: Alle vier Antidepressiva haben direkte Effekte auf die Rattenaorta in vitro. Sie dilatieren konzentrationsabhängig vorkontrahierte Aortenringe; pEC50 nach Vorkontraktion mit Phenylephrin (0,1 µM): Amitriptylin (6,98±0,13), Fluoxetin (6,11±0,05), Tranylcypromin (5,33±0,05), Venlafaxin (4,45±0,08) (n=8); mit KCl (20 mM): Amitriptylin (4,89±0,11), Fluoxetin (6,00±0,06), Tranylcypromin (4,99±0,30), Venlafaxin (5,02±0,07) (n=7). Hohe Konzentrationen an Tranylcypromin führen nach Vorkontraktion mit PGF2α zu einer weiteren Kontraktion endothelintakter Aorten. Gegenüber den Kontrollexperimenten führte die Hemmung des NO-cGMP-Signalweges, der cAMP-Produktion sowie die Blockade von K+-Kanälen und Adrenozeptoren zu Verschiebungen der Dosis-Antwort-Kurven der Antidepressiva. Amitriptylin, Fluoxetin und Venlafaxin hemmen die Kontraktionsantwort von Aortenringen auf adrenerge Einflüsse, Tranylcypromin verstärkt diese hingegen. Diskussion: Amitriptylin interagiert mit der pharmakomechanischen Kopplung im glatten Gefäßmuskel, indem es die Aortenringe durch eine antagonistische Wirkung an α1 Adrenozeptoren relaxiert. Auch Venlafaxin interagiert mit Adrenozeptoren. Fluoxetin, Tranylcypromin und Venlafaxin wirken über die elektromechanische Kopplung durch eine K+-Kanal-Aktivierung vasodilatierend. Die Relaxation der glatten Gefäßmuskulatur durch die antidepressiven Medikamente ist teilweise abhängig von der Integrität des Endothels, da insbesondere eine Aktivierung der endothelabhängigen Induktion der NO-cGMP-Signalkaskade durch die Antidepressiva stattfindet. Die zusätzlich vasokonstriktive Wirkung von Tranylcypromin lässt sich durch seine bekannte Interaktion mit dem Prostaglandin-Stoffwechsel erklären. Die Relaxation der Rattenaorta in vitro und das Auftreten hypotensiver Verläufe bei klinischer Anwendung der untersuchten Antidepressiva kann durch die in dieser Studie gezeigten direkten peripheren vaskulären Effekte dieser Medikamente mit erklärt werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein repräsentatives Patientenkollektiv im Rahmen einer follow up Studie nach fünf bis zehnjähriger Prothesenstandzeit untersucht. Das Patientenkollektiv, welches in Geschlechterverhältnis, Altersverteilung und bestehenden Komorbiditäten äquivalent zu den umfangreichen in der Literatur beschriebenen Patientenkollektiven bei Knieendoprothesenersatz ist, wurde mit einer Totalendoprothese vom Oberflächenersatztyp versorgt. Es sind lediglich Patienten nach Gelenkersatz mit der LOGO Knieendoprothese der Firma Keramed/MATHYS in die Untersuchung eingeschlossen worden, so dass erstmalig eine umfassende wissenschaftliche Untersuchungsreihe mit diesem Endoprothesenmodell vorgelegt werden konnte. Es ist somit eine bislang bestehende Lücke in der orthopädischen Fachliteratur geschlossen worden und gleichzeitig sind valide Daten zur Qualität dieses Prothesenmodells erhoben worden. Die LOGO Knieendorothese ist eine stabile, komplikationsarm zu implantierende Oberflächenersatzprothese, welche sich insbesondere durch die weichteilschonende Implantationstechnik auszeichnet. Es konnten postoperativ langfristige und signifikante Verbesserungen in den wichtigsten orthopädischen Scoresystemen, welche zur Beurteilung von Gelenkfunktionen herangezogen werden können verzeichnet werden. Die klinischen Aspekte für Prothesenversagen, Lockerung oder periprothetische Infektionen sind in dem vorliegenden Patientenkollektiv als sehr gering einzustufen, so dass eine LOGO Endoprothese auch für Patienten geeignet scheint, die ein erhöhtes Risikopotential für das Auftreten postoperativer Komplikationen zeigen. Bei fast allen untersuchten Patienten konnte radiologisch eine Saumbildung nachgewiesen werden. In den meisten Fällen war diese jedoch kleiner als 2mm und ist ohne entsprechende Symptomatik nicht gleich potenetielles Zeichen einer Prothesenlockerung, sondern sollte durch eine regelmäßig radiologisch Bildgebung kontrolliert werden. Der in der Literatur häufig geforderte Retropatellarersatz ist anhand der vorliegenden Arbeit kritisch zu hinterfragen, denn bei allen hier im Studienkollektiv mit der LOGO Knieendoprothese versorgten Patienten wurde auf einen Retropatellarersatz verzichtet und sowohl ein deutlicher postoperativer Benefit in der Schmerzstärke als auch in der femoropatellaren Artikulation erreicht. Keine der derzeit existierenden Knieendoprothesen lässt eine physiologische Artikulation zu
Als Mitglieder der Ordnung Lactobacillales ist das Hauptkatabolit der Pneumokokken sowohl unter aerober wie auch microaerophiler Atmosphäre Lactat. Des Weiteren synthetisiert S. pneumoniae eine große Bandbreite an ABC-Transportersystemen, die an der Assimilation und an dem Stoffwechsel von Kohlenhydraten, löslichen Verbindungen und Aminosäuren beteiligt sind. In dieser Arbeit wurde der Kohlenstoffmetabolismus mittels 13C-Isotopologen Verteilung nach Wachstum der Pneumokokkenkultur in chemisch definiertem Medium (CDM) mit [U-13C6]Glucose, [1,2-13C2]Glucose oder [U-13C2]Glycin analysiert. GC/MS-Analysen zeigten ein Muster an schwer-markierten und unmarkierten Kohlenstoffatomen in den Aminosäuren. Die Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass Pneumokokken sowohl einzelne Aminosäuren aufnehmen, wie auch über klassische oder nicht-klassische Biosynthesewege de novo synthetisieren können. His, Glu, Ile, Leu, Val, Pro und Gly blieben im Isotopolog Profiling unmarkiert, was ein Hinweis auf das Fehlen von Biosynthesewegen oder ihrer Regulation unter bestimmten Umweltbedingungen sein könnte. Obwohl die genetische Information für die Biosynthese der essentiellen verzweigtkettigen Aminosäuren (BAA; Ile, Leu und Val) in S. pneumoniae vorhanden ist, ergaben die 13C-Markierungsversuche keine de novo Synthese. Jedoch konnte durch Langzeit-1H-NMR (LT-NMR) Analysen eine aktive Aufnahme dieser Aminosäuren nachgewiesen werden. Darüber hinaus wird Aspartat nicht über den allgemeinen Stoffwechselweg mit Pyruvat und Acetyl-CoA synthetisiert. Die Aspartat-Synthese erfolgt im ersten Schritt durch die Umwandlung von Phosphoenolpyruvat (PEP) und CO2 zu Oxalacetat. Im zweiten Schritt wird Oxalacetat dann in Aspartat mit der Nebenreaktion Glutamat zu alpha-Ketoglutarat durch die Aspartat-Transaminase metabolisiert. GC/MS Analysen ergaben weiterhin, dass komplett markierte aromatische Aminosäuren aus Erythrose-4-Phosphat und zwei Molekülen PEP über das Intermediat Chorismat synthetisiert wurden. Es zeigte sich außerdem, dass [M+1] markiertes Serin durch die Hydroxymethylierung von unmarkiertem Glycin über 5,10-Methylentetrahydrofolat als Teil des C1-Pools hergestellt wurde. Weiterhin wurden In LT-NMR-Untersuchungen Konzentrationsänderungen der extrazellulären Metabolite quantifizert. Die homofermentative Milchsäuregärung konnte in Pneumokokken durch einen extrazellulären Anstieg der Lactatkonzentration nachgewiesen werden. Als essentielle Kandidaten wurden Glutamin