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- Spondylodese (1)
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- Therapy (1)
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Institute
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- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (10)
- Institut für Biochemie (9)
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- Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (7)
- Institut für Mathematik und Informatik (6)
Publisher
- IOP Publishing (7)
- S. Karger AG (1)
In classical Drude theory the conductivity is determined by the mass of the propagating particles and the mean free path between two scattering events. For a quantum particle this simple picture of diffusive transport loses relevance if strong correlations dominate the particle motion. We study a situation where the propagation of a fermionic particle is possible only through creation and annihilation of local bosonic excitations. This correlated quantum transport process is outside the Drude picture, since one cannot distinguish between free propagation and intermittent scattering. The characterization of transport is possible using the Drude weight obtained from the f-sum rule, although its interpretation in terms of free mass and mean free path breaks down. For the situation studied we calculate the Green's function and Drude weight using a Green's functions expansion technique, and discuss their physical meaning.
We discuss a numerical method to study electron transport in mesoscopic devices out of equilibrium. The method is based on the solution of operator equations of motion, using efficient Chebyshev time propagation techniques. Its peculiar feature is the propagation of operators backwards in time. In this way the resource consumption scales linearly with the number of states used to represent the system. This allows us to calculate the current for non-interacting electrons in large one-, two- and three-dimensional lead-device configurations with time-dependent voltages or potentials. We discuss the technical aspects of the method and present results for an electron pump device and a disordered system, where we find transient behaviour that exists for a very long time and may be accessible to experiments.
Die Arbeit befasst sich mit der Parameterbestimmung in gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen aus gegebenen Messdaten. Als Zielfunktion wird die quadratische Abweichungen betrachtet, ebenso wie die Betragssummen- und Tschebyschev-Norm der Differenz von der Lösung der gewöhnlichen Differentialgleichung und des Messwert-Vektors. Zur Anwendung kommen dabei sowohl iterative Optimierungsverfahren als auch direkte Methoden der optimalen Steuerung.
Wadi Wurayah area is located in the north of Fujairah Emirates between the towns of Khor Bidiyah Fakkan and Oman on the Gulf Coast Line in Fujairah Emirates, United Arab Emirates. It lies within a priority World Wide Fund for Nature ( WWF) Global 200 Ecoregions ( ecoregion 127, Arabian Highland Woodlands and Shrublands ), a rich diversity of sheltering rare and endangered mountainous and freshwater habitats and species , and providing opportunities for the revival and sustenance of local livelihoods. However, as most of the United Arab Emirates and the region , the area is undergoing dramatic changes linked to economic diversification and promotion of tourism. The United Arab Emirates in 1999 approved the programmed of work from the UN convention of Biological Diversity ( CBD). This momentum must be used wants it or disappear. In a first move , the United Arab Emirates established the federal Environment Agency ( FEA) that produced the Environmental Law of 1999 with the role to encourage each to Emirates assess its land and coastal / marine resources, formulate plans for establishing protected areas , upgrade those that may already exist , and help implement the environment law. In early 2006, UAE created its first Ministry of Environment and Water ( MEW ), which was before the Ministry of Agriculture and Fisheries. Environmental issues and a greater role of the civil society are now higher on the agenda of the United Arab Emirates government , partner of the Emirates Wildlife Society ( EWS ), the World Wide Fund for Nature ( WWF) - UAE Project Office is the only international conservation NGOs operating in the UAE that plays a pioneering role in partnering with local- governmental institutions to establish win- win solutions. The United Arab Emirates is making tremendous efforts in diversification is the development of tourism. Too often tourism mass , With all of its negative environmental consequences is privileged. However, the more traditional Emirates are seeking alternatives that would preserve their environment and respect the traditional lifestyles of the local communities. This study aims to help a sustainable biosphere reserve integrating oneself local traditional and lifestyle with the conservation of biodiversity and habitat inimitable by providing a model of economical incentives unique to the region . In order to further the implementation of the Wadi Wurayah Biosphere Reserve, this study will: • Implement a set of carefully - targeted actions in Wadi Wurayah and its hinterland and therefore Fujairah Emirates. • Work to demonstrate the feasibility and viability of combining environmental protection in a sensitive area with the preservation of traditional activities. • Support the capacity building of key national and local authorities and selected partners in the Emirates of Fujairah and the UAE So that they have the awareness and skills to fully realize the aims of the study . To set out and develop options for sustainable natural resource management in the proposed Wurayah Biosphere Reserve , one of the UAE as examples of marginal dry lands , building on environmental information system was the best choice using Geographic information systems (GIS ) as a tool. This has been classified to there steps of work: Field Survey and Analysis Lab Office work. As a first step, this study used to survey this area in the light of the work done by the EWSWWF and the Fujairah Municipality, to evaluate the potential and the feasibility of the creation of a Biosphere Reserve. The traditional field survey has been carried out in three batches between January 2007 and January , 2009 for sample collection using specially tailored database forms that suit the properties and nature of the variables measured, and the database . Design The information obtained from field survey included the Landscape and their local classification and distribution , local habitats , water catchments areas , local rangeland systems and indigenous agro -ecological zones. This information in addition to the laboratory analysis has then be transformed into GIS format, and overlaid with the base maps of the study area in order to produce a georeferenced maps. Various types of maps required according the selected works related to area of study have been used as an input data for the GIS system An integrated management methodology / approach has been proposed associated with the plan of work throughout the forthcoming years. The plan of work is designed to be as consistent as possible with that of the concept of the UNESCO 's Man and Biosphere Program.
Eight hundred and fifty two students with an age range 9-13 years (mean 10.34, SD±0.56, 48% females) were recruited from the fifth grade students of different 19 primary schools in Greifswald and East Pomerania. In conjunction with the compulsory dental community examination, additional data were collected with two questionnaires for the children and their parents. Newly generated items were taken from the children’s questionnaire to form short scales for oral health-related knowledge, behaviour, attitudes. Parents’ questionnaire contains questions on socio-economic status (SES) and child’s health. The response rate was 93.2%; 78.8% for children; parents, respectively. Results: The distribution of DMFT values was highly polarized with most of the children (71%) exhibiting no carious defects, fillings or missing teeth in the permanent dentition with a mean of 0.6 ±1.2. There was a significant correlation between DMFT and social class levels (rs=-0.19, p=0.001) with mean DMFT values of 0.9 ± 1.3, 0.6 ±1.1 and 0.4 ± 0.9 for the low, medium and higher social strata, respectively. There was a clear correlation between the dental attitude and dental behaviour (rs=0.32, p=0.003). However, correlations between knowledge vs. attitude and knowledge vs. behaviour were loose. A statistically significant correlation between DMFT and dental behaviour was found (rs=-0.15, p=0.003). It should be noted that children with higher self-esteem were found to have significantly higher dental awareness scores (rs=0.19, p=0.001). General health was a significant predictor for caries incidence (rs=0.08, p=0.01). The frequency of drinking lemonade or ice tea and eating salty snacks (chips, nuts) showed clear correlations with the DMFT (rs=0.17 and 0.13, p<0.01). Prolonged daily TV watching was associated directly with DMFT values (rs=0.13, p=0.001). A significant correlation was found between caries and smoking, even after adjusting for age (rs=0.1, p=0.002). Smoking children had a significantly higher DMFT rate than children who were not smokers with a mean DMFT of 0.9 ±1.5 vs 0.6 ±1.2 (p=0.004). Interestingly, each of prolonged TV watching, more lemonade drinking and smoking were correlated directly with the low socioeconomic status (Spearman correlation coefficient of 0.13, 0.2 and 0.17, respectively, p<0.05). Regarding malocclusion, 64% the subjects had at least one type of anomaly. Crowding and maxillary overjet represented the major proportion 28% and 23%, respectively. Males exhibited significantly higher increased overbite scores than females p=0.04. Whereas the prevalence of crowding was more common in females than males (p=0.05). Amazingly, more malocclusion was registered in children with caries-free primary teeth when compared to children with carious primary teeth (p=0.05). No significant differences in the mean of dmft or DMFT value were found between normal and non normal occlusion (p>0.05). Undergoing to orthodontic treatment was associated with significantly higher dental awareness scores (p=0.003). No correlation between socio-economic status and malocclusion was registered. Conclusion: This thesis confirms the decline and polarisation of dental caries. Dental behaviour was mostly independent of dental knowledge, but depended on dental attitude. Higher scores in dental behaviour resulted in lower DMFT scores; possibly, oral health promotion should strengthen attitude and actual behaviour instead of knowledge. Higher scores in self-esteem and general health connected with lower caries incidence and higher score in dental awareness. Social inequalities was strongly linked with health inequalities with more prevalence of caries, smoking, prolonged TV watching, wrong diet habits and less sealants application among children of low SES. Hence, oral health-related interventions in children sample should be directed at the social structures with more incorporating of oral health promotion programs into other general health promotion programs. This thesis suggests that; the establishment of healthy behaviours such as a regular teeth brushing at school could be one of the most successful ways to involve all children especially children of low SES in dental care. Malocclusion traits were very common in this sample. This underlines the need for more orthodontic preventive programs among children, in order to reducing the risk factors of malocclusion. The association between prevalence of malocclusion and socio economic status could not be established. No generalised conclusion could be drawn about the relationship between caries and malocclusion.
Das Ziel der Studie war es, die Auswirkungen kaufunktioneller Reize in Form von Dysgnathien auf die Morphologie der Kieferhöhle zu untersuchen. Hierfür wurden die Fernröntgenseitenaufnahmen von 96 Patienten beiderlei Geschlechts im Alter zwischen neun und 19 Jahren, die entweder eine Angle-Klasse-I- oder Angle-Klasse-II- Okklusion aufwiesen, mit anatomischen und kieferorthopädischen Methoden retrospektiv untersucht. Das Material wurde dabei eingeteilt nach (1) der Angle-Klasse, (2) der basal sagittalen Kieferrelation (skelettale Klassen), sowie (3) dem Prognathiegrad des Mittelgesichtes. Es wurden weiterhin Korrelationsanalysen sowie Clusteranalysen mit der Ward-Methode durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten (1) keine Unterschiede der Kieferhöhlenfläche zwischen Patienten mit Angle-Klasse I und Angle-Klasse II. Das Verhältnis von Kieferhöhlen- und der von uns definierten Gesichtsschädelfläche (= Sinus Ratio) war jedoch bei den Angle-Klasse-II-Fällen kleiner. Es zeigte sich kein Geschlechtsdimorphismus der Kieferhöhlenfläche abgesehen von einer größeren Sinus Ratio bei den weiblichen Patienten innerhalb der Angle-Klasse-II-Gruppe. (2) Bei den Patienten mit basal sagittal distaler Relation (skelettale Klasse II) fanden wir eine größere Kieferhöhlenfläche als bei denen mit neutraler Lage (skelettale Klasse I). Das Verhältnis zur Gesichtsschädelgröße (Sinus Ratio) war hier jedoch unverändert. (3) Ein prognatheres Mittelgesicht ist verbunden mit einer größeren Kieferhöhlenfläche in der Sagittalebene. Korrelationen der Kieferhöhlenmaße mit verschiedenen Dysgnathieparametern sind nachweisbar. Diese stehen jedoch meist im Zusammenhang mit einer Veränderung von Größe und Position der Maxilla und des Gesichtsschädels in toto. Von daher deuten unsere Untersuchungsergebnisse nicht auf eine funktionelle Größenanpassung des Sinus maxillaris - unabhängig vom Mittelgesicht - hin.
WOKW-Ratten entwickeln ein komplettes und ein der humanen Erkrankung ähnliches Metabolisches Syndrom mit Adipositas, Hyperinsulinämie sowie Hyperleptinämie, Dyslipidämie und verminderter Glukosetoleranz. In der vorliegenden Arbeit wurden kongene Ratten durch Kreuzung zwischen kranken WOKW und krankheitsresistenten DA-Ratten generiert, die als DA.3aW (Chr. 3; D3Mgh5-D3Rat1), DA.3bW (Chr. 3; D3Mit10-D3Rat189), DA.5W (Chr. 5; D5Mgh6-D5Mit5), DA.10W (Chr. 10; D10Mgh2-D10Rat4) und DA.16W (Chr. 16; D16Rat88-D16Wox7) bezeichnet wurden. Diese kongenen Stämme wurden zunächst longitudinal hinsichtlich einzelner Faktoren des Metabolischen Syndroms untersucht. Die phänotypische Charakterisierung zeigte, dass die kongenen Ratten Facetten des Metabolischen Syndroms entwickeln und somit Gene in den kongenen WOKW-Bereichen auf den Chromosomen 3, 5, 10 und 16 der Ratte den Adipositas Index, die Körpermasse, die Seruminsulin- und Serumleptinwerte sowie die Serumlipide in Abhängigkeit des Chromosoms und des Geschlechts der Ratten beeinflussen. Zur Identifikation möglicher Kandidatengene wurde die mRNA-Expression einzelner Gene, die innerhalb der kongenen Bereiche liegen, mittels qRT-PCR in Fettgewebe, Leber, Hypothalamus und teilweise auch in der Niere untersucht. Basierend auf der Tatsache, dass DA.3aW phänotypisch besonders von DA abweicht, lag der Fokus der Genexpressionsanalysen auf Genen, die innerhalb des kongenen Bereiches auf dem distalen Chromosom 3 (D3Mgh5-D3Rat1) kartieren. Interessanterweise konnte eine signifikant geringere mRNA-Expression von Pck1 in Leber und Niere von DA.3aW sowie WOKW im Vergleich mit DA nachgewiesen werden. In der daran anknüpfenden Sequenzierung konnte ein SNP in der codierenden Sequenz von Pck1 (4384T/C) dokumentiert werden. WOKW sowie DA.3aW, Ratten die ein komplettes bzw. Facetten des MetS entwickeln, sind Träger des C-Allels. Somit könnte dieser SNP das Risiko an Facetten des MetS zu erkranken, in Ratten beeinflussen. Außerdem konnten Snta1, Pofut1, Dlgap4 und Pltp, die auch in der kongenen Region in DA.3aW liegen, als mögliche Kandidatengene identifiziert werden. Auch die auf dem Chromosom 10 liegenden Gene Acox1, Galr2 und Cygb könnten auf Grund der Expressionsergebnisse in der Entstehung von Hyperleptinämie und Hyperinsulinämie in DA.10W bzw. WOKW involviert sein. Des Weiteren wurde mittels Genexpressionsanalyse festgestellt, dass Gene innerhalb des kongenen Bereiches auf dem Chromosom 5 die Expression von Pparg und Adipoq im Fettgewebe beeinflussen, da die Expression dieser Adipokine in DA.5W-Ratten signifikant erhöht ist im Vergleich mit DA. Außerdem müssen Gene in den kongenen Regionen auf den Chromosomen 5 und 16 für eine veränderte Expression von Fasn, Glut4 und Lpl verantwortlich sein. Zum Schluss konnte ein Zusammenhang zwischen der Anzahl von TTT-Repeats in der 3'UTR von Repin1 und der Proteinmenge nachgewiesen werden. Weicht die Anzahl der TTT-Repeats vom WT-Allel ab, dann ist die Repin1-Konzentration im subkutanen sowie epididymalen Fettgewebe verschiedener Rattenstämme erhöht.
Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs of NE Germany
(2010)
Erlenwälder auf Moorstandorten werden oft als Zeichen von Moordegradation und Torfoxidation gewertet, aber erlenholzreiche Moorablagerungen (teilweise mehrere Meter tief) sind unter anderem in Nordostdeutschland weit verbreitet. Die Genese von Erlen-Holztorfen wurde bisher überwiegend durch das Konzept der „Verdrängungstorfbildung“ erklärt. Hierbei wird ein von gehölzfreier Vegetation akkumulierter Torf nach einer Grundwasserabsenkung durch nachträglich einwachsende Baumwurzeln verändert. Dieses Prinzip ist aber auf tiefgründige Erlen-Holztorfe nicht übertragbar, da Alnus glutinosa auf naturnahen Moorstandorten meist nur wenige Dezimeter tief wurzelt. Anliegen der vorliegenden Dissertation mit dem Titel „Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs in NE Germany“ war die Identifizierung torfbildender Erlenwälder. Die torfbildende Vegetation, die Wasserstände während der Torfbildung und die Vegetationsdynamik dieser bewaldeten Niedermoore wurden durch Analysen von Makrofossilien, Pollen und sonstigen Mikrofossilien (u.a. Pilz-, Pflanzen-, und tierische Reste) rekonstruiert. Hierbei wurden in enger Kooperation mit dem Promotionsvorhaben von Frau Anja Prager (Non-pollen palynomorphs [NPPs] from modern alder carrs [NE Germany] - Tools for reconstructing past vegetation and site conditions) ca. 150 bisher unbekannte Mikrofossilien beschrieben und teilweise identifiziert. Die Datenauswertung wurde anhand von Fossilien-Diagrammen und statistischen Methoden (DCA, Clusteranalysis; Broken Stick Analysis) durchgeführt. Zur Altersbestimmung erfolgten 14C-AMS-Datierungen und der Kohlenstoffgehalt wurde über die Bestimmung der Trockenrohdichte ermittelt, wobei ein durchschnittlicher Kohlenstoffanteil von 56% angenommen wurde. Die untersuchten Erlen-Holztorfe wurden überwiegend direkt in Erlenwäldern abgelagert („Echter Bruchwaldtorf“); sind aber auch teilweise als Verdrängungstorfe aus vorherigen Seggentorfen entstanden oder in von Weiden dominierten Gehölzen gebildet worden. Die jährlichen Medianwasserstände der torfbildenden Erlenwälder lagen einerseits über Flur („sehr nass“-„very wet“) und zum anderen 0 bis 10 cm unter Flur („nass“ - „wet“). Die Vegetationszusammensetzung der sehr nassen Erlenwälder ähnelte teilweise dem Wasserfeder-Erlen-Wald und in einem Fall dem Zweizahn-Erlen-Bruchgehölz. Die nassen Erlenwälder konnten nicht auf der Ebene von Vegetationsformen rekonstruiert werden; charakteristisch war das häufige Auftreten von Urtica und eine Carex-dominierte Krautschicht. Über einen Vergleich der Mikrofossilien der Erlenholz-Tofe mit Mikrofossilien von Oberflächenproben aus rezenten Erlenwäldern konnten die Medianwasserstände nasser, torf-akkumulierender Erlenwälder auf 0-10 cm unter Flur festgelegt werden. Alle untersuchten Profile zeigten eine zyklische Bewaldung mit Zwischenphasen von Offenvegetation (meist Seggenriede). Als Bindeglieder zwischen Erlenwald und Seggenried traten teilweise Weidengebüsche auf, welche sich mitunter auch langfristiger etablieren konnten. Die zyklische Vegetationsentwicklung von Seggenrieden, Weidengebüschen und Erlenwäldern basierte fast ausschließlich auf einem schwankenden Wasserangebot im Moor. Dieses war fast immer die Folge von zyklischen Ent- und Wiederbewaldungen der umliegenden, grundwasserfernen Standorte durch den Menschen. Die „Echten Bruchwaldtorfe“ sind unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen entstanden (Verlandungs-, Versumpfungs-, Überrieselungs- und Überflutungsmoor). Die Kohlenstoff-Akkumulationsraten („LORCA“-long-term apparent rate of carbon accumulation) liegen zwischen 31-44 g C m-2 yr-1 in sehr nassen und 50-81 g C m-2 yr-1 in nassen Erlenwäldern. Die höheren Akkumulationsraten in nassen Erlenwäldern können durch die deutlich steigende Produktivität von Erlen-Wäldern schon bei leicht sinkenden mittleren Wasserständen erklärt werden. Eine Verringerung der durchschnittlichen Wasserstände von über Flur zu leicht unter Flur führt annähernd zu einer Verdopplung der Primärproduktion von oberirdischem Holz und Wurzelholz. Dadurch gelangt auch ein größerer Anteil von Wurzelholz in den dauerhaft wassergesättigten Bereich. Da mit sinkenden Wasserständen auch die oxidative Zersetzung zunimmt, ist für die teilweise sehr hohen Torfakkumulationsraten in Erlenwäldern die Zersetzungsresistenz von Holz (Lignin) von zentraler Bedeutung. Die Akkumulationsraten nasser Erlenwälder übersteigen die borealer Waldmoore deutlich und erreichen die Größenordnung der Kohlenstoffakkumulation in den tropischen Waldmooren Süddostasiens. Die vorliegende Dissertation belegt die weitverbreitete und oft umfangreiche Torf- bzw. Kohlenstoffakkumulation in Holozänen Erlen-Wäldern Nordostdeutschlands.
