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Zusammenfassung Im Institut für Rechtsmedizin der Universität Greifswald wurden in den Jahren 1993-1998 insgesamt 1800 Obduktionen durchgeführt. Unter diesen befanden sich 36 Fälle, bei denen ein Unterkühlungstod aufgrund relevanter Leichenbefunde, teilweise auch unter Berücksichtigung der besonderen äußeren Umstände, besonders in den Wintermonaten, diagnostiziert wurde. Die Untersuchung erfolgte nach Erhebung von Ein- und Ausschlusskriterien an 20 Fällen. Am häufigsten verstarben die Betroffenen (12 Personen) im Freien an der Unterkühlung (60 %) und (8 Personen) in zumeist unbeheizten Räumen. Davon war bei 13 Personen (etwa 65 %) offensichtlich deren Alkoholisierung (Blutalkoholkonzentrationen zwischen 0,89 0/00 und 3,47 0/00) und bei einer Person zusätzlich eine apoplektische Hirnblutung ursächlich für das Zustandekommen des Unterkühlungstodes. Bei den anderen 7 Todesfällen wurde für das Zustandekommen der Unterkühlung eine den Witterungsbedingungen unangepasste Bekleidung sowie auch eine Unterernährung bzw. geistige Hilflosigkeit der Bertoffenen in Betracht gezogen. Die systematische Auswertung der 20 Unterkühlungstodesfälle erfolgte hinsichtlich der aus der Literatur bekannten, kälteassoziierten morphologischen Befunde unter besonderer Berücksichtigung ihrer Wertigkeit für die Diagnose des Unterkühlungstodes. Ziel der Arbeit war es das Kollektiv der Unterkühlungstodesfälle erstmals hinsichtlich eines empirisch erhobenen Befundes „den inneren Kniegelenksveränderungen“ und die Wertigkeit dieser Befunde für die Diagnose der „allgemeinen Unterkühlung“ zu untersuchen. Zu diesen Befunden gehören neben einer hauptsächlich im Recessus superior lokalisierten Hyperämie der Membrana synovialis noch synoviale Einblutungen sowie gelbrötlich bis blutige Verfärbungen der Synovialflüssigkeit (Synovia). In der Kontrollgruppe wurden 20 Obduktionsfälle mit anderen Todesursachen in die Untersuchung mit einbezogen. Die Untersuchung der Kniegelenke erfolgte wie in der Befundgruppe nach Erhebung von Ein- und Ausschlusskriterien. Von den in der rechtsmedizinischen Praxis seit langem bekannten, kälteassoziierten morphologischen Obduktionsbefunden wurden bei den in diese Untersuchung einbezogenen 20 Unterkühlungstodesfällen am häufigsten von den äußeren Leichenbefunden die rötlichen Kälteflecke über den Kniegelenken (17 Fälle, 85 %) sowie die hellroten Totenflecke (14 Fälle, 70 %) und von den inneren Befunden die als charakteristisch zu bezeichnenden Wischnewski-Flecke des Magens (17 Fälle, 85 %) neben der keineswegs als kältespezifisch anzusehenden Ischämie der Milz (18 Fälle, 90 %) sowie die Lungenveränderungen (13 Fälle, 65%) angetroffen. Auch die im Rahmen der Kältediurese auftretende Ausweitung und Prallfüllung der Harnblase war bei 11 Unterkühlungsfällen überhäufig und signifikant festzustellen. Die prädisponierenden Faktoren welche zum Unterkühlungstod führen können, einmal die Unterernährung bei 9 Personen sowie die unvollständige Bekleidung bei 10 Personen, waren in unserer Studie signifikant. Das „innere Kniezeichen“ wurde signifikant bei insgesamt 18 von 20 Unterkühlungstodesfällen (90 %), angetroffen. Am häufigsten ließ sich dabei eine synoviale Hyperämie (18 Fälle, 90 %), überwiegend auch beiderseits, feststellen, während sowohl die synovialen Einblutungen (9 Fälle, 45 %) als auch die damit im Zusammenhang stehenden Verfärbungen der Synoviaflüssigkeit (12 Fälle, 60%) deutlich geringer ausgeprägt waren. Auffällig und auch signifikant ist das hämolytisch aussehende Subcutangewebe der Kniegelenke bei 10 Unterkühlungstodesfällen (50 %). An den 20 Unterkühlungstodesfällen sowie an den 20 Fällen der Kontrollgruppe wurden jeweils histologische Untersuchungen der Membrana synovialis (40 Präparate) durchgeführt und dabei in allen Unterkühlungstodesfällen eine mehr oder weniger deutlich ausgeprägte Hyperämie festgestellt. Es zeigte sich, dass dieser Befund als signifikant einzuschätzen ist und somit den makroskopischen Befund bestätigen konnte. Demgegenüber stellten auch die histologisch nachweisbaren synovialen subintimalen Einblutungen, die ebenfalls bei allen Unterkühlungstodesfällen, zumeist als petechiale (17) aber auch als konfluierende (11) und diffuse (12) Einblutungen, überwiegend beidseitig zu registrieren waren, einen signifikanten Befund dar. Im Ergebnis dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass sich allein anhand der Befunddokumentation „äußerer Kniebefund“, „inneres Kniezeichen“ und „Wischnewski-Flecke“ der Unterkühlungstod zuverlässig und – nach der Diskriminanzanalyse - mit einer Sicherheit von 90 % diagnostizieren lässt.