und Uracil identifiziert, die das Pneumokokkenwachstum bei Mangel einschränken. Diese Ergebnisse zeigen die Vielzahl von Aminosäuren-Synthesewegen in Pneumkokken und die notwendige Rolle der Transportersysteme in Pneumokokken für die bakterielle Fitness und für die Adaption an verschiedene Wirtsnischen. Sechs mögliche Glutamin-Aufnahmesysteme konnten durch Genomanalysen von Streptococcus pneumoniae Stämmen identifiziert werden. Die Reverse Transkriptions-PCR haben gezeigt, dass die sechs gln-Operons unter in vitro Bedingungen exprimiert werden. Vier der gln-Gencluster bestehen aus den Genen glnQPH, während in zwei Regionen das Gen glnH, welches für eine lösliche Glutamin-Bindungsdomäne kodiert, fehlt. In dieser Arbeit wurde der Einfluss zwei dieser Glutamin-ABC-Transporter, mit den Operons glnQPH0411/0412 und glnQPH1098/1099, in S. pneumoniae D39 auf Virulenz und Phagozytose untersucht. Die zwei charakterisierten Transportersysteme bestehen jeweils aus der ATPase GlnQ und einem translatorischem Fusionsprotein aus der Permease GlnP und dem Bindungsprotein GlnH. Für die Untersuchungen wurden diese beiden Transporter mittels Insertations-Deletions-Mutagenese inaktiviert. CD-1 Mäuse, die intranasal mit biolumineszierenden D39delgln0411/0412 infiziert wurden, zeigten in Echtzeit eine signifikant erhöhte Überlebenszeit und eine Attenuierung bei der Ausprägung einer Pneumonie im Vergleich zu biolumineszierenden Wildtyp D39 Pneumokokken. Im murinen Sepsismodell mit der D39delgln0411/0412-Mutante zeigte sich eine gemäßigte, aber signifikante Abschwächung der Pathogenese. Im Gegensatz dazu war die D39delgln1098/1099 Mutante sowohl im murinen Pneumonie- wie auch Sepsismodell massiv attenuiert. Es war eine 100- bis 10000- fach höhere Infektionsdosis erforderlich, um mit der D39delgln1098/1099-Mutante eine vergleichbare Pathogenese der Pneumonie oder Sepsis wie beim Wildtypstamm D39 hervorzurufen. Im experimentellen Meningitismodell zeigten sich bei der D39delgln1098/1099-Mutante eine erniedrigte Anzahl an Leukozyten im Liquor und ein reduzierter Bakterientiter im Blut im Vergleich zu D39 und D39delgln0411/0412. Auch die Phagozytose-Experimente bestätigten eine signifikante verminderte Überlebensrate der beiden gln-Mutanten im Vergleich zum Wildtyp S. pneumoniae D39, was auf den Einfluss der bakteriellen Fitness auf den Schutz gegen oxidativen Stress hinweist. Diese Ergebnisse demonstrierten, dass beide Glutamin-Aufnahmesysteme für die vollständige Virulenz der Pneumokokken essentiell sind, aber verschiedene Auswirkungen auf die Pathogenese der Bakterien unter in vivo Bedingungen haben. Das Zelloberflächenprotein PavA der Pneumokokken ist ein Virulenzfaktor, der für invasive Erkrankungen wichtig ist. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass PavA essentiell für die in vivo Besiedlung von Streptococcus pneumoniae D39 in den oberen Atemwegen von Mäusen ist. In dem murinen Pneumoniemodell wurden pavA-Mutanten nicht aus den infizierten Mauslungen eliminiert, sondern persistierten und lösten somit eine chronische Infektion aus, während Wildtyp-Pneumokokken systemische Erkrankungen verursachten. PavA-defiziente Pneumokokken konnten unter experimentellen Bedingungen nicht aus der Lunge in die Blutbahn streuen. Diese Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass PavA an der erfolgreichen Kolonisation der Schleimhautoberflächen und an der Translokation der Pneumokokken durch Wirtsbarrieren beteiligt ist.
Funktionelle Bildgebung zur Perzeption affektiver Gesichter bei Patienten mit Multipler Sklerose
(2011)
Multiple Sklerose, eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen, führt neben physischen auch zu neuropsychologischen Defiziten. Dabei wurden in der vorliegenden Arbeit die beeinträchtigten Fähigkeiten hinsichtlich der Wahrnehmung emotionaler Gesichter dargestellt. MS-Patienten, die schon im Vorfeld als beeinträchtigt in der Verarbeitung emotionaler Gesichter eingestuft wurden, wiesen in einer fMRT-Untersuchung im Vergleich zu unbeeinträchtigten Patienten und gesunden Kontrollen eine signifikant niedrigere Aktivierung in verschiedenen Hirnarealen auf. Es zeigte sich, dass die Fähigkeit, negativ valente Expressionen zuzuordnen, mit einer Aktivierung im linken, ventrolateralen Präfrontalcortex korrelierte. Gleichzeitig wiesen die beeinträchtigten Patienten eine Läsion in der weißen Substanz am linken Temporalhorn des Seitenventrikels auf. Eine klinische Beeinträchtigung in der Perzeption von Gesichtsexpressionen kann somit mit einer gestörten Signalübertragung von primär wahrnehmenden zu höher verarbeitenden Arealen erklärt werden, die zu einer verminderten Aktivierung im linken ventrolateralen Präfrontalcortex führt. Diese Ergebnisse sind der Inhalt der Publikation „Prefrontal function associated with impaired emotion recognition in patients with multiple sclerosis“, erschienen 2009 in Behavioural brain research 205, 280-285, welche die Grundlage für die veröffentlichungsbasierte Dissertation darstellt.
In der vorliegenden Arbeit wurde die mikrobiozide Wirksamkeit von Medihoney® 1:8 verdünnt im quantitativen Suspensionstest und unverdünnt im Prüfkörpertest im Vergleich zur Silberwundauflage Actisorb® silver 220 untersucht. Letztere wurde direkt mit den Prüforganismen inkubiert. Als Prüforganismen wurden P. aeruginosa, S. aureus, MRSA, VRE und C. albicans eingesetzt. Als Einwirkzeiten wurden die Sofortwirkung sowie die Wirksamkeit nach 1 h, 3h, 24 h und 48 h gewählt. Bei Actisorb® silver 220 wurde außerdem nach 30 min Einwirkzeit der RF berechnet, bei Medihoney® wurden statt 30 min 5 und 10 min als zusätzliche Einwirkzeit gewählt. Durch Medihoney® unverdünnt wurde bei allen Testorganismen ohne und mit Belastung durch 10% Rinderalbumin ein RF ≥3 lg-Stufen schon nach 1 h erreicht. Damit erfüllt Medihoney®, dessen Anwendung sich üblicherweise auf 48 h erstreckt, die Anforderungen an ein Wundantiseptikum mit hoher Sicherheitsreserve. Die 1:8 Verdünnung erreichte gegen die Testbakterien innerhalb von 24 h mit Eiweißbelastung die für ein Antiseptikum geforderte Wirksamkeit nicht ganz, wohl aber innerhalb 48 h. Damit ist selbst bei Verdünnung von aufgetragenem purem Medihoney® durch Wundsekret von einer ausreichenden Wirksamkeit auf Wunden auszugehen. Gegenüber C. albicans erreichte die Wirksamkeit bei Belastung nur etwa 1 log. Da Medihoney unverdünnt jedoch auch gegen C. albicans sicher wirksam ist und dieser Erreger nicht in vergleichbar hoher Kolonisationsdichte wie Bakterien auf Wunden auftritt, ist auch gegenüber diesem Erreger von einer ausreichenden Wirksamkeit auf Wunden auszugehen. Actisorb® silver 220 erreichte nur bei P. aeruginosa nach 24 h und 48 h ohne Belastung den ausreichenden RF von ≥3log-Stufen. Mit Belastung wurde die mikrobiozide Wirksamkeit praktisch aufgehoben. Damit wurde gezeigt, dass Medihoney® der Silberwundauflage an mikrobiozider Effektivität deutlich überlegen ist.