Zielstellung: Ziel war die Zusammenstellung von Kurz- und Langzeitergebnissen von Radioiodtherapien beim Morbus Basedow in Abhängigkeit von bestimmten Einflussparametern. Dabei sollten Einflussfaktoren auf das Remissionsergebnis und die Hypothyreoserate evaluiert werden. Weiterhin fokussierte sich diese Arbeit auf die Ausarbeitung von Parametern und Konzepten für eine mögliche Langzeiteuthyreose und eine Bewertung der Radioiodtherapie im Kontext zu den vorhandenen Komorbiditäten und subjektiven Beschwerden. Methoden: Bei dieser Arbeit handelt es sich um eine retrospektive Kohortenstudie der mit Radioiod in der Universitätsklinik Greifswald therapierten Immunhyperthyreosen vom Typ Morbus Basedow. Grundlage bildet die Radioiodtherapie-Datenbank der nuklearmedizinischen Universitätsklinik. Eingeschlossen wurden alle mit Morbus Basedow therapierten Patienten aus den Jahren 1991 – 2008 mit mindestens einer nuklearmedizinischen Nachkontrolle (n = 1348). Davon erhielten 146 Patienten eine Zweittherapie. 90 Patienten wurden, aufgrund unzureichender Kontrolldaten, ausgeschlossen. Die Datengewinnung erfolgte über Befundberichte der niedergelassenen Nuklearmediziner, mit Erfassung von Schilddrüsenhormonen und -antikörpern, Schilddrüsenvolumen, dem Technetium-Uptake (TcTU), Schilddrüsenmedikation, Begleiterkrankungen und subjektiven Beschwerden. Es lagen im Median 2 (2; 8) Nachkontrollen pro Patient und insgesamt 3238 Kontrolljahre vor. Fehlende Patientendaten wurden postalisch über einen Fragebogen, mit den Parametern Schilddrüsenfunktion, Medikation, vorherige Arztkonsultationen, aktuelle Beschwerdesymptomatik und Patientenzufriedenheit, erfasst. Hierbei wurden 147 Rückantworten erzielt, bei 325 versendeten Fragebögen (45%). Die Auswertungen erfolgten mittels deskriptiver Statistik, Häufigkeitsdarstellungen, Ereignisanalysen (Kaplan-Meier) und Diskriminanzanalysen. Zur Ermittlung von Gruppenunterschieden wurden der U-Test bzw. H-Test durchgeführt. Ergebnisse: Die Gesamtremissionsrate des Patientenkollektivs beträgt drei Monate nach Radioiodtherapie 78,2% und ein Jahr nach der Behandlung 84,4%. Ein Jahr nach Therapie überwiegen Hypothyreosen gegenüber den Euthyreosen mit 55,6% zu 28,9%. Über den Betrachtungszeitraum von 18 Jahren zeigen sich deutliche Unterschiede in den Remissionsraten. Zusammengefasst beträgt die Remissionsrate in den Jahren 1991-1999 79,3%, während sie von 2000-2008 bei 87,4% liegt. Die mediane Dosis stieg seit dem Jahr 1991 von 120 Gy auf 238 Gy im Jahr 2008, während das mediane prätherapeutische Volumen von 64 ml im Jahr 1991 auf 28 ml im Jahr 2008 sank. Versager einer Ersttherapie erzielten in 94,8% der Fälle einen Erfolg nach der zweiten Behandlung. Allgemeine und kardiale Beschwerden verbesserten sich nach der Therapie, je nach Schweregrad, in 60 bis 90% der Fälle. Bei endokrinen Orbitopathien besserte sich in 46% der Fälle der Zustand, 5,7% der Orbitopathien zeigten sich progredient. Nach drei Jahren wiesen noch 30% der Patienten eine Euthyreose auf. Fünf Jahre nach Therapie verringerte sich dieser Wert auf 19%. Die Wahrscheinlichkeit, nach über zehn Jahren noch eine euthyreote Schilddrüsenfunktion aufzuweisen, liegt bei 9,5%. Fragebogenpatienten, welche nach der Dreimonatskontrolle keinen Nuklearmediziner mehr aufsuchten, wurden in 84% der Fälle durch den Hausarzt weiterbetreut. Im Vergleich zu nuklearmedizinisch nachuntersuchten Patienten wiesen sie eine schnellere Remission auf. Im Langzeitverlauf und bei der Hypothyreoserate bestanden keine Unterschiede zum restlichen Patientenkollektiv. Knapp 70% der Befragten beschrieben in den Fragebögen eine Beseitigung ihrer Schilddrüsenprobleme nach der Therapie. Als Prädiktoren für ein Therapieversagen stellen sich ein hohes Volumen (>60 ml) und hohe Werte beim prätherapeutischen TcTU heraus. Eine hohe Dosis (200-300 Gy), erhöhte prätherapeutische TPO-Werte, ein Absetzen der thyreostatischen Medikation zwei Tage vor RIT und eine euthyreote Stoffwechsellage vor Therapie zeigen einen günstigen Einfluss auf das Remissionsresultat. Beste Konstellationen für eine mögliche Langzeiteuthyreose von mehr als zehn Jahren bieten ein prätherapeutisches Volumen von 40 – 60 ml, ein Alter > 60 Jahre, niedrige prätherapeutische TPO-Antikörper, bei einer verabreichten Dosis im Bereich von 175 bis 250 Gy. Schlussfolgerungen: In einem Dosisbereich von 200 bis 300 Gy und bei Beachtung der Haupteinflussparameter Volumen, thyreostatische Medikation, Stoffwechsellage, TcTU und TPO-AK lassen sich durch die Radioiodtherapie hohe Remissionsraten von über 85% erzielen. Diese Erfolgsraten sind im Langzeitverlauf fast immer mit einer späteren Hypothyreose vergesellschaftet. Die Langzeitergebnisse zeigen einen deutlichen Wandel der Therapiekonzepte hin zur ablativen Therapie. Chancen für eine Langzeiteuthyreose liegen weniger in den therapeutischen Möglichkeiten als in den individuellen Patientenvoraussetzungen (Volumen, Alter, TPO-AK). In einem niedrigen Dosisbereich von 175 bis 250 Gy und bei dem Vorliegen eines Volumens von 40 – 60 ml, einem Alter > 60 Jahre und geringen prätherapeutischen TPO-AK bestehen die größten Aussichten für eine Langzeiteuthyreose. Bei der Beseitigung von allgemeinen und kardialen subjektiven Beschwerden erzielt die Radioiodtherapie gute Resultate, bei einer hohen Patientenzufriedenheit.
Zunächst sollte Aktivität der Phenylalanin-Ammonium-Lyase aus Petroselinum crispum (pcPAL) zur nicht-oxidativen Desaminierung des korrespondierenden Alkohols von Phenylalanin, Phenylalaninol generiert werden. Dazu wurden hochdurchsatzfähige Methoden zur Selektion, wie auch zur Durchmusterung von Mutantenbibliotheken etabliert. Es wurde fokussierte, gerichtete Evolution durchgeführt und zwei Mutantenbibliotheken mit Mutationen im Bereich der Bindungsstelle des Substrates erfolglos auf Aktivität durchsucht. Computersimulationen führten zur Annahme, dass Phenylalaninol wahrscheinlich nicht ausreichend im aktiven Zentrum gebunden werden konnte. Aus diesem Grund wurde eine zusätzliche Wasserstoffbrücke durch Verwendung von Tyrosinol als Substrat und der pcPAL-Phe-137-His Mutante eingeführt, welche nach Computersimulationen in der Lage war das Substrat ausreichend zu stabilisieren. Tatsächlich konnte durch die Einführung einer zweiten Wasserstoffbrücke durch rationales Proteindesign erstmals Aktivität gegenüber einem Aminoalkohol generiert werden. Durch Verwendung der Tyrosin-Ammonium-Lyase aus Rhodobacter sphaeroides (rsTAL), dessen Wildtyp bereits ein Histidin an der korrespondierenden Position 137 (His-89 der rsTAL) besitzt, konnte vergleichbare Aktivität gegenüber Tyrosinol erreicht werden. Durch die Analyse der Substratbindung im aktiven Zentrum wurde ein neues Konzept für den Reaktionsmechanismus der aromatischen Aminosäure-Ammonium-Lyasen, basierend auf der Aminosäureposition 484 (pcPAL) entwickelt. Sequenz- und Strukturvergleiche zeigten eine substratabhängige Konservierung der Position 484 (pcPAL). Enzyme mit einer Präferenz für Phenylalanin besaßen stets ein Glutamat, Tyrosin umsetzende Enzyme stets ein Asparagin an der entsprechenden Position. In silico Mutagenesen und Computersimulationen zeigten, dass ein Glutamat an der Position 484 (pcPAL) die Aminogruppe des Substrates bindet, wodurch die prosthetische, elektrophile MIO-Gruppe nur den aromatischen Ring in einer Friedel-Crafts ähnlichen Reaktion angreifen kann. Befand sich ein Asparagin an Position 484 (pcPAL) konnte die MIO Gruppe die Aminogruppe des Substrates erreichen und die nicht-oxidative Desaminierung über den E1cB Mechanismus mit einem MIO-Amino-Addukt durchführen. Somit wurde postuliert, dass die Ammonium-Lyasen und -Mutasen aromatischer Aminosäuren in Abhängigkeit der Aminosäure an Position 484 (pcPAL) entweder den Friedel-Crafts-Mechanismus (mit Glu-484) oder den E1cB Mechanismus (mit Asn-484) katalysieren können. Durch die Verwendung von m-Tyrosin als „Mechanismusindikator“ und Verwendung der Glu-484-Asn-Mutante der pcPAL konnten experimentelle Hinweise erbracht werden, die die Annahmen aus der Computersimulationen unterstützten. Als Grund für die unkonventionelle, bisher einzigartige „mechanistische Promiskuität“ wurde ein unterschiedliches Konzept der Substratstabilisierung in PAL und TAL vermutet. Tyrosin wird durch Wasserstoffbrücken der p-Hydroxylgruppe und der Carboxylgruppe im aktiven Zentrum gebunden, während Phenylalanin keine Möglichkeit bietet, den Phenylring eindeutig zu orientieren. Daher ist ein Glutamat an der Position 484 zur Substratbindung notwendig. Neben der pcPAL wurde die rsTAL zur Desaminierung von Tyrosinol getestet und zeigte ebenfalls pcPAL-ähnliche Aktivitäten. Versuche, durch fokussierte, gerichtete Evolution und rationales Proteindesign aller Aminosäuren der Carboxyl- und Aminobindetasche, eine aktivere Mutante zur Umsetzung von Tyrosinol zu identifizieren, scheiterten. Computersimulationen wiesen auf ein Wasserstoffbrückennetzwerk hin, dessen Störung sich stets durch verminderte oder zerstörte Aktivität äußerte. Somit musste festgestellt werden, dass in der Carboxyl- und Aminobindetasche keine Mutationen erlaubt sind, die Tyrosinol besser im aktiven Zentrum binden könnten. Daher wurden alternative Substrate untersucht. Tyrosinamid konnte ebenfalls langsam durch die pcPAL-Phe-137-His Mutante und die rsTAL desaminiert werden. Die biotechnologisch bedeutenderen Aminierungsreaktionen wurde gegenüber verschiedenen para-substituierten Zimtsäureanaloga untersucht und mit der korrespondierenden Desaminierungsreaktion verglichen. Die pcPAL setzte Phenylalanin in der natürlichen Desaminierungsreaktion 10-fach schneller um als Zimtsäure aminiert werden konnte. p Nitro-Zimtsäure stellte sich aufgrund der elektronischen Effekte des Substituenten als besonders geeignetes Substrat für die Aminierungsreaktion heraus, welches 9-fach schneller durch die pcPAL aminiert wurde als Zimtsäure. Durch fokussierte, gerichtete Evolution konnten drei Mutanten identifiziert werden, die aufgrund geringerer, sterischer Hinderungen bis zu 1,7-fach gesteigerte Aktivität gegenüber p-Nitro-Zimtsäure zeigten. Verglichen mit der natürlichen Desaminierungsreaktion der pcPAL gegenüber Phenlyalanin, konnte die Phe-137-Val Mutante p Nitro Zimtsäure sogar 1,5-fach schneller aminieren. Somit konnte die Aktivität der Aminierungsreaktion, ausgehend vom pcPAL-Wildtyp gegenüber Zimtsäure, um das 15-fache erhöht werden. Die pcPAL-Phe-137-Val Mutante wies geringere Substratinhibierung sowie höhere Aktivitäten gegenüber einigen Substraten auf. In präparativen Biokatalysen wurde die hohe Aktivität und Enantioselektivität (eep ≥ 97%) der Mutante, besonders in der asymmetrischen Aminierung von p-Nitro-Zimtsäure zu p-Nitro-L-Phenylalanin, erfolgreich auf einen größeren Maßstab übertragen.
1. "Sole or Whole" – Quilting the Racialized Subject Calgary feminist and scholar Aruna Srivastava tackles the complex question of what it means to be "mixed-race/mixedblood/halfbreed/mestizo/hybrid/hyphenated?" in her editorial to Hyphe Nation (1996). In response to her question, this study of contemporary African-Canadian literature suggests that mixed-race Canadians are often constructed as the Other in Canadian society. In consequence, constructions of "racial hybridity" in African-Canadian literature usually aim at carving out a space that doesnt marginalize "racial" mixing but eviscerates restrictive Manichean constructions of identity in order to promulgate concepts of wholeness and self-definition. In consequence, African-Canadian mixed-race writers create hybrid identities that are infinite, multilayered, fragmented and yet whole. They reflect the processes of shifting, overlapping and re-creation in the process of creating identity and can hence be read as representations of complex, de-central, non-hierarchical identities. They are quilting multidimensional racialized subjects. 2. Signifying the In-Between: "Race", "Racial Hybridity" and Questions of Belonging "Race" is not a biological category. Rather it represents a social construction predicated upon the interpretation of difference. It was designed to establish, justify or perpetuate hegemonic social structures and is adherent to the principle of white supremacy. Contemporary "race" theory often neglects the experiences of racially mixed individuals because it fails to offer flexible models of identity in which bi- and multiracial people find themselves represented. This thesis argues in favor of a poetics of difference that accepts and recognizes the heterogeneity of subjectivities while taking into consideration the various dimensions of class, gender, sexuality and ethnicity. Accordingly, constructions of racial hybridity in contemporary African-Canadian literature demonstrate that racism must be acknowledged as an ideology in which people believe and upon which people act. Thus identities often bear the stamp of various histories of resistance and domination, while tackling the question of belonging and re-defining Canadianness. 3. African-Canadian Borderlands References to interracial contacts and the existence of bi- and multiracial people have been omitted from the official founding narratives of the Canadian nation. African-Canadian writers have therefore been successful chroniclers of the past and filled blanks in Canadian historiography in order to shed light on hitherto repressed or erased knowledge. Part of this process is also the inscription of the mixed-race experience into Canadas past. Along this line, bi- and multiracial Canadians often criticize that the state-proclaimed policy of multiculturalism fails to take their manifold racial and ethnic subjectivities into account. 4. "From Sole to Whole" – African-Canadian Mixed-Race Poetics Mixed-race characters in US-American literature often appear in the literary motif of the "tragic mulatto" and it is often implicitly suggested that the bi- or multiracial protagonist is categorized as black. In contrast, African-Canadian constructions of racial hybridity less frequently adhere to the stereotype of the "tragic mulatto" and leave more space for employing alternative modes of racial and ethnic identification. Canadian writers of mixed descent have created a mixed-race poetics that calls attention to contexts, relationships, intersections and wholes. They encourage sites of inclusiveness, incessant shifting and discontinuity in the process of constructing identities. Nevertheless, modes of identification among racially hybrid writers in Canada vary, ranging from detesting whiteness to claiming a Black Nationalist stance. In general, however, they support the idea of fluid and flexible identities. The answer to the initial question of Srivastava is hence given by a vast variety of African-Canadian subject positions. An essentially "black" or "racially mixed" Canadian subject does not exist. Instead, constructions of racial hybridity in African-Canadian literature offer a holistic view of identity and aim at re-conceptualizing the various senses of self and community in Canada. This strategy provides a significant means of self-empowerment and self-reclamation – making racially mixed African-Canadians "whole" instead of "sole".
Chronischer psychischer Stress, der durch die wiederholte Kombination von akustischem und Immobilisationsstress erzeugt wurde, führt bei BALB/c-Mäusen zu einer Immunsuppression. Im Verlauf der chronischen Stressbehandlung zeigen BALB/c-Mäuse außerdem ein reduziertes Erkundungsverhalten sowie verminderten Kontakt zu den Artgenossen, was einem depressionsähnlichen Verhalten entspricht. Die Immunsuppression und die Verhaltensänderungen werden auf eine stressbedingte Darmbarrierestörung mit bakterieller Translokation und systemischer IDO1-Aktivierung zurückgeführt. Um zu prüfen, ob die beobachteten Veränderungen mausstammspezifische Stresseffekte darstellen, wurden C57BL/6- und BALB/c-Mäuse, die generelle Unterschiede in der Qualität ihrer Immunantwort aufweisen, in einer einzelnen Stresssitzung (akutes Stressmodell) oder in neun aufeinanderfolgenden Stresssitzungen (chronisches Stressmodell) verglichen. Nach akuter Stressexposition kam es, ebenso wie bei BALB/c-Mäusen, bei C57BL/6-Mäusen zu einer bakteriellen Translokation in die mesenterialen Lymphknoten, womit auch bei C57BL/6-Mäusen eine stressbedingte Schädigung der Darmbarriere aufzutreten scheint. Eine systemische IDO1-Aktivierung infolge bakterieller Translokation erfolgte im akuten Stressmodell unabhängig vom Mausstamm. Allerdings hielt der Tryptophanabbau entlang des Kynureninweges in C57BL/6-Mäusen kürzer an als in BALB/c-Mäusen. Im chronischen Stressmodell war nur bei BALB/c-Mäusen ein aktivierter Kynureninstoffwechsel messbar. Da keine Hinweise auf einen aktivierten Tryptophanabbau in chronisch gestressten C57BL/6-Mäusen gefunden wurden, kann vermutet werden, dass diese Mäuse keine Immunsuppression entwickeln. Desweiteren könnten damit die unterschiedlichen Verhaltensänderungen während chronischer Stressexposition erklärt werden. Die Entwicklung eines depressionsähnlichen Verhaltens im Verlauf des chronischen Stressmodells wurde nur bei BALB/c-Mäusen aber nicht bei C57BL/6-Mäusen beobachtet. Bei chronisch gestressten C57BL/6-Mäusen wurde jedoch eine deutlich vermehrte Kot- und Urinabgabe nachgewiesen, was auf eine durch den Sympathikus getriebene Pathologie der Stressantwort bei diesen Mäusen hindeuten könnte. Eine stressbedingte Aktivierung der HPA-Achse, gekennzeichnet durch ansteigende Plasmakortikosteronspiegel sowie durch eine periphere Leuko- und Lymphozytopenie, konnte bei beiden Mausstämmen sowohl im akuten als auch im chronischen Stressmodell nachgewiesen werden. Während der akuten Stressantwort eine aktivierende Funktion bezüglich des Organismus zukommt, die meist keine gefährlichen Auswirkungen hinterlässt, kann eine chronische Stressexposition hingegen das Individuum schädigen. Dass sich dabei die stressbedingten Konsequenzen zwischen verschiedenen Individuen unterscheiden, konnte durch die vergleichenden Untersuchungen von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen gezeigt werden.
Patienten mit Sepsis haben eine schlechte Mikrozirkulation sowie kardiovaskuläre Depression. Zur Therapie müssen unbedingt und schnellstmöglich Antibiotika gegeben werden, die oft kombiniert wird mit Antikoagulantien-Therapie. Nun stellt sich die Frage, welchen direkten Effekt Antibiotika und Antikoagulantien auf den Gefäßtonus beim septischen Patienten haben. Als ersten Schritt dieser Forschung wurden an gesunden Ratten-Aortenringen Antibiotika und Antikoagulantien durch Messung der isometrischen Kontraktion in vitro getestet. Alle Medikamente wurden hinsichtlich ihrer Relaxationsfähigkeit bei Vorkontraktion mit 20/40 mM KCl oder Phenylephrin (5x10-7M oder 5x10-8M) getestet, sowie die Phenylephrin Dosis-Wirkungs-Kurve nach 30 Minuten bzw. 20 Stunden Inkubation (bei 37°C) konstruiert. Zudem wurde die Wirkung des Medikaments in hohen Konzentrationen auf den Ruhezustand der Ringe erprobt. Bei den Antibiotika konnte festgestellt werden, dass Linezolid möglicherweise ein K+-Kanal Aktivator ist, da es bei einer Präkontraktion von 40mM KCl und darauffolgender kumulativer Gabe von Linezolid signifikant weniger stark relaxiert, als bei 20mM KCl Vorkontraktion (P=0,02). Weiterhin könnten sowohl Linezolid als auch Daptomycin intrazelluläre Mechanismen beeinflussen, da sie bei der Inkubation von 30 Minuten (pEC50: 7.47±0.06(Lin)/7.45±0.08(Dap) vs 6.96±0.05(Kon)) und 20 Stunden (pEC50: 7.2±0.04 (Lin)/ 7.45±0.04 (Dap) vs 6.89±0.05(Kon)) und folgender Phenylephrin-Dosis-Wirkungs-Kurve beide eine Linksverschiebung der Kurve im Vergleich zur Kontrolle bewirken (P<0,05). Zudem ist ihre erreichte Maximalspannung in beiden Versuchsreihen signifikant höher als die der Kontrolle. Bei den Antikoagulantien wurde ermittelt, dass bei Enoxaparin (P=0,00002), Tinzaparin (P=0,0002) und Danaparoid (P=0,005) möglicherweise eine K+-Kanal Aktivierung vorliegen könnte, da sie alle bei 20mM KCl Vorkontraktion stärker relaxieren als bei 40mM KCl Präkontraktion. Zudem konnte bei Tinzaparin (P=0,002) und Enoxaparin (P=0,01) nach Vorkontraktion mit Phenylephrin eine signifikante Relaxation im Vergleich zur Kontrolle festgestellt werden, was eventuell hinweist auf eine α-adrenerge Stimulation. Nach 30 Minuten Inkubation fanden wir heraus, dass Argatroban und Danaparoid eine Linksverschiebung der Phenylephrin-Dosis-Wirkungs-Kurve gegenüber der Kontrolle bewirken (pEC50: 7.17±0.08(Arg)/7.12±0.05(Dan) vs 6.96±0.05(Kon)), während Enoxaparin (pEC50: 6.77±0.03) eine Rechtsverschiebung zeigte (bei allen P<0,05). Bei der 20-stündigen Inkubation hingegen zeigten alle Antikoagulantien im Vergleich zur Kontrolle eine erhöhte Sensitivität gegenüber Phenylephrin (pEC50: 7.37±0.05(Arg)/7.13±0.04(Dan)/7.1±0.05(Eno)/ 7.06±0.04(Tin) vs 6.89±0.05(Kon)). Möglicherweise beeinflussen sie also intrazelluläre Mechanismen. Die Maximalspannung war, im Vergleich zur Kontrolle, bei Enoxaparin und Argatroban erhöht. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass einige der getesteten Substanzen möglicherweise eine K+-Kanal Aktivierung, eine α-adrenerge Stimulation oder eine intrazelluläre Modulation bewirken. Ob diese Ergebnisse eine Bedeutung für den Menschen haben und ob sie bedeutsam bei Sepsis sind, muss noch untersucht werden.
Bei Patienten mit DCM und Myokarditis sind Störungen der zellulären und humoralen Immunität bekannt. Im Serum dieser Patienten werden unterschiedliche zirkulierende kardiale Autoantikörper gefunden, die eine kardiodepressive Wirkung haben. Diese Autoantikörper können durch die Immunadsorption (IA) aus dem Plasma extrahiert werden. Es wurden die Einflüsse des durch die IA gewonnenen Eluates mit den darin enthaltenen Autoantikörpern von 10 DCM Patienten auf die Kontraktilität, die Herzfrequenz und den Koronarfluss an isolierten Rattenherzen zu untersuchen. Die Ergebnisse unserer Studie zeigen eine dosisabhängige Reduktion der systolischen und diastolischen Funktion im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Koronarperfusion nahm sowohl in der Kontrollgruppe als auch, noch ausgeprägter, in der DCM-Gruppe ab. Die Herzfrequenz blieb in beiden Gruppen stabil. Hämodynamische Phänomene einer Herzinsuffizienz können somit durch Perfusion mit myokardialen Autoantikörpern imitiert werden. Jedoch können die bisher bekannten kardialen Antikörper die beobachteten in-vitro Effekte nicht komplett erklären.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Modellierung des Microarrayexperiments. Hierfür wird das gesamte Experiment in fünf Teilprozesse zerlegt, die Reverse Transkription, die Hybridisierung, das Waschen, die Fluoreszenz und die Detektion. Jeder Teilprozess wurde separat modelliert und analysiert. Anschließend wurde die Teilprozesse im Gesamtmodell vereint und dieses für verschiedene Parametersituationen simuliert. Diese Arbeit ermöglicht eine mathematische Handhabung des Microarrayexperiments und deckt seine Abhängigkeit von den einzelnen Schritten des Experiments auf. Dies kann benutzt werden, um Normalisierung und Analyse zu verbessern.
Neunzig Prozent der Verkehrsunfälle in Deutschland sind auf menschliches Fehlverhalten zurück zu führen. Wissenschaftliche Daten des Greifswalder Unfallforschungsprojektes sollten dazu dienen, einen Präventionsmaßnahmenkatalog zu erarbeiten, der gleichzeitig umweltbedingte Gegebenheiten sowie menschlich soziale Aspekte berücksichtigte und dadurch zu einer Senkung der Verkehrsunfälle mit Personenschaden führen sollte. Es wurde eine prospektive, nicht-interventionelle Beobachtungsstudie durchgeführt, in deren Rahmen technische, klinische und psychodiagnostische Parameter von unfallbeteiligten Personen und Fahrzeugen erfasst wurden. Erstmals wurde in Deutschland ein psychodiagnostischer Fragebogen (Sensation Seeking Scale, SSS) als Instrument zur Erfassung von Risikobereitschaft bei Verkehrsunfällen in der Unfallforschung verwendet. Insgesamt konnten 422 Personen in die Studie eingeschlossen werden, davon 64,1% Verletzte. Es konnten 278 Fahrzeugführer mittels SSS befragt werden. Die Studie zeigte ein signifikantes Absinken der Risikobereitschaft (SSS) mit steigendem Alter sowie einen signifikanten Geschlechtsunterschied in diesem Persönlichkeitsmerkmal. Die Studienergebnisse lassen außerdem einen (noch nicht signifikanten) Zusammenhang zwischen Risikoverhalten und Verletzungsschwere bzw. Unfallschwere erkennen. Dieser Sachverhalt scheint eine retrospektive Identifizierung von „risikobereiten Personen“ zu ermöglichen, um Interventionen anbieten zu können und so präventiv wirksam zu werden. Diese Erfassung der Risikobereitschaft erlaubt jedoch momentan keine retrospektive Differenzierung von Unfallverursachern und Nichtverursachern, da sich in den Gruppen nur sehr geringe Unterschiede erfassen ließen. Zur Prognostizierbarkeit des individuellen Verkehrsunfallrisikos kann Zuckermans Sensation Seeking Scale (Form V) deshalb zurzeit nicht empfohlen werden.
A central point of this thesis is the investigation of surface structure and surface forces, which are created by single layers of linear polyelectrolytes (PE). In detail, the properties of cationic poly(allylamine)hydrochloride (PAH) and poly-l-lysine (PLL) and anionic sodium poly(styrene sulfonate) (PSS) are determined, which have been physisorbed onto oppositely charged silica surfaces in presence of a predefined salt concentration IAds. For these investigations, a new averaging method for colloidal probe (CP) force profiles is developed, which leads to an ultimate force resolution of 1 pN after the data processing, (signal to noise ratio of > 1000). Furthermore, a new kind of tapping mode imaging is presented (so called colloidal probe tapping mode, CPTM), which uses a CP instead of a sharp tip and hence which allows to resolve lateral inhomogeneously distributed surface forces. The basics to understand such-like obtained tapping mode images are developed. For adsorption from salt-free solution (IAds = 0) the dominance of an electrostatic double layer repulsion is observed, which is commonly attributed to the adsorption of the PE chains into a rather flat and compact layer and which is in full agreement with theoretical predictions and enormous experimental data available in literature. However, even a small addition of salt to the deposition solution (i.e. IAds > 1 mM NaCl) introduces a new contribution to the surface force, which is attributed to PE chains that are non-flatly physisorbed. Using scaling considerations, it is shown for all investigated PE that this non-flat conformation can be described by brush-like chain adsorption (cf. Section 3.3.5); other conformations like mushroom or pancake are excluded (cf. Section 5.3). Interestingly, these non-flatly physisorbed chains combine properties of neutral and PE brushes: (i) The force is very well described by the theory of Alexander and de Gennes (AdG, cf. Section 5.4). By fitting the AdG force law to the data, it is possible to determine the (brush) thickness L of the PE layer and the average distance s between brush-like physisorbed chains. Although the chains are charged the electrostatic contribution to the surface forces is too small to be noticeable (cf. Section 5.4.2). (ii) The thickness L of this PE layer is much larger compared to the compact layer (observed for salt-free adsorption) and is also subject to a pronounced swelling and shrinking if the bulk salt concentration I is decreased or increased, respectively. Surprisingly, all measurements indicate that L follows a scaling law known for salted end-grafted PE brushes, i.e. L ~ N (I s^2)^(-1/3) (with N denoting the degree of polymerization). Furthermore, the osmotic brush phase is never observed in the experiments, but chain stretching up to 1 / 3 of the contour length is regularly achieved. CPTM imaging applied to PSS shows that the brush-like physisorbed chains are not homogenously distributed over the surface, but form brush domains which coexist with flatly physisorbed chains (cf. sections 5.5 and 5.6). This clearly shows that PSS generally physisorbs in two distinct phases, which differ in conformation (flat vs. brush) and the surface force caused (electrostatic vs. steric repulsion). The force profile of the two phase system is in good approximation simply the superposition of a steric and an electrostatic repulsion, whereby their respective contribution to the composed force profile is given by their area fraction. The quantitative analysis reveals that L and s of the brush phase are independent on IAds. This is remarkable, as a change in IAds is known to induce a continuous transition between a stretched (low IAds) and coiled chain conformation (high IAds) in the deposition solution (cf. [Fleer1993, Yashiro2002]). Hence, one can conclude that the conformation in solution does not necessarily correspond to the conformation after adsorption. It is also shown that the area fraction A of the brush domains strongly depends on N and IAds. For example, for constant N the scaling relation A ~ sqrt(IAds) is determined, which is very similar to the common observation that the surface coverage %Gamma of adsorbed PE layers increases also with %Gamma ~ sqrt(IAds) [Schmitt1996, Cosgrove1986, Ahrens2001, Yim2000, Gopinadhan2007, Cornelson2010]. This suggest that brush-like physisorbed PE chains are responsible for the increase in %Gamma. In fact, Section 5.6 shows that the mass of the brush phase is approx. 0.5 mg/m² which is comparable to the increase in %Gamma reported in literature for IAds = 1 M NaCl [Cosgrove1986, Schmitt1996, Ahrens2001]. As a change in IAds does not affect L and s, but solely the brush area fraction A, it is argued in Section 5.6 that an increase in IAds can be understood as a phase transition from the (disordered) flat phase towards the (ordered and extended) brush phase. Here, further theoretical considerations would be desirable.
Bei vielen onkologischen Krankheitsbildern stellt das Vorhandensein und Ausmaß eines Lungenbefalls den das Überleben limitierenden Faktor dar. Die chirurgische Resektion der Lungenmetastasen ist derzeit die einzige potentiell kurative Behandlung. Da bei vielen Patienten aufgrund von Komorbiditäten eine Resektion nicht möglich ist, wurden in den letzten Jahren alternative lokalablative Behandlungsmethoden wie die Laserablation entwickelt, die parenchymsparend, komplikationsarm und potentiell wiederholbar sind und zu einer Steigerung der Überlebenszeit und Verbesserung der Lebensqualität für inoperable Patienten führen können. Aussagen über Langzeiterfolge konnten aufgrund zu kleiner Patientenzahlen und zu geringer Nachbeobachtungszeiträume bisher nicht getroffen werden. Ziel dieser retrospektiven Untersuchung ist die Beurteilung des therapeutischen Potentials der Laserablation bei Patienten mit pulmonalen Metastasen unterschiedlicher Primärtumore anhand von Langzeitergebnissen. Die Studie basiert auf 64 Patienten mit insgesamt 108 behandelten Lungenmetastasen, die im Universitätsklinikum Greifswald in 129 Therapiesitzungen mittels Laserablation therapiert wurden. Für die Behandlungen wurden ein Nd-YAG-Laser (1064 nm) und spezielle Power-Laser-Applikationssysteme perkutan eingesetzt. Alle 64 Patienten tolerierten die Therapie unter Lokalanästhesie und Analgosedierung gut. Die Mortalitätsrate betrug 0 %. Das Auftreten eines Pneumothorax war die häufigste Komplikation während der Laserablation. Insgesamt trat er in 49/129 Ablationssitzungen auf (38 %). In 5 % der Fälle (7/129) handelte es sich um einen behandlungsbedürftigen Pneumothorax, der während der Intervention mittels Drainagenanlage therapiert wurde. Paremchymblutungen kamen in 13 % der Therapiesitzungen vor und waren in allen Fällen selbstlimitierend, in 7 % führten sie zu temporären Hämoptysen. Kleine reaktive Pleuraergüsse traten in 24/129 Fällen (19 %) auf. Diese waren nicht therapiebedürftig. Klinisch relevante Komplikationen, die zu einer verlängerter Hospitalisierung, unerwartetem gesteigerten Behandlungsaufwand oder zu einer stationären Wiederaufnahme führten traten in nur 3 Fällen (2 %) auf. In der Erstbehandlung konnten 78 % aller Metastasen komplett technisch erfolgreich behandelt werden. Das mediane Gesamtüberleben aller Patienten betrug 23,1 Monate (95 % Konfidenzintervall, 11,8 – 34,5 Monate) mit 1-, 3- und 5-Jahres-Überlebensraten von 69 %, 30 % und 18 %. In der Gruppe der komplett erfolgreich behandelten Patienten betrug die mediane Überlebenszeit 32,4 Monate (95 % KI, 17,5 – 47,3 Monate) mit 1-, 2- und 5-Jahres-Überlebensraten von 81 %, 44 % und 27 %. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen einen signifikanten Einfluss der Metastasenanzahl (Median 2) und der Metastasengröße (Median 2,1 cm) auf den technischen Behandlungserfolg. Die Erfolgsrate lag bei pulmonalen Metastasen < 3 cm bei 88 %, bei Metastasen zwischen 3 und 5 cm bei 77 % und bei Metastasen > 5 cm bei 17 %. Mit zunehmender Metastasengröße stieg die Rezidivrate und das rezidivfreie Intervall sank. Die Rezidivrate bei Metastasen < 3 cm betrug 24,6 %, bei Metastasen 3-5 cm 36,4 % und 50 % bei Metastasen > 5 cm. Mit zunehmender Größe der Metastasen sank das rezidivfreie Intervall (31,4 Mon., 14,1 Mon., 4,5 Mon.). Unterschiedliche Primärtumore zeigen unterschiedliche Tendenzen hinsichtlich der Verbesserung der Überlebenszeiten nach Laserablation. So scheinen pulmonale Metastasen mit einem Primärtumor der HNO-Region in unserer Studie am meisten von der Lasertherapie zu profitieren. Allerdings war der Einfluss des Primärtumors auf die Überlebenszeiten in unserer Studie bei geringen Patientenzahlen nicht signifikant und muss in folgenden Studien weiter evaluiert werden. Die Ergebnisse nach 5 Jahren Erfahrung in unserer Studie lassen den Schluss zu, dass die perkutane Laserablation ein effektives Verfahren zur technisch erfolgreichen Behandlung von Lungenmetastasen mit einer Anzahl nicht mehr als 2 und einer Tumorgröße von nicht mehr als 2,1 cm darstellt. Bei einer technisch erfolgreichen Gesamtbehandlung kann eine deutliche Erhöhung der Überlebenszeiten und Senkung der Rezidivraten bei gleichzeitig schonendem und auch beliebig oft zu wiederholendem Therapieerfahren für inoperable Patienten erzielt werden.
Mit Etablierung der Public-Health-Forschung in Deutschland und dem zahnmedizinischen Ableger „Dental Public Health“ ist das Interesse nach deutschlandweiten Prävalenzen zum Thema „Mundgesundheit“ gestiegen. Die multifaktorielle und multikausale Betrachtung der einzelnen oralen Krankheitsbilder aber auch die möglichen Assoziationen zu Allgemeinerkrankungen, wie z.B. Diabetes, werden in der aktuellen Literatur immer stärker hervorgehoben. Ziel dieser Arbeit soll es sein, die Mundgesundheit in Deutschland anhand von aktuellen Prävalenzen der einzelnen oralen Krankheitsbilder, wie Kronen- bzw. Wurzelkaries, Parodontopathien und Zahnverlust exemplarisch für die Erwachsenen- und Seniorenkohorte deskriptiv darzustellen. Als Grundlage dienten die epidemiologischen bevölkerungsrepräsentativen Mundgesundheitsstudien (DMS I bis IV), diese werden mit der regionalen SHIP-Studie (SHIP-0 und 1) des Community-Medicine-Forschungsverbundes der Universität Greifswald in einen Kontext gestellt. Der durch die Querschnittsstudien DMS III (1997) und DMS IV (2005) und die Longitudinalstudien SHIP-0 (1997-2001) und SHIP-1 (2002-2006) beleuchtete Zeitraum ist vergleichbar und relativ aktuell. Die Wahl der WHO-Alterskohorten der Erwachsenen (35-44 Jahre) bzw. Senioren (65-74 Jahre), vergleichbare Befundungen bzw. Indizes und Stichprobenanzahlen bzw. Responsewerte ermöglichen eine valide Einschätzung der Mundgesundheit in Deutschland. In den Industrieländern erzielte man durch die Etablierung kariesprophylaktischer Maßnahmen in den letzten zwei Jahrzehnten in allen Altersgruppen ein deutlicher Rückgang der Kronenkaries. Sowohl national (DMS III und IV) als auch regional (SHIP-0 und 1) konnte dies in allen Altersgruppen bestätigt werden. Dennoch ist trotz dieser guten Erfolge eine Kariespolarisation in der Bundesrepublik Deutschland zu erkennen, d.h. nur wenige Erkrankte vereinigen den Großteil der kariösen Zähne auf sich. Die Erfolge in der Kariesbekämpfung und verbesserte konservierende zahnmedizinische Therapien führen vor allem bei den Senioren, aber auch bei den Erwachsenen zu geringeren Zahnverlustraten bzw. zu geringeren Prozentsätzen von totaler Zahnlosigkeit. Durch die Zunahme dieser „teeth at risk“ kam es bezüglich der Wurzelkariesprävalenz und der Parodontitisprävalenz bei den Erwachsenen zu einer Stagnation und bei den Senioren zu einer starken Zunahme. Die geschlechtsspezifische Evaluierung der einzelnen oralen Erkrankungen zeigt, dass Männer im Mittel einen geringeren Kariesbefall der Zahnkronen und geringere Zahnverlustraten, aber dadurch bedingt höhere Wurzelkariesprävalenzen und Parodontitisprävalenzen auf sich vereinigen. Dagegen weisen Frauen einen höheren mittleren DMF-T Wert, einen höheren Zahnverlust bzw. totale Zahnlosigkeit und dadurch eine geringere Anfälligkeit für Wurzelkaries- und Parodontalerkrankungen auf. Die Entwicklung der Mundgesundheit in den neuen und alten Bundesländern zeigte in DMS III eine allgemein schlechtere Mundgesundheit in den neuen Bundesländern. Erst 2005 (DMS IV)konnte eine langsame Annäherung bezüglich der Mundgesundheit in den neuen und alten Bundesländern evaluiert werden. International zeigten sich in den USA und Schweden vornehmlich durch die Betrachtung von NHANES und Hugoson, geringere Kronen- bzw. Wurzelkariesprävalenzen, geringere AV- und ST- Werte und geringere Zahnverlustraten. Als mundgesundheitsbezogen Risikofaktoren können neben Geschlecht, Alter und Bundeslandzugehörigkeit auch Mundhygiene- und Inanspruchnahmeverhalten und vor allem die Schulbildung und der Nikotinabusus für beide Alterskohorten und zu beiden Studienzeitpunkten identifiziert werden. Durch den demografischen Wandel („umkehrte Alterspyramide“), aber auch durch die rasanten Veränderungen im Gesundheitssystem ist Deutschland in einem wichtigen Wandel begriffen, der sich auch auf die Zahnheilkunde und der damit verbundenen Mundgesundheit auswirken wird. Für die Zukunft müssen die Schwerpunkte in der zahnmedizinischen Versorgung und Prävention neu gesetzt werden, da in Deutschland zunehmend mehr ältere und alte Menschen mit speziellen Bedürfnissen bezüglich ihrer Mund- und Zahngesundheit leben. Bei der zahnmedizinischen Behandlung werden die zunehmende Multimorbidität der Patienten und die Erstellung von individuelleren Risikoprofilen von zunehmender Wichtigkeit für einen Therapieerfolg werden. Für eine weitere zukünftige Verbesserung der Mundgesundheit in Deutschland ist es wichtig, dass der Weg von der kurativen hin zur präventiven ganzheitlichen Zahnheilkunde noch konsequenter beschritten wird. Ein ganz elementarer Aspekt ist dabei die Mit- bzw. Eigenverantwortung des Patienten, denn Mundgesundheit bezieht sich nicht nur allein auf die Zähne, sondern betrifft auch den Körper in seiner Gesamtheit. Sie hängt erheblich vom Gesundheitsbewusstsein des Einzelnen ab.
Impurity ions pose a potentially serious threat to fusion plasma performance by affecting the confinement in various, usually deleterious, ways. Due to the creation of helium ash during fusion reactions and the interaction of the plasma with the wall components, which makes it possible for heavy ions to penetrate into the core plasma, impurities can intrinsically not be avoided. Therefore, it is essential to study their behaviour in the fusion plasma in detail. Within the framework of this thesis, different problems arising in connection with impurities have been investigated. 1. Collisional damping of zonal flows in tokamkas: The effect of impurities on the collisional damping of zonal flows is investigated. Since the Coulomb collision frequency increases with increasing ion charge, heavy, highly charged impurities play an important role in this process. The effect of such impurities on the linear response of the plasma to an external potential perturbation, as caused by zonal flows, is calculated with analytical methods and compared with numerical simulations, resulting in good agreement. 2. Impurity transport driven by microturbulence in tokamaks: Fine scale turbulence driven by microinstabilities is a source of particle and heat transport in a fusion reactor. A semi-analytical model is presented describing the resulting impurity fluxes and the stability boundary of the underlying mode. The results are compared with numerical simulations. Both the impurity flux and the stability boundary are found to depend strongly on the plasma parameters such as the impurity density and the temperature gradient. 3. Pfirsch-Schlüter transport in stellarators: Due to geometry effects, collisional transport plays a much more prominent role in stellarators than in tokamaks. Analytical expressions for the particle and heat fluxes in an impure, collisional plasma are derived from first principles. Contrary to the tokamak case, where collisional transport is exclusively caused directly by friction, in stellarators an additional source of transport exists, namely pressure anisotropy. Since this term is, contrary to the contribution from friction, non-ambipolar, it plays an important role regarding the ambipolar electric field. Furthermore, the behaviour of heavy impurities in the presence of strong radial temperature and density gradients is studied, which lead to a redistribution of the impurities on the flux surfaces. As a consequence, the radial impurity flux is decreased considerably compared with a plasma in which the impurities are evenly distributed on the flux surfaces.
Mehrfachdelinquenz unter Alkoholeinfluß im Straßenverkehr sowie bei anderen kriminellen Delikten
(2010)
Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit Straftatbeständen im Wiederholungsfall unter Alkoholeinfluß in Vorpommern und dem südlichen Mecklenburg. Das entscheidende Einschlusskriterium für diese Untersuchung war mindestens eine wiederholte rechtswidrige Auffälligkeit unter Alkoholeinfluss. Im Zeitraum 1998 bis 2002 konnten aus ca. 30.000 Polizeiprotokollen insgesamt 4.617 Wiederholungsdelikte ermittelt werden. Davon entfielen 3.215 auf den Straßenverkehr, begangen durch 1.587 Einzeltäter. Das entspricht fast 70 % aller begangenen Wiederholungstaten unter Alkoholeinfluss. Auf andere kriminelle Delikte entfielen 945 Erfassungen, wobei ca. zwei Drittel allein Körperverletzungen waren. Mit ca. 98 % Beteiligung sind Männer die am häufigsten als Mehrfachdelinquenten auftretende Gruppe. <p> Die Altersstruktur der Täter erstreckt sich über einen Altersbereich von 13 bis 85 Jahren. Im Vergleich mit anderen Jahrgängen sind Täter im Alter von 18 - 25 Jahren auffallend häufig vertreten, die auch überproportional an schweren Verkehrsunfällen beteiligt sind. Die festgestellten Blutalkoholkonzentrationen in Kombination mit einer Straftat bleiben über die einzelnen Jahre des Erhebungszeitraumes hinweg konstant im Bereich der absoluten Fahruntauglichkeit bei einem Mittelwert von 1,85 mg/g. Die Blutalkoholkonzentrationen der Rückfalltäter steigen mit zunehmendem Alter. Mit dem Anstieg der Blutalkoholkonzentration steigt auch die Deliktschwere. Ca. 38% der Rückfalltaten im Straßenverkehrsbereich wurde mit einer Blutalkohlkonzentration über 2,0 mg/g von ca. 35% der Delinquenten begangen. Dabei ist der Anteil derjenigen alkoholisiert am Straßenverkehr teilnehmenden allein Unfälle verursachenden Täter gering (11,2 %). Wiederholungstäter werden überwiegend durch Zufall wiederholt aktenkundig. Das Hauptproblem im Untersuchungsgebiet ist der junge, wiederholt im Bereich der absoluten Fahruntauglichkeit alkoholisiert am Straßenverkehr teilnehmende Mann, der so für über 30% der Unfälle unter Alkoholeinfluß verantwortlich ist. Über die anderen kriminellen Delikte im Wiederholungsfall ist das Datenmaterial zu gering, um allgemeingültige Aussagen treffen zu können, doch auch hier gilt obige Feststellung, daß vornehmlich junge, hochalkoholisierte Menschen zu Wiederholungstätern werden.
This work proposes and experimentally evaluates a new method and the first prototypic design of an apparatus for the objective assessment of peripheral dynamic stereovision. Peripheral dynamic stereovision is understood as the ability to perceive, recognize and observe moving objects in the visual periphery without sacrificing foveal fixation, i.e. shifting the line of sight (e.g. moving the eyes or the head) and loosing attention to the scene of interest. The presence of stereopsis on top further enhances the perceptive quality by adding the third dimension with judgment of depth and estimation of relative spatial positions as central clues for orientation, coordinative interaction and navigation in space. Based on findings that moving stereoscopic contours can induce distinctive optokinetic reactions, a panoramic stimulus pattern was rotated round subjects’ heads. Designed after the Frisby Stereotest, solely the binocular parallax resulting from the plate thickness carries stereoscopic information, excluding all other depth clues. A specially fitted goggle frame assured correct binocular alignment of the subjects adding objectivity. In first experiments, voluntary reactions (pushing a buzzer button) and involuntarily triggered ocular responses have been registered. The Performance Level (PL) and Confidence Ratio (CR) were introduced as benchmarks for voluntary reactions. Despite larger spreads, the PL averaged at 60 % while an elevated CR confirmed a low error rate of 16 % and thus high overall credibility. Poor performance of available recording hard- and software, in many cases, rendered the analysis of involuntary ocular reactions less exhaustive. It was however observable that objects that appear in the periphery of the visual field triggered the onset of nystagmoid search and tracking mechanisms. Finally, mean peripheral locations of subjects’ active reactions have been established at 30 degrees. The outcome of this pilot study in principle confirmed basic feasibility, conceptual validity and practical applicability of this novel method. Prospective fields of application with raised demands on peripheral dynamic stereopsis have been identified and critically assessed. The applicative possibilities and exclusive advantages of this test combining the assessment of stereopsis and dynamic visual field testing have not been matched by solutions published so far. Before however commercialization should be aimed at, design-related issues, including the implementation of electrophysiological ocular measurements, need to be addressed first to lead the post-prototype development to higher diagnostic expressiveness and reliability.
Ziel dieser Studie war, die Prävalenz von Borrelia burgdorferi sensu lato (s. l.) in Ixodes ricinus (I. ricinus) Zecken in Wäldern nahe Greifswald zu ermitteln und die europäischen Borrelia burgdorferi sensu lato species B. burgdorferi sensu stricto, B. afzelii, B. garinii (OspA Typen 3 bis 7), B. valaisiana und B. lusitaniae zu differenzieren. Die Zecken wurden zwischen April und Oktober 2003 in 2 Sammelgebieten (Nymphen und Adulte) und zwischen April und August 2004 in einem Sammelgebiet (nur Adulte) gefangen. Insgesamt wurden 689 Adulte (355 Weibchen, 334 Männchen) und 825 Nymphen der Spezies I. ricinus gesammelt. Adulte wurden bei DNA – Extraktion und PCR einzeln aufgearbeitet, bei den Nymphen waren je 5 Individuen zu einem Pool zusammengefasst. Es kamen verschiedene PCR Protokolle zur Anwendung, es wurde eine heminested PCR mit anschließender Restriktionsenzymanalyse, die eine Differenzierung der Genospezies erlaubte, gewählt. Im Jahr 2003 betrug die Infektionsrate adulter I. ricinus Zecken 14,9 %. Borrelien – DNA wurde in 16,8 % der Weibchen und in 12,9 % der Männchen nachgewiesen. 5,7 % der Nymphen waren positiv (Berechnung nach de Boer et al. 1993). Die mittleren Infektionsraten der zwei Sammelgebiete unterschieden sich signifikant voneinander (7,1 % bzw. 19,2 %, p= 0,005). Im Jahr 2004 unterschieden sich die Infektionsraten weiblicher und männlicher Zecken signifikant voneinander (p= 0,024): Die mittlere Infektionsrate betrug 19,9 %, wobei 25,4 % der Weibchen und 14,1 % der Männchen infiziert waren. Im Jahr 2003 war B. garinii OspA Typ 6 die häufigste Genospezies (63,9 %), gefolgt von B. afzelii (16,7 %) und B. valaisiana (11,1 %). B. garinii OspA Typ 4 und 5 und B. burgdorferi sensu stricto traten selten auf (1,4 %, 1,4 % und 5,5 %). Im Gegensatz dazu dominierte B. burgdorferi sensu stricto im Jahr 2004 (38,6 %) aufgrund der hohen Prävalenz von 65,2 % im August. 34,1 % aller Zecken waren mit B. garinii OspA Typ 6 infiziert. B. afzelii wurde in 11,4 %, B. valaisiana in 9,1 % nachgewiesen. Doppelinfektionen traten in 2,8 % (2003) und 2,3 % (2004) der Zecken auf. In Ostvorpommern wurden alle o. g. humanpathogenen Spezies und OspA – Typen außer B. lusitaniae und B. garinii OspA Typ 3 und 7 nachgewiesen. Die ermittelten Infektionsraten stimmen mit den Ergebnissen ähnlicher epidemiologischer Studien in benachbarten Regionen in Polen überein (Stanczak et al. 2000; Bukowska 2002). Am häufigsten trat B. garinii OspA Typ 6 auf, außer im August 2004, wo B. burgdorferi sensu stricto die dominante Spezies war (65,2 %). Diese hohe Infektionsrate mit B. burgdorferi sensu stricto geht einher mit den Ergebnissen einer Untersuchung durch Bukowska in Westpommern 2000 – 2001. Mischinfektionen waren selten. Nur zwei von 70 positiv getesteten Zecken im Jahr 2003 (2,8 %) waren mit zwei verschiedenen OspA – Typen der B. garinii Gruppe doppelinfiziert. Im Jahr 2004 zeigte nur eine der 43 positiv getesteten Zecken (2,3 %) eine Doppelinfektion, ebenfalls mit zwei verschiedenen B. garinii OspA – Typen. Untersuchungen zum Vorkommern von Borrelia burgdorferi sensu lato in Zecken durch Borrelien – DNA – Nachweis mittels PCR und Differenzierung der einzelnen Stämme wurden bislang vor allem im Süden Deutschlands durchgeführt. Epidemiologische Studien zur Häufigkeit und Verteilung der verschiedenen Borrelienspezies in den verschiedenen Regionen Europas ist für die prospektive Entwicklung von Vakzinen und mikrobiologischen Testsystemen von entscheidender Bedeutung.
Neurodegenerative Erkrankungen sind durch einen progressiven Verlust von Neuronen oder Gliazellen im Gehirn oder Rückenmark gekennzeichnet. Der Ersatz dieser zu Grunde gegangen Zellen, zum Beispiel durch neurale Stammzellen (NSCs) stellt dabei einen möglichen kurativen Behandlungsansatz dar, bei dem alternativ zur stereotaktisch-chirurgischen Zelltransplantation die Injektion der NSCs in den Liquorraum als atraumatische Transplantationsmethode in Frage kommt. In vorangegangenen Studien hierzu wird allerdings über eine sehr geringe Migration der intrathekal injezierten Zellen ins Hirnparenchym berichet, zurückzuführen möglicherweise auf einen zu niedrigen Nährstoffgehalt des Liquors. Andererseits ist bekannt, dass Liquor ein wichtiges Milieu für das Überleben NSCs und deren Zellpfaddetermination im sich entwickelnden Gehirn darstellt. In unserer Studie haben wir deshalb den Einfluss von Liquor auf das Verhalten adulter humaner (ahNSCs) und fetaler muriner neuronaler Stammzellen (fmNSCs)in vitro untersucht. Die zentralen Ergebnisse unserer Studie sind: (i) sowohl während der Expansion als auch während der Differenzierung führt Liquor zu einer erhöhten Überlebensrate ahNSCs und fmNSCs im Vergleich zum standard Expansions-/DIfferenzierungsmedium (ii) Liquor fördert das Auswachsen von Zellfortsätzen im Vergleich zum Standardmedium und führt so zu einem schnelleren Verlust der Teilungsfähigkeit (iii) Liquor förder die Astrogliogenese in ahNSCs und fmNSCs und hemmt die Neurogenese in fmNSCs. Eine nierige Überlebensrate der intrathekal injezierten Zellen auf Grund eines zu niedrigen Nährstoffgehaltes scheint auf Grund unserer Ergebnisse somit unwahrscheinlich. Stattdessen könnte das schnelle Auswachsen der Zellförtsätze nach intrathekaler Injektion zu einer Adhäsion injezierter Stammzellen an der Ventrikelwand führen und somit eine ausreichende intraparenchymale Migration verhindern. Als zusätzlich negativen Effekt des Liquors zeigte sich in unserer Studie eine Förderung der Astrogliogenese und Hemmung der Differenzierung in benötigte Neurone. Vor der praktischen Umsetzung der intrathekalen Stammzellinjektion als alternative Transplantationsmethode sind deshalb weitere Studien zu den Inhaltsstoffen des Liquors und Möglichkeiten der Beeinflussung dieser notwendig.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, inwieweit unterschiedliche Schichtstärken und Sinterparameter einen Einfluss auf die mittlere Transparenz und Oberflächenqualität sowie Sinterschrumpfung haben. In 720 Sinterbränden wurden insgesamt 1800 Prüfkörper aus vier verschiedenen Keramikmassen (Transparentmassen von Markennamen, Vita VM 7, Vita Omega, Imagine Reflex und SYMBIOceram) in Anlehnung an DIN 13905-2 mit verschiedenen Schichtstärken und Modifikation der Sinterparameter Haltezeit und Sintertemperatur hergestellt und die Transparenz der Proben untersucht. Repräsentativ wurde die Oberflächenqualität von 560 Proben dargestellt. Die ausgewählten Keramikmassen sind charakteristische Vertreter der niedrig, mittel und hochbrennenden Verblendkeramiken. Die mittelbrennende Keramik C (Imagine Reflex) zeigt bei 20 K unter der vom Hersteller empfohlenen Sintertemperatur sowie bei Herstellerempfehlung – exclusive Schichtstärke 1,6 mm und HZ 180 - bei allen Haltezeiten die höchste Transparenz. Mit Ausnahme der Schichtstärke 4,1 mm der hochbrennenden Keramik B sowie den Schichtstärken 3,1 mm bis 4,1 mm der hydrothermalen Keramik D (SYMBIOceram), ist bei allen vier Keramiken unter Temperaturanstieg und Verlängerung der Haltezeit ein Anstieg der Transparenz zu erkennen. Ein Anstieg der Probenschichtstärke führt ausnahmslos bei allen vier keramischen Massen zu einem Verlust der Lichtdurchlässigkeit. Durch die Darstellung der Oberflächengüte konnte nachgewiesen werden, dass ein Anstieg der Sintertemperatur sowie die Verlängerung der Haltezeit eine Reduktion der Porositäten bei der hochbrennenden Keramik A und B sowie der mittelbrennenden Keramik C evoziert. Anhand der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass hohe Sintertemperaturen und kurze Haltezeiten identische Effekte hervorrufen, wie niedrige Temperaturen und lange Haltezeiten. Dies bestätigt die Untersuchung von Claus (1990). Die vorliegende Untersuchung konnte jedoch zeigen, dass hier die Effekte für die Lichtdurchlässigkeit durch Steigerung der Sintertemperatur für dickere Schichtstärken prozentual sich stärker auswirken. Zusätzlich erzeugt die Verlängerung der Haltezeit im jeweiligen Temperaturbereich eine Verstärkung der Transparenz bei allen Keramiken. Dies lässt vermuten, dass nicht nur die Sinterung verbessert wird, sondern auch zuverlässiger Porositäten an die Oberfläche transportiert werden. Die Sintertemperatur nimmt einen deutlichen Einfluss auf die mittlere Transparenz. Mit höherer Sintertemperatur steigt erwartungsgemäß die Sinterschrumpfung, jedoch sind die Effekte prozentual bei dünneren Proben (1, 6 mm) höher als dickeren Proben (4, 1 mm). Eine Verlängerung der Haltezeit auf 120 und 180 Sekunden sowie die Temperaturerhöhung provoziert eine gesteigerte Sinterschrumpfung. Entgegen der Annahme, dass keramische Massen mit zunehmender Schichtstärke stärker schrumpfen, zeigten die Ergebnisse eine Tendenz abnehmender Sinterschrumpfung. Die dünnsten Schichtstärken zeigten die höchsten relativen Sinterschrumpfungen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass bei der Mehrzahl der untersuchten Schichtstärken eine Erhöhung der Sintertemperatur und Haltezeit mit einem Anstieg der Sinterschrumpfung korreliert. Jedoch dieser Anstieg zwischen dünneren und stärkeren Proben unterschiedlich ausfällt. Temperaturerhöhung und Verlängerung der Haltezeit intensivieren die Transparenz und erhöhen die Sinterschrumpfung. Bei dünneren Schichten ist mit höheren Effekten aus der Sinterschrumpfung als bei dickeren Schichtstärken zu rechnen. Die Untersuchung belegt, dass eine Sinterung mit ausreichender Wärmezufuhr erst zuverlässig die Transluzenz der keramischen Verblendung erzeugt. Bei größeren Schichtstärken ist die vollständige Durchsinterung nicht so zuverlässig, wie bei dünneren Schichtstärken. Haltezeit und Sintertemperatur müssen auf Grund der Schichtstärken angepasst werden.
In der heutigen Arzneimitteltherapie stellt die orale Verabreichung die bevorzugte Applikationsart dar, folglich ist die orale Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe für den Therapieerfolg von großer Bedeutung. Eine Vielzahl der neuen Arzneistoffe ist lipophil und schlecht wasserlöslich, somit weisen sie oft schlechte Voraussetzungen für die orale Therapie auf. Gleichermaßen können intestinaler Metabolismus und Efflux-Transporter die systemische Verfügbarkeit von Arzneistoffen vermindern. Nichtionische Tenside beeinflussen die orale Bioverfügbarkeit von Arzneistoffen auf unterschiedliche Weise. Lange Zeit herrschte die Annahme, dass Hilfsstoffe wie Tenside pharmakologisch inert sind, und sie wurden hauptsächlich in klassisch technologischem Sinn als Solubilisatoren eingesetzt. Diese Annahme ist widerlegt, jedoch sind derzeit nur wenige Studien publiziert, in denen die Stabilität von nichtionischen Tensiden im Gastrointestinaltrakt oder Interaktionen mit Enzymen untersucht wurde. Ein Ziel dieser Arbeit war es, pharmazeutisch genutzte nichtionische Tenside unterschiedlicher Struktur hinsichtlich ihrer Stabilität unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen. Ausgewählt wurden die ethoxylierten Verbindungen Polysorbat 80 und D-α-Tocopherol Polyethylenglykol (1000) Succinat (TPGS) sowie der Saccharosefettsäureester Surfhope® SE D 1216 (Saccharoselaurat). Kapitel 1 und 2 beschreiben die Entwicklung analytischer Methoden für diese sehr heterogen zusammengesetzten Verbindungen, die auf chromatographischer Trennung mittels HPLC (High Performance Liquid Chromatography) und Detektion mit einem Charged Aerosol-Detektor (CAD), massenselektiven Detektor (MSD) und UV-Detektor basieren. Die Inkubation von Polysorbat 80 und TPGS in HCl-Lösung (pH 1,0) bei 37°C, wodurch die physiologischen Bedingungen im Magen dargestellt werden sollten, ergab einen geringfügigen Abbau von 9,5% (± 3,0%) bzw. 3,4% (± 0,4%) innerhalb von 8 h. Saccharoselaurat unterlag einem Abbau von über 50% innerhalb von 8 h, während sich alle drei Verbindungen in Wasser stabil zeigten. In den letzten Jahren erlangten neue Technologien, die schlecht wasserlösliche Wirkstoffe oral verfügbar machen sollen, immer mehr an Bedeutung. Umfassende Entwicklungsarbeit kommt dabei selbst-emulgierenden Lipidsystemen zu. SEDDS (Self-emulsifying Drug Delivery Systems) enthalten mitunter große Mengen an nichtionischen Tensiden. Da der Erfolg dieser Formulierungen maßgeblich vom Ausmaß des Triglyceridabbaus sowie Entstehung und Art der Abbauprodukte abhängt, wurde ein Einfluss durch diese amphiphilen Verbindungen getestet. In Kapitel 3 wird die inhibitorische Wirkung von nichtionischen Tensiden auf den Triglyceridabbau durch die Pankreaslipase untersucht. Als weitere Tenside wurden die Macrogolglycerolfettsäureester Cremophor® EL und Cremophor® RH 40 hinzugezogen. Alle Verbindugen hemmen den Triglyceridabbau konzentrationsabhängig bereits unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration. Weiterhin wurde die Stabilität der Tenside selbst gegenüber Pankreasenzymen getestet, da ein Abbau ebenfalls die Solubilisierungskapazität der gastrointestinalen Flüssigkeit vermindern kann. Die Fettsäureester von Polysorbat 80 sind zu 14,0% (± 1,0%) hydrolysiert worden. Im Fall von Cremophor EL wurden 14,4% (± 3,3%) hydrolysiert, während sie bei Cremophor RH 40 zu einem geringeren Anteil von 6,1% (± 2,8%) abgebaut wurden. TPGS und Saccharoselaurat zeigten sich stabil gegenüber Pankreasenzymen. Gegenstand neuester Forschung ist ferner die Möglichkeit der Beeinflussung intestinaler arzneistoffmetabolisierender Enzyme durch nichtionische Tenside. In Kapitel 4 werden Wechselwirkungen mit dem Arzneistoffmetabolismus durch die Cytochrom P450 Isoenzyme CYP 3A4 und CYP 2C9, die beim intestinalen Metabolismus die bedeutendste Rolle spielen, untersucht. Bei allen Tensiden konnte eine konzentrationsabhängige Inhibition hinsichtlich des Metabolismus eines Modellsubstrats bereits unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration festgestellt werden. Aus diesen Ergebnissen lässt sich folgern, dass das Kriterium der pharmakologischen Indifferenz von Hilfsstoffen in vielen Fällen nicht gegeben ist. Des Weiteren verdeutlichen sie die Notwendigkeit, im Rahmen der Entwicklung von komplex zusammengesetzten Formulierungen zunächst eine Untersuchung und quantitative Bewertung des Stabilitätsverhaltens durchzuführen. Insbesondere bei selbst-emulgierenden Lipidsystemen muss berücksichtigt werden, dass sowohl der Abbau der Tenside als auch die inhibitorische Aktivität dieser gegenüber der triglyceridabbauenden Pankreaslipase maßgeblichen Einfluss auf die Arzneistoffsolubilisierung haben. Die Fähigkeit, intestinale CYP450 Enzymen zu inhibieren, eröffnet die Möglichkeit, diese nichtionenschen Tenside zur gezielten Metabolismushemmung einzusetzen. Dadurch kann die Bioverfügbarkeit von „Problemarzneistoffen“, sofern sie Substrate dieser Enzyme darstellen, erhöht werden.
Schon kurze Zeit nach ihrer Entdeckung in den 1950er Jahren wurde bekannt, dass Tetracycline (Tcs) neben ihrer antibiotischen Wirkung auch nicht-antibiotische Effekte zeigen. In dieser Arbeit werden die strukturellen Grundlagen sowohl antibiotischer als auch nicht-antibiotischer Wirkungsweisen der Tetracycline untersucht und miteinander verglichen. Die detaillierte Beschreibung der spezifischen Wechselwirkungen zwischen Tetracyclin und den verschiedenen Proteinen wird durch Röntgen-Strukturanalysen ermöglicht. Phospholipase A2 Spezifische Wechselwirkungen der Tetracycline mit verschiedenen Proteinen sind Ursache nicht-antibiotischer Eigenschaften. Tetracycline beeinflussen durch Inhibierung von Phospholipasen A2 (PLA2), neutralen Matrixmetalloproteinasen oder alpha-Amylasen neben Entzündungen auch eine Reihe von verschiedenen Körperfunktionen. Seit einiger Zeit sind anti-inflammatorische Eigenschaften der Tcs bekannt. Die PLA2 katalysiert die erste Reaktion, die zur Bildung der Eicosanoide führt. Eicosanoide sind hormonähnliche Signalmoleküle, die als Neurotransmitter wirken und an inflammatorischen Prozessen im Körper beteiligt sind. Bei entzündlichen Krankheiten wie Rheuma oder Arthritis wurde eine vermehrte Eicosanoidproduktion beobachtet. Experimentelle Studien zeigten, dass die sekretorische Phospholipase A2 durch das Tetracyclin-Derivat Minocyclin inhibiert wird. Bei Patienten mit rheumatoider Arthritis zeigte die Anwendung von Minocyclin in ersten klinischen Tests signifikante Wirkungen. Die struktuelle Grundlage der Inhibierung der PLA2 durch Minocyclin war bislang unbekannt. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die strukturelle Ursache einer nicht antibiotischen Wechselwirkung zwischen einer sekretorischen Phospholipase A2 und Minocyclin beschrieben. Dies ist die erste Röntgenkristallstruktur, die eine nicht-antibiotische Wechselwirkung eines Tetracyclins zeigt und somit deren strukturelle Grundlage erklärt. Die Phospholipase A2 wurde aus dem Gift der Indischen Kobra (Naja naja naja) gereinigt. Dabei konnten im Rahmen dieser Arbeit die ersten Kristalle des PLA2/Minocyclin-Komplexes gezüchtet werden. Die Qualität der Kristalle erlaubte die Sammlung von Röntgendiffraktionsdaten bei 100 K mit einer maximalen Auflösung von 1,65 Å. In der Struktur wird sichtbar, dass Minocyclin im hydrophoben Tunnel der PLA2 bindet, der zum aktiven Zentrum des Enzyms führt. Als Folge dieser Interaktion ist der Zugang für die Substratmoleküle zum aktiven Zentrum blockiert. Das Wissen über die spezifischen Interaktionen zwischen der PLA2 und Minocyclin kann verwendet werden, um eine Leitstruktur zur Entwicklung neuer anti-inflammatorischer Medikamente zu schaffen. Tetracyclin-Repressor Im zweiten Teil der Arbeit wird eine antibiotische Wirkungsweise der Tetracycline strukturell untersucht. Hier soll geklärt werden, welche Interaktionen zwischen dem Tet Repressor der Klasse D (TetR(D)) und dem Tetracyclin entscheidend sind, um den Induktionsmechanismus auszulösen und den β-Turn Typ II zu stabilisieren. Die hier vorgestellten Strukturanalysen des TetR(D)s liefern somit neue detaillierte Informationen zum Induktionsmechanismus. Das Tetracyclin-Derivat Anhydrotetracyclin (AnTc) zeigt die bisher höchste beobachtete Bindungskonstante an den TetR(D). Experimente ergaben dass AnTc in der Lage ist, den Induktionsmechanismus des TetRs auch in Abwesenheit von Magnesium-Ionen auszulösen. Es wurden Röntgendiffraktionsdaten von Komplexen des TetR(D)s mit Anhydrotetracyclin und Mg2+ oder K+ und eines Komplexes von TetR(D) mit AnTc in Abwesenheit von spezifisch bindenden Metallionen gesammelt und ausgewertet. Die Strukturananlyse ermöglicht die Aufklärung der Interaktionen zwischen dem TetR(D) und AnTc und zeigt die Eigenschaften der Metallkoordination. Außerdem wurden die Röntgenkristallstrukturen von TetR(D)-Mutanten untersucht, um weitere Informationen zu den ausschlaggebenden Interaktionen zwischen TetR(D), Tc und dem Metallion während der Induktion zu erhalten. Hierbei war speziell die TetR(D)T103A-Mutante von großem Interesse, da die Seitenkette von Thr103 entscheidend an der Stabilisation des β-Turns Typ II (His100-Thr103) beteiligt ist. Von der TetR(D)T103A-Mutante wurden jeweils mit einem Mg2+-Ion ein Anhydrotetracyclin- und ein Chlortetracyclin-Komplex analysiert. Der TetR(D)T103A-Komplex mit Anhydrotetracyclin zeigt die nicht-induzierte und der Komplex mit Chlortetracyclin weist überraschenderweise die induzierte Struktur des TetR(D)s auf. Die hier beschriebenen Strukturanalysen ermöglichen somit im Vergleich zur bekannten Struktur des TetR(D)s in Komplex mit Tetracyclin und dem physiologisch bevorzugten zweiwertigen Metallion Mg2+, die strukturelle Rolle des Metallions und weiterhin die Bedeutung der Seitenkette von Thr103 für den Induktionsmechanismus aufzuklären.
Studien mit bildgebenden Verfahren zeigen bei adipösen im Vergleich zu normalgewichtigen Erwachsenen unterschiedliche Aktivierungen in präfrontalen, limbischen und paralimbischen Regionen, sowie in den Basalganglien. Es gibt jedoch bislang keine entsprechenden Daten für adipöse und normalgewichtige Kinder und Jugendliche. Ziel dieser Studie war es, Unterschiede in den durch Bilder mit nahrungsbezogenem Inhalt aktivierten Hirnregionen von adipösen und normalgewichtigen Kindern herauszufinden. Hierfür wurden 22 adipöse und 22 normalgewichtige Kinder (Durchschnittsalter: 13,5 Jahre) mit der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) untersucht. Während die Kinder Bilder mit nahrungsbezogenem Inhalt, emotional positive und emotional neutrale Bilder sahen, wurden die Hirnaktivität und die Herzrate gemessen. Zusätzlich wurden psychologische Daten erhoben. Adipöse Kinder wiesen bei Betrachtung der Bilder mit nahrungsbezogenem Inhalt eine signifikant stärkere Aktivierung des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) auf als die normalgewichtigen Kinder. Je stärker diese DLPFC-Aktivierung war, umso niedriger war das Selbstwertgefühl der Kinder. Im Gegensatz dazu wiesen normalgewichtige Kinder bei den Bildern mit nahrungsbezogenem Inhalt eine signifikant stärkere Aktivierung des Nucleus caudatus und des Hippocampus auf. Bei allen Stimuli zeigten sie eine stärkere Aktivierung des anterioren Cingulums (ACC) und des Thalamus als die adipösen Kinder. Adipöse Kinder zeigten bei den Bildern mit nahrungsbezogenem Inhalt eine verminderte Herzratendezeleration und somit eine abgeschwächte autonome Orientierungsreaktion. Die Intensität der autonomen Orientierungsreaktion korrelierte positiv mit der Aktivierung des orbitofrontalen Kortex (OFC). Aus unseren Ergebnissen lässt sich folgern, dass adipöse Kinder auf visuelle Nahrungsreize mit verstärkten präfrontalen inhibitorischen Kontroll-mechanismen reagieren. Hierdurch werden die Regulation der Nahrungsaufnahme und das Essverhalten gestört, was zur Entstehung der Adipositas beitragen könnte.
This thesis contains results from transcriptome studies on different aspects of host-pathogen interactions. First, liver gene expression profiles from a murine chronic stress model served to elucidate aspects of the influence of stress on metabolism and immune response state. Chronic stress in female BALB/c mice was shown to lead to a hypermetabolic syndrome including induction of gluconeogenesis, hypercholesteremia, and loss of essential amino acids, to the induction of the acute phase response, but also of immune suppressive pathways and to the repression of hepatic antigen presentation. Increased leukocyte trafficking, increased oxidative stress together with counter-regulatory gene expression changes, and an induction of apoptosis were detected. The influence of intra-venous infection on the host kidney gene expression was analyzed in another murine model using the wild type strain Staphylococcus aureus RN1HG and its isogenic sigB mutant. Gene expression profiling indicated a highly reproducible host kidney response to infection. The comparison of infected with non-infected samples revealed a strong inflammatory reaction of kidney tissue, e. g. Toll-like receptor signaling, complement system, antigen presentation, interferon and IL-6 signaling. However, the results of this study did not provide any hints for differences in the pathomechanism of the S. aureus strains RN1HG and ΔsigB, since the host response did not differ between infections with the two strains analyzed. Effects of SigB might be transient, only apparent at earlier time points, or might also be compensated for in the in vivo infection by the interlaced pattern of other regulators. SigB might possess only to a lesser extent characteristics attributed to virulence factors and might act in vivo more like a virulence modulator and fine tune bacterial reactions. In addition to the analysis of tissue samples, different in vitro models were furthermore studied. The third part of this thesis focuses on bone-marrow derived macrophages (BMM) of the two mouse strains BALB/c and C57BL/6, which are described in literature to exhibit genetically determined differences in their reaction to infection. Expression profiling was performed on control and IFN-γ treated samples from a serum-free cultivation system and revealed mainly induction of gene expression after treatment of BMM with IFN-γ. Gene expression changes confirmed known IFN-γ effects like induction of immunoproteasome, antigen presentation, interferon signaling related genes, GTPase/GBPs, and inducible NO synthase. IFN-γ dependent gene expression changes were highly similar in BALB/c and C57BL/6 BMM. Considering gene expression differences between BMM of both strains, a similar expression trend was visible on the level of untreated controls as well as after IFN-γ treatment. Differentially expressed genes between BMM of both strains included immune-relevant genes as well as genes linked to cell death, but the coverage of functional groups was limited. The bronchial epithelial cell line S9 was used as an in vitro model system for the infection with S. aureus RN1HG. The fourth chapter in this thesis includes S9 cell gene expression signatures 2.5 h and 6.5 h after start of infection. At the early time point, only 40 genes were differentially expressed, which nevertheless indicated a beginning pro-inflammatory response, e. g. induction of cytokines (IL-6, IFN-β, LIF) or prostaglandin-endoperoxide synthase 2 (PTGS2), but also counter-regulatory processes, e. g. induction of CD274. The host cell response was dramatically aggravated at the later 6.5 h time point. Differential expression was detected for 1196 genes. These included induced cytokines, pattern recognition receptor signaling, antigen presentation, and genes involved in immune defense (e. g. GBPs, MX, APOL). Negative effects on growth and proliferation were even more enhanced in comparison to the early time point, and signs for apoptotic processes were revealed. Finally, the last chapter addresses amongst others the pathogen’s expression profile in the S9 cell in vitro infection model at the two time points 2.5 h and 6.5 h after start of infection by tiling array gene expression analysis. The pathogen expression profiling revealed the activity of the SaeRS two-component system in internalized staphylococci. Partly dependent on SaeRS, the induction of adhesins (e. g. fnbAB, clfAB), toxins (hlgBC, lukDE, hla), and immune evasion genes (e. g. chp, eap) was observed. Furthermore, expression changes of metabolic genes were recorded (gene induction of amino acid biosynthesis, TCA cycle, gluconeogenesis; gene repression of glycolysis, purine biosynthesis, tRNA synthetases). Expression analysis recorded a distinct bacterial expression program, which supported literature results of a specific, bacterial strain and host cell line dependent transcriptional adaptation of the pathogen.
In der vorliegenden Arbeit wurde der diaplazentare Aminosäuretransport der Ratte bei induziertem Folsäure- und Vitamin-B6-Mangel untersucht. Hierzu wurden die Konzentrationen von 25 Aminosäuren sowohl im maternalen Plasma als auch in der Amnionflüssigkeit gemessen. In der Gruppe mit induziertem Vitamin-B6-Mangel finden sich im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöhte fetomaternale Aminosäurequotienten für Glycin, Citrullin und Ornithin, verringerte fetomaternale Quotienten für Threonin und Cystathionin. In der Gruppe mit induziertem Folsäuremangel finden sich im Vergleich zu Kontrollgruppe signifikant verringerte fetomaternale Aminosäurequotienten für Threonin, Serin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Prolin, Butyrat, Methionin, Isoleucin, Histidin und Arginin. Die Quotienten der Aminosäuren Glutamin, Glycin und Ornithin sind in Gruppe F dagegen signifikant erhöht. Es erschien der Eindruck das in den Plazenten der Gruppe B vermehrt Glykogen um fetale Gefäße zu finden ist. In der Gruppe mit induziertem Vitamin-B6-Mangel wurden signifikant mehr Feten resorbiert als in den der Kontrollgruppe.
Tobramycin und Imipenem sind zwei im klinischen Alltag häufig eingesetzte Medikamente, insbesondere in der Therapie einer Sepsis. Antibiotika können neben der antimikrobiellen Wirkung, anti-/proinflammatorische Effekte haben. Die klinische Relevanz dieser Studie besteht darin, einen Beitrag zum weiteren Verständnis der Wirkungen einer antibiotischen Therapie zu leisten. Potentielle Nebenwirkungen bei der Auswahl einer Antibiose mit dem Wissen, dass die intestinale Mikrozirkulation die wichtigste Rolle bei der Entwicklung eines septischen Organversagens spielt, sollten gezielt untersucht werden. Dazu wurden intravitalmikroskopische Untersuchungen der Darmwand am terminalen Ileum der gesunden Ratte durchgeführt. Die Vitalparameter wurden erfasst, der intestinale mikrovaskuläre Blutfluss gemessen. Zu Beginn und zum Abschluß des Experimentes wurden die Zytokinspiegel bestimmt. Imipenem in Kombination mit Cilastatin verminderte die funktionelle Kapillardichte und den intestinalen mikrovaskulären Blutfluss in der gesunden Ratte, die Leukozyten–Endothel-Interaktion war vermindert. Tobramycin hatte keine Auswirkungen auf die funktionelle Kapillardichte. In den postkapillären Venolen waren vermehrt aktivierte Leukozyten nachweisbar. Weder Imipenem noch Tobramycin hatten Auswirkungen auf die Makrohämodynamik. Die Zytokinspiegel blieben, mit Ausnahme von erniedrigten IL-10-Spiegeln nach Tobramycingabe, unbeeinflusst. Es ist bekannt, dass Imipenem und Tobramycin neben ihren antibiotischen Wirkungen auch immunmodulatorische Fähigkeiten haben. Die reduzierte Kapillardichte in der gesunden Ratte nach Zienamgabe könnte durch die Auswirkungen des obligat mit Imipenem kombinierten Zusatzstoffs Cilastatin erklärt werden. Der erhöhte Anteil an fest adhärenten Leukozyten nach Tobramycingabe stützt die bekannten, teils kontrovers diskutierten, Einflüsse von Aminoglykosiden direkt auf Leukozyten. Inwiefern diese Effekte durch die Antibiose auf die kommensale Besiedlung verursacht werden, lässt sich durch die vorliegende Arbeit nicht klären. Weitere tierexperimentelle Arbeiten sollten die kombinierten Stoffe Imipenem und Cilastatin getrennt untersuchen.
Macrophages are cells of immune system and distributed throughout the body. They provide the first line of defense against microbial pathogen infections. Using bone marrow macrophages (BMMs) which derived from mice of strain BALB/c and strain C57BL/6, this study aimed to identify the changes in proteome of the macrophages due to IFN gamma stimulation and S. aureus infection. Two quantitative proteomic techniques, two-dimensional difference gel electrophoresis (2D-DIGE) and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) were applied in this study. The analysis results indicated that many proteins which play important roles in immunological functions of macrophages were changed due to IFN gamma stimulation and S. aureus infection. This study also identified the differences in proteome of macrophages derived from mice of strain BALB/c in comparing to macrophages of strain C57BL/6.
Zum Einfluss von Stoffwechselveränderungen auf die Autoregulation der retinalen Mikrostrombahn
(2010)
Zielstellung: Stoffwechselveränderungen beeinflussen möglicherweise die Parameter der retinalen Gefäße, die mit dem Gefäßanalysegerät (RVA, Imedos Deutschland) gemessen werden. Die Ergebnisse könnten zu einem standardisierten Untersuchungsablauf führen, der die Aussagekraft der retinalen Gefäßanalyse erhöht. Methoden: 40 gesunde Erwachsene im Alter zwischen 18 – 30 Jahren wurden hinsichtlich ihrer endothelialen Funktion der Netzhautgefäße vor und nach einer Mahlzeit gemessen (präprandial; 0,5h und 1,5h postprandial). Blutdruck (diastolisch, systolisch, MAD) und Blutzucker wurden als mögliche Einflußfaktoren definiert. Mit dem Retinal Vessel Analyzer wurde jeweils die dynamische und statische Gefäßanalyse durchgeführt. Die Parameter der der statischen Analyse waren dabei die Durchmesser der Venen und Arterien, sowie der arterio-venöse Quotient (AV- Quotient). Die dynamische Analyse ermittelte die durch Lichtreize hervorgerufene Gefäßreaktionen wie Erweiterung, Verengung und die daraus resultierende Amplitude in Prozent des Grunddurchmessers. Ergebnisse: Während die Blutzuckerwerte 0,5h postprandial anstiegen, verringerten sich die diastolischen Blutdruckwerte. Die statische Gefäßanalyse zeigte einen verringerten venösen Gefäßdurchmesser. Veränderte Stoffwechsellagen verursachten bei der dynamischen Analyse eine postprandiale Zunahme der venösen (p=0,023) und arteriellen (p=0,022) Verengung, sowie der arteriellen Amplitude (p=0,05). Insgesamt waren die Veränderungen der Gefäßparameter eher auf die Blutdruckänderungen als auf die der Blutzuckerwerte nach einer Mahlzeit zurückzuführen. Schlussfolgerung: Veränderungen der Stoffwechsellage beeinflussen die Autoregulation der retinalen Mikrostrombahn. Das Ziel sollte dementsprechend ein standardisierter Messablauf sein, der zu verlässlicheren und vergleichbaren Ergebnissen der retinalen Gefäßanalyse im klinischen Gebrauch führt.
Im Klinikalltag sind das Auftreten neuer Antibiotikaresistenzen und die steigende Anzahl an chronisch infizierten Wunden ein Problem. Um dem zu begegnen, stehen derzeit die Entwicklung neuer antimikrobieller Chemotherapeutika sowie die kalkulierte, auf Antibiogrammen begründete Antibiotikatherapie im Fokus. Auch die kombinierte Anwendung von systemisch wirksamen Antibiotika und lokal wirksamen Antiseptika auf chronisch infizierten Wunden ist bereits gängige Praxis im Klinikalltag. Untersuchungen, die Kombinationen aus Antibiotika und Antiseptika auf Wechselwirkungen bzw. Interaktionspotenziale prüfen, sind trotz ihrer häufigen Anwendung bisher aber kaum durchgeführt worden. In der vorliegenden Arbeit wurde deshalb das Interaktionsverhalten von AB/AS-Kombinationen untersucht. Getestet wurden die Antibiotika Ciprofloxacin, Gentamicin, Amikacin, Vancomycin, Mupirocin und Linezolid in Kombination mit den Antiseptika Octenidindihydrochlorid, Chlorhexidindigluconat und Polihexanid. Die Auswahl der Bakterien orientierte sich an den in chronisch infizierten Wunden häufig nachzuweisenden Erregern Staphylokokken, Enterokokken, Pseudomonaden und E. coli [17][15]. An Nährmedien kamen Isosensitest-, Müller-Hinton-, CSA- und Blut-Agar zum Einsatz. Dem Blut-Agar wurde in Hinblick auf die Problematik im Klinikalltag die größte Bedeutung bezüglich der Ergebnisinterpretation beigemessen. In Vorversuchen wurden die für die in den Hauptversuchen notwendigen MHK’s der Antiseptika mittels Mikroagardilutionsmethode bestimmt. In den Hauptversuchen wurde mit Hilfe des Agardiffusions-Dilutions-Kombitests ermittelt, wie sich die Hemmhofdurchmesser der AB/AS-Kombinationen im Vergleich zu denen der Kontrollversuche (reiner Agardiffusionstest mit Antibiotika) verändern. Anhand des Änderungsverhaltens im Hemmhofdurchmesser konnte entweder „additives/synergistisches“, „antagonistisches“ oder „indifferentes“ Interaktionsverhalten nachgewiesen werden. Aus insgesamt 372 getesteten Kombinationen (aus Antibiotika, Antiseptika, Erreger und Agar) konnten 65 als (über-)additiv und 20 als antagonistisch bewertet werden. Die hohe Anzahl sich indifferent verhaltender AB/AS- Kombinationen begründet sich in der Größe des geschätzten Standardfehlers. Additives/synergistisches Interaktionsverhalten zeigte sich am häufigsten bei der Testung gegen Staphylokokken, gefolgt von Pseudomonaden. 68 Antagonistisches Interaktionsverhalten trat weder bei Staphylokokken noch bei Enterokokken auf. Gegen Pseudomonaden zeigten die Kombinationen CIP 5/Octenidin, CIP 5/Chlorhexidin und AK 30/Chlorhexidin ein hohes Interaktionspotenzial. Die Kombination CIP 5/Octenidin wirkte maßgeblich antagonistisch, CIP 5/ Chlorhexidin und AK 30/Chlorhexidin dagegen rein additiv/synergistisch. Bei der Testung gegen Enterokokken und E. coli traten kaum Interaktionen auf. Auf Blut-Agar fielen insbesondere die AB/AS-Kombinationen CIP 5/ Chlorhexidin, LZD 30/Chlorhexidin, LZD 30/Octenidin, LZD 30/Polihexanid und VA 30/Chlorhexidin auf. Alle fünf Kombinationen zeigten bei Staphylokokken ein additives/synergistisches Interaktionsverhalten. Kann ihr Interaktionsverhalten in größeren Studien bestätigt werden, könnten diese Kombinationen als neue Therapieoptionen in der Behandlung chronisch infizierter Wunden an Bedeutung erlangen. Antagonismus wurde nur durch eine sehr geringe Anzahl an AB/AS-Kombinationen auf Blut-Agar hervorgerufen. Das stärkste Potenzial wies CIP 5 in Verbindung mit Octenidin bei Pseudomonaden auf. Der Einsatz dieser Kombination sollte daher im Klinikalltag möglichst vermieden werden. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Interaktionen nicht allein von der AB/AS-Kombination, sondern auch von der Art des Agars und Erregers abhängen. Dennoch sind sie richtungsweisend und sollten Anlass dazu geben, weitere Untersuchungen in der AB/AS-Kombinationstestung durchzuführen, um Fortschritte erzielen zu können.
Die Millimeterwellentherapie (MWT) ist ein viel versprechendes komplementärmedizinisches Verfahren, evidenzbasierte Untersuchungen zu ihrer analgetischen Effektivität fehlen aber bisher. Das Ziel dieser Studie war zu untersuchen, ob eine MWT den Opioidverbrauch im Vergleich zu einer Scheinbehandlung im Rahmen einer postoperativen Schmerzbehandlung bei Patienten, die sich einer Knie-Totalendoprothesenimplantation unterzogen, reduzieren kann. Achtzig Patienten wurden randomisiert millimeterwellen- oder scheinbehandelt. Patienten und der die Studienbehandlung Ausführende waren gegenüber der Tatsache verblindet, welche Behandlung einer MWT entsprach. Die MWT bestand aus 6 Sitzungen von je 30min Dauer. Während jeder dieser Sitzungen wurde die Operationswunde am Knie mit elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen von 50-75 GHz und einer Intensität von 4,2 mW/cm2 behandelt. Die medikamentöse postoperative Schmerztherapie mit Piritramid via PCA-Pumpe wurde so gesteuert, dass eine Schmerzintensität von unter 40 auf der VAS-100 resultierte. Der primäre Endpunkt war der Piritramidverbrauch bis einschließlich 3. postoperativen Tag. Als sekundäre Endpunkte wurden betrachtet: der Gesamt-Ibuprofenverbrauch vom 4. postoperativen Tag bis zur Beendigung der Studienbehandlung, der Erfolg der Patientenverblindung, die Häufigkeit der Tramadolanforderung, die Zufriedenheit mit der Studienbehandlung, die Inzidenz von Nebenwirkungen, Blutdruck und Herzfrequenz. Der Piritramidverbrauch war in beiden Gruppen gleich, wobei alle Patienten eine adäquate Schmerzreduktion angaben. Die Werte bezüglich der sekundären Endpunkte waren ebenfalls vergleichbar. Die Mehrzahl der Patienten beider Gruppen war der Überzeugung, eine Millimeterwellenbehandlung bekommen zu haben und würde sich dieser in Zukunft erneut unterziehen. Eine MWT mit den von uns angewendeten Parametern und bei Wundexposition ist nicht in der Lage, den Opioidverbrauch im Vergleich zu einer Scheinbehandlung nach Knie-Totalendoprothesenimplantation zu reduzieren.
Makrophagen spielen eine essentielle Rolle bei Entzündungsprozessen sowie bei der Aktivierung von Abwehrmechanismen gegenüber bakteriellen Infektionen. Als Antwort auf inflammatorische Cytokine und bakterielle Produkte setzen Makrophagen Stickstoffmonoxid (NO) und reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) frei, die sowohl redox-sensitive Signaltransduktionswege vermitteln als auch Zellschäden induzieren. Ein wichtiger Bestandteil des zellulären Abwehrsystems stellen unter anderem die ubiquitär exprimierten Peroxiredoxine (Prxs) dar. Sie bilden eine Familie von sechs Thiol-abhängigen Peroxidasen, die Wasserstoffperoxid, organische Peroxide sowie reaktive Stickstoffverbindungen reduzieren können. Neben ihrer antioxidativen Funktion sind sie in die Regulation der Zellproliferation, Signaltransduktion sowie Apoptose involviert. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Peroxiredoxine in Knochenmarkmakrophagen (bone marrow-derived macrophages; BMM) von BALB/c- und C57BL/6-Mäusen konstitutiv exprimiert werden und die Stimulation mit Lipopolysaccharid (LPS) und Interferon γ (IFNγ) zu einer Änderung der Genexpression von Prxs führt. Während in C57BL/6 BMM die Induktion der Genexpression von Prx 1, 2, 4 und 6 durch LPS und IFNγ von der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) abhängig war, konnte in BALB/c BMM nur eine iNOS-abhängige Induktion der Prx 1- und Prx 6-Genexpression nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Tyrosinkinase JAK2, Tyrosinkinasen der Src-Familie, die Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K), Proteinkinase C-Isoenzyme sowie p44/42 MAPK, p38 MAPK und c-Jun-N-terminalen Kinase (JNK) an der LPS- und IFNγ-induzierten Genexpression von Prx 1, 5 und 6 beteiligt sind. Außerdem konnte erstmals gezeigt werden, dass die Genexpression von Prx 6 durch Nrf2- (nuclear factor-erythroid 2p45 (NF-E2)-related factor 2-) Aktivatoren induzierbar ist und der Genknockout von Nrf2 die LPS- und IFNγ-vermittelte Induktion von Prx 6 in Makrophagen herabsetzt. Des Weiteren war die cytosolische Phospholipase A(2) (cPLA(2)) in die Regulation der LPS- und IFNγ-induzierten Transkription von Prx 5 und Prx 6 involviert. Die Hemmung der stromabwärts der cPLA(2)-gelegenen Cyclooxygenase-Enzyme (COX) führte zu einer signifikanten Abnahme der Prostaglandin (PG) E2-Sekretion sowie der Genexpression von Prx 6. Im Gegensatz dazu resultierte exogen zugeführtes PGD(2)-, PGE(1)-, PGE(2)-, PGF(2α), PGA(1), PGA(2) oder 15-deoxy-Δ12,14-PGJ(2) in einer konzentrations- und zeitabhängigen Zunahme des Prx 6-Transkriptes. Es konnte festgestellt werden, dass an der Regulation der PGD2- und PGE2-induzierten Prx 6-Genexpression die Adenylylzyklase und durch sie generiertes cAMP beteiligt sind, aber die durch cAMP-aktivierbare Proteinkinase A sowie Epac (exchange protein directly activated by cAMP) keine essentielle Bedeutung für die Prx 6-Genregulation besitzen. Die Untersuchungen der Regulation der PGE2- oder PGD2-induzierten Prx 6-Transkription zeigten weiterhin die Beteiligung der JAK2, PI3K, p38 MAPK und einiger Isoenzyme der PKC sowie die Bedeutung von Nrf2 für die Induktion der Genexpression von Prx 6 durch konventionelle und Cyclopentenon-Prostaglandine. In dieser Arbeit wurde zudem der Nachweis erbracht, dass durch die Infektion mit dem Pathogen Burkholderia pseudomallei, das als Modellorganismus Gram-negativer, intrazellulärer Erreger dient, die Genexpression von Prx 1, 5 und 6 in IFNγ-aktivierten Makrophagen von C57BL/6- und BALB/c-Mäusen induziert wird, wobei die mRNA-Induktion von Prx 1 und Prx 6 stärker in C57BL/6 als in BALB/cBMM erhöht wird. In IFNγ-aktivierten und B. pseudomallei-infizierten Makrophagen zeigte sich sowohl eine NO-abhängige Induktion der Prx 1- und Prx 6-Transkription und eine Abhängigkeit der Prx 5- und Prx 6-Genexpression von der NADPH-Oxidase-gebildeten ROS als auch eine Beteiligung von COX-1 und COX-2 an der durch B. pseudomallei-erhöhten mRNA-Expression von Prx 6. IFN&gamma-aktivierte Makrophagen, die mit Stämmen der virulenten Burkholderia-Spezies pseudomallei infiziert wurden, verfügten in den meisten Fällen über eine verstärkte Geninduktion von Prx 6, sowie iNOS- und COX-2-Proteinexpression gegenüber Makrophagen, die mit Stämmen der avirulenten Burkholderia-Spezies thailandensis infiziert wurden. Darüber hinaus zeichneten sich B. thailandensis- im Vergleich zu B. pseudomallei-infizierte BMM überwiegend durch eine geringere Genexpression und Sekretion verschiedener proinflammatorischer Cytokine wie IL-1beta, IL-6 und TNFalpha aus.
Burkholderia pseudomallei ist ein gram-negatives Stäbchenbakterium, das in tropischen und subtropischen Gebieten endemisch ist. Bedeutung erlangte das Bakterium als Modellorganismus für intrazelluläres Überleben. Als solches ist B. pseudomallei in der Lage in Wirtszellen einzudringen, sich aus dem Phagolysosom zu befreien, im Zytosol zu replizieren, Aktinschweife zu induzieren und sich von Zelle zu Zelle auszubreiten. B. pseudomallei ist der Verursacher der Melioidose, einer Erkrankung mit sehr unterschiedlichen klinischen Verläufen. Sowohl schwere, septische Formen mit hoher Mortalität aber auch milde chronische Manifestationen treten auf. Trotz zunehmender Beachtung in der Öffentlichkeit sind die molekularen Details seiner Virulenz weitestgehend unverstanden. Deswegen beschäftigt sich diese Forschungsarbeit mit der Identifizierung und Charakterisierung von neuen Virulenzfaktoren und -mechanismen bei B. pseudomallei. Dazu wurden mittels Tn5-Transposonmutagenese 2344 Mutanten hergestellt und auf ihre Fähigkeit Plaques in einem Agarose-überschichteten Zellmonolayer zu induzieren gescreent. Mutanten mit Defekten in Genen, die in den intrazellulären Lebenszyklus involviert sind, bilden weniger, kleinere oder keine Plaques im Vergleich zum Wildtyp. Insgesamt 44 Tn5-Transposonmutanten fielen im Screening durch eine veränderte Plaquebildung auf. Durch molekularbiologische Methoden wurden die Transposoninsertionsstellen ermittelt. Es lagen Defekte in Genen vor, die für Stoffwechselproteine, Strukturkomponenten oder hypothetische Proteinen kodieren. Weiterführend wurden die Mutanten auf ihre intrazelluläre Invasion und Replikation in Epithelzellen sowie auf ihre Aktinschweifbildung untersucht. Bei insgesamt vierzehn Mutanten konnte nach intranasaler Infektion eine starke Attenuierung in der Maus nachgewiesen werden, darunter beispielsweise eine Mutante mit einem Defekt in BPSL0918, einer Peptidyl-Proly-cis-trans-Isomerase und fünf Mutanten mit Defekten in Genen unbekannter Funktion. Um polare Effekte auszuschließen, wurde die Komplementation mit dem mini-Tn7-System für diese Tn5-Mutanten etabliert und exemplarisch an der BPSL0918-Mutante durchgeführt. Diese Forschungsarbeit zeigt, dass es möglich ist mit den hier genutzten Methoden Tn5-Transposonmutagenese und anschließendem Plaquescreening neue Virulenzgene zu identifizieren, die essentielle Funktionen im intrazellulären Überleben von B. pseudomallei übernehmen. Die weitere Charakterisierung dieser Gene kann Hinweise darauf geben, mit welchen Strategien das Pathogen sich im menschlichen Körper etabliert, ausbreitet und die Wirtsabwehr außer Kraft setzt.
To uncover the genetic structure of Populus euphratica forests along the Tarim River in Xinjiang, China, a PCR set of eight microsatellite markers was established. 18 primer pairs originally developed for P. tremuloides and P. trichocarpa were screened for amplification in P. euphratica. The eight most variable loci were selected for further genotyping experiments. Subsequently, two multiplex PCR assays, each containing four loci, were set up and optimized. Three populations containing altogether 436 trees were used to characterize the selected loci. The set was found to be moderately polymorphic (mean expected heterozygosity = 0.57). The resolution was sufficient to discriminate even siblings with high confidence (PID = 1.81x10-5). Cumulative exclusion probabilities were 0.89 (single parent), 0.98 (paternity), and 1.00 (parent pair) and proved the set’s suitability for parentage analysis. Practical and theoretical analysis of consequences of genotyping errors in this semi-clonal plant showed that the vast majority of errors (62.1%) lead to division of identical genotypes. Merging of different genotypes was found to be a very rare case (0.4%). This always leads to an overestimation of genotypes. A similarity threshold of one allele difference between two genotypes to be regarded as being identical lead to an underestimation of clonal richness and genotype number of one per cent compared to an overestimation of more than 20 per cent without such a threshold. Allowing a certain amount of variation is therefore expected to reflect the clonal structure better than an analysis that considers exact matches only. Using a combination of morphological and molecular analyses, a first study demonstrated that root suckers are clearly distinguished from seedlings in their root architecture. Root suckering starts when trees are 10–15 years old and bridges distances of up to 40 m at a time. Root suckers depend on their parent tree for at least five years and are expected to have a higher mortality than generatively grown trees. Molecular analysis of old growth stands revealed a highly variable proportion of clonal growth between different stands. In the study area, the proportion of clonality decreases with distance to the main river bed (R = 0.31 at the site closest to the main river, R = 0.97 at the site farthest away from the river). An analysis of the history of river movements at different sites indicates a dependency of clonal growth on the frequency of ground water replenishment by the yearly floods. Genetic differentiation among the stands in the study area is low (FST = 0.055), and isolation by distance was not detectable (P = 0.058). Also, the river does not function as a vector for directed gene flow in downstream direction (P > 0.11). The forests are therefore considered to be one large panmictic metapopulation with unrestricted gene flow. Clonal growth does not lead to higher final stand densities (P = 0.99) and is obviously not of crucial importance for stand survival. Furthermore, analysis of vitality measures and size differences indicate that root suckers are in disadvantage both in vitality and in survival rate compared to seedlings. In this light, a possible function of clonal growth as a luxury strategy to enhance a genetic individual’s reproduction success under good site conditions can be discussed. The genetic structure of the (meta)population bears direct implications for management and conversation of the Tugai forest in Xinjiang. Due to the low degree of differentiation and the unhindered gene flow even small, fragmented, or isolated populations have conservational value, thereby clearly answering the SLOSS question (a single large or several small protected areas) in the latter sense. More than that, non-clonal stands with the highest amount of genotypic diversity can be easily identified on satellite and aerial images. Selection of such stands for conservation is therefore possible without expensive and time-consuming molecular analyses.
Als eine der häufigsten Arthrosen des Menschen gewinnt die Gonarthrose mehr und mehr an Bedeutung in unserer Gesellschaft. Ursächlich hierfür ist die demographische Entwicklung mit einer steigenden Lebenserwartung. Häufig steht die Implantation einer Knietotalendoprothese am Ende des Behandlungspfades. In die vorliegende Studie wurden zunächst prospektiv alle 599 Primärimplantationen der Jahre 2003 bis 2005 in der Klinik für Orthopädie der Universität Greifswald eingeschlossen. Alle Patienten mit perioperativen oder postoperativenKomplikationen nach primärer Implantation einer Knietotalendoprothese wurden erfasst und anschließend statistisch ausgewertet. Desweiteren erfolgte die Erhebung von Knee-Society-Score, Hospital for Special Surgery-Score und Patella-Score nach Turba präoperativ und nach Abschluß der Anschlußheilbehandlung, durchschnittlich nach 6,2 Wochen postoperativ (5-8 Wochen). Insgesamt wurden 91 Komplikationen bei 82 Patienten mit einem Altersdurchschnitt von 67,1 Jahren erhoben. Die Gesamtkomplikationsrate lag bei 15,1%. Der Anteil an major-Komplikationen lag bei 8,1%, der Anteil an minor-Komplikationen 7,0%. Am häufigsten traten postoperative Hämatome, Bewegungseinschränkungen und Wundheilungsstörungen auf. Im differenzierten Vergleich von patellarem Vorgehen (mit / ohne PRF-Ersatz), Implantationsart (vollzementiert / Hybrid), der beiden häufigsten Prothesenmodelle (TC-Plus / Natural Knee II) und Oberflächenersatz mit entsprechender Achsdeviation gegen teilgekoppelte Prothesen zeigte sich sowohl in der Komplikationsrate, als auch im Schweregrad der Komplikationen kein signifikanter Unterschied. Bei der Scoreauswertung wurde der KSS von präoperativ 101,17 Punkten auf postoperativ 150,81 Punkte gesteigert. Der HSS stieg von präoperativ 51,9 Punkten auf 72,5 Punkte postoperativ und der Turba-Score verbesserte sich von präoperativ 10,3 Punkten auf 4,7 Punkte postoperativ. Bei den Gruppenvergleichen zeigte sich als einzige Signifikanz ein schlechterer präoperativer KSS (knee-score) und HSS der teilgekoppelten Prothesen, bedingt durch ein geringeres Bewegungsausmaß,gegenüber Oberflächenersatzprothesen mit entsprechender Achsdeviation. Unsere Score-Ergebnisse und Komplikationsraten stimmen mit der internationalen Literatur überein. Die Risikofaktoren Diabetes mellitus und Adipositas für Wundheilungsstörungen und Infektionen konnten bestätigt werden. Im Vergleich der einzelnen Gruppen bleibt die Frage, ob ein primärer Patellarückflächenersatz erfolgen sollte, bleibt weiterhin offen. Zwar zeigte sich keine erhöhte Komplikationsrate bei Prothesen mit PRF-Ersatz, was für einen Ersatz sprechen würde, aufgrund des gleich guten Outcomes ohne PRF-Ersatz zeigte sich in unseren Untersuchungen jedoch auch kein Vorteil des PRF-Ersatzes. Hinsichtlich der Frage, ob Hybridtechnik oder vollzementierte Implantationstechnik zu präferieren sind, zeigte sich in unseren Untersuchungen kein Vorteil einer der beiden Implantationstechniken. Bei Oberflächenersatzprothesen mit Achsdeviationen, welche grenzwertig an der Indikation zur teilgekoppelten Prothese sind, zeigten sich vergleichbare Ergebnisse zu teilgekoppelten Prothesen. Signifikant war das geringere präoperative Bewegungsausmaß der teilgekoppelten Prothesen, was bei vergleichbaren Achsdeviationen den Ausschlag für die Teilkopplung gegeben zu haben scheint. Aufgrund der in der Literatur beschriebenen höheren Komplikationsrate im längeren follow-up sollte jedoch der geringstmögliche Kopplungsgrad bei stabilen Gelenkverhältnissen gewählt werden. Auch bei der Beurteilung aller anderen Ergebnisse muß das kurzfristige follow-up der vorliegenden Studie bedacht werden. Eine mögliche Patella-Problematik tritt meist erst nach längerem follow-up als dem unserem auf. Ebenso ergibt sich die heutige Präferenz zur vollzementierten Technik aus längerfristigen Überlegungen wie Lockerungen und Revisionsstrategien, welche in unserem kurzen follow-up keine Rolle spielen.
Die bedeutende Rolle eines insulinomimetischen Stoffwechsel- und Signalmilieus in glykogenotischen hepatozellulären Präneoplasien konnte in zwei etablierten Rattenmodellen der Zirrhose-unabhängigen Hepatokarzinogenese unlängst belegt werden. Trotz des Einwirkens unterschiedlicher Karzinogene verläuft dieser Prozess sowohl im Modell der niedrigdosierten intrahepatischen Pankreasinseltransplantation in diabetischen Ratten als auch im chemischen Modell mit nicht-diabetischen Ratten nach N-Nitrosomorpholin (NNM)-Exposition nach der typischen glykogenotisch-basophilen Entwicklungssequenz mit ausgeprägten Ähnlichkeiten bezüglich Morphologie und molekularbiologischen Veränderungen. Welche Bedeutung insulinomimetische Mechanismen während der weiteren Karzinogenese in diesen Modellen noch haben und welche zusätzlichen pathogenetischen Faktoren hinzukommen, ist bisher weitgehend unbekannt und soll durch eine globale Genexpressionsanalyse näher beleuchtet werden. Dazu wurden verschiedene morphologische Karzinogenesestadien von Ratten aus dem Inseltransplantations- und NNM-Modell mit Hilfe der komparativen cDNA-Mikroarray-Technik auf intraindividuelle Expressionsveränderungen mehrerer tausend Gene untersucht. Neben glykogenotischen Präneoplasien, weiter fortgeschrittenen gemischtzelligen Präneoplasien und hepatozellulären Karzinomen (HCC) aus dem Transplantationsmodell Streptozotocin (Stz)-diabetischer Ratten sowie glykogenotischen Präneoplasien und HCC aus dem NNM-Modell befand sich auch eine Gruppe autoimmun-diabetischer Ratten mit glykogenotischen Präneoplasien nach Inseltransplantation unter den Versuchstieren. Mit Hilfe dieser Versuchsgruppe sollten potentiell relevante Unterschiede der Expressionsveränderungen zwischen den glykogenotischen Präneoplasien der verwandten Transplantationsmodelle aufgedeckt werden, welche auf die einmalige Stz-Applikation im klassischen Transplantationsmodell zurückzuführen sein könnten. Die Expressionveränderungen betreffen in beiden Modellen mehrere hundert Gene aus zahlreichen zellulären Prozessen, wobei insgesamt (2512 versus 1717) und bei Gegenüberstellung der korrespondierenden Stadien im klassischen Inseltransplantationsmodell stets mehr Gene alteriert sind als im NNM-Modell. Am geringsten ist die Zahl alterierter Gene in den glykogenotischen Präneoplasien der autoimmun-diabetischen Ratten. Die in allen Versuchsgruppen prozentual am stärksten von den Expressionsveränderungen betroffenen Gene stammen von intrazellulären Signalmediatoren, Transkriptionsregulatoren und Membranrezeptoren. Aus dem Bereich des Grundstoffmetabolismus sind Lipid- und Kohlenhydratstoffwechsel am stärksten betroffen. Insgesamt gibt es bezüglich der alterierten Zellprozesse keine wesentlichen Unterschiede zwischen den einzelnen Versuchsgruppen. Die Expressionsveränderungen nehmen bis zur Vervierfachung im Karzinomstadium im Verlauf der Karzinogenese in beiden Modellen zu (kumulativer Effekt). Unter den alterierten Genen finden sich neben solchen des Glukose-Turnovers und der Insulin-Signaltransduktion zahlreiche weitere Karzinogenese-assoziierte Gene, darunter lipogene Mediatoren, mehrere Wachstumsfaktoren (ErbB-, FGF- und Annexin-Familie), Mediatoren der Angiogenese, Apoptoseregulation und der intrazellulären Signaltransduktion, onkogene Transkriptionsfaktoren, DNA-Reparaturgene sowie einige bekannte Protoonko- und Tumorsuppressorgene. Die Expressionsveränderungen sprechen auch für eine Rolle von insulinomimetischen Mechanismen in der späten experimentellen Hepatokarzinogenese, wobei diese eher durch andere Karzinogenese-assoziierte Phänomene als durch direkte Insulinrezeptor-Signalübertragung aufrechterhalten werden könnten. So ließen sich einige Expressionsveränderungen des Glukosestoffwechsels zum Beispiel mit Hilfe des Warburgeffekts oder als Hypoxie-induziert erklären. Darüber hinaus liefern vorliegende Ergebnisse Anhaltspunkte für weitere pathogenetisch relevante Mechanismen während der Karzinogeneseprogression in den untersuchten Modellen. Dazu gehören unter anderem der wachstumsfördernde Einfluss von überexprimierten Wachstumsfaktoren der ErbB-Familie und lipogenen Mediatoren aber auch die Dysregulation des intrazellulären Signalkaskadennetzwerks und des programmierten Zelltods. Die Alteration derselben zellulären Prozesse im Transplantations- und NNM-Modell bestätigt eine große Übereinstimmung im Verlauf der Karzinogenese in beiden Modellen auf Transkriptionsebene. Insgesamt sind die Alterationen im Stz-Modell stärker ausgeprägt. Sowohl die Anzeichen für mögliche vorübergehende Stz-induzierte Genexpressionsveränderungen in den klarzelligen Präneoplasien als auch Ursache und tatsächliche kausalpathogenetische Bedeutung der hier nachgewiesenen Expressionsveränderungen müssen durch weitere Untersuchungen validiert und gezielter analysiert werden.
The focus of this thesis is the engineering and analysis of the enantioselectivity of esterases using 3-phenylbutyric acid (3-PBA) as model substrate. An ultra high throughput assay for identification of enantioselective esterases has been developed, based on the combination of in vivo selection and flow cytometry. The in vivo selection medium consists of a couple of pseudo-enantiomers of 3-PBA; one enantiomer is coupled to glycerol (GE), and hydrolysis of this substrate will enable cell survival. The other enantiomer is coupled to the toxin 2,3-dibromopropanol (BE), the hydrolysis of this substrate will cause cell death. Thus, cell survival is a function of the enantioselectivity of the enzyme expressed. The pseudo-enantiomeric substrates are structurally similar to allow selection for enantioselectivity instead of selection for enzyme substrate affinity. Next, esterase BS2 was chosen as negative control to establish the selection system since it hydrolyses both pseudo-enantiomers with low enantioselectivity (E~3 and 1, respectively). High enantioselective esterases towards 3-PBA: esterases PestE and CL1 (E > 100, both (R)-selective) were identified in a screening and used as positive controls. Further, the hyperthermophilic esterase PestE was crystallized. After elucidation of the enzyme structure, the high enantioselectivity of the enzyme towards 3-PBA could be explained by molecular modelling. The optimal concentration of the pseudo-enantiomeric substrates was set to be 5 mM for GE (higher concentrations were toxic) and 20 mM for BE (lower concentrations did not completely inhibit bacterial growth). The in vivo selection system was established together with the identification of a flow cytometric method to differentiate bacterial physiological status. The combination of Syto9 and PI was chosen as staining technique, because it allowed differentiation of the viable and the dead cell populations, and of these from the background. After viability detection by flow cytometry was established, esterases PestE and BS2 were cultivated in selection ((R)-GE and (S)-BE) and anti-selection medium ((S)-GE and (R)-BE). Clear differences in the culture viability depending on the enantioselectivity of the enzyme expressed appeared: cells expressing the (R)-enantioselective PestE could proliferate in selection medium, but could not proliferate in anti-selection medium. Cells expressing the non-selective BS2 did not grow in any media. Further, cultures containing mixtures of BS2/PestE or BS2/CL1 expressing cells were incubated in selection and anti-selection medium, and the viable clones were detected by flow cytometry analysis, sorted out and plated on agar. When the mixtures were incubated in selection medium, enrichment of the (R)-selective enzyme (PestE or CL1) over the non-selective enzyme (BS2) was observed. When the enzyme mixtures were incubated in anti-selection medium, very few colonies grew on agar, indicating that cell survival was a function of enzyme enantioselectivity. The successfully developed assay was used to identify variants with increased enantioselectivity in a mutant library of esterase PFEI (E ~ 3, (R)-selective) created by saturation mutagenesis. After library expression, 108 clones were in vivo selected and analyzed by flow cytometry. The viable cells were sorted out and plated on agar. The 28 resulting colonies were transferred to one microtiterplate and their activity and enantioselectivity (Eapp) was investigated using p-nitrophenyl derivatives. Four interesting mutants were identified: Table 1. Enantioselectivity of the in vivo selected mutants. Mutant Eapp[a]Etrue[b]Etrue[c]Etrue[d]Etrue[e] Mutations C4 80 4 4 3 1 V121I, F198G, V225A E7 >100 2 n.d. 3 n.d. V121S E8 2 25 16 50 >100 V121S, F198G, V225A F5 5 13 15 18 80 F121I, F198C [a] with separate (R)- or (S)-enantiomers of p-nitrophenyl-3-phenylbutanoate. [b] towards GE with cell lysate or [c] pure enzyme. [d] towards Et-3-PB with cell lysate or [e] pure enzyme. n.d. not determined. The mutants were purified and activity and enantioselectivity were determined in kinetic resolutions towards Et-3-PB and GE (Table 1). Mutants identified as highly enantioselective in the Eapp-assay (C4 and E7) were low selective in kinetic resolutions. On the contrary, mutants E8 and F5, which showed low enantioselectivity towards p-nitrophenyl-3-phenylbutanoate, hydrolyzed the 3-phenylbutyric esters with good to excellent enantioselectivities. This confirms that Eapp values can differ much from Etrue values as “you get what you screen for”, and supports that the here described method is very suitable for identification of enantioselective esterases. In this PhD thesis a novel strategy for identification of enantioselective esterases has been developed. This method allows a very high throughput (≥ 108 mutants/day) and opens the bottleneck of variant analysis, which exists in protein engineering technology.
Mit PREMAX DRG wurde ein Analysetool entwickelt, welches die ökonomischen Auswirkungen medizinischen Handelns, bezogen auf die Arzneimitteltherapie, im Vergleich zu anderen Krankenhäusern aufzeigt. Damit kann artikelkonkret analysiert werden, welche Produkte für Kostenabweichungen zu Vergleichshäusern verantwortlich sind. Für die Arzneimittel, für die durch die innerbetriebliche Dokumentation der Arzneimittelkosten kein unmittelbarer Kostenverantwortlicher hinterlegt ist, kann aufgezeigt werden, welche Artikel welcher Kostenstellen davon betroffen sind, und wie hoch der Anteil in vergleichbaren Krankenhäusern ist. Die arzneimitteltherapeutische Leistungsintensität wurde pro Fachabteilung bestimmt und zur Gruppierung in die Vergleichsgruppen verwendet. Damit kann bei der Interpretation der Ergebnisse davon ausgegangen werden, dass Vergleiche auf gleicher Leistungsintensität beruhen und somit statthaft sind. Der in dieser Arbeit entwickelte Arzneimittelbenchmark mit Bezug zu den erbrachten Leistungen befindet sich in einer Reihe deutscher Krankenhäuser in praktischer Anwendung zur Unterstützung der Analyse der Wirtschaftlichkeit des Arzneimitteleinsatzes.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der genetischen Grundlage der essentiellen Hypertonie. Viele Experimente konnten Genorte finden, die an der Blutdruckregulation beteiligt sind und bei Mutation zu Anstiegen des Blutdruckes führen. Bisher wurden jedoch keine Gene gefunden, die eine essentielle Hypertonie verursachen. Mittels der phänotypischen Selektion auf Bluthochdruck wurden Rückkreuzungshybriden aus normotensiven BB/OK Ratten und spontanhypertensiven SHR/Mol Ratten gezüchtet und im Anschluss mit Mikrosatellitenmarkern auf Veränderungen im Genom untersucht. Der Tierexperimentelle Teil dieser Arbeit und eine erste Untersuchung des Genoms mit 259 Mikrosatellitenmarkern wurde bereits 1997 durchgeführt [Klöting I. et al. 1997]. Die genaue Beschreibung des Rattengenoms und daraus resultierend die Vervielfachung der Mikrosatellitenmarker zur Analyse des Genoms machten eine Weiterführung der Arbeit sinnvoll. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Genom der Rückkreuzungshybriden mithilfe von weiteren 509 Mikrosatellitenmarkern auf Unterschiede im Vergleich zu normotensiven BB/OK Ratten untersucht. Wie bereits 1998 konnten auf Chromosom 14 Genorte ausgemacht werden, die nicht ausschließlich BB/OK zuzuordnen waren, sondern stattdessen Eigenschaften der spontanhypertensiven SHR-Mol Rattenlinie zeigten. Mithilfe der DNA-Sequenzierung konnten auf Chromosom 3 Mutationen entdeckt werden, die im kodierenden Bereich für das Gen Rnd3 liegen. Dieses Gen spielt eine Rolle bei der Hemmung der Ausbildung von Stressfasern. Diese Proteine verankern Zellen über Fokalkontakte an der Plasmamembran und sind unter anderem in den großen Gefäßen und dem Myokard zu finden. Hieraus lässt sich eine Relevanz für die Ausprägung von Hypertonie ableiten. Weitere Veränderungen im Genom der Rückkreuzungstiere konnten nicht gefunden werden. Hieraus kann man schlussfolgern, dass bei guter Abdeckung des Genoms der Ratten nur wenige bestimmende Gene eine Rolle bei der Ausprägung der Hypertonie spielen. Die Annahme, dass die essentielle Hypertonie über eine Vielzahl von Genen vererbt wird, erscheint anhand der gefundenen Ergebnisse unwahrscheinlich und bestätigt Ergebnisse der Entwicklung einer hypertonen Wistarratte von Okamato et al. 1966 [Udenfriend S. Et al. 1976]. Ob es sich bei den Veränderungen, die entdeckt wurden, um hauptursächliche Gene der essentiellen Hypertonie handelt, kann mit dieser Arbeit nicht geklärt werden. Klöting I. et al 1997: Klöting I, Kovacs P, Kuttler B, Phenotypic consequences after restoration of lymphopenia in the diabetes-prone BB/OK rat, Biochem Biophys Res Commun, 1997, Vol. 239 No. 1, 106-110 Udenfriend S. et al 1976: Udenfriend S., Bumpus F.M., Foster H.L., Freis E.D., Hansen C.T., Lovenberg W.M., Yamori Y., Spontaneously hypertensive (SHR) rats: Guidelines for breeding, care, and Use, ILAR
Peatlands cover only about 3% of the terrestrial surface but are significant players in the global carbon (C) cycle and the climate system, since they store roughly one quarter of the global soil carbon (C) and are among the largest natural sources of methane (CH4). Since the resulting feedbacks on the climate system are uncertain, research efforts aim at identifying key processes and quantifying the C exchange from ecosystem to regional and global scales. To identify peatland ecosystem dynamics requires analysis of yet different scales. The key scale for their C dynamics is the microform scale, which is the smallest entity of the system. To estimate ecosystem dynamics, up-scaling from the microform scale is needed. Up-scaling demands (1) a correct estimation of the spatial heterogeneity and (2) the correct aggregation. In this thesis, the traditional spatial weighting of microform fluxes by the microform distribution is evaluated by (1) analyzing the flux calculation procedure, (2) investigating the effect of the resolution of the landcover maps on the up-scaling and by (3) cross-evaluating the up-scaling result with the directly measured ecosystem flux. Eventually, it is evaluated how these dynamics are considered in a mechanistic ecosystem model (LPJ-WHyMe). CH4 fluxes were measured on the microform scale with the closed chamber technique and on the ecosystem scale with the eddy covariance (EC) technique. The quantification of microform fluxes relies on the correct flux calculation. Since only few gas samples are taken during the closure period, traditionally the linear regression is applied when calculating CH4 fluxes from chamber measurements. Still, the chamber itself affects the diffusion gradient between peat and chamber atmosphere resulting in a theoretically non-linear concentration increase in the chamber. Using data with six data points per measurement from different microform types it is tested whether the linear or exponential regression fits the data better. In the majority of cases, the linear regression fits best. However, the exponential concentration change might still not be detectable resulting in an underestimation of the ’real‘ flux and the test of different techniqes to estimate the slope of a non-linear function with small sample amounts is recommended. To define the spatial heterogeneity of the peatland surface, the application of remote sensing techniques offer the advantage of supplying area-wide information with less uncertainty when compared to vegetation mapping along transects. However, the required resolution to resolve the microform distribution is <1m which in this study was derived from near-aerial photography. Besides for up-scaling, the resulting high-resolution landcover map was used in combination with a footprint model to analyze (1) the effect of landcover on the directly measured ecosystem flux and (2) its spatial representativeness. It was shown that fluctuations of the measured ecosystem flux over periods of several days could be explained by changes of the landcover composition in the source area of the EC measurements. The estimated budget was slightly biased towards the higher emissions from lawns which could be corrected. Still, the seasonal ecosystem CH4 budget was higher than the estimate derived from the up-scaling of microform fluxes. This is most likely due to an underestimation of microform fluxes by the chamber technique. Generally, the budget estimate derived from EC measurements was more accurate, i.e., characterized by less uncertainty than the up-scaled estimate. The developed approach depends on (1) identification and accurate measurements of all relevant microform types and (2) on spatial information which should be smaller than the footprint size of the EC measurements and available on the scale relevant for the studied process, i.e., the microform scale. The demonstrated effect of microform dynamics on the ecosystem flux highlights the importance of dealing with spatial heterogeneity of ecosystems in mechanistic modelling. For example, in LPJ-WHyMe, the ecosystem flux is simulated with mean input variables as water table level. To investigate its model performance, flux data from the rather homogeneous peatland margin and the more heterogeneous peatland centre were compared with the model output. At the homogeneous peatland margin, the ecosystem flux was clearly dominated (with a contribution of 91%) by one microform flux. In this case, one water table level as input variable could be used to estimate the ecosystem flux. However, for a heterogeneous site such as the peatland centre in this study, only one mean water table would simulate a mean microform flux but not the ecosystem flux. Consequently, it is recommended to incorporate at least one high-emitting and one low-emitting microform type in the model to increase the model performance.
Schwere Sepsis und septischer Schock bleiben die führende Todesursache auf deutschen Intensivstationen. Mehrere Autoren haben gezeigt, dass die protokollgesteuerte Therapie der Sepsis einen signifikanten Überlebensvorteil bringt. Problematisch bleibt die Implementierung des Standards in die tägliche Routine. Das Ziel dieser Arbeit ist es nachzuweisen, dass die kontinuierliche Weiterbildung der Mitarbeiter auf mehreren Ebenen die Compliance mit dem 6-Stundensepsisbundle signifikant verbessert was folglich zur Senkung der Letalität führt. Als Intervention wurde ein kontinuierliches systematisches Weiterbildungsprogramm für Ärzte und Schwestern mit dem Schwerpunkt frühzeitige Erkennung und leitliniengemäße Behandlung der Sepsis nach den Empfehlungen der Surviving Sepsis Campaign eingeführt. Weiter wurden zum Thema Sepsis Plakate ausgehängt, Kitteltaschenkarten mit Diagnosekriterien und Therapieleitlinien verteilt und Intranetseiten neu eingerichtet. Patienten der Intensivstationen der Klinik für Anästhesie und Intensivmedizin wurden im Zeitraum von Januar 2006 bis Juni 2009 täglich auf SIRS Kriterien gescreent und bei Erfüllung der Sepsiskriterien in die Studie eingeschlossen. Mittels der SSC-Software wurde die Erfüllung der Kriterien des 6h-Bundles vor und nach der Intervention untersucht und die Krankenhausletalität berechnet. Insgesamt wurden 277 Patienten eingeschlossen. Davon 132 in die präinterventionelle und 145 in die postinterventionelle Kohorte. Folgende Änderungen der einzelnen Parameter wurden festgestellt. Häufigkeit der Blutkulturentnahme vor Antibiotikagabe 18,9% vs. 46,9%, Antibiotische Compliance 70,5% vs. 86,2%, Scv02>70% 19,1% vs. 45,9% sind im signifikanten Ausmaß gestiegen. Die Krankenhausletalität ist von 58,3% auf 40% statistisch signifikant gesunken. Anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit kann zusammenfassend postuliert werden, dass kontinuierliche Weiterbildung der Mitarbeiter die Compliance mit Sepsisprotokollen verbessert und mit einer Senkung der Krankenhausletalität assoziiert ist.
Die Bekämpfung der „most neglected diseases“ stellt die Menschheit vor eine große Herausforderung. Besonders betroffen sind Menschen in den Ländern der Dritten Welt. Zur Behandlung vieler dieser Erkrankungen gibt es bis jetzt noch keine ausreichend aktiven Arzneistoffe. Außerdem stellt die Resistenzentwicklung der Erreger gegen vorhandene Antiinfektiva ein äußerst großes Problem dar. Gegenstand dieser Arbeit war die Synthese von Substanzen, die als Inhibitoren der tRNA-Guanin-Transglycosylase (TGT) untersucht werden sollten und solche, die auf ihre antiplasmodiale Aktivität in vivo getestet werden sollten. Das Target des TGT-Projekts, die tRNA-Guanin-Transglycosylase von Shigella-Spezies, ist ein bakterielles Enzym, das verantwortlich für Pathogenitätsmechanismus virulenter Shigellen ist. Die TGT hat eine Schlüsselfunktion bei der Expression von Virulenzfaktoren der Shigellen und spielt somit eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Bakterienruhr (Shigellose). Sie katalysiert den Austausch der Purinbase Guanin durch die modifizierte Base preQ1 in der Anticodon-Wobble-Position bakterieller tRNA. Bei Untersuchungen von Shigellen mit mutiertem TGT-Gen konnte eine signifikante Abnahme der Pathogenität dieser Erreger festgestellt werden. Dieses Enzym kann deshalb prinzipiell als mögliches Target für neuartige biologisch aktive Substanzen betrachtet werden, denn die Hemmung der TGT führt zum Verlust der Pathogenität der Erreger, allerdings nicht zu deren Tod. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Abkömmlinge der Leitstruktur 5-Nitro-1,3-dihydro-2H-imidazo[4,5-b]pyridin-2-on, die aus einem virtuellen In-silico-Screeningexperiment hervorgegangen ist, synthetisiert um diese in einem Radioligandenassay auf TGT-Inhibition zu untersuchen. In vorangegangenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Austausch des Pyridinstickstoffatoms der Leitstruktur durch ein Kohlenstoffatom zu einer Verbindung mit vergleichbarer inhibitorischen Aktivität führt. Ausgehend von dieser veränderten Leitstruktur wurden Benzimidazol-2-one und -thione synthetisiert. Diese Verbindungen weisen unterschiedliche Gruppen in Position 5 auf und unterscheiden sich zudem durch die Substitution an Position 1. Die Synthese der Verbindungen mit Benzimidazol-Grundkörper erfolgte durch die initiale Einführung der Substituenten durch nukleophile Substitution an ortho-Nitro-Halogenbenzen-Derivaten. Für diesen Reaktionsschritt erwies sich die Synthese im Mikrowellenreaktor als besonders günstige Methode. Die Reduktion der entstandenen 2,4-Dinitroanilin-Derivate erfolgte selektiv unter Verwendung von Natriumsulfid als Reduktionsmittel, wobei die ortho-Nitrogruppe unverändert blieb. Die Anilinderivate mit Cyano- und Trifluormethylgruppe in para-Position wurden durch eine palladiumkatalysierte Hydrierung zu ortho-Phenylendiaminen reduziert, die anschließend ohne Isolierung dem Ringschluss unterzogen wurden. Die Ringschlussreaktionen erfolgten mit Triphosgen oder Kohlenstoffdisulfid zu Benzimidazol-2-onen beziehungsweise -thionen. Eine Auswahl an hergestellten Derivaten konnte hinsichtlich ihrer Aktivität als TGT-Inhibitoren untersucht werden. Einige Verbindungen wurden auf ihre Zytotoxizität an vier Krebszelllinien hin untersucht. Das zweite Teilgebiet der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit N-substituierten 7-Chlorchinolin-4-aminen, die auf ihre antiplasmodiale Aktivität hin untersucht werden konnten. Diese Verbindungen wurden in einer Zweistufensynthese mit abschließender säulenchromatographischer Reinigung synthetisiert. Verbindungen, die in vorangegangenen In-vitro-Untersuchungen eine Aktivität gegen chloroquinresistente Plasmodium-falciparum-Stämme zeigten, konnten in vivo an Mäusen getestet werden. Dabei zeigten einige Vertreter guten Aktivitäten gegen den eingesetzten Erreger.
Numerische Lösung von Optimalsteuerungsaufgaben unter Nebenbedingungen mit biologischen Anwendungen
(2010)
In dieser Dissertation wird ein Verfahren zur Lösung von Optimalsteuerungsaufgaben mit Steuer-Zustandsbeschränkungen vorgestellt. Dazu werden die notwendigen Bedingungen an eine optimale Lösung benutzt, die ein System aus algebraischen Gleichungen, Ungleichungen und Differentialgleichungen erzeugen. Dieses System wird mit einem Newton-ähnlichen Ansatz gelöst. Außerdem wird die Erweiterung auf Problemen mit reinen Zustandsbeschränkungen vorgeführt. Eine deutliche Verbesserung der Konvergenzergebnisse kann durch die Anwendung der Fisher-Burmeister-Funktion auf die Komplementaritätsbedingungen erzielt werden. Die Iterationsverfahren werden auf eine Reihe von restringierten Optimalsteuerungsaufgaben (Aufgaben mit reinen Steuerbeschränkungen, gemischten Steuer-Zustandbeschränkungen und reinen Zustandsbeschränkungen für einzelne Zeitpunkte und für das gesamte Optimierungsintervall) angewendet, um ihr Verhalten bei verschiedenen Startwerten sowie unterschiedlichen Schrittweitenansätzen zu untersuchen. Dazu werden zum einen zwei aus der Literatur bekannte Aufgaben (das Rayleigh-Problem und das Minimum-Ernergy-Problem) gelöst und zum anderen werden zwei Probleme mit biologischem Hintergrund untersucht. So wird eine Optimalsteuerungsaufgabe aus der Fischerei um geeignete Einnahmenbedingungen erweitert, die absichern sollen, dass die Fischer keine längeren Phasen ohne Kapitalzuwachs haben. Dazu wird zwischen einer globalen Bedingung und einer Bedingung für endlich viele Zeitpunkte unterschieden. Desweiteren wird ein Modell einer HIV-Erkrankung untersucht, bei dem die numerischen Verfahren, die die notwendigen Bedingungen an eine optimale Lösung benutzen, nur für geringe Behandlungszeiten (bis zu 50 Tage) das Problem lösen. Es zeigt sich, dass die Stabilität dieser Verfahren deutlich verbessert werden kann, wenn das Modell um eine Obergrenze für die T-Zellen erweitert wird. Den Abschluss der Dissertation bildet ein Kapitel zur Konvergenzuntersuchung, in dem sich zeigt, dass die verwendeten Iterationsverfahren teilweise von sehr schlechter Konvergenzordnung sind, da die Bedingung für eine lineare Konvergenz nicht erfüllt wird.
Fragestellung: In einer Pilotstudie wurde untersucht, inwieweit die 12 teilnehmenden Kliniken aus 8 Ländern miteinander vergleichbar sind, ob und wie sich die Behandlungsabläufe dreier exemplarischer Diagnosen (Kopfplatzwunde, distale Radiusfraktur, Schenkelhalsfraktur) innerhalb der Notaufnahmen unterscheiden, ob und wie die Behandlungsabläufe durch die lokalen Strukturen beeinflusst sind und letztendlich ob sich einzelne „Best practices“ auf andere Notaufnahmen in anderen Ländern übertragen lassen. Vor dem Hintergrund steigender Ausgaben und sinkender Einnahmen ist die Aufrechterhaltung bzw. Steigerung der Versorgungsqualität eine der größten Herausforderungen aller öffentlichen Gesundheitssysteme der EU-Mitgliedsstaaten. Um die vorhandenen Ressourcen adäquat einzusetzen, gewinnen Qualitätssicherungsinstrumente auf allen Organisationsebenen zunehmend an Bedeutung. Ergebnisse: Die Ressourcenverwendung pro Notfallpatient wies eine sehr hohe Variabilität auf . Es fanden sich Hinweise auf systematische Differenzen, welche über die einzelnen Kliniken hinausgehen. Eine case-mix-adjustierte Berechnung des Personalbedarfs war aufgrund einer nicht vorhandenen einheitlichen Nomenklatur sowie den stark von Einrichtung zu Einrichtung variierenden Anteilen allgemeiner und spezialisierter Versorgungsformen nicht möglich. Sowohl zwischen den verschiedenen Einrichtungen als auch innerhalb der einzelnen Notaufnahmen existierten erhebliche Variationen in der Behandlungsdauer und insbesondere der Wartezeiten. Bei Patienten mit Kopfplatzwunden und Radiusfrakturen betrug die Wartezeit 40-50 % der Gesamtzeit in der Notaufnahme. Nach Berechnung der Zeit für diagnostische und therapeutische Maßnahmen blieb die Nutzung von 7 % bzw. 20 % der Notaufnahmeverweildauer unklar. Auch die Zeit, die Patienten mit Schenkelhalsfrakturen in der Notaufnahme verbrachten, bevor sie entweder operiert oder in ein stationäres Bett überführt wurden, war sehr unterschiedlich. Die Strukturen der Einrichtungen und die Prozessbeschreibungen erlaubten bislang keinen ausreichenden Rückschluss auf die Ursachen der Behandlungsvarianzen. Somit konnten Standards in Form von „best practices“ von der gegenwärtig verfügbaren Information zur derzeitigen Praxis bisher nicht abgeleitet werden. Diskussion: Diese erste Pilotstudie zum Vergleich von Behandlungsabläufen in verschiedenen Kliniken in 8 Ländern der EU sollte Hinweise auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Behandlung bei drei exemplarischen Diagnosen der Notfallversorgung ergeben: der Kopfplatzwunde als vollständig ambulanter Behandlung, der Radiusfraktur als ambulante, z.T. operative zu behandelnde Diagnose und die Versorgung der Schenkelhalsfraktur als obligatorisch stationär-operative Therapieform. Es fanden sich neben den beschriebenen strukturellen Differenzen zahlreiche Hinweise auf unterschiedliche Herangehensweisen und Schwerpunktsetzungen in der Behandlung. Kenntnisse über Qualitätssicherungsmethoden schienen in den beteiligten Institutionen systemunabhängig unterschiedlich ausgeprägt. Auf Grundlage der erhobenen Daten dieses ersten internationalen Notaufnahmevergleichs können weitere Benchmarkinginitiativen in der ambulanten Versorgung auf lokaler, nationaler und internationaler Ebene entwickelt werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde die 99ste Perzentile für den cTnI Assay am Dimension Vista® (Siemens Healthcare Diagnostics GmbH, Eschborn, Deutschland) an einer Population aus 2431 gesunden Probanden bestimmt. Die ermittelte 99ste Perzentile für den cTnI Assay an dem Dimension Vista® liegt bei 0,032 ng/ml. Die 99ste Perzentile wurde außerdem in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht und dem Sportverhalten ermittelt. Im Gegensatz zu Geschlecht und Sportverhalten hatte das Alter keinen signifikanten Einfluss auf die 99ste Perzentile der Gesamtpopulation. Die Werte der Sportler waren im Vergleich zu denen der Nichtsportler deutlich erhöht, so dass ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der sportlichen Aktivität und der Höhe der gemessenen Troponinkonzentration nachgewiesen werden konnte. Vor diesem Hintergrund wurden schließlich die CK-Werte mit den Troponinwerten in Beziehung gesetzt. Hier konnte ein statistisch signifikanter Zusammenhang gezeigt werden. Diese Beobachtungen könnten z.B. auf die Detektion geringfügig erhöhter Troponin I Konzentationen nach sportlicher Aktivität oder auf eine Kreuzreaktivität mit Skeletttroponin zurückzuführen sein.