In dieser Arbeit werden Morphologie und Dynamik der systemisch-arteriellen Architektur einschließlich ihrer Verbindungen zu den Pulmonalarterien in intralobären Sequestern analysiert und mit Befunden von anderen chronisch-entzündlichen Erkrankungen verglichen. Die Angiographien von 15 Patienten mit einer intralobären Sequestration wurden hinsichtlich der Morphologie der Sequesterarterien, Bronchialarterien und SPAS ausgewertet. Es ergeben sich folgende Ergebnisse: Die vaskulären Veränderungen bei einer intralobären Sequestration sind qualitativ gleich denen anderer chronisch-entzündlicher Lungenerkrankungen: Hypertrophie von Bronchialarterien, Hypertrophie von anderen sytemischen thorakalen und teilweise extrathorakalen Arterien, Bildung von systemisch-pulmonalen arteriellen Shunts (SPAS). Bei Sequesterpatienten mit SPAS zeigten sich quantitativ stärker ausgeprägte Arterienveränderungen als bei Patienten ohne systemisch-pulmonale arterielle Shunts. Im Vergleich der Lungensequester mit den sogenannten „Übergangsformen“ wird Stocker´s pathogenetisches Modell untermauert, das die intralobäre Sequestration als einen erworbenen chronisch-entzündlichen Prozess erklärt. Darüber hinaus wird dargelegt, dass die ILS ein pathomorphologischer Endpunkt verschiedener Entitäten eines weit gefächerten Spektrums von chronisch-entzündlichen Lungenerkrankungen ist. Die systemisch-pulmonalen arteriellen Shunts (SPAS) sind zusätzlich zu Stocker´s Aussagen über die Entstehung des Sequesters ein Indiz für die erworbene Entstehung eines aberrierenden Gefäßes und stellen den Kernpunkt dieser Arbeit dar. Ein SPAS induziert über den Druckabfall systemisch zu pulmonal eine Steigerung des Volumenstroms und damit die Kaliberzunahme der speisenden systemischen Arterie. Ihre Kaliber können einen ausreichenden Volumenstrom aufbauen, um eine Stase und Thrombose der Pumonalarterie zu bewirken. Damit ist die Lücke in Stocker´s Entwicklungsmodell, die Obliteration der P.A., pathogenetisch erklärt. Das Ausmaß der SPAS korreliert in gewissem Maß mit der allgemeinen Ausprägung entzündungsbedingter Gefäßveränderung- sowohl bei der ILS als auch bei anderen chronisch entzündlichen Lungenerkrankungen. Sie sind ein Abbild der fortan bestehenden Entwicklung und Vergrößerung einer ILS. In letzter Konsequenz kann die gesamte Sequesterarterie als ein großer SPAS-Komplex angesehen werden. Ein intralobärer Sequester stellt die höchste Stufe einer erworbenen funktionellen Trennung eines Lungenareals dar, indem die Transportwege Blut (Pulmonalarterien) und Luft (Bronchien) verschlossen sind.
Kunststoffähnliche Polymere wie Polyhydroxyalkanoate (PHA) fanden in den letzten Jahren immer größere Berücksichtigung zur Substitution von Kunststoffen. Die attraktivsten Vertreter dieser Biopolymere sind dabei das Poly-3-hydroxybutyrat (PHB),das Poly-3-hydroxyvalerat (PHV) und das Poly-3-hydroxybutyrat-co-3-hydroxyvalerat(PHBV). Für eine kostengünstige Herstellung von PHA sind allerdings biotechnologisch etablierte Erzeuger notwendig. Für eine umweltfreundliche Produktion bieten sich Hefen an. Viele Hefen sind im Gegensatz zu den PHA-synthetisierenden Prokaryoten weder virulent noch pathogen. Allerdings verfügen sie nicht über die notwendige genetische Ausstattung zur PHA-Synthese. In der vorliegenden Arbeit wurden die Gene der PHB- bzw. PHBV-Synthese aus Cupriavidus necator und Methylobacterium extorquens in das Hefegenom von Arxula adeninivorans integriert. Es wurden die Gene phbA (kodiert für eine ß-Ketothiolase), phbB (kodiert für eine Acetoacetyl-CoA-Reduktase) und phbC aus C. necator sowie phaC aus M. extorquens genutzt, wobei die beiden letzteren für PHA-Synthasen kodieren. Für die Integration dieser PHA-Gene wurden sog. YIEC (Yeast Integration Expression Cassettes) konstruiert, mit welchen die Gene in die 25S-rDNA von A. adeninivorans integriert werden konnten. Es wurden jeweils die PHA-Synthasegene phaC oder phbC mit phbA und phbB aus Cupriavidus necator integriert. Dadurch entstanden die sog. 3-fach-Transformanten (3-fach/phaC und 3-fach/phbC). Ebenso wurden die PHA-Synthasegene einzeln integriert, wodurch die sog. 1-fach-Transformanten (1-fach/phaC und 1-fach/phbC) entstanden. Im Mittelpunkt der durchgeführten Arbeiten standen die Bestimmungen der Enzymaktivitäten der rekombinanten PHA-Synthasen, die Determinierung von PHA sowie die Untersuchungen der Veränderungen der Stoffwechselintermediate durch die Integration der PHA-Gene. Bevor die vier PHA-Transformanten generiert worden waren, waren in einer Machbarkeitsstudie die PHA-Gene phbA und phbB integriert und die Expression der rekombinanten Enzyme mit Enzymaktivitätsassays nachgewiesen worden. In den vier verwendeten PHA-Transformanten (1-fach/phaC, 1-fach/phbC sowie 3-fach/phaC und 3-fach/phbC) wurden phbAp und phbBp mittels spezifischer Antikörper nachgewiesen. Die Expression der PHA-Synthasegene wurde in den PHA-Transformanten durch Enzymaktivitätsassays vorgenommen. Die PHA-Transformanten wurden mit Glukose, Acetat, Ethanol, Propion- und Buttersäure alleinig und im Shift von Glukose auf eine andere Kohlenstoffquelle kultiviert. Dabei wurde festgestellt, dass Ethanol generell von den PHA-Transformanten nicht verwertet werden kann. Parallel zu den Analysen des Wachstumsverhaltens wurden die Enzymaktivitätsassays durchgeführt. Dabei konnten neben der Glukosekultivierung erstmals auch bei Acetatkultivierung Aktivitäten der rekombinanten PHA-Synthasen nachgewiesen werden. Sowohl bei der Glukose- als auch der Acetatkultivierung zeigten die vier PHA-Transformanten verschiedene Verläufe der Aktivitäten. Für die Transformante, in welche das PHA-Synthasegen phaC aus Methylobacterium extorquens integriert worden war (1-fach/phaC), wurden sowohl für die Glukose- als auch die Acetatkultivierung die Aktivitätswerte für die PHA-Synthasen bestimmt. Für die Transformante, welche das PHA-Synthasegen phbC aus Cupriavidus necator trägt (1-fach/phbC), konnten nur bei Glukosekultivierung PHA-Synthaseaktivitäten bestimmt werden. Diese wurden während der Kultivierung geringer. Für die 3-fach-Transformante 3-fach/phaC konnten PHA-Synthaseaktivitäten sowohl für die Glukose- als auch die Acetatkultivierung bestimmt werden, die während der beiden