Maligne Erkrankungen zeigen oft charakteristische genetische Veränderungen. Das Auffinden derartiger Veränderungen wurde in den letzten Jahren durch verfeinerte molekulare Techniken erleichtert. Viele genetische Ereignisse in den maligne transformierten Zellen sind jedoch noch ungeklärt. Die präzise Bestimmung der Bruchpunktregionen chromosomaler Veränderungen bei T-Zell akuten lymphatischen Leukämien ist Inhalt dieser Arbeit. Hierzu wurde die „Fine Tiling-Comparative Genomhybridisierung“ (FT-CGH) mit der „Ligation mediated-PCR“ (LM-PCR) kombiniert. Diese Methoden wurden zunächst an Zelllinien etabliert und anschließend in verschiedenen Leukämieproben eingesetzt. Chromosomale Aberrationen gehen häufig mit Verlust oder Gewinn von genetischem Material einher. Diese unbalancierten Anomalien lassen sich durch die Comparative Genomhybridisierung (CGH) ermitteln. Dieses Verfahren ermöglicht Differenzen der DNA-Menge einer zu untersuchenden Probe bezogen auf eine interne Kontrollprobe zu detektieren. Bei der Fine Tiling-CGH werden gezielt chromosomale Abschnitte hochauflösend auf eventuelle Abweichungen des DNA-Gehaltes analysiert. Anschließend werden die detektierten Bruchpunktregionen der DNA Schwankungen mittels der LM-PCR untersucht. Ein Abgleich mit einer internen Kontrollzelllinie HEK 293-T lässt atypische PCR-Fragmente bei der untersuchten Probe aufspüren. Der anschließende Sequenzabgleich unter der Verwendung des BLASTn Suchprogramms (National Center for Biotechnology Information) führte in den untersuchten Zelllinien, wie auch in den T-Zell akuten lymphatischen Leukämieproben zur Identifizierung verschiedener genomischer Veränderungen. Neben einfachen Deletionen wurden auch bisher ungeklärte komplexere chromosomale Translokationen nachgewiesen. So konnte unter anderem bei einer lymphoblastischen T-Zell-Leukämie die Translokation t(12;14)(q23;q11.2) auf genomischer Ebene geklärt werden. Hierbei fand im Abschnitt 14q11 innerhalb des TRA/D Locus eine Deletion von 89 Kilobasen statt. Die Bruchenden wurden mit der Sequenz des open reading frames C12orf42, welches im 12q23 Chromosomenabschnitt lokalisiert ist, zusammengelagert. Bei dieser chromosomalen Aberration wurde die C12orf42 Sequenz zerstört und 1,3 Kilobasen deletiert. Des Weiteren konnte bei einer akuten lymphoblastischen T-Zell-Leukämie die Inversion inv(14)(q11q32) mit involvierten TRA/D und IGH Locus auf Sequenzebene geklärt werden. Der Bruch des 14q11 Bereiches fand zwischen dem Genabschnitt der konstanten Region (TRAC) des TRA/D Locus und dem DAD1 (defender against cell death 1) Gens statt, wobei im beteiligten genetischen Abschnitt keine Rekombinasesignalsequenz (RSS) zu finden ist. Dieses belegt, dass fehlerhafte Umlagerungen innerhalb des Genoms nicht ausschließlich auf die Rekombinase zurückzuführen sind. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Kombination aus FT-CGH und LM-PCR eine präzise Bruchpunktanalyse unbekannter chromosomaler Aberrationen, welche mit Imbalancen einhergehen, ermöglicht. Diese genaue Analyse dient der Identifizierung von Genen, welche direkt und indirekt durch diese genomischen Umlagerungen betroffen sind. Das Wissen über diese Veränderungen kann für das Verständnis der Pathogenese, für diagnostische Zwecke und zum Nachweis der minimalen Resterkrankung eingesetzt werden. Eine Klärung beteiligter Gene und Signalwege wird es erlauben, zielgerichtete und individualisierte Therapiestrategien zu entwickeln.
This thesis aims at bridging the gap of deficient understanding of effective buffer zone management. The overall research goal of the thesis is to evaluate buffer zone effectiveness and to identify factors influencing effective buffer zone management in forest biosphere reserves. To address the multi-facetted issue of buffer zone effectiveness an integrative research design was applied. To answer the raised research questions a combination of social science (quantitative and qualitative approaches) and natural science (remote sensing) was chosen. To gain global insights into buffer zone management (research question 1) the quantitative approach of social science research was chosen. As part of a global telephone survey of BR management conducted by the research project in which the thesis was embedded, BR managers were asked to evaluate different management aspects. Between July and December 2006, managers from 225 BRs in 79 countries were interviewed, which corresponds to an overall response rate of 42 %. Answers were statistically analyzed using SPSS 17.0. To obtain detailed information of factors influencing buffer zone management (research question 2) the qualitative social science research approach was applied. A case study was conducted in the Lore Lindu Biosphere Reserve, Sulawesi, Indonesia between March and May 2008. Following the snowball sampling approach 47 semi-structured interviews and seven group discussions were carried out representing the local, sub-national, and national level associated with the BR management. These interviews and discussions provide important insights into the institutional dimensions and their interaction within the context of BR management including e.g. implementation of rules and the distribution of responsibilities for buffer zone management. Interviews were conducted in the national language Bahasa Indonesia, fully recorded, and subsequently transcribed and translated into English. Analysis was carried out with ATLAS.ti to specify categories and to formulate theorems. To evaluate buffer zone effectiveness in terms of reducing deforestation in the core area of Lore Lindu Biosphere Reserve (research question 1), satellite image analysis was performed using a GIS. A time series of LANDSAT scenes from 1972, 1983, 1999, 2002, and 2007 was used to classify homogeneous areas of forest cover to ultimately detect deforestation. Deforestation rate was computed for the periods before and after management establishment in 1998. The combination of all three research methods provided important insights into buffer zone management of BRs. Thus, based on these findings, recommendations to improve buffer zone management (research question 3) could be drawn. Overall, the evaluation of buffer zones depicts their importance for BR management effectiveness. Analysis revealed buffer zone effectiveness as important success factor, while it explicitly depends on both the implementation of the BR concept at the national level and coordination of stakeholders on the local level. As more and more PAs create buffer zones to integrate the local people, they may face similar problems. The case study from Lore Lindu exhibited important preconditions for successful buffer zone management. From a methodological perspective the thesis calls for the need of integrated research approaches across disciplines to adequately assess both buffer zone and PA effectiveness. Generally, it is recommended to pay special attention to pre-Seville BRs in the future, since most of these BRs still lack the three zone scheme. Analysis of the case study area revealed particular weaknesses in implementing central elements for effective BR management, such as the four goals of the Seville Strategy, even 15 years after inauguration. Thus, the thesis shows that not only the quantity of PAs but also the quality of its management and thus effectiveness is an important indicator for global conservation targets. Finally, it can be summarized that the idea of establishing buffer zones within BRs and PAs in general, is the right way forward to enhance PA effectiveness and to achieve global reduction of biodiversity loss. Integrating the people living within and adjacent to PAs, must be given more attention in the future. Establishment of buffer zones, where this integration and cooperation is a necessity, should be the central conservation measure, not only within BRs but also within PAs in general.
Ziel: Diese Studie untersuchte mit CT-Perfusion (CTP), wie sich nach laserinduzierter Thermotherapie (LITT) von pulmonalen Metastasen die lokale Durchblutung im Ablationsbereich ändert. Methoden: Es wurden 22 gesicherte pulmonale Metastasen bei zwölf Patienten vor (U1), am ersten Tag nach (U2) und vier bis sechs Wochen nach der LITT (U3) mit CTP untersucht. Es wurden für jede Perfusion die Perfusionsparameter (PP) Blutfluss (BF), Blutvolumen (BV), mittlere Transitzeit (MTT), und Permeabilitäts-Oberflächenprodukt (PS) berechnet und die Ergebnisse vor und nach LITT miteinander verglichen. Der Therapieerfolg (die technische Effektivität) wurde durch eine Verlaufskontrolle nach zwölf Monaten mit Hilfe der „response evaluation criteria in solid tumors“ (RECIST) ermittelt. Als technisch effektiv galt die LITT bei partieller Remission oder stabiler Erkrankung. Der technische Erfolg der LITT wurde als komplette Ablation definiert. Ergebnisse: Beim Vergleich der U2- mit den U1-Werten konnte ein signifikanter Rückgang der PP Blutfluss (p < 0,001), Blutvolumen (p < 0,001) und Permeabilitäts-Oberflächenprodukt (p = 0,001) beobachtet werden. Es waren keine weiteren signifikanten Änderungen eruierbar. Die Verlaufskontrolle nach RECIST zeigte für elf Metastasen eine partielle Remission (PR), für neun eine stabile Erkrankung (SD) und für zwei eine Progression (PD). 19/22 Ablationsbereiche mit SD oder PR zeigten eine Reduktion von mindestens zwei PP nach LITT. Bei 21/22 Metastasen konnte eine Korrelation zwischen der Änderung der PP BF, BV und PS bei der U2 im Vergleich zur U1 und den Therapieergebnissen nach RECIST ermittelt werden. Es zeigte sich jeweils eine Korrelation zwischen PR und drei reduzierten PP in acht Fällen, zwischen PR und zwei gefallenen PP in zwei Fällen, zwischen SD und drei reduzierten PP in sieben Fällen sowie zwischen SD und zwei gesunkenen PP in zwei Fällen. Im Gegenteil dazu ergab sich für die PD in je einem Ablationsbereich ein Anstieg von drei PP und ein Anstieg von zwei PP. Schlussfolgerung: Es könnte eine Korrelation zwischen postinterventionellen Therapieergebnissen nach RECIST und der Änderung der CT-Perfusionsparameter im Ablationsbereich (U2 im Vergleich zu U1) geben. Die CT-Perfusion hat das Potenzial, frühzeitige vaskuläre Veränderungen im Ablationsbereich nach einer Lungenmetastasen-LITT sensitiv zu erfassen und die technische Effektivität der Intervention durch Beurteilung des technischen Erfolgs direkt nach der Therapie vorherzusagen.
Hintergrund International findet die Bedeutung psychischer Störungen seit vielen Jahren zunehmendpolitische und wissenschaftliche Aufmerksamkeit. Depressionen führen nicht nur zu einer Belastung des psychosozialen Befindens, sondern haben auch große Einschränkungen in der Lebensqualität und Arbeitsproduktivität zur Folge [7]. Eine Identifikation von Prädiktoren für die Remission depressiver Symptomatik erscheint aus diesem Grunde besonders wichtig. Material und Methoden Remittierte und Nicht-Remittierte Patienten wurden anhand des in der Literatur verwendeten Cut-off-Wertes 7 in der Hamilton-Depressionsskala in verschiedenen soziodemographischen, klinischen und weiteren Variablen gegenübergestellt. Insgesamt handelt es sich um eine Stichprobe mit 388 Patienten, von denen 205 an der Katamneseuntersuchung teilnahmen. Eingeschlossen wurden Patienten, die die Diagnose einer einzelnen oder rezidivierenden depressiven Episode (F32.x / F33.x / F38.x) oder einer Dysthymie (F34.1) nach ICD-10 erhalten haben. Ausgeschlossen wurden jene, die als komorbide Diagnosen eine Schizophrenie (F2x.x), eine organisch bedingte Störung (F0x.x) oder eine Intelligenzminderung (F7x.x) nach ICD-10 aufwiesen. Es wurden folgende Skalen verwendet: Beck-Depressions-Inventar (BDI), ein Fragebogen zur gesundheitlichen Lebensqualität(WHOQOL-BREF), die Hamilton-Depressionsskala (HAM-D), die globale Erfassung des Funktionsniveaus (GAF) sowie die Clinical Global Scale (CGI). Ein eigens kreierter Fragebogen fand zur Erfassung anamnestischer und weiterer Daten ebenfalls Anwendung. Ergebnisse und Diskussion Insgesamt remittierte die depressive Symptomatik bei 93 (= 45 %) Patienten. Die nicht-remittierte Gruppe war durchschnittlich 49.82 Jahre alt und damit jünger als die remittierten Patienten (55.17 Jahre alt). Fast doppelt so viel remittierte Patienten hatten einen Abschluss am Gymnasium. Dieses spiegelte sich auch in der derzeitigen beruflichen Situation wider: 75.5% der Arbeitslosen oder erwerbs- bzw. berufsunfähigen Patienten waren nicht-remittiert (p= .00, d= 2.578). Es erhielten signifikant (p≤ .0001) häufiger nicht-remittierte Patienten die Diagnose einer rezidivierenden Depression in Verbindung mit einer Komorbidität. Im Vergleich der Medikamentenverordnung wurden signifikant mehr trizyklische Antidepressiva in der nicht-remittierten Gruppe verschrieben. Dies deutet darauf hin, dass diese ältere Generation der Antidepressiva besonders bei einer therapieresistenten Depression als Mittel 2. Wahl zum Einsatz kommt. Hinsichtlich der Psychotherapie kam es zu einem überraschenden Ergebnis, da signifikant (p≤ .0001) häufiger die nicht-remittierten Patienten diese abgeschlossen hatten oder sich noch in einer laufenden Therapie befanden. Einerseits könnte es auf eine selektive Zuweisung in Psychotherapien hindeuten, wenn sich eine auf Medikamente nur unzulänglich ansprechende Symptomatik zeigt. Andererseits könnte man auch von einer Selbstselektion von Patienten ausgehen, welche sich subjektiv besser fühlten und deshalb eine Psychotherapie nicht beanspruchen wollten. Der hohe Stellenwert sozialer Beziehungen wurde anhand der Variablen Freizeitverhalten, sportliche Aktivitäten, Kontakt mit Freunden und Verwandten, Art der Kontakte sowie dem Vorhandensein eines Ansprechpartners bei Problemen deutlich. In der zusammenfassenden binären logistischen Regressionsanalyse wurden die bedeutsamsten Prädiktorvariablen extrahiert. Eine Nicht-Remission demzufolge erhöht die Chance auf die Zuführung in eine Psychotherapie um den Faktor 2.72, was vermuten lässt, dass gerade schwer behandelbare Patienten, wie es auch die Leitlinie [10] empfiehlt, neben der medikamentösen Therapie eine zusätzliche Psychotherapie benötigen. Des Weiteren erhöht eine Nicht-Remission die Chance auf eine höhere Anzahl an stationären Aufenthalten wegen einer Depression um den Faktor 1.34. Es konnten keine Studien gefunden werden, die die Anzahl an stationären Aufenthalten wegen einer Depression als negativen Prädiktor ansah. Es ist jedoch zu vermuten, dass Patienten zwar nicht schwerer erkrankt sind im Sinne der Symptomschwere, aber vielleicht spezifische Bewältigungsmuster zeigen, die immer wieder zu einer Dekompensation und anschließenden Rehospitalisierung führen. Eine stabile berufliche Situation geht mit einer erhöhten Chance auf eine Remission um 4.19 einher und beeinflusst die Remissionswahrscheinlichkeit positiv. Beides erbringt ein gesichertes Einkommen und damit wahrscheinlich auch eine bessere bzw. leichtere soziale Integration. Dass diese Integration eine wichtige Rolle spielt, zeichnete sich auch im Prädiktor „Vorhandensein eines Ansprechpartners bei Problemen“ ab. Die Chance zu remittieren erhöhte sich um 3.58, wenn man bei Problemen einen Ansprechpartner hatte.
Die erfolgreiche Behandlung der Sepsis ist bis heute eine Herausforderung in der Intensivmedizin. Antikoagulantien stellen eine neue Therapieoption dar, denn das Gerinnungs- und Immunsystem sind eng miteinander verknüpft sind. Thrombin scheint eines der wichtigsten verknüpfenden Enzyme zu sein, da es sowohl an der Gerinnungskaskade und auch an der Leukozytenrekrutierung und der darauffolgenden Störung der Mikrozirkulation beteiligt ist. In dieser Arbeit wurden die Effekte des direkten Thrombininhibitor Argatroban auf die intestinale Kapillarperfusion und die Endothel-Leukozyten-Interaktion von Ratten während experimentell induzierter Sepsis untersucht. 40 männliche Lewis Ratten wurden in 4 Gruppen eingeteilt (n=10): Schein-Operation (SHAM), experimentelle Sepsis (colon ascendens stent peritonitis – CASP), CASP-Gruppe mit Argatroban-Gabe (CASP+ARG) und SHAM-Gruppe mit Argatroban-Gabe (SHAM+ARG). 16 Stunden nach Einsetzen des Stents oder der SHAM-Operation erhielten die Tiere der CASP+ARG und SHAM+ARG Gruppen 2 mg/kg Argatroban (ARG) intravenös. Die Tiere der anderen Gruppen erhielten einen volumenäquivalenten Bolus an isotonischer 0,9 % Natriumchloridlösung. Anschließend erfolgte nach 60 Minuten die Intravitalmikroskopie. Die Gabe von Argatroban verbesserte statistisch signifikant im Vergleich zu unbehandelten Tieren bei CASP-Tieren die Kapillarperfusion, besonders der Mukosa und verringerte statistisch signifikant in Venolen mit einem Durchmesser von 50-80 µm die Anzahl von aktivierten Leukozyten in der intestinalen Submukosa. Die funktionelle Kapillardichte, als Marker der kapillaren Perfusion, wurde durch Argatroban in septischen Ratten verbessert und gleichzeitig wurden durch die verminderte Leukozytenadhärenz am Endothel antiinflammatorische Eigenschaften nachgewiesen. Die Therapie der Sepsis mit Argatroban könnte durch die verbesserte intestinale Kapillarperfusion vorteilhaft für das Outcome sein.
The present work provides new insight concerning histidine phosphorylation in proteins, which is an essential regulatory posttranslational modification. To study histidine phosphorylation, a newly developed NMR approach, the HNP experiment, is presented in this thesis. The HNP experiment provides specific experimental evidence of phosphorylated histidines in proteins. It allows for the determination of the regiochemistry of phosphohistidines on the basis of three individual peak patterns for distinguishing all three phosphohistidines i.e. 1- and 3-phosphohistidine and 1,3-diphosphohistidine. This novel NMR approach allows the investigation of histidine phosphorylation in proteins under physiological conditions without resorting to chemical shift comparisons, reference compounds, or radioactively labelled phosphate. In this thesis, histidine phosphorylation in the regulatory domains PRDI and PRDII of the Bacillus subtilis antiterminator protein GlcT was intensely studied. GlcT is a transcription factor, which regulates the phosphotransferase system (PTS) by modulating the expression level of PTS-enzymes (Enzyme I, HPr, Enzyme II) on a transcriptional level. Upon the phosphorylation of conserved histidines in PRDI and PRDII, the function of GlcT is regulated through its aggregation state. In this thesis, it is shown that histidines in both PRDs are primarily phosphorylated at their N(Epsilon-2), forming 3-phosphohistidine. In addition, we found, by newly optimized mass spectrometry conditions, that both PRDs are dominantly onefold phosphorylated. By using tandem mass spectrometry to study PRDI, we identified histidine 170, which is the second of two conserved histidines (His 111 and His 170), as the phosphorylation site. In this thesis, it is also shown through comprehensive mutational studies that both conserved histidines (His 218 and His 279) in PRDII can be individually phosphorylated. This is in good agreement with mass spectrometry results that indicated an additional twofold phosphorylation in PRDII. This can be explained as follows: an intra-domain phosphate transfer between both conserved histidines in PRDII might be involved in the phosphorylation reaction, finally leading to a mainly onefold phosphorylated PRDII at one of the two conserved histidines. This minor twofold phosphorylation has also been found in PRDI. However, the specific peak pattern in the HNP-spectra of PRDI strongly suggest that this additional phosphorylation originates from a 1,3-diphosphohistidine, most likely at histidine 170. Furthermore, for the first time the existence of 1,3-diphosphohistidine in a protein was found. We also show that the phosphorylation of PRDI can be achieved in the absence of Enzyme II which is in contrast to the literature. Shown by analytical gel filtration, the monomeric aggregation state of PRDI obtained upon Enzyme II-free phosphorylation is identical to the monomeric aggregation state which was proposed for the Enzyme II-dependent phosphorylation of GlcT. As shown in this thesis, the combined results of HNP-NMR, mass spectrometry and analytical gel filtration deepen our understanding of regulatory histidine phosphorylation in the individual PRDI and PRDII domains of the Bacillus sub- tilis GlcT. I anticipate that this approach will be applicable to study histidine phosphorylations in other phosphoproteins.
Mit zunehmend beobachtbaren Klimawandelauswirkungen steigt die Bedeutung, die Klimawandelanpassung als Ergänzung zu Vermeidung hat. Das gilt für Industrieländer wie für Entwicklungsländer, für ökologische wie soziale Systems und insbesondere für sozial-ökologische Systeme. Um wirksame Anpassungseffekte erzielen zu können, müssen Anpassungsmaßnahmen jedoch durchführbar sein. Welche Faktoren die Durchführbarkeit behindern oder steigern, wird am Beispiel dreier deutscher Biosphärenreservate (Mittelelbe, Schaalsee und Südost-Rügen) mittels Experteninterviews und eine qualitativen Meta-Analyse wissenschaftlicher Publikationen über Hindernisse und Erfolgsfaktoren für Anpassung untersucht. Die Ergebnisse zeigen verschiedene Schlüsselkategorien an Faktoren, beispielsweise Klimawandelwahrnehmung, verfügbare Wissens- sowie finanzielle und personelle Ressourcen, den politischen und den sozio-ökonomischen Kontext. Die insgesamt identifizierten Faktoren umfassen sowohl interne, als auch externe Faktoren: - intern: Klimawandelwahrnehmung und Klimawandelwissen/-information - extern: verfügbare Ressourcen und politische und ökonomische Rahmenbedingungen Daher müssen Ansätze, die die Durchführbarkeit von Klimawandelanpassungen steigern wollen, interne und externe Faktoren integrieren. Vor diesem Hintergrund wird ein theoriebegründetes Konzept zur Steigerung der Durchführbarkeit entwickelt. Es setzt sich aus fünf Bausteinen zusammen: 1) anpassungsunterstützende Klimawandelwahrnehmung stärken 2) bestehende Klimawandelwissen verbessern 3) No-regret und robust Anpassungsoptionen identifizieren 4) die politische Unterstützung für Anpassung steigern 5) ausreichende finanzielle und personelle Ressourcen sowie Infrastruktur bereitstellen Diese Bausteine in die Tat umzusetzen erfordert gemeinsame, disziplin- und sektorenübergreifende Anstrengungen von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Aufgrund ihres Selbstvertändnisses sind Biosphärenreservate geeignete Instrumente und Lernlaboratorien, um solche Anstregungen zu unterstützen und Modellregionen zur Steigerung der Durchführbarkeit von Klimawandelanpassungen zu sein. Effectively applying these building blocks requires cross-sectoral, concerted efforts between science, policy and society. Due to their concept, biosphere reserves appear well suited to foster such efforts and to become model regions to enhance the feasibility of climate change adaptation.
Triple helix-forming oligonucleotides (TFOs) are one of the most specific DNA duplex binding agents and offer new perspectives towards oligonucleotide-mediated gene regulation and manipulation. However, the poor thermodynamic stability of DNA triplexes under physiological conditions limits a successful application in the antigene strategy. Thus, the conjugation of TFOs with small triplex-specific binding ligands is a promising approach to stabilize the formed complexes and to enhance their overall binding affinity. The present study focused on the synthesis of novel TFO conjugates with triplex-binding indolo[3,2-b]quinoline derivatives (PIQ) and on their ability to form and stabilize intermolecular triplexes through their recognition of a duplex target. During the course of the work the thermodynamics of conjugate binding and structural aspects of drug-DNA interactions have been characterized by a variety of spectroscopic and calorimetric techniques.
Der effiziente intrazelluläre Transport viraler Nukleokapside ist eine grundlegende Voraussetzung für eine erfolgreiche Virusinfektion. Aufgrund seiner engen Verwandtschaft zum humanpathogenen Herpes Simplex Virus 1 (HSV-1) und seiner Eigenschaft zur einfachen gentechnischen Veränderung stellt das Pseudorabies Virus (PrV) ein geeignetes Modell zur Untersuchung molekularer Mechanismen der Replikation und des Neurotropismus von Herpesviren dar. Der intrazelluläre Transport herpesviraler Kapside erfolgt aktiv entlang von Mikrotubuli durch zelluläre Motorproteinkomplexe. Die hieran beteiligten viralen Proteine konnten bisher jedoch nicht eindeutig identifiziert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Funktionen viraler Proteine im intrazellulären Transport von PrV. In erster Linie wurde die Rolle von PrV pUL35 und pUL37 untersucht, die auf intrazytoplasmatischen Kapsiden an der Oberfläche liegen und der Interaktion mit zellulären Proteinen zugänglich sind. Neben der Charakterisierung der Virusreplikation nach Deletion der einzelnen Gene in vitro und in vivo wurde auch der intrazelluläre Transport von GFP-markierten Mutanten zum Zellkern untersucht. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden Kapsid- und eng mit dem Kapsid assoziierte Proteine in yeast two-hybrid Studien analysiert, um virale und zelluläre Interaktionspartner zu identifizieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: (1) PrV pUL35 und pUL37 sind für die Virusreplikation in vitro nicht essentiell. Die Replikation von UL35- bzw. UL37-Mutanten war jedoch vermindert. In Abwesenheit von funktionellem pUL35 und pUL37 gleichzeitig trugen die beiden Mutationen unabhängig voneinander zu einem verstärkten Phänotyp bei. Beide Proteine scheinen demnach in unterschiedliche Prozesse der Virusreplikation involviert zu sein. (2) Die N-terminale EGFP-Fusion von pUL35 zum Zweck der Fluoreszenzmarkierung viraler Kapside resultierte im Funktionsverlust des Proteins. Die Inkorporation in Kapside wurde aber nicht beeinträchtigt. Für die Interaktion von PrV pUL35 mit dem Kapsid könnte der konservierte C-Terminus des Proteins relevant sein. (3) Auch in Abwesenheit eines funktionellen pUL35 werden PrV Kapside effizient transportiert. PrV pUL35 kommt somit keine entscheidende Rolle beim intrazellulären Transport viraler Nukleokapside zu. Die verzögerte Neuroinvasion von UL35-Mutanten in vivo lässt jedoch eine möglicherweise akzessorische Funktion von pUL35 vermuten. (4) PrV pUL37 ist für den intrazellulären Transport viraler Nukleokapside nicht essentiell, erhöht jedoch deutlich dessen Effizienz. Der positive Einfluss auf den retro- und anterograden Transport viraler Kapside lässt darauf schließen, dass pUL37 in Transportprozesse während des Viruseintritts und der Freisetung involviert ist. (5) Der N-Terminus von PrV pUL36 interagierte im yeast two-hybrid System mit den Untereinheiten Rp3, LC8 und Tctex1 des Dynein-Motorproteinkomplexes. PrV pUL36 könnte daher für den MT-abhängigen Transport viraler Nukleokapside relevant sein.
Ziel: In dieser Studie wurde ein menschliches ex-vivo Lungenkrebsmodell verwendet, um Temperaturentwicklung bei der Ablation mit 1 Laserfaser mit der Entwicklung beim Gebrauch von 2 Laserfasern zu vergleichen. Zudem wurde untersucht, ob die Temperaturdiffusion in normalem Lungengewebe von dem in Tumorgewebe abweicht. Material und Methode: 48 Lungenpräparate, die nicht-kleinzellige Bronchialkarzinome enthielten, wurden mit dem Ventilations- und Perfusionsmodell verbunden und mit 1 (22 Präparate, Gruppe 1) oder, in einer zweiten Phase, mit 1 (13 Präparate, Gruppe 2) oder 2 Laserfasern (13 Präparate, Gruppe 3) behandelt. Während der Ablation des Tumors wurden die Temperatur alle 5 Sekunden interstitiell gemessen. Ergebnisse: Eine Laserbehandlung und die Temperaturkontrolle war in allen Fällen technisch durchführbar. 30 min nach dem Beginn der Laserung mit 1 Faser wurde in 10 mm Entfernung von dieser eine Temperatur von 61 ± 17°C in Gruppe 1 und von 74 ± 11°C in Gruppe 2 erreicht (p=0.1). In der Mitte zwischen 2 Laserfasern, die 20 mm voneinander entfernt waren, wurde eine Temperatur von 93 ± 7°C erreicht. Nach 20 minütiger Ablation wurde in normalem Lungengewebe eine Temperatur von 77 ± 15°C in 10 mm Entfernung erreicht. Schlussfolgerungen: Das ex-vivo Modell ermöglicht die Durchführung der Laser-induzierten Thermotherapie an einer perfundierten und ventilierten Lunge. Der Einsatz einer zweiten Laserfaser erhöht die Temperatur signifikant (p<0.05). Die Temperaturentwicklung in normaler Lunge unterscheidet sich nicht signifikant von der in Tumorgewebe (p=0.24).
Forschungsinitiative Lebensqualität - Lebensqualität und Outcome nach Unfällen im (Vor-)Schulalter
(2011)
Unfälle sind in Deutschland die größte Gefahr für die Gesundheit von Kindern und Jugendlichen. Sie stellen die häufigste Todesursache bei Kindern ab dem ersten Lebensjahr und bei Jugendlichen dar. In Deutschland erleiden circa 2 Millionen Kinder unter 15 Jahren jährlich einen Unfall. Nahezu 10% müssen stationär behandelt werden. Dennoch führt der Unfall nur bei einem geringen Anteil der Kinder zu bleibenden Behinderungen (<1%). Häufigster Unfallort ist die Schule mit Kindergarten- und Wegeunfällen (55%). Präventionsmaßnahmen blieben bisher ohne langfristige und nachhaltige Wirkung und führten zu keiner gesicherten Senkung von Unfällen im Schulkindalter. Die vorliegende Untersuchung FILIUS (Forschungsinitiative Lebensqualität im Kindesalter, Unfallvermeidung und Sekundärprävention) ist eine Kohortenstudie, welche den Einfluss einer stattgehabten Verletzung auf die gesundheitsbezogene Lebensqualität von Kindern und Jungendlichen untersuchte. Exponierte wurden aus einer „secondary base“ gewonnen, hierbei handelt es sich um Kinder und Jugendliche, die zwischen 2004 und 2007 aufgrund eines Unfalls in der Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie des Unfallkrankenhauses Berlin ambulant oder stationär behandelt wurden und zum Befragungszeitpunkt zwischen 8 und 16 Jahre alt waren. Die nicht exponierte Vergleichsgruppe wurde an zwei Berliner Schulen generiert. Zur Lebensqualitätsmessung wurde der KINDLR-Fragebogen (Fragebogen zur Erfassung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität bei Kindern und Jugendlichen) eingesetzt, der verschiedene Aspekte (Körper, Psyche, Selbstwert, Freunde, Familie und Schule) erfasst. In der vorliegenden Untersuchung zeigte die Mehrheit ehemals verunfallter Kinder und Jugendlicher eine bessere Lebensqualität, als die nicht exponierte Berliner Vergleichskohorte. Die „Response Shift“ ist als ursächlich anzusehen, wobei angenommen wird, dass die reduzierte Lebensqualität in der Zeit nach dem Unfall zu einer höheren Einstufung der Lebensqualität nach Genesung führte. Bei der Analyse des Unfallherganges zeigte sich, dass über die Hälfte der Kinder und Jugendlichen beim Sport und Spiel (66,4%) und lediglich 8,2% im Straßenverkehr verunfallten. Bei der Betrachtung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität in Bezug zum Unfallhergang zeigten Kinder nach Straßenverkehrsunfällen jedoch den niedrigsten Total Quality of life sum Score mit einem Wert von 67,8. Im Gegensatz dazu erreichten Kinder nach Unfällen beim Sport und Spiel einen Totalsummenscore von 75,6. Es ergibt sich die Frage, wie viel Prävention zur Vermeidung von Unfällen im (Vor-)Schulalter nötig ist - aus ökonomischer Sicht am ehesten dort, wo tödliche und schwere Verletzungen entstehen können. Dementsprechend ist Prävention insbesondere zur Senkung von Unfällen im Straßenverkehr nötig. Präventionsmaßnahmen sollten gezielt, gut strukturiert und wissenschaftlich begleitet werden.
Die Pflanze Mitragyna speciosa Korth. ist ein Rötegewächs, das vorwiegend in den Sumpfgebieten Thailands und Malaysias vorkommt. Die Pflanze wie auch die Zubereitungen aus den Blättern der Pflanze werden in Thailand als Kratom bezeichnet. Die Blätter dieses Baumes werden traditionell in der Naturheilkunde, aber auch als Rauschmittel verwendet. Die Wirkung der darin enthaltenen Alkaloide, die sich wie der Neurotransmitter Serotonin von der Aminosäure Tryptophan ableiten, werden als einerseits stimulierend und andererseits sedierend/analgesierend beschrieben, was in zahlreichen Studien auch belegt wurde. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden zum Auszug von Alkaloiden aus Blattmaterial, zur Extraktion dieser Alkaloide aus diversen Lösungen und zu deren Detektion in einem HPLC/DAD- sowie einem GC/MS-System beschrieben. Weiterhin werden Möglichkeiten zur Identifizierung von Mitragyna-Alkaloiden ohne das Vorliegen von Vergleichssubstanzen gezeigt. Für die Indol-Alkaloide Mitragynin, Mitraciliatin, Speciogynin, Speciociliatin waren für die vier erstgenannten Substanzen Spektren in einer elektronischen Vergleichsbibliothek (NIST05) vorhanden. Das Paynanthein konnte aufgrund seines Fragmentierungsmusters identifiziert werden. Im Falle der übrigen ausgewählten Alkaloide konnten Vorschläge zur Grundstruktur erarbeitet werden. Für diese Substanzen waren keine Bibliotheksspektren als Vergleich verfügbar und auch die Literaturangaben erlaubten keine genaue Identifizierung. Wir schlagen aber aufgrund der Fragmentierungsmuster folgende Zuordnung vor: Speciofolin oder Isomer, Isorhynchophyllin oder Isomer, Mitragynin Oxindol A/B und (Iso-) Corynantheidin. Der Gehalt der identifizierten Alkaloide in 11 verschiedenen Kratomprodukten wurde ermittelt und der so erhaltene Alkaloid-Fingerprint zu den Herkunftsangaben dieser Produkte ins Verhältnis gesetzt. Zwei unbekannte Proben wurden mit diesen Daten verglichen. Als effektivstes Auszugsmittel erwies sich ein 80 %iges Methanol/Wasser-Gemisch, das zur Bestimmung der Alkaloidgehalte verwendet wurde. Die Mitragynin-Gehalte der untersuchten Kratomprodukte lagen zwischen 0,6 und 1,2 %; in einem als „10x-Extrakt“ angebotenen Produkt bei 3,9 %. Die benutzte Extraktionsmethode zeigt eine nahezu vollständige Wiederfindung der betrachteten Alkaloide und erlaubt eine Quantifizierung von Mitragynin in einer Konzentration, die weit unterhalb der von uns angestrebten Nachweisgrenze in Kratomprodukten (0,001 % des Blattmaterials) liegt. Es sollten jedoch auch prinzipiell für jedermann zugängliche Auszugsmethoden zur Anwendung gebracht werden, so dass darüber hinaus Teezubereitungen und Auszüge mit Trinkalkohol gefertigt und untersucht wurden. Der Auszug mit einem 80 %igen Ethanol/Wasser-Gemisch zeigte vergleichbare Ergebnisse zum methanolischen Auszug, wohingegen in den Teezubereitungen eine Ausbeuteverschlechterung und Verschiebung im Alkaloidmuster zu erkennen war. Die hier verwendete Standard-Methode wurde durch die ermittelten Parameter (Spektren, Retentionszeiten, Kalibration) so erweitert, dass eine Quantifizierung von Mitragynin im Routinebetrieb möglich ist. Eine Zuordnung der Produkte zu den angegebenen Herkunftsgebieten anhand des Alkaloid-Fingerprints erwies sich als nur begrenzt möglich. Eine GC/MS-SIM-Methode zur qualitativen Erfassung von Alkaloiden wurde erstellt und kann für weitere Untersuchungen (Quantifizierung) an Körperflüssigkeiten erweitert werden.
Im Zeitraum von September 1997 bis Dezember 2008 wurden 3809 Patienten erfasst, die im Rahmen des klinikinternen Polytrauma-Algorithmus eine CT-Untersuchung erhielten. Bei 95 Patienten wurde der Verdacht auf eine Darm- und Mesenterialverletzung geäußert, diese Patienten wurden in die Studie eingeschlossen. Im klinischen Verlauf wurden 55 Patienten operiert, 40 Patienten wurden nicht operiert. Die initialen CT-Untersuchungen wurden retrospektiv unter dem Aspekt der in der Literatur genannten Zeichen einer DMV ausgewertet und die Treffgenauigkeit der CT-Zeichen in Bezug auf die Unterscheidung von operationspflichtigen und konservativ therapierbaren Verletzungen bestimmt. Freie Flüssigkeit ist dabei das einzige CT-Zeichen mit einer hohen Sensitivität (96%). Spezifische CT-Zeichen für eine operationspflichtige DMV sind extraluminale Luft (98%), mesenterialer Kontrastmittelaustritt (90%),pathologisches Darmwand-Enhancement (100%) und der Abbruch von Mesenterialgefäßen (97%). Diese Zeichen sind jedoch insgesamt selten nachweisbar. Es konnte kein CT-Zeichen identifiziert werden, das zugleich sensitiv und spezifisch ist. Es konnte keine Befundkombination identifiziert werden, die eine höhere Sensitivität oder Spezifität als die einzelnen CT-Zeichen aufweist. Patienten mit operationspflichtiger DMV haben signifikant mehr positive CT-Zeichen als die konservativ therapierten Patienten der Vergleichsgruppe. Der Verdacht auf eine operationspflichtige Darm- und Mesenterialverletzung kann geäußert werden, wenn in der initialen CT-Untersuchung eines der spezifischen CT-Zeichen oder mehr als 3 positive CT-Zeichen nachweisbar sind.
Der klinische Erfolg einer Arzneimitteltherapie wird maßgeblich durch pharmakokinetische Eigenschaften eines Arzneistoffes bestimmt. Dieser ist unter anderem vom Transport und der Verteilung des Arzneistoffes in die Zielkompartimente abhängig. Während der Einfluss intestinal exprimierter Transportproteine auf die Absorption eines Arzneistoffes nach oraler Gabe bereits umfassend untersucht wurde, ist die Beteiligung dieser Proteine bei der Verteilung von Xenobiotika in die jeweiligen Wirkkompartimente ist bisher weniger umfassend untersucht. Ein Beispiel ist die pulmonale Penetration eines oral verabreichten Arzneistoffes. Es gibt erste Hinweise, die auf eine Beteiligung von Transportproteinen an der Akkumulation von beispielsweise Makrolidantibiotika in der Lunge schließen lassen. Ziel dieser Arbeit war, die Expression von für den Arzneimitteltransport wichtigen Proteinen in unterschiedlichen Kompartimenten der Lunge und gleichzeitig den Einfluss dieser auf die Verteilung von Arzneistoffen in die pulmonale Epithelialflüssigkeit und die bronchoalveolären Lavagezellen zu untersuchen. Die klinisch indizierte Kombinationstherapie eines Makrolides mit Rifampicin zur Eradikation von Rhodococcus equi in Fohlen bietet eine geeignete Grundlage dafür. Zur Auswertung pharmakokinetischer Untersuchungen entwickelten und validierten wir eine Flüssigchromatographie-Tandemmassenspektrometrie (LC-MS/MS)-Methode. Diese ermöglichte die Quantifizierung von Clarithromycin, 14-Hydroxyclarithromycin, Rifampicin und dessen Hauptmetaboliten 25-O-Desacetylrifampicin sowohl in den Proben der tierexperimentellen Studien als auch in den Zelllysaten der in vitro-Untersuchungen. In zwei Interaktionsstudien an gesunden Fohlen sollte der Einfluss einer chronischen Komedikation von Rifampicin, einem Induktor der Genexpression von ABC-Transportern, auf die Verteilung der Makrolide Tulathromycin bzw. Clarithromycin in die pulmonalen Kompartimente untersucht werden. Hierbei stellten wir nach Rifampicingabe eine deutliche Abnahme der Akkumulation beider Makrolide in den pulmonalen Kompartimenten fest. Die mittels TaqMan®-Methoden durchgeführten Genexpressionsuntersuchungen ergaben den unerwarteten Befund einer fehlenden Induktion der mRNA von ABCB1 und ABCC2 durch Rifampicin. Für Clarithromycin ist bekannt, dass es ein Substrat von ABCB1 und ABCC2 ist. In in vitro-Transportstudien an überexprimierenden Zellmodellen sowie Vesikeln transfizierter Zellen zeigten wir, dass Tulathromycin keine Affinität zu den genannten Transportproteinen besitzt. Somit konnten die pulmonalen Auswärtstransporter nicht ursächlich sein für den Verlust an Makrolidkonzentration an ihrem Wirkort. Gleichzeitig sank die orale Bioverfügbarkeit von Clarithromycin signifikant um mehr als 90% wohingegen die Bioverfügbarkeit von Tulathromycin nur um 25% sank. Dieser drastische Verlust an Bioverfügbarkeit von Clarithromycin konnte weder allein mit einem gesteigerten intestinalen Efflux noch durch den gesteigerten hepatischen Metabolismus des CYP3A4-Substrates erklärt werden. Diese Ergebnisse weisen auf eine Beteiligung anderer intestinaler Aufnahmemechanismen hin. Die anschließend durchgeführte Studie zur Untersuchung der akuten Interaktion von Clarithromycin und Rifampicin erbrachte ähnliche Ergebnisse bezogen auf die pulmonalen Kompartimente. Die orale Absorption war jedoch um „nur“ 70% reduziert. Den Unterschied von etwa 20% in der Veränderung der oralen Absorption von Clarithromycin verglichen zur chronischen Therapie konnten wir mit der nach akuter Komedikation ausbleibenden Induktion von ABCB1, ABCC2 und dem Biotransformationsenzym CYP3A4 begründen. Auffallend waren die verdoppelten Verhältnisse der Konzentration von Clarithromycin in der Epithelialflüssigkeit verglichen zum Plasma sowohl nach chronischer als auch nach akuter Komedikation. Die weiteren Transportuntersuchungen an transfizierten Zellen zeigten einen inhibitorischen Einfluss von Clarithromycin auf alle Vertreter der organic anion transporting polypeptide (OATP-) Familie (OATP1B > OATP1B1 > OATP1A2 > OATP2B1). In den direkten Akkumulationsversuchen stellte sich Clarithromycin jedoch nicht als Substrat der genannten Transportproteine dar. Wir konnten somit verdeutlichen, dass die klinisch indizierte Kombinationstherapie aus Makroliden und Rifampicin zur Elimination des pathogenen R. equi mit einer drastischen Absorptionsminderung von Clarithromycin verbunden ist und die Akkumulation im pulmonalen Zielkompartiment deutlich beeinträchtigt ist. Dennoch werden in der pulmonalen Epithelialflüssigkeit und den bronchoalveolären Lavagezellen therapeutisch ausreichend hohe Konzentrationen erreicht. Wir konnten im Vergleich der akuten und der chronischen Interaktion der Antibiotika die Beteiligung von intestinalen Transportmechanismen, die durch Rifampicin modulierbar sind, nachweisen. Die detaillierte Aufklärung der beteiligten Transportproteine bietet Ansatzpunkte für zukünftige Forschungsarbeiten.
In Anbetracht der zunehmenden UV-Intensität und des Wissens um die Spätfolgen jedes einzelnen Sonnenbrandes besteht ein großes Interesse an UV-protektiven Wirkstoffen. Daher war es Ziel dieser Arbeit, neue Wirkstofflieferanten aus der Natur für diese Anwendung zu identifizieren. Ein breites Spektrum von verschiedenen Organismen wurde auf ihre protektiven oder regenerativen Effekte auf UVB-behandelte Keratinozyten hin gescreent und anschließend vielversprechende Naturstoffe ausgewählt und genauer untersucht. Zusätzlich war die Auffindung von vitalitätssteigernden sowie zytotoxisch wirkenden Extrakten und Reinstoffen von Interesse. Dazu wurden zunächst in vitro Testmodelle auf Basis der humanen Keratinozytenzelllinie HaCaT etabliert und die Wirkung von UVB-Strahlung auf diese Zellen charakterisiert. Genutzt wurden der MTT-Assay zur Bestimmung der Vitalität und Proliferation, der Neutralrot-Assay zur Bestimmung der Integrität der Zellmembran und Proliferation und der Lactatdehydrogenase-Assay zur Bestimmung der Integrität der Zellmembran. Mittels Durchflusszytometer wurden Zellzyklusanalysen durchgeführt, sowie zur Erfassung von DNA-Schäden die Einzelzellgelelektrophorese (Comet-Assay), außerdem wurde mit Hilfe des Interleukin-6-Assays die zelluläre Zytokinproduktion gemessen. Nach Bestrahlung der HaCaT-Zellen mit UVB ergaben sich zeit- und dosisabhängig folgende wesentliche Effekte: Ein leichter G2/M-Arrest bei geringeren UVB-Dosen (10mJ/cm2-30mJ/cm2), ein G0/G1-Arrest bei höheren UVB-Dosen (50mJ/cm2 und 100mJ/cm2), die dosisabhängige Zunahme des subG1-Peaks (Apoptoseinduktion), die Zunahme der LDH-Freisetzung mit steigender UVB-Dosis, die Stimulation der IL-6-Produktion mit steigender UVB-Dosis, sowie eine dosisabhängige Schädigung der DNA sowohl sofort nach UVB-Bestrahlung als auch nach 24 stündiger Inkubation. Nach Testung verschiedener UVB-Dosen und unterschiedlicher Inkubationszeiten wurde zur Untersuchung der Naturstoffe mit einer Dosis von 20mJ/cm2 UVB und einer Inkubationszeit von 24 Stunden gearbeitet. Die Testung auf UV-protektive Wirkungen der Extrakte gegenüber DNA-Schäden anhand des Comet Assays erfolgte direkt nach UVB-Bestrahlung. In dieser Arbeit wurden insgesamt 100 verschiedene Extrakte und 12 Reinsubstanzen allein oder in Kombination mit UVB-Strahlung untersucht. Die getesteten Naturstoffe stammten von Algen, Cyanobakterien, terrestrischen und marinen Pilzen, sowie von Pflanzen. Im Folgenden sind die wichtigsten Ergebnisse aufgelistet: Eine vitalitätssteigernde Wirkung auf HaCaT-Zellen zeigten 33 Extrakte und Reinsubstanzen. Durch die Inkubation mit 12 Naturstoffen konnte ein Serummangel-induzierter G0/G1-Zellzyklusphasenarrest bei den HaCaT-Zellen verhindert oder überwunden werden. Ein durch UVB-Strahlung induzierter G2/M-Zellzyklusarrest konnte durch Inkubation der Zellen mit 9 Naturstoffen verhindert oder überwunden werden. 11 Naturstoffe führten zu einer verminderten Lactatdehydrogenase-Freisetzung UVB-bestrahlter Zellen. 5 Naturstoffe hemmten die UVB-induzierte IL-6-Produktion der Zellen. 15 Naturstoffe führten auf unterschiedlichen Wegen zu einer Verminderung UVB-bedingter DNA-Schäden an HaCaT-Zellen. Eine zytotoxische Wirkung auf HaCaT-Zellen zeigten 58 Extrakte und Reinsubstanzen Anhand der Ergebnisse sind die drei terrestrischen Pilze Inonotus nodulosus, Piptoporus betulinus und Tricholoma equestre, sowie die beiden Pflanzen Annona muricata und Harpephyllum caffrum aussichtsreiche Kandidaten für eine zukünftige Anwendung als Hautschutz- oder Hautpflegemittel. Des Weiteren haben auch die Extrakte von Nannochloropsis spec., Ganoderma lucidum, Ganoderma pfeifferi, Hydnotrya michaelis, Tricholoma populinum und Tamarix aphylla auffällige Ergebnisse geliefert und verdienen weiteres Interesse. Die Ergebnisse zeigen die Eignung der etablierten Testmodelle zur Auffindung von Wirkstoffen mit UV-protektiven und weiteren Effekten auf Hautzellen. Gleichzeitig wird auch das große Potential von Organismen verschiedener Gruppen zur Bildung von Naturstoffen mit derartigen Eigenschaften deutlich.
Im Gegensatz zu den Hexapoda und Crustacea (Tetraconata) liegen nur wenige Daten zur Architektur des Nervensystems der Chilopoda vor. Ein besonderer Fokus in neuroanatomischen Studien der Arthropoda liegt auf der internen Organisation des Deutocerebrum. Das Deutocerebrum ist ein primärer Verschaltungsort antennaler Sinnesmodalitäten. Es wurde von Schachtner et al. (2005) gezeigt, dass bei Vertretern der Hexapoda und Crustacea spezifische Synapomorphien in Bezug auf die olfaktorischen Glomeruli festzustellen sind. Durch den Einsatz verschiedenster histologischer Techniken, immunhistochemischer sowie histochemischer Methoden, anterograder Backfill-Anfärbungen und der dreidimensionalen Rekonstruktion wurde das Deutocerebrum der Chilopoda in dieser Dissertation untersucht um zu verifizieren, ob das Deutocerebrum ähnlich zu dem der Tetraconata ausgeprägt und ob diese innerhalb der Mandibulata homologisierbar sind. Zudem wurden die gewonnen Daten mit neuroanatomischen Studien zu den Chelicerata verglichen. Das Deutocerebrum der Chilopoda ist durch mehrere Merkmale charakterisiert: (1) Innervierung durch antennale sensorische Neuriten, (2) ein anterior gelegener olfaktorischer Lobus, (3) der posterior gelegene Corpus lamellosum, (4) afferente Projektionen aus der Antenne die in das Unterschlundganglion projizieren sowie (5) Projektionstrakte zwischen dem Protocerebrum und dem olfaktorischen Lobus. Neuroanatomische Daten zeigen, dass ein Schwestergruppenverhältnis zwischen Myriapoda und Chelicerata höchst unwahrscheinlich ist, da das durch sensorische Anhänge innervierte Neuromer bei den Chelicerata nicht durch ein mechanosensorisches Neuropil charakterisiert ist. Basierend auf den Befunden der untersuchten Chilopoda ergibt sich als Apomorphie der Mandibulata, dass der sensorische Eingang durch die homologe deutocerebrale Antenne zwei distinkte Neuropilbereiche innerviert. Sensorische Informationen werden hauptsächlich von antennalen Sensillen wahrgenommen. Mit Ausnahme der Scutigeromorpha, lagen für alle höheren Taxa der Chilopoda Daten zur Struktur und Diversität antennaler Sensillen vor. In der vorliegenden Arbeit konnte diese Lücke geschlossen werden und ein Vergleich der antennalen Sensillen innerhalb der Chilopoda durchgeführt werden. Innerhalb der Chilopoda lassen sich für die Scutigeromorpha drei einzigartige antennale Strukturen feststellen: (1) der Besitz von langen Antennen mit Noden, die „sensory cones“ tragen, (2) der Besitz eines zweigliedrigen Schaftes, der das Schaftorgan trägt und (3) der Besitz des Beak-like Sensillums. Ein dritter Aspekt dieser Arbeit behandelt verhaltensbiologische Untersuchungen bei Vertretern der Chilopoda. Zusammenfassend zeigen die durchgeführten Experimente, dass die Chilopoda (im Speziellen Scutigera coleoptrata) Sinnesreize über die Antenne wahrnehmen kann, spezifische neuronale Strukturen für die Verarbeitung besitzen und auf olfaktorische Reize reagieren.
Innerhalb eines Jahres wurden 55 Frühgeborene der perinatologischen Abteilung des Zentrums für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Greifswald der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald hinsichtlich der Antikörperbildung auf hexavalente Impfstoffe untersucht. Die Einteilung erfolgte in drei Gruppen mit einer Zuordnung entsprechend dem Geburtsgewicht. Die Grundimmunisierung begann gemäß kalendarischem Alter nach vollendetem zweiten Lebensmonat und umfasste drei Impfstoffgaben des Priming. Es erfolgten Antikörper-Bestimmungen vor Beginn der ersten Impfung und vier Wochen nach der dritten hexavalenten Impfung. Nach Abschluss der ersten drei Impfungen im Rahmen der Grundimmunisierung mit einem hexavalenten Kombinationsimpfstoff erreichten mehr als 94 % der Frühgeborenen einen ausreichenden Impfschutz gegen Tetanus, Diphtherie, Hepatitis B, FHA und Poliomyelitis Typ 1, 2 und 3. Etwa ein Fünftel der Impflinge bildete keine ausreichenden PRP-Antikörper im Langzeitschutz und ein Zehntel keine ausreichenden PT-Antikörper. Frühgeborene sollten wie reife Neugeborene ab vollendetem zweiten Lebensmonat mit Kombinations-Impfstoffen geimpft werden. Für alle Frühgeborenen wäre eine zusätzliche hexavalente Impfung innerhalb des ersten Lebensjahres zu empfehlen, um einen ausreichenden Impfschutz gegen Hämophilus influenzae Typ b im Langzeitschutz, Pertussis und bei sehr kleinen Frühgeborenen mit einem sehr niedrigen Gestationsalter und Geburtsgewicht auch gegen Hepatitis B zu erreichen.