Open Access

Lipohypertrophien (LHT) sind Veränderungen des subkutanen Fettgewebes, die durch die Langzeitanwendung von Insulin bei ca. 40 % der Patienten entstehen. Sie waren bisher von fraglicher klinischer Relevanz und teilweise schwierig zu diagnostizieren. Die Veröffentlichungen im Rahmen dieser kumulativen Dissertation untersuchten die pharmakotherapeutische Bedeutung von Lipohypertrophien und untersuchten erstmals die Thermographie als diagnostische Option für LHT. Dabei zeigte sich im euglykämischen Clamp-Versuch eine signifikant reduzierte Bioverfügbarkeit des Insulins nach Injektion in LHT von 78-80 % im Vergleich zur Applikation in gesundes Gewebe. Zwei der dreizehn Probanden zeigten keine Insulinwirkung. Die intraindividuelle Variabilität war signifikant höher in LHT als im gesunden Gewebe. Bei der erstmaligen systematischen Untersuchung von LHT mit einer hochwertigen Wärmebildkamera zeigte sich eine mäßige diagnostische Güte, verglichen mit den ebenfalls teilweise schwierigen Methoden der Inspektion, Palpation und des Ultraschalls. Insbesondere in der Kontrollgruppe war eine klare Abgrenzung von gesundem Gewebe schwierig. Aufgrund der Beeinflussung der Sicherheit, Effektivität und der Effizienz der Pharmakotherapie durch LHT, sollten diese als Injektionsort vermieden werden. Diese Arbeit konnte den Nutzen der Thermographie als diagnostische Option bei LHT zwar nicht klar beweisen, jedoch diesen auch nicht ausschließen.

Das Renin-Angiotensin-System (RAS) ist ein Hormonsystem, das über die Bindung von Angiotensin-Peptiden an ihre spezifischen Rezeptoren vielfältige physiologische Prozesse beeinflussen kann. In den letzten Jahren gelangte die alternative Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2)/Angiotensin (Ang)-(1-7)/Mas-Rezeptor-Achse des RAS aufgrund ihrer protektiven Rolle bei pathophysiologischen Zuständen in den Fokus der Forschung. Wenig untersucht war bislang die Relevanz der lokalen ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse für die Funktion von Langerhans-Inseln, besonders in Hinblick auf die Produktion und Sekretion von Insulin. Daher sollte im Rahmen der vorliegenden Arbeit der Einfluss des Mas-Rezeptors und seines Liganden Ang-(1-7) auf die β-Zell-Funktion bestimmt und verantwortliche molekulare Mechanismen aufgeklärt werden. Dazu wurden isolierte Langerhans-Inseln von Wildtyp (WT) und Mas-defizienten Mäusen genutzt, die zunächst umfassend hinsichtlich der Expression der Komponenten der ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse charakterisiert wurden. Dann wurde der Einfluss des Ang-(1-7) sowie der Ang-(1-7)-Antagonisten D-Ala7-Ang-(1-7) (A779) und D-Pro7-Ang-(1-7) (D-Pro) auf die Insulinproduktion und Glucose-stimulierte Insulinsekretion (GSIS) bestimmt. Isolierte Inseln von Mas-defizienten Mäusen zeigten im Vergleich zu WT-Inseln eine signifikant reduzierte GSIS. Entsprechend bewirkte in WT-Inseln die Inkubation mit A779 und D-Pro eine Reduktion der GSIS, wohingegen der Mas-Ligand Ang-(1-7) diese signifikant steigern konnte. Diese Befunde unterstreichen die Bedeutung der ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse für die Modulation der Insulinsekretion in Langerhans-Inseln. Unter Verwendung pharmakologischer Hemmstoffe wurden zugrunde liegende Signal-Transduktionswege untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sprechen für die Beteiligung von cyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP) an der Mas-abhängigen Regulation der Insulinsekretion. Ergebnisse weiterführender Experimente machen wahrscheinlich, dass diese Ang-(1-7)-stimulierte Insulinsekretion hauptsächlich über das exchange protein directly activated by cAMP 2 (EPAC2) verläuft. Auch nach Langzeit-Applikation von Ang-(1-7) in vivo zeigte sich ein stimulierender Effekt von Ang-(1-7) auf die GSIS von WT-Inseln. Es wurden auch Hinweise auf Mas-Rezeptor-unabhängige Ang-(1-7)-Wirkungen erhalten, die Gegenstand weiterführender Untersuchungen sind. Der Einfluss von Ang-(1-7) und A779 auf die Glucosetoleranz in vivo war dagegen marginal. Um weitere Signalwege und Komponenten zu identifizieren, die an der Mas-abhängigen Regulation der GSIS beteiligt sind, wurde eine Massenspektrometrie-basierte Proteomanalyse von Langerhans-Inseln aus WT- und Mas-defizienten Mäusen ohne und unter Einwirkung von Ang-(1-7) und A779 durchgeführt. Die Kandidaten mit signifikanten Mengenänderungen wurden anschließend über die Ingenuity® Pathway Analyse (IPA) in molekulare Netzwerke und funktionelle Kategorien eingeordnet. Die stärkste Beeinflussung konnte bei den funktionellen Kategorien Zelltod und Zellüberleben, gastrointestinale Erkrankungen, Erkrankungen des endokrinen Systems, Stoffwechselerkrankungen und Zellzyklus festgestellt werden. Die Sekretions-Maschinerie wurde als ein wahrscheinlicher Angriffspunkt der Ang-(1-7)/Mas-vermittelten Signale in den Langerhans-Inseln identifiziert, da einige regulierte Proteine sekretionsassoziierte Signalwege, vesikelassoziierte Faktoren, Komponenten des Endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparates sowie Regulatoren des Zytoskeletts betreffen oder als potenziell übergeordnete Regulatoren vorhergesagt werden konnten. Als eines der interessantesten Proteine wurde dabei das Golgi-reassembly stacking protein 2 (GORASP2) identifiziert, das für die akkurate Golgi-Stapelung in der Zelle verantwortlich ist und auch in die unkonventionelle Proteinsekretion involviert ist. Eine Mas-Rezeptor-abhängige Beeinflussung von GORASP2 und damit der Insulinsekretion erscheint möglich und sollte in weiterführenden Analysen verifiziert und hinsichtlich der molekularen Prozesse detailliert untersucht werden. Die vorgelegten Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse des RAS sowohl in vitro als auch in vivo einen positiven Einfluss auf die β-Zell-Funktion ausübt. Inwieweit sich daraus neue Ansatzpunkte für die Behandlung von Erkrankungen mit gestörter β-Zell-Funktion ergeben können, müssen Folgeuntersuchungen zeigen. Denkbar wäre die Steigerung der GSIS bei Typ-2-Diabetes mellitus mittels stabilen Ang-(1-7)-Agonisten. Diese Möglichkeit zeigt die Wichtigkeit zur weiteren Erforschung der ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse in Langerhans-Inseln und ihrer genauen Wirkungen auf die Funktion von β-Zellen.

Im Rahmen der Karlsburger Typ-1-Diabetes-Risikostudie wurden 11.986 Schulkinder in einem kombinierten Screening auf die diabetes-assoziierten Autoantikörper (AAk) GADA, IAA und IA-2A mittels Radioliganden-Bindungsassays untersucht, AAk-positive Probanden HLA-DQB1 genotypisiert und hinsichtlich der Entwicklung eines Typ-1-Diabetes mellitus (T1DM) über fast 20 Jahre beobachtet. Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass ein Screening auf diese biochemisch definierten AAk das T1DM-Risiko in der Allgemeinbevölkerung ebenso gut differenzieren kann, wie dies bereits in anderen Studien bei Probanden mit einer genetischen Prädisposition beschrieben wurde. Die starke positive Assoziation der AAk mit immungenetischen diabetes-assoziierten Risikomarkern (HLA-DQB1*0302 und/oder *02) konnte in der vorliegenden Studie auch für die Allgemeinbevölkerung bestätigt werden. Positivität für multiple diabetes-assoziierte AAk hatte das größte kumulative T1DM-Risiko und ist vergleichbar mit Ergebnissen von Studien bei erstgradigen Verwandten. Die Ergebnisse konnten außerdem zeigen, dass Studien, welche Probanden aufgrund genetischer Vorselektion rekrutierten, eine substantielle Anzahl der im Rahmen der Karlsburger Typ-1-Diabetes-Risikostudie manifestierten Kinder übersehen hätten. Diabetes-assoziierte HLA-DQB1-Allele hatten zwar eine hohe Sensitivität, aber nur eine geringe Spezifität zur Identifizierung von späteren Diabetikern in dieser Kohorte. Das AAk-Screening mit Nachweis von multipler AAk-Positivität war somit mit hoher Sensitivität und Spezifität zur Identifizierung von Diabetikern der Analyse der HLA-DQB1-Risikoallele bei AAk-positiven Probanden überlegen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass ein kombiniertes Populationsscreening auf die diabetes-assoziierten Autoantikörper geeignet ist, um Probanden aus der Allgemeinbevölkerung mit höchstem T1DM-Risiko für Präventionsprogramme zu identifizieren. Dies könnte, sobald sichere und effektive Strategien zur Prävention des T1DM zur Verfügung stehen, zum Beispiel im Rahmen der gesetzlichen Vorsorgeuntersuchungen im Kleinkindalter flächendeckend realisiert werden.

SHIP-Trend ist eine eigenständige populationsbasierte, epidemiologische Kohortenstudie im Rahmen der „Study of Health in Pomerania“ (SHIP). 4.420 Probanden aus dem Raum Vorpommern wurden hierfür einer umfangreichen körperlichen Untersuchung inklusive einer Fundusfotografie unterzogen. Von 3.218 Probanden lagen im Ergebnis digital auswertbare Fundusfotografien in der erforderlichen hohen Abbildungsqualität vor. Mit den darauf spezialisierten Computerprogrammen „Visualis 2.62“ und „VesselMap 3“ von IMEDOS Systems UG, Jena konnte eine Auswertung dieser Fundusfotografien erfolgen. Anhand der ermittelten Ergebnisse zur statischen Analyse der Netzhautgefäße des Sehorgans sollte der Einfluss des Diabetes mellitus auf die retinale Mikrostrombahn analysiert werden. Mittels der speziellen Software konnte für jede digitale Fundusfotografie bei der statischen Gefäßanalyse (SVA) das Arterienäquivalent (CRAE), das Venenäquivalent (CRVE) sowie die arterio-venöse Ratio (AVR) bestimmt werden. Diese Parameter wurden an Hand der auf der Fundusfotografie markierten Arterien und Venen - nach den von Parr und Hubbard erstmalig vorgestellten Formeln - berechnet. Für die untersuchte Population konnte nachgewiesen werden, dass Männer im Vergleich zu Frauen statistisch signifikant häufiger eine niedrige AVR aufweisen. Dabei steigt im höheren Alter die AVR an und das CRVE nimmt ab. Einen statistisch signifikanten Einfluss des Alters auf das CRAE konnten in der untersuchten Kohorte nicht beobachtet werden. Demgegenüber zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit aller drei Messwerte von der vorherrschenden systolischen und diastolischen Blutdrucksituation. Die AVR, das Arterien- und das Venenäquivalent nehmen mit steigendem Blutdruck ab. Das CRAE lässt jedoch eine deutlich stärkere Reduktion als das CRVE erkennen, daraus resultiert eine geringe aber statistisch signifikante Reduktion der AVR. In der Kohorte der Probanden mit einer den Qualitätsanforderungen entsprechenden Fundusfotografie lag die Prävalenz für Diabetes mellitus bei 7,1 %. Für die Gesamtkohorte SHIP-Trend wurde ein höherer Wert mit 9,01% festgestellt. Für das Probandenkollektiv, welches in die statische Gefäßanalyse der retinalen Mikrostrombahn eingeschlossen wurde, konnte kein statistisch signifikanter Einfluss des anamnestischen Vorhandenseins eines Diabetes mellitus auf die AVR, das CRAE oder CRVE nachgewiesen werden (p= 0,54; 0,938; 0,673). Es ließ sich allerdings ein statistisch signifikanter Einfluss des HbA1c-Wertes auf das CRAE und das CRVE feststellen (p= 0,007). Mit einem höheren HbA1c-Wert konnten wir einen statistisch signifikanten Anstieg des Arterien- und Venenäquivalentes ermitteln, aber keinen Einfluss auf die AVR (p= 0,856). Für die Interpretation der Ergebnisse ist von Bedeutung, dass im Rahmen einer populationsbasierten Kohortenstudie der Anteil von Teilnehmern selbst mit häufigen Volkskrankheiten naturgemäß begrenzt ist. Von den 4.420 Probanden gaben 351 im Interview an, an Diabetes mellitus erkrankt zu sein. Davon waren von 119 Probanden keine auswertbaren Fundusfotografien zu bekommen. Es verblieben damit 232 Diabetiker für die weiteren Analysen. Pathologische HbA1c-Werte von ≥ 6,5% fand man bei 149 Probanden der 3.218 Probanden mit auswertbaren Fundusfotografien. Schwere Gefäßveränderungen an der Netzhaut konnten bei 13 Teilnehmern objektiviert werden. Außerdem reagiert der menschliche Organismus auf verschiedenste äußere und innere Einflussfaktoren mit einem begrenzten Reaktionsmuster. Das heißt auch andere Einflussfaktoren wirken sich auf die evaluierten Parameter der retinalen Mikrostrombahn aus. Im Rahmen der statistischen Datenanalyse konnte beispielsweise ein signifikanter Einfluss des aktiven Rauchens auf das Arterien- und Venenäquivalent im Sinne einer Steigerung des Äquivalents beobachtet werden. Für das Venenäquivalent war dies selbst für den anamnestisch erhobenen Faktor „früherer Raucher“ noch statistisch signifikant. Diese Ergebnisse zeigen, dass der HbA1c-Wert einen statistisch signifikanten Einfluss auf das CRAE und das CRVE hat. Entgegen unserer Vermutungen konnten wir keinen Einfluss auf die AVR nachweisen. Mit erhöhtem HbA1c-Wert zeigte sich eine Erweiterung der Arteriolen und Venolen. Jedoch setzen die Berechnungen voraus, dass die Gefäße gleichmäßig rund sind. Ovale Gefäßdurchmesser lassen sich nicht anhand der Fundusaufnahmen in allen Ausdehnungsrichtungen beurteilen. Unter diesem Vorbehalt sind die vorliegenden Resultate zu betrachten. Die Methode der statischen Gefäßanalyse macht es möglich, das Ausmaß der Gefäßveränderungen durch Diabetes mellitus, arterielle Hypertonie und Rauchen auch in größeren Kohortenstudien nichtinvasiv zu beurteilen.

An interesting subclass of the SLs are Cers, the simplest SLs. Cers are assigned a special role within SLs because of their involvement in many cellular and biophysical processes.In literature Cers are describe to modulate many events in signaling including apoptosis. Besides its role as second messenger and therefore the involvement in many signal cascades, Cers are also known to be essential in physical modifications and structural alternations of membranes. Such regulatory functions on membrane formation are e.g. domain formation with other lipids (i.g. SM and Chol), phase separation with sterols (Chol), vesicular trafficking, fusion, membrane curvature fluidity and thickness and the induction of membrane leakiness. In contrast to phospholipids, Cers can move from one side of the membrane leaflet to the other, due to their strong hydrophobicity. This movement is called flip-flop or as transbilayer movement and is controversially discussed. Consequently, no exact value has been reported about the flip-flop property of Cers, which probably plays an important role during the transmission of an extra cellular signal through the membrane.In order to probe the biophysical properties of ceramides, a synthetic access to 1-thioceramides (1-SHCer) analogues with different N-acyl chain length has been developed in this study. With 1SHCer the flip-flop was investigated on pre-formed liposomes and the data indicated a very rapid flip-flop of Cers with a half time t1/2 <10s in raft- and non-raft like membrane models. Furthermore, the acyl chain length exhibited no measurable impact on the speed of the flip-flop. Utilizing the same probes the importance of hydrogen bond donor and acceptor properties of Cers upon interaction with sphingomyelin in the presence or absence of cholesterol (Chol) has been probed. Performed fluorescent quenching experiments (P.Slotte) proposed the following relative preference in interaction with pSM:pSM:DAGs > pSM:Cer > pSM:Chol > pSM: 1-pCerSH.Most strikingly, the importance of the 1-OH H-bond acceptor functionality to replace Chol around and above the melting temperature of pSM has been demonstrated. Recently, an unusual subclass of SLs, named 1-deoxysphingoids have come to the foreground, as biomarker for metabolic disorders. 1-doxSA is physiologically generated (10-40nM) due to substrate promiscuity of SPT and shown to be elevated in patients with metabolic disorders. In this study an organic synthetic access to fluorescent DSB derivatives was established, featuring a fluorescent moiety at the lipid tail, such as FITC 26. Comprehensive fluorescent studies of 26 revealed an unusual subcellular distribution. Exogenous 1-doxSA analogues, such as FB1 and 1-doxSA-FITC, enter via specific entry points. During the next few hours these lipids accumulate within the cytosol prior to N-acylation by CerS. Upon N-acylation, the newly formed 1-doxdhCer and its analogues insert into the ER membrane.The fluorescent probe and most likely FB1 analogues accumulate within the late endosomal and lysosomal system, probably via a direct connection with the ER. Analysis of the lipid metabolism of unlabeled 1-doxSA and FB1 revealed a strikingly similar behavior, pointing towards a common pharmacological effect. Complete consumption of TG within 24h in epithelia cells combined with GO analysis of 1-doxSA interacting lipids indicates significant modulation of fatty acid degradation, pointing towards regulation of the energy metabolism. This is in good agreement with the observed induction of autophagy. Together, this rapid and similar metabolic change of both 1-doxSA and FB1, points toward direct 1-doxSA head-group related lipid-protein interaction and less toward the influence of FB1 on CerS activity. This work suggests the biological significance of 1-doxSA as a primary nutrient sensor to maintain nutrient homeostasis and its role in the pathophysiology of metabolic diseases.

Einleitung: Es gibt derzeit zwei anerkannte Therapieoptionen des Typ-1-Diabetes mellitus bei Kindern und Jugendlichen. Diese sind die konventionelle Injektionstherapie und die subkutane Insulinpumpentherapie. Ziel dieser Arbeit ist der Vergleich dieser beiden Therapieformen hinsichtlich der Therapiesicherheit und der Effektivität der metabolischen Einstellung bei Kindern und Jugendlichen in stationärer Rehabilitationsbehandlung. Patienten und Methoden: Eingeschlossen in diese Untersuchung wurden alle Kinder und Jugendlichen (n = 901, 52 % Mädchen, Alter 11,5 ± 4,0 Jahre, Diabetesdauer 4,0 ± 3,6 Jahre, HbA1c 8,61 ± 2,12 %), die im Zeitraum zwischen dem 01.04.2004 und dem 31.10.2010 in Rehabilitationsbehandlung im Inselklinikum Heringsdorf aufgenommen waren. Ergebnisse: Zum Zeitpunkt der Aufnahme werden 707 Patienten mit intensivierter Injektionstherapie und 194 mittels Insulinpumpe behandelt. 10 % der Kinder (n = 92) waren im Vorschulalter (< 6 Jahre), 26 % (n = 232) im Grundschulalter (≥ 6 < 11 Jahre), 49 % (n = 443) im Pubertätsalter (≥ 11 < 16 Jahre) und 15 % (n = 134) waren postpubertär (≥ 16 Jahre). Kinder und Jugendliche mit CSII hatten eine längere Diabetesdauer (5,3 ± 3,7 vs. 3,6 ± 3,5 Jahre, p < 0,01) bei vergleichbarem HbA1c (8,35 ± 1,71 vs. 8,72 ± 2,26 %, p = 0,09), niedrigeren postprandialen Blutglukosewerten (10,0 ± 3,0 vs. 12,2 ± 3,3 mmol/l, p = 0,03), einer vergleichbaren mittleren Blutglukoseschwankungsamplitude (9,8 ± 3,2 vs. 9,4 ± 3,4 mmol/l, p = 0,22) und einer höheren Zahl von Blutglukoseselbstkontrollen (45,4 ± 13,3 ± 38,2 ± 11,5 Selbstkontrollen/Woche, p < 0,01). In der multivariaten Analyse ergab sich die Blutglukoseschwankungsamplitude als wichtigster mit dem HbA1c assoziierter Parameter (ICT-Gruppe R-square = 0,372, ß = 0,184, p < 0,01, CSII-Gruppe: R-square = 0,313, ß = 0,241, p < 0,01). Das Auftreten an Hypoglykämien in der ICT-Gruppe (R-square = 0,09) ist assoziiert mit der Anzahl an Blutglukoseselbstkontrollen (β=0,17, p<0,01), dem HbA1c (β= - 0,12, p<0,01), der Blutglukoseschwankungsamplitude (β=0,08, p=0,04) sowie der Diabetesdauer (β= -0,1, p<0,01). Dementgegen besteht in der CSII-Gruppe (R-square = 0,06) eine negative Assoziation mit der Diabetesdauer (β= - 0,251, p<0,01). Schlussfolgerungen: Kinder und Jugendliche mit Typ-1-Diabetes mellitus werden besonders häufig im Pubertätsalter zur stationären Rehabilitation eingewiesen. Gerade hier benötigen viele Jugendliche zur optimalen Stoffwechseleinstellung und psychosozialen Teilhabe besondere Unterstützung (Empowerment, strukturierte Behandlung und Schulung). In Zusammenschau aller Altersgruppen zeigen die untersuchten metabolischen Parameter zwischen beiden Therapiegruppen einen vergleichbaren Therapieerfolg (HbA1c und Blutglukoseschwankungsamplitude) und keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Therapiesicherheit (Anzahl an Hypoglykämien). Hinsichtlich zukünftiger Ansatzpunkte für eine weitere Verbesserung der metabolischen Kontrolle wäre eine Verringerung der Blutglukoseschwankungsamplitude ein lohnenswertes Ziel.

Der Diabetes mellitus ist eines der großen Gesundheitsprobleme der westlichen Industrienationen. Laut der Internationalen Diabetes Föderation (IDF) ist Deutschland mit 12 Prozent das Land mit der höchsten Diabetesprävalenz in Europa. Für das Gesundheitssystem stellen die Erkrankung und vor allem die daraus resultierenden Begleiterkrankungen einen erheblichen Kostenfaktor dar. Studien zur Therapiequalität belegen, dass ein Großteil der Diabetiker dauerhaft zu hohe Blutzuckerwerte hat. Oftmals stellt sich in der Behandlung des Diabetes das Problem der regelmäßigen Therapiekontrolle. Dieses Problem wird sich vor allem in ländlichen Räumen mit mangelnder hausärztlicher Versorgung und im Hinblick auf die demographische Entwicklung weiter verschärfen. Ein allgemeiner Lösungsansatz zur Entlastung der Hausärzte wurde mit dem AGnES-Konzept (Arzt-entlastende Gemeinde-nahe E-Health gestützte, Systemische Intervention) entwickelt. Zusätzlich qualifizierte AGnES-Fachkräfte übernahmen in Delegation des Hausarztes Hausbesuche und führten ein standardisiertes Monitoring und indikationsbezogene Vitalwertmessungen durch. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Blutzuckereinstellung, die antidiabetische Arzneimitteltherapie und die arzneimittelbezogenen Probleme einer alten, multimorbiden und in seiner Mobilität eingeschränkten Patientengruppe. In der Follow-up Untersuchung werden Effekte des AGnES-Konzepts beschrieben. Insgesamt befanden sich 355 Patienten (Alter MW=79) mit gemessenen Plasmaglukosewerten (Grenzwerte: präprandiale Messung: 90-130 mg/dl; postprandiale Messung: <180 mg/dl nach ADA Guidelines 2005) und Informationen über den zeitlichen Abstand zur letzten Mahlzeit sowie einer Zustimmung zur Basisanamnese sowie einem vollständig vorliegenden Medikamentendatensatz in der Baseline-Analyse. Zur Abschätzung der Interventionseffekte wurde die gleiche Patientenkohorte im Durchschnitt nach 273 Tagen erneut standardisiert befragt sowie ein zweiter Plasmaglukosewert analysiert. Im Zeitraum dazwischen erhielten die Patienten eine Evaluation durch die behandelnden Hausärzte sowie eine pharmazeutische Betreuung durch die beteiligten Apotheken. Im Follow-up erfüllten 195 Patienten die Einschlusskriterien. Unter den 355 Patienten hatten 67,9% zum Baseline-Zeitpunkt bereits die Diagnose Diabetes mellitus, 32,1% hatten sie nicht. Es zeigte sich, dass 28,5% aller Patienten die Grenzwerte nicht einhielten. Bei den Patienten mit Diagnose Diabetes mellitus waren es 35,3% während es bei den Patienten ohne Diagnose Diabetes 14,1% waren. Die antidiabetische Arzneimitteltherapie der Patienten mit Diagnose Diabetes mellitus zeigte, dass insgesamt 35,7% eine Monotherapie (Insulin oder orales Antidiabetikum), 29,4% eine Kombinationstherapie und 34,9% keine Arzneimittel erhielten. Bei den Patienten, die die Grenzwerte einhielten, hatten 19,9% eine Kombinationstherapie, bei denen die sie nicht einhielten waren es 47,1%. Im Follow-up hielten noch 27,7% aller Patienten die Grenzwerte nicht ein, bei denen mit Diagnose waren es 34,7%, bei denen ohne 7,8%. Im Vergleich zur Baseline Untersuchung hatte es eine leichte Verbesserung gegeben, diese war im McNemar-Test für verbundene Stichproben jedoch für keine der Gruppen signifikant. Bei der antidiabetischen Arzneimitteltherapie zeigten sich Veränderungen in der bevorzugten Therapieart. Die Kombinationstherapie von Insulinen und oralen Antidiabetika reduzierte sich von 19,4% auf 13,9%, gleichzeitig stieg der Anteil an Insulinmonotherapie von 9,7% auf 13,9%. Insgesamt stieg der Anteil von Insulinen an allen Blutzucker senkenden Arzneimitteln leicht von 48% auf 51,2% an, während der Anteil von Sulfonylharnstoffen von 21,4% auf 18,2% fiel. Der Anteil an Diabetikern ohne antidiabetische Arzneimitteltherapie liegt in der Baseline sowie im Follow-up bei ca. 30%. Im Mittelwert haben die Patienten 7,6 weitere Medikamente eingenommen. Die Untersuchung hat gezeigt, dass es Optimierungsbedarf bei der Blutzuckereinstellung von älteren multimorbiden Hausbesuchspatienten gibt. Die Interventionseffekte zeigten keine signifikanten Ergebnisse. Bei der insgesamt hohen Anzahl an eingenommenen Medikamenten ist es eine große Herausforderung, die möglichen Effekte auf den Blutzuckerspiegel sowie die möglichen Interaktionen abzuschätzen. Hierbei kann die kontinuierliche Betreuung durch die beteiligten Apotheker, sowie die regelmäßigen Blutzuckermessungen durch die AGnES-Fachkräfte sowie die Anpassung der Arzneimittel durch die Hausärzte eine Hilfe sein.

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.

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.

Eine häufige Ursache von Hypoglykämien bei insulinbehandelten Diabetespatienten ist die fehlende oder unzureichende vorausschauende Anpassung der Insulindosierung an erhöhte körperliche Aktivitäten. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die erforderliche Reduktion der Insulindosierung vorhersagbar zu ermitteln, um dem einzelnen Patienten geeignete Empfehlungen geben zu können. Grundlage der durchgeführten Untersuchungen war eine vorausgegangene klinisch-experimentelle Studie im Institut für Diabetes „Gerhardt Katsch“ Karlsburg, die gezeigt hatte, dass es im aeroben Belastungsbereich bezüglich der Blutglukosekontrolle ein Insulindosisäquivalent für körperliche Aktivitäten (IDE) gibt. Dieses kann in IE sc. applizierten Kurzzeitinsulins pro Wh ausgedrückt werden und ist eine belastungsabhängige Funktion der Steady-state-Herzfrequenz (SSHF). Mittels eines aus den dabei angefallenen Daten entwickelten, publizierten und zur Anwendung patentierten Nomogramms können die IDE definierter Aktivitäten anhand der im Ergometerstufentest gemessenen Belastungsherzfrequenz bestimmt werden. Die hier beschriebene nichtinterventionelle klinisch-diagnostische Beobachtungsstudie wurde an 63 Kindern mit Typ 1 Diabetes (Alter 8-18 J., Diabetesdauer 0,5 - 14 J.) während einer 3-wöchigen stationären Reha-Maßnahme durchgeführt. Zunächst wurden in Fahrradergometerstufentests die IDE als reproduzierbare leistungsbezogene individuelle Kennziffer in IE Kurzzeitinsulinäquivalent pro 50 Wh identifiziert. Die SSHF ist dabei auch der Ausweis der Fitness (körperlicher Trainingszustand), wenn sie mit einem, ebenfalls im Rahmen der Studie ermittelten, geschlechts- und altersbezogenen Erwartungswert folgendermaßen verglichen wird: (gemessene SSHF – Erwartungswert) ± SD entspricht durchschnittlicher Fitness, darunter liegende Werte weisen überdurchschnittliche Fitness aus, darüber liegende Werte repräsentieren eine unterdurchschnittliche Fitness. Insgesamt betragen die IDE im Mittel 2,6 IE/50 Wh (4,3 IE/50 Wh bei überdurchschnittlicher, 2,7 IE/50 Wh bei durchschnittlicher und 0,6 IE/50 Wh bei unterdurchschnittlicher Fitness). Der Hauptteil der Studie war ein Feldtest mit 24 h - Herzfrequenz(HF)-Monitoring bei Protokollierung der körperlichen Aktivitäten in 15 min-Intervallen. Aus den HF-Profilen wurden mittels der zuvor im Ergometertest ermittelten leistungsbezogenen SSHF individuell die scheinbaren zirkadianen körperlichen Belastungsprofile „Wh = f(t)“ und daraus anhand des Nomogramms die entsprechenden IDE- Profile „IE Kurzzeitinsulinäquivalente = f(t)“ ermittelt. Patienten mit durchschnittlicher Fitness entwickeln bei mäßig belastenden körperlichen Aktivitäten (z.B. Wandern, Gymnastik, Hausarbeit) IDE-Aktivitäten von 0,5–1,0 IE/h, bei mittlerer Belastung (z.B. Fitnesstraining, Reiten, Gelände- und Ballspiele) 1,0–2,0 IE/h und bei starker Belastung (z.B. Jogging, Radfahren, Schwimmen, Tanzen) 1,5-2,5 IE/h. Für Patienten mit überdurchschnittlicher Fitness betragen diese Werte 1,0–1,5, 1,5–2,5 und 2,5–4,0 IE/h. Für Patienten mit unterdurchschnittlicher Fitness liegen sie durchschnittlich bei 0,1, 0,2 bzw. 0,3 IE/h und sind somit bei klinischen Empfehlungen im Allgemeinen zu vernachlässigen. Durchschnittlich entfallen unter den betrachteten Tagesabläufen in diesen 3 Fitnessgruppen 30%, 25% und 5% der täglichen Gesamtinsulinwirkung in der Blutglukosekontrolle auf die Auswirkung körperlicher Aktivitäten. Die vorgelegten Daten können bereits jetzt als Beratungs- und Schulungsgrundlage zur vorbeugenden Insulindosisreduktion vor überdurchschnittlichen körperlichen Belastungen dienen. Vorläufige Studien zur Anwendung der IDE im Blutglukosemanagement, welche die Machbarkeit, Akzeptanz und den möglichen Nutzen zeigen, sind zu vertiefen.

In der vorliegenden Arbeit wurden Typ 2 Diabetiker hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zum LADA analysiert, außerdem wurde nach genetischen Zusammenhängen von SNPs auf und zwischen den Genen REPIN1 und RARRES2 in Bezug auf BMI und WHR als Facetten des Metabolischen Syndroms untersucht. Dazu wurden 98 Typ 2 Diabetiker einer allgemeinmedizinischen Praxis in Lühmannsdorf, Ostvorpommern sowie eine Kontrollgruppe von 104 normgewichtigen nichtdiabetischen Probanden (BMI<25) geschlechtsspezifisch erfasst, ausgewertet und statistisch verglichen. Für die genetischen Untersuchungen wurde als Vergleich noch eine Gruppe mit ähnlichem Charakter aus Leipzig hinzugezogen. Bei 3,4 Prozent der insgesamt 98 untersuchten Typ 2 Diabetiker aus OVP wurden GAD-Antikörper als Hinweis für eine Zuordnung zum LADA nachgewiesen. Das waren weniger Typ 2 Diabetiker als nach publizierten Studien erwartet (5-10 Prozent). Übereinstimmend zeigte sich, dass die Diabetiker beider Populationen mit einem BMI >30 und einer WHR >1 übergewichtig bzw. adipös waren. Signifikante Unterschiede wurden jeweils bei einem der fünf untersuchten SNPs in der Genotypenverteilung zwischen diabetischen und nichtdiabetischen Probanden beider Populationen nachgewiesen. Signifikante Unterschiede zeigten sich auch zwischen den Genotypen und dem BMI bei nichtdiabetischen Männern und Frauen aus Leipzig sowie der WHR bei diabetischen Frauen aus Leipzig. Keine signifikanten Unterschiede fanden sich bei den Probanden aus OVP.

Diese Arbeit erläutert zunächst einige Grundlagen - Anatomie des Auges, Diabetes mellitus, diabetische Retinopathie - und befasst sich danach mit den funktionellen und morphologischen Ergebnissen von Augen, die aufgrund einer proliferativen diabetischen Retinopathie einer Pars plana Vitrektomie unterzogen wurden. Hierzu werden 124 Augen von 108 Patienten nach dem Diabetes mellitus Typ und dem vorliegenden Retinopathiestadium eingeteilt. Der Ausgangsvisus wird mit dem besten postoperativen Visus und dem Visus bei letzter Kontrolle verglichen. Eine Visusverbesserung gegenüber dem Ausgangsvisus kann beim besten postoperativen Visus bei 63,7 % festgestellt werden. Bei der letzten Kontrolle zeigen 54 % eine Visusverbesserung. Außerdem werden die postoperative Netzhautsituation, durchgeführte Nachoperationen und aufgetretene Komplikationen betrachtet und in die Auswertung mit einbezogen. Die Netzhaut liegt zum Zeitpunkt der letzten Nachkontrolle bei 70,1 % der Fälle an. An 33,9 % der Augen mussten eine oder mehrer Nachoperationen durchgeführt werden. Zwei Augen werden letztendlich enukleiert.

Das Apolipoprotein E wird mit verschiedenen Krankheiten wie Arteriosklerose, Herzinfarkt, Lungenembolie, Diabetes mellitus, Pneumonie, Tumore assoziert. Es interessierte, ob unterschiedliche Apo E-Genotypen, speziell das Apo E4, mit diesen Krankheiten im Zusammenhang stehen, und ob dies im Obduktionsgut seinen Niederschlag findet. Es wurde kein statistisch signifikanter Einfluß der E4-Allelpräsenz auf das Auftreten von Arteriosklerose, Herzinfarkt gefunden. Dagegen waren die männlichen E4-Allelträger häufiger an Beinvenenthrombosen oder an Lungenembolien erkrankt im Vergleich zu Personen, die dieses Allel nicht hatten.

The insulin dependent type 1 diabetes mellitus (IDDM) and the metabolic syndrome are complex human diseases. Both diseases are heterogeneous, genetically inherited and do not follow a simple Mendelian single-locus pattern. The analysis of complex human diseases is complicated both by genetic heterogeneity and by environmental factors. One way to overcome the problem of genetic heterogeneity in humans may be to cluster patients by kinship. It was shown by analysis of maternal lines of type 1 diabetics using mitochondrial DNA that 89% of maternal lines are related to each other. Moreover, an alternative to the genetic differential analysis of complex mammalian diseases is the use of animal models. The availability of inbred animal models closely resembling the human disease is an essential component of genetic investigations in this field, as shown in the results of this work. These findings do not only underscore the utility of the congenic and subcongenic approach in differentially analyzing complex traits, but also show that candidate genes can be identified and that chromosomal exchange can variously influence the phenotype, leading to sub-phenotypes which may be representative for human beings. Furthermore, it will also be possible to locate the syntenic region in the human genome and congenic and subcongenic strains can also be used to study interactions between chromosomal regions and various selected environmental conditions. In this way, it may be possible to learn which region can be influenced by environmental factors and to which extent, an undertaking which will require prospective projects.