Kultivierungen geringer wurden. Für die Transformante, welche alle drei PHA-Gene inklusive des PHA-Synthasegens phbC (3-fach/phbC) trägt, wurden während der Glukosekultivierung gleich bleibende und während der Kultivierung mit Acetat stark steigende PHA-Synthaseaktivitäten ermittelt. Mit einer Färbemethode sollte in den 1-fach-Transformanten PHB nachgewiesen werden. Dazu wurden die Farbstoffe BODIPY 493/503 und Nilrot, die speziell intrazelluläres PHB bzw. Neutrallipide färben, verwendet. Es konnte mit BODIPY 493/503 kein intrazellulär eingelagertes PHB detektiert werden. Daher handelt es sich bei den Einlagerungen um Lipide. Für eine genauere Analyse der die durch die Integration der PHA-Gene entstehenden Stoffwechselprodukte wurde eine GC/MS-Methode entwickelt. In ersten Messungen zeigte sich für die PHA-Transformanten ein Peak, der die gleiche Retentionszeit wie 3-Hydroxyvalerat (3HV), das Monomer von PHV hatte. Dieser Peak wurde auch im Kontrollstamm G1212k detektiert. Da Cupriavidus necator mit der Kohlenstoffquelle Lävulinsäure (LäS) das PHA Poly-4-hydroxyvalerat produziert, wurde Lävulinsäure in der gaschromatographischen Methode als Referenzsubstanz eingesetzt. Dabei zeigte sich, dass LäS die gleiche Retentionszeit hat wie 3HV. Anschließend wurden die Massenspektren von 3-Hydroxybutyrat (3HB), dem Monomer von PHB, sowie 3HV und LäS verglichen. Dabei erwies sich, dass der Peak gleicher Retentionszeit nicht für 3HB oder 3HV steht, sondern für LäS. Es konnten somit in keiner der PHA-Transformanten 3HB oder 3HV nachgewiesen werden. Anhand der GC/MS-Daten wurde allerdings ersichtlich, dass die Integration aller drei PHA-Gene den Stoffwechsel der Hefe A. adeninivorans stärker beeinflusst als die alleinige Integration der PHA-Synthasegene. Daher wurden Citrat, Succinat, Malat und Fumarat (als Summenparameter für Maleinsäure und Fumarsäure) sowie die Fettsäuren Palmitin-, Stearin- und Linolensäure als weitere Referenzsubstanzen eingesetzt. Es zeigten sich je nach Wahl der Kohlenstoffquelle und der Kultivierungsbedingungen Unterschiede zwischen 3-fach-Transformanten und Kontrollstamm G1212k. In der Glukosekultivierung als auch der Co-Kultivierung von Glukose und Acetat (1:2) konnten die meisten Unterschiede zwischen PHA-Transformanten und G1212k festgestellt werden. Es wurden z. B. für die Glukosekultivierung in den 3-fach-Transformanten höhere Gehalte an Fettsäuren detektiert. Daraus lässt sich eine unterstützende Wirkung der rekombinanten Proteine der PHA-Synthese zur Fettsäurebiosynthese ableiten. Bei der Acetatkultivierung wird neben der PHA-Synthese und der Fettsäurebiosynthese das zentrale Zellintermediat Acetyl-CoA auch im Glyoxylatweg genutzt. Der Glyoxylatweg findet zwar in den Peroxisomen und nicht wie PHA- und Fettsäuresynthese im Zytosol statt, wird aber in Abhängigkeit von der Kohlenstoffquelle und durch die Aktivitäten des Zitronensäurezyklus geregelt. Die höheren Gehalte an Citrat bei der Co-Kultivierung von Glukose und Acetat (1:2) geben daher einen Anhaltspunkt zur Nutzung des Glyoxylatweges. Aufgrund der erhöhten Fettsäuregehalte während der Glukosekultivierungen und der Nutzung des Glyoxylatweges bei Kultivierung mit Acetat wird ersichtlich, dass die Integration aller drei PHA-Gene dazu führt, dass vermehrt Acetyl-CoA genutzt und Acetoacetyl-CoA, das erste Zwischenprodukt der PHA-Synthese, gebildet wird. Im Zytosol der Zellen findet aber auch der Mevalonatweg für die Isoprensynthese statt. Daher liegt sowohl eine Konkurrenz um Acetyl-CoA als auch um Acetoacetyl-CoA vor. Diese Konkurrenzen führen dazu, dass keine PHA-Synthese in den PHA-Transformanten stattfindet. Deswegen wird postuliert, dass stattdessen die Fettsäuresynthese, der Glyoxylatweg und der Mevalonatweg unterstützt werden. Intensivere Untersuchungen der Stoffwechselwege in A. adeninivorans müssen noch klären wie Zitronensäurezyklus und Glyoxylatweg sowie Fettsäure- und Isoprensynthese in dieser Hefe gesteuert werden können, um ein „metabolic engineering“ zur PHB-Synthese, wie es in S. cerevisiae bereits möglich ist, auch in A. adeninivorans zu realisieren. Dazu müssen nach der Expression der rekombinanten Proteine der PHA-Synthese auch die Intermediate der Stoffwechselwege gezielter nutzbar und konkurrierende Enzymaktivitäten inhibiert werden.
In Deutschland gibt es pro Jahr etwa 8000 Neuerkrankungen an primären Hirntumoren. Bei Erwachsenen stehen die neuroepithelialen Hirntumoren, zu denen die Astrozytome und die Oligodendrogliome zählen, im Vordergrund. Die größte Gruppe stellen die Astrozytome. Diese Tumoren sind verhältnismäßig häufig und hinsichtlich verschiedener prognostischer Marker eingehend untersucht worden. Oligodendrogliome sind seltener und weniger ausführlich untersucht als Astrozytome. Ihnen wird im Vergleich zu den Astrozytomen eine bessere Prognose zugeschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurden vier unterschiedliche Prognosemarker untersucht: P-Glycoprotein (P-gp), Survivin, Ki-67 und Caspase-3. Bei den Astrozytomen fand sich mit steigendem Malignitätsgrad eine Zunahme der Expression von P-gp, Survivin und Ki-67, während die Expression von Caspase-3 abfiel. Bei den Oligodendrogliomen stellten sich ebenfalls mit zunehmendem Anaplasiegrad steigende Expressionslevel von P-gp, Survivin und Ki-67 dar, diese jedoch auf einem signifikant niedrigeren Niveau als bei den Astrozytomen. Die Level für Caspase-3 waren niedriger als bei den Astrozytomen. Dies bedeutet, dass mit zunehmendem Malignitätsgrad der Hirntumoren die proliferative Aktivität zu-, und die apoptotische Aktivität abnimmt. Dies steht im Einklang mit dem biologischen Verhalten der Gliome in Abhängigkeit vom Malignitätsgrad. Die signifikant niedrigeren Expressionslevels bei den Oligodendrogliomen im Vergleich mit den Astrozytomen untermauern weiter die These, dass oligodendroglialen Hirntumoren eine bessere Prognose zukommt als astrozytären Hirntumoren. Um sichere, für die Prognose relevante Grenzwerte für die einzelnen Marker bestimmen zu können, sollten weitere prospektive Studien durchgeführt werden, in denen der klinische Verlauf einheitlich erhoben und analysiert wird. Hierbei wären vor allem Untersuchungen an größeren Kollektiven von Oligodendrogliomen sinnvoll.
Aktivierung von humanen Thrombozyten durch Staphylococcus aureus und seine Sekretionsprodukte
(2008)
Die Ansichten über die Funktion der Thrombozyten unterliegen derzeit einem Wandel. Neben dem Verschluss von Endothelläsionen spielen sie eine Rolle in der Pathologie der Artherosklerose, der Endokarditis und weiterer Erkrankungen und es existieren Hinweise auf eine Beteiligung bei der Immunantwort über die Expression von CD40L (Elzey et al., 2003). Ihre übermäßige Aktivierung und damit ihr Verbrauch bei der DIC sind noch nicht endgültig aufgeklärt. Zu dieser schwerwiegenden Komplikation im Gerinnungssystem kann es unter anderem durch eine Bakteriämie bzw. Sepsis mit dem grampositiven Erreger Staphylococcus aureus kommen, der in jüngster Zeit durch eine weit reichende Resistenzentwicklung in den Mittelpunkt der Forschung gerückt ist. Die Sepsis ist mit einer Letalität von 30 – 50% trotz modernster Intensivmedizin weiter ein ernstes Problem und grampositive Erreger wie S. aureus verursachen einen großen Anteil der Fälle (Moerer et al., 2004). Die Interaktion von Thrombozyten und S. aureus wurde bisher immer unter dem Aspekt des direkten Kontakts dieser Zellen untersucht, jedoch scheint auch eine Betrachtung der Sekretionsprodukte und ihrer Auswirkungen auf Thrombozyten wegweisend, denn nicht immer ist bei Auftreten von septischen Gerinnungskomplikationen eine Bakteriämie nachweisbar. In dieser Arbeit sollte daher die thrombozytenaktivierende Wirkung von Sekretionsprodukten von S. aureus untersucht werden, es sollte eine Annäherung an die Identität dieser Substanzen erfolgen und es sollte geklärt werden, ob der menschliche Organismus Abwehrmechanismen gegen diesen spezifischen Angriffsweg besitzt. Dazu wurden 20 kommensale und 20 invasive (aus Blutkulturen gewonnene) Isolate von S. aureus sowie die Laborstämme RN6390, RN6911 (RN6390Δagr) und ALC136 (RN6390ΔsarA) bis zur stationären Wuchsphase kultiviert und ihr zellfreier Kulturüberstand untersucht. Das Sekretom von RN6390 und seiner regulatordefizienten Mutanten ist bekannt (Ziebandt et al., 2001). Die Thrombozytenaggregation wurde größtenteils in einem einfachen Funktionstest mit gewaschenen Thrombozyten gemessen. Weitere Tests wurden mit gewaschenen Erythrozyten durchgeführt. 60% der Isolate sezernieren thrombozytenaggregationsauslösende Substanzen, dabei ist die Herkunft des Isolats (kommensal oder invasiv) und die im Kulturüberstand enthaltene Gesamtproteinmenge nicht entscheidend. 35% der Isolate sezernieren ausreichend hämolysierende Substanzen, dies ist ebenfalls unabhängig von ihrer Herkunft. Die zellaktivierenden Substanzen waren hitzeempfindlich, daher konnten Zellwandbestandteile wie Lipoteichonsäure oder Peptidoglykane als Verursacher ausgeschlossen werden. Mittels PCR wurden die genetischen Anlagen der verschiedenen Hämolysine der Isolate untersucht. Die thrombozytenaggregierende und hämolysierende Wirkung von alpha-Toxin konnte in dieser Arbeit nachvollzogen werden (Bhakdi et al., 1991). Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass verschiedene Protease-Typen von S. aureus an der Thrombozytenaggregation beteiligt sind. Diese Ergebnisse konnten bei der Untersuchung von RN6390 und seiner Mutanten bestätigt werden. Die aggregationsauslösenden Substanzen sind positiv durch den globalen Genregulator agr reguliert. Eine Koinkubation mit Serum, aus Serum gewonnenen IgG und IgG-Präparationen führte zu einer konzentrationsabhängigen Hemmung der Aggregation ausgelöst durch bakterielle Kulturüberstände. Insgesamt handelt es sich bei der durch Sekretionsprodukte von S. aureus ausgelösten Thrombozytenaggregation um ein multifaktorielles Geschehen, welches zur Pathogenese der Gerinnungsstörungen bei einer Sepsis oder Infektion beitragen kann. Die Aggregation kann durch im Serum enthaltene IgG in vitro gehemmt werden. In weiteren Untersuchungen muss die genaue Identität dieser Antikörper gefunden werden. Dies kann als neuer Ansatzpunkt in der Behandlung der Gerinnungskomplikationen während eine S. aureus- Sepsis dienen, zusätzlich zu bisherigen Strategien der Substitution und medikamentösen Intensivtherapie.
Innerhalb einer Schulstudie, die an 4 Gymnasien in Vorpommern mit Hilfe eines speziell erarbeiteten anonymen Fragebogen zu Konsumgewohnheiten von legalen und illegalen Drogen und zum diesbezüglichen Problembewusstsein im Zusammenhang mit dem Straßenverkehr durchgeführt wurde, erfolgte die Befragung von 205 SchülerInnen der 9. und 12. Jahrgangsstufe. 80 % der teilnehmenden SchülerInnen stellten zusätzlich Urinproben zur Verfügung. Bei den 15 Jahre alten SchülerInnen ist der Anteil der Raucher unter den Jugendlichen so groß wie bei den 18-Jährigen, nämlich fast 50 %. Darunter befindet sich der größte Anteil bei den weiblichen Raucherinnen. Das Problembewusstsein wird durch das Rauchverbot in der Schule fast überhaupt nicht angesprochen, da 86 % aller SchülerInnen der 9. Klasse auch in der Schule rauchen. Durchschnittlich 88 % der befragten Jugendlichen trinken in ihrer Freizeit Alkohol. Besonders beliebt sind alkoholische Mixgetränke, die überwiegend am Wochenende, auf Partys und Diskotheken oder anderen Feierlichkeiten getrunken werden. Bestimmte Verhaltensmuster im Straßenverkehr wurden besonders durch Fragen zum Fahr- bzw. Mitfahrverhalten bei Alkoholkonsum geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Konsum von relativ geringen Mengen Alkohol (1-2 Gläser Bier) zwar beim Selbstfahren für 71 % der Befragten einen Hinderungsgrund für das Benutzen des Autos darstellen würde, dass man aber bei anderen, gleich stark alkoholisierten Personen durchaus bereit ist mitzufahren, u.a. auch wenn man den Fahrer für fahrtauglich hält oder nicht mehr anders nach Hause kommt. Erst bei einem größeren Alkoholkonsum (3-5 Gläser Bier) des potentiellen Fahrers würden 81 % der Jugendlichen nicht mehr ins Auto steigen. Die Ergebnisse beinhalten auch die Auswertung der Fragen nach den Erfahrungen und Erlebnissen jugendlicher Gymnasiasten mit illegalen Drogen. Bei den 15-jährigen Jugendlichen hatten bereits 40,2 % und bei den 18-Jährigen bereits 32,6 % Erfahrungen mit Cannabisprodukten. Zusätzlich zeigte sich, dass sich inzwischen auch das Einstiegsalter nicht nur für Zigaretten und Alkohol sondern auch für Drogen stark nach vorn verlagert hat. Die befragten 15-jährigen SchülerInnen waren mit 12-13 Jahren etwa 2 Jahre jünger bei erstem Drogenkontakt als die 18-jährigen Jugendlichen. Überwiegend konnten Cannabinoide - aber auch Amphetamine - in 10 % der Urinproben nachgewiesen werden. Andere Konsumdrogen waren in der Befragung z.B. Pilze, Leim, Kokain oder Lachgas. Hier zeigten sich auffällige Unterschiede bei den SchülerInnen von Schule zu Schule, so dass man vermuten darf, dass es bereits schulspezifische Konsummuster gibt. Die meisten SchülerInnen sind aus Neugier zum Drogenkonsum gekommen, sie wollten es einfach mal ausprobieren oder Freunde haben sie dazu verleitet. Im Zusammenhang mit dem Straßenverkehr würde die überwiegende Mehrzahl der Jugendlichen weder ein Fahrzeug selbst unter Drogeneinfluss führen noch bei einem Drogenkonsumenten ins Auto einsteigen. Trotzdem würden 12 % der SchülerInnen selbst noch nach dem Konsum von Drogen ein Auto fahren und 34 % würden sogar zu einem Dogenkonsumenten als Beifahrer ins Auto einsteigen und mitfahren. Bei der Frage nach dem „Warum“ spielte auf der einen Seite die Einschätzung der eigenen Fahrtüchtigkeit bzw. die des Fahrers eine Rolle, auf der anderen Seite steht gerade bei den jüngeren SchülerInnen die Frage, wie man sonst nach Hause kommen soll, im Vordergrund .
Die Energieträger wie Braunkohle und Steinkohle, Erdgas und Mineralöl sowie Kernenergie sind längst auf dem Markt etabliert und sind allgemein als wettbewerbsfähig anerkannt. Eine weitergehende Umgestaltung der bisherigen Erzeugerstruktur ist jedoch erforderlich, da diese konventionelle Stromerzeugung umweltbelastend ist. Die weitere Verbreitung und Förderung umweltfreundlicher Energieträger, wie beispielsweise Sonnen-, Wind- oder Wasserenergie ist deshalb erforderlich. Regenerative Energien können jedoch noch nicht auf einem wettbewerbsoffenen Markt aus eigener Kraft bestehen. Die Marktfähigkeit erneuerbarer Energieträger kann ausschließlich durch staatliche Förderungs- und Steuerungsmaßnahmen erreicht werden. Zu diesen Maßnahmen gehören die Preis- und Quotenmodelle mit den grünen Zertifikaten. Die Besonderheit der Fördermodelle liegt in ihren vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten. Die einzelnen Elemente eines Modells sollten jedoch an die festgelegten Ziele und spezifischen Bedingungen im jeweiligen Staat angepasst werden. Es gibt kein universelles Fördermodell, das immer und überall verwendet werden kann. Jeder inländische Gesetzgeber steht damit vor der Aufgabe, anhand der festgelegten Ziele und vorhandenen Möglichkeiten die beste Förderregelung auszuwählen, bzw. ein Mischmodell zu entwickeln, in dem die verschiedenen Elemente kombiniert werden. Ziel der Untersuchung ist daher die rechtsvergleichende Analyse der Regelungen über die Modelle zur Förderung erneuerbarer Energien auf der Grundlage des gemeinschaftsrechtlichen und völkerrechtlichen Rahmens. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Analyse der Umsetzung der zwei unterschiedlichen Fördermodelle am Beispiel Polens und Deutschlands. Auf gemeinschaftsrechtlicher Ebene haben die Elektrizitätsrichtlinie aus dem Jahre 1996 und aus dem Jahre 2003, die Richtlinie zur Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen aus dem Jahre 2003 und 2008 als auch die unverbindlichen Dokumente wie das „Grün- und Weißbuch“ sowie das „ALTENER“-Programm, zur Etablierung der Problematik erneuerbarer Energien erfolg-reich beigetragen. Auf völkerrechtlicher Ebene ist dagegen vor allem das Kyoto-Protokoll als Grundlage zur Förderung erneuerbarer Energieträger zu erwähnen. In Polen wurde das Quotenmodell mit den grünen Zertifikaten als Fördermodells eingeführt. Die Teilung der Entgelte in Herkunftszertifikate und in die Vergütung für physische Energie gab den Anla-genbetreibern eine ausreichende Grundlage für Investitionen. Falls die festgesetzte Quote durch den Zertifikatserwerb nicht erfüllt werden kann, weil keine weiteren Zertifikate in der Berechnungsperiode angeboten werden, können die Verpflichteten die Quote durch die Bezahlung einer Ersatzgebühr erfüllen. In Deutschland wurde das Preismodell eingeführt. Die im deutschen Fördermodell vorgesehenen festen Vergütungssätze ermöglichen den Investoren die Errichtung von neuen Anlagen, die erneuerbare Energieträger einsetzen und effektiv zur Entwicklung dieser Quellen beitragen. Die gesetzlich eingeführten Modelle zur Förderung erneuerbarer Energien sollten finanzielle Anreize schaffen, um die Investoren zum Engagement bei der Errichtung von Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien zu bewegen. Das Ziel der Förderung – die Durchsetzung der derzeit überwiegend nicht wettbewerbsfähigen Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien auf dem Markt – wurde sowohl in der polnischen als auch in der deutschen Fördermaßnahme erreicht. Die Förderung sollte idealerweise zur zukünftigen Marktfähigkeit erneuerbarer Energien beitragen. Aus diesem Grund wäre es wünschenswert, die Fördermaßnahmen mit dynamisch eingebauten Mechanismen so zu gestalten, dass im Laufe der Zeit die Aufhebung von Unterstützungen möglich wird. In der polnischen Förderregelung wird dies – im Gegensatz zu den deutschen degressiv ausgestalteten Vergütungssätzen – nicht bezweckt.
Tapire wurden bislang im Gegensatz zu ihren Verwandten, den Nashörnern und Pferden bei Studien zur Kommunikation deutlich weniger beachtet. Ziel der vorliegenden Studie war es daher zu überprüfen, welche Reize Informationen für die Kommunikation bei Tapiren bergen. Zu diesem Zweck wurden die Reaktionen von Tapiren auf olfaktorische (Kotproben männlicher Tapire), akustische (Playback verschiedener Tierstimmen) und optische Reize (Plakate mit bearbeiteten Tapirsilhouetten) untersucht sowie das Pflegepersonal zur Wahrnehmung und Kommunikation bei Tapiren befragt. Die Forschungsaufenthalte fanden während der Jahre 2004, 2005 und 2006 in den Zoologischen Einrichtungen der Städte Berlin, Dortmund, Heidelberg, München, Nürnberg, Osnabrück und Mulhouse (Frankreich) statt. Insgesamt wurden 30 Individuen, davon 13 (8.5) Schabrackentapire (Tapirus indicus) und 17 (7.10) Flachlandtapire (Tapirus terrestris) in die Versuche einbezogen.
Die vorliegende Dissertation untersucht die Art der Assoziation von Traumatisierung bzw. posttraumatischer Belastungsstörung und Zwangsstörung mit besonderem Fokus auf der funktionellen Verknüpfung beider Störungen. Dabei wurde hypothetisch eine höhere Traumatisierungsrate bzw. PTSD-Erkrankungsrate bei Zwangsprobanden angenommen- mit wiederum verstärkendem Einfluss auf die Schwere der Zwangserkrankung. Untersucht wurden die Daten von 225 Zwangsprobenden und 133 Kontrollen aus dem Datensatz der GENOS-Multicenterstudie (German Epidemiologic Network for OCD-Studies) mit insgesamt 1352 klinischen und nichtklinischen Probanden. Für die Datenerhebung kamen der SADS-LA-IV oder der FISC zur Erfassung von DSM-IV-Diagnosen zur Anwendung. Anhand unserer vorliegenden Daten konnte weder eine höhere Real-Traumatisierungsrate noch eine signifikant gehäufte PTSD-Diagnose bei Probanden mit Zwangsstörung verglichen mit den Kontrollen gefunden werden. Es bestanden keine Assoziationen von OCD und PTSD bezüglich Trauma-Art, Erkrankungsschwere der OCD oder der Erkrankungsreihenfolge.
The WEGA stellarator is used to confine low temperature, overdense (densities exceeding the cut-off density of the heating wave) plasmas by magnetic fields in the range of B=50-500 mT. Microwave heating systems are used to ignite gas discharges using hydrogen, helium, neon or argon as working gases. The produced plasmas have been analyzed using Langmuir and emissive probes, a single-channel interferometer and ultra-high resolution Doppler spectroscopy. For a typical argon discharge in the low field operation, B=56 mT, the maximum electron density is n_e~10^18m^{-3} with temperatures in the range of T=4-12 eV. The plasma parameters are determined by using Langmuir probes and are cross-checked with interferometry. It is demonstrated within this work that the joint use of emissive probes and ultra-high resolution Doppler spectroscopy allows a precise measurement of the radial electric field. Here the floating potential measurements using emissive probes have been compared to measurements of the poloidal rotation of the plasma which is also linked to the radial electric field. In order to alter the plasma parameters a biasing probe setup has been used during this work. The focus of this work is on demonstrating the ability to modify the existing radial electric field in a plasma by using the biasing probe. This technique is in principle not new, as it has been around for decades. Looking at details, it turns out that describing low field operation WEGA argon plasmas in connection with biasing is not covered by the present set of theoretical approaches and experimental cognition. This work will commence with a basic approach and first establishes the diagnostic tools in a well-known discharge. Then the perturbation caused by the biasing probe is assessed. Following the characterization of the unperturbed plasmas, plasma states altered by the operation of the energized biasing probe will be characterized. It is demonstrated that modifying the existing radial electric field can be achieved and reliably diagnosed using spectroscopy and probe measurements. In order to verify the different approaches for determining the radial electric field the diagnostics are cross-checked against another whenever possible. During biasing the plasma two different stable plasma states have been found. Stable here refers to the state existing much longer than the confinement time for WEGA. The presence of a calorimetric limiter placed in the scrape-off layer has an impact on the type of the plasma state. The two observed plasma states differ in plasma parameter profiles, such as density, temperature, electric field and confined energy. The results are compared to two simple models. One model relies on the relevant atomic processes and a second one is based on neoclassical theory. Both models can be used to derive the particle and power flux from the plasma. The losses predicted by the atomic models can be tested using bolometry. It can be shown that both models agree well in the description of the particle balance of the electrons for large regions of the plasma. By comparing the models the neoclassical heat flux turns out to be small compared to the energy fluxes caused by atomic processes. For the reference discharge taking the energy flux due to the atomic processes and balancing it by the input microwave power is satisfying the energy balance, without the need for transport. For the biased discharges it turns out that neoclassical transport can be neglected as well, but the additional biasing power has to be taken into account. A simple model for the biasing power is motivated and tested. An agreement in the energy balance can be reached in this way as far as the models are applicable. The models also allow drawing conclusions on the amount of absorbed microwave power.
Das Hauptanliegen dieser Arbeit bestand darin, die Eignung der Panoramaschichtaufnahme als Screeningverfahren zur Prävention von kraniomandibulären Dysfunktionen zu überprüfen. Als entscheidendes Hilfsmittel wurde dazu erstmals in großem Umfang und in unterschiedlichen Altergruppen der Dysfunktions- Index nach Hansson (Habets et al. 1987) angewendet und das Vorkommen in den Leitsymptomen überprüft. Integriert wurden die Ergebnisse einer Kopfschmerzstudie als Nachweis von kraniomandibulären Dysfunktionen und Dysgnathien. Mit Behandlung der kraniomandibulären Dysfunktion wird auch die Häufigkeit des Auftretens von Kopfschmerz reduziert. Patienten mit einseitigem Kopfschmerz haben häufig klinisch feststellbare Gesichtsasymmetrien. Bei diesen Patienten kann ebenfalls eine condyläre Asymmetrie in der Panoramaschichtaufnahme ermittelt werden. Mit der Kopfschmerzstudie wurde nachgewiesen, dass ausschließlich Patienten mit einer Zahn- und/oder Kieferfehlstellung im Alter von 15- 19 Jahren an einer Cephalgie leiden. In der Äthiologie des Kopfschmerzes haben asymmetrische Belastungen eine große Bedeutung. Ebenfalls konnten das Kariesrisiko und das Vorkommen von fehlerhafter Zahnzahl ermittelt werden. Wir stellten fest, dass eine Verdoppelung des Prozentsatzes von Patienten mit hohem Kariesrisiko von der Alterskategorie 1 zur Alterskategorie 4 vorlag, während gleichzeitig die Anzahl der Patienten mit geringem Kariesrisiko kontinuierlich abnahm. In 11 Prozent der Patienten wurde eine Aplasie und in 0,9 Prozent eine Oligodontie ermittelt. Bereits bei Kindern im Alter von 6-8 Jahren ließen sich bei den Leitsymptomen offener Biss, laterale Okklusionsstörung und vergrößerte sagittale Schneidekantenstufe ein deutlicher Zusammenhang mit einem positivem Dysfunktions- Index erfassen. Diese Ergebnisse stimmen mit Untersuchungen von Jämsä et al. (1988) überein. Im Sinne des Screenings von Anzeichen kraniomandibulärer Dysfunktionen in dieser Altersgruppe scheint ein Hauptfocus auf Patienten mit offenem Biss zu liegen. Aufgrund der diagnostischen Vielfalt ist die routinemäßige Vorstellung von Kindern deutlich vor Beginn der frühen Wechselgebissphase zur individuellen Abklärung der kieferorthopädischen/ funktionellen Behandlungsbedürftigkeit zu empfehlen. Aus den erhobenen Daten wurde abgeleitet, dass für die Leitsymptome unterer Frontzahnvorbiss, Steilstand und fehlerhafte Zahnzahl ein kontinuierlicher Anstieg eines positiven Dysfunktions- Index in den Altersgruppen zu verzeichnen ist. In allen anderen Leitsymptomen variierten die Werte sehr stark. So ist die Erfassung des Dysfunktions- Index lediglich als ein Aspekt bei der Planung und Durchführung einer kieferorthopädischen Behandlung anzusehen. Eine Eignung als Screeningverfahren zur Prävention kraniomandibulärer Dysfunktionen kann nicht angenommen werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden Typ 2 Diabetiker hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zum LADA analysiert, außerdem wurde nach genetischen Zusammenhängen von SNPs auf und zwischen den Genen REPIN1 und RARRES2 in Bezug auf BMI und WHR als Facetten des Metabolischen Syndroms untersucht. Dazu wurden 98 Typ 2 Diabetiker einer allgemeinmedizinischen Praxis in Lühmannsdorf, Ostvorpommern sowie eine Kontrollgruppe von 104 normgewichtigen nichtdiabetischen Probanden (BMI<25) geschlechtsspezifisch erfasst, ausgewertet und statistisch verglichen. Für die genetischen Untersuchungen wurde als Vergleich noch eine Gruppe mit ähnlichem Charakter aus Leipzig hinzugezogen. Bei 3,4 Prozent der insgesamt 98 untersuchten Typ 2 Diabetiker aus OVP wurden GAD-Antikörper als Hinweis für eine Zuordnung zum LADA nachgewiesen. Das waren weniger Typ 2 Diabetiker als nach publizierten Studien erwartet (5-10 Prozent). Übereinstimmend zeigte sich, dass die Diabetiker beider Populationen mit einem BMI >30 und einer WHR >1 übergewichtig bzw. adipös waren. Signifikante Unterschiede wurden jeweils bei einem der fünf untersuchten SNPs in der Genotypenverteilung zwischen diabetischen und nichtdiabetischen Probanden beider Populationen nachgewiesen. Signifikante Unterschiede zeigten sich auch zwischen den Genotypen und dem BMI bei nichtdiabetischen Männern und Frauen aus Leipzig sowie der WHR bei diabetischen Frauen aus Leipzig. Keine signifikanten Unterschiede fanden sich bei den Probanden aus OVP.
Ziel: Verletzungen des intrinsischen karpalen Bandapparates, insbesondere des Lig. skapholunatum, des Lig. lunotriquetrum und des TFCC, sind diagnostisch und therapeutisch sehr anspruchsvolle Verletzungsmuster. Sie erfordern die enge Zusammenarbeit von Radiologen und Handchirurgen. Nicht therapierte Läsionen stellen ein großes Risiko für eine Arthrose des Handgelenks dar. Ziel dieser retrospektiven Arbeit war die Bestimmung der diagnostischen Genauigkeit von Kinematographie, direkter Arthrographie und MR-Arthrographie, um eine Empfehlung für das klinische Vorgehen zu geben. Patienten und Methoden: Es wurden sämtliche Patienten am Unfallkrankenhaus Berlin mit einem Trauma des Handgelenks erfasst, die den Untersuchungen Kinematographie, Arthrographie und MR-Arthrographie, Arthroskopie nach Ausschluss einer Fraktur mittels konventionellem Röntgen in den Jahren 2001-2004 zugeführt wurden. Die Berechnung von Sensitivität und Spezifität der einzelnen Untersuchungen erfolgte gegen eine Synopsis aller bildgebenden Verfahren. Ergebnisse: In diese Studie wurden 24 Patienten (14 männlich, 10 weiblich) mit einem mittleren Alter von 38,9 Jahren eingeschlossen. In 8/24, 6/24 bzw. 5/24 Fällen lag eine Verletzung des Lig. skapholunatum, Lig. lunotriquetrum bzw. des TFCC vor. In der Diagnostik skapholunärer Läsionen erreichten die bildgebenden Verfahren Kinematographie, Arthrographie und MR-Arthrographie eine Sensitivität bzw. Spezifität von 100% bzw. 87,5%; 100% bzw. 100% sowie 87,5% bzw. 81,3%; in der Diagnostik lunotriquetraler Läsionen erzielten die bildgebenden Verfahren Genauigkeiten (Sensitivität, Spezifität) von 66,7% bzw. 88,9%; 83,3% bzw. 94,4% sowie 100% bzw. 100%. Arthrographie und MR-Arthrographie haben Verletzungen des TFCC erkannt mit Genauigkeiten (Sensitivität, Spezifität) von 80% bzw. 94,7% sowie 100% bzw. 100%. Schlussfolgerung: Verletzungen des Lig. lunotriquetrum und des TFCC können zuverlässig mit der MR-Arthrographie erkannt werden, während skapholunäre Läsionen am sichersten mit der Arthrographie dargestellt werden können. In der Diagnostik traumatischer Läsionen der intrinsischen karpalen Ligamente und des TFCC ist die Kombination mehrerer bildgebender Verfahren anzuraten. Aus radiologischer Sicht kann auf eine rein diagnostische Arthroskopie verzichtet werden. Diese operative Methode sollte immer bereits mit einem therapeutischen Ansatz durchgeführt werden.
Das Prostatakarzinom (PCA) ist die häufigste Krebserkrankung des Mannes, deren Inzidenz mit dem Alter stark ansteigt. Für die Karzinomentwicklung werden z.B. der epidermale Wachstumsfaktor (EGF), der entsprechende Rezeptor (epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor, (EGF-R), Komponenten der extrazellulären Matrix wie Tenascin (TN-C) und auch Annexine (ANX) verantwortlich gemacht. Ziel dieser Arbeit war es, mittels immunhistochemischer Methoden an Prostatagroßschnitten die Lokalisation von TN-C, EGF-R, EGF und ANX II in gesundem Gewebe (BPE), in gesundem hyperplastischen Gewebe (BPH) und im Prostatakarzinom (PCA) zu untersuchen und einen möglichen Zusammenhang zwischen der Expression dieser vier Proteine zu finden. Es wurden hierfür Prostatagroßschnitte von 32 radikal prostatektomierten Patienten untersucht, die Anteile aller drei Gewebearten (BPE; BPH und PCA) enthielten. Bei der Auswertung wurde zwischen stromaler und zellulärer Immunreaktion der jeweiligen Antikörper unterschieden und ein Score entwickelt, der Färbeintensitäten von 0 (negativ) bis 3 (starke Immunreaktion), sowie den prozentualen Anteil der angefärbten Zellen (a= 0-30%, b= 30-60%, c= >60%) berücksichtigt. Für TN-C, das im adulten Gewebe kaum noch exprimiert wird, zeigte sich eine starke stromale Immunreaktion im PCA, nicht jedoch in der BPE. Dort war TN-C lediglich in den Wänden einiger Gefäße vorhanden. Für den EGF-R wurde im BPE eine starke Immunreaktion beobachtet. Im PCA dagegen war die Expression des EGF-R deutlich schwächer. EGF wurde in den untersuchten Prostatagroßschnitten weder im BPE noch im PCA nachgewiesen. Die ANX II-Expression war in den Epithelzellen des BPE sehr stark. Dagegen wurden eine signifikante Reduktion oder ein Verlust der Immunreaktion im PCA festgestellt. Im Vergleich von PBE und BPH waren die Lokalisationsmuster für alle vier Proteine fast identisch. Aufgrund der Ko-Lokalisationsexperimente, die zeigten, dass EGF-R und ANX II im BPE stark aber im PCA nur schwach oder gar nicht exprimiert werden, ist eine gegenseitige Beeinflussung wahrscheinlich. Ebenso deutet die Reduktion von EGF-R und ANX II im PCA auf eine Beteiligung an der Tumorgenese hin. Dies scheint eine Besonderheit des PCA zu sein, da für die meisten Tumore eine Hochregulation von ANX II sowie von EGF-R beschrieben wird. TN-C zeigte im Vergleich zum BPE eine stärkere Immunreaktion im PCA, wodurch ebenfalls auf eine Mitwirkung bei der Tumorentstehung geschlossen werden kann. Da allerdings ANX II und EGF-R nicht oder nur sehr schwach im PCA exprimiert werden, scheint eine Interaktion zwischen TN-C und ANX II oder EGF-R, wie sie z.B. beim kolorektalen Karzinom beschrieben wurde, im PCA keine Rolle zu spielen.
Das Das Verständnis zellulärer Signaltransduktionswege ist ein zentrales pharmakologisches Forschungsthema. Dabei ist die Interaktion von Arzneimitteln mit Rezeptorproteinen, entweder als Agonisten oder Antagonisten, essentiell für die Wirkung vieler Arzneimittel. Die Aufklärung der sich daran anschließenden Signaltransduktionswege ist für das molekulare Verständnis vieler Arzneimittelwirkungen deshalb von besonderem Interesse. Viele Forschungsanstrengungen in der Vergangenheit haben sich intensiv mit der Aufklärung solcher Signaltransduktionsvorgängen beschäftigt. Während die Grundzüge solcher Signalwege häufig sehr gut erforscht sind, fällt auf, dass von vielen Signalproteinen zahlreiche Isoformen existieren, die vermutlich am Zustandekommen von Rezeptor-und Effektorspezifitäten beteiligt sind und häufig gewebespezifisch exprimiert werden. Über die Bedeutung solcher Isoformen – insbesondere für Signaltransduktionsvorgänge in vivo – ist wenig bekannt. So kennt man 5 G-Protein beta-Untereinheiten und 12 G-Protein gamma- Untereinheiten, die spezifischen Funktionen bleiben aber offen. Ähnliches gilt für das Netzwerk von PLC-Isoformen, wobei die Entdeckung der PLC epsilon und weiterer Isoformen darauf hindeutet, dass es hier zeitliche und räumliche Integrationsfunktionen der neu entdeckten Mitglieder gibt. Wesentliche Elemente der durch die PLC vermittelten Signaltransduktion sind die Spaltung von PIP2 in DAG und IP3 sowie der temporäre Anstieg der [Ca2+]i. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher die Etablierung und Adaptation eines Systems zur retroviralen Infektion von Zellen mit siRNA-Molekülen angestrebt, die in der Generierung stabiler knock down Zellen resultieren sollte. Im zweiten Schritt sollte diese Technik auf Fragestellungen zur Gbeta-Protein Spezifität und des PLC-Netzwerkes angewendet werden. Bei der RNA-Interferenz (RNAi) handelt es sich um einen hochkonservierten posttranskriptionellen Mechanismus zur Regulation der Genexpression in eukaryotischen Zellen. Eine zentrale Rolle in der RNAi spielen kurze RNA-Moleküle wie siRNAs und miRNAs. Es wurde ein retroviral basiertes Expressionssystem zur siRNA-Expression erstellt und validiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde dieses System erfolgreich zum knock down der Expression von PLCbeta1 PLCbeta 3, PLC epsilon, Gbeta1, Gbeta2 und Gbeta5 eingesetzt. Außerdem wurde mit Hilfe dieses Systems ein erfolgreicher knock down der Expression von Epac1 (Lopez De Jesus et al., 2006), von Cathepsin B (Dr. Bien, persönliche Mitteilung) und MRP5 (multidrug resistance related protein 5; Nambaru, Hübner, Köck, Jedlitschky, Rimmbach, Rosskopf, Kroemer, Weiss, Mayerle, Lerch, und Ritter: Modulation of drug efflux transporter MRP5 affects sensitivity to the nucleoside anticancer drug 5-fluorouracil in pancreatic cancer cell lines; Molecular Cancer Therapeutics; eingereicht) durchgeführt. Wesentliche Befunde zur spezifischen Signalübertragung dieser Arbeit waren die Beobachtung, dass der knock down von Gbeta 1 keinen Einfluss auf die Signalübertragung der Transmitter Bradykinin und Histamin besitzt. Die funktionelle Ausschaltung von Gbeta 2 oder Gbeta 5 – zweier Gbeta-Untereinheiten, die zu unterschiedlichen Gbeta-Familien gehören – führte jedoch zu einer signifikanten Hemmung dieser Signale. Es handelt sich bei dieser Beobachtung um einen der wenigen Befunde, die eine Spezifität bei der Gbeta-vermittelten Signaltransduktion herausarbeiten können. Auf ähnliche Weise konnte plausibel gemacht werden, dass die PLCbeta3 – nicht aber die PLCbeta1 – an der Signalübertragung von LPA-Rezeptoren beteiligt ist. Ein funktioneller knock down der PLC epsilon wirkte sich nicht auf die frühen Calciumsignale nach Stimulation von GProtein- gekoppelten Rezeptoren für LPA, S1P oder Acetylcholin aus. Interessanterweise waren aber nach Ausschaltung der PLC epsilon Calciumsignale, die durch den EGF-Rezeptor – einer Rezeptortyrosinkinase – vermittelt wurden stark gehemmt. Bei der Analyse des Zeitverlaufs der durch LPA stimulierten Calciumsignale fiel ferner auf, dass eine länger anhaltende Plateauphase in Abwesenheit der PLC epsilon unterblieb. Dies deutet auf eine Integrationsfunktion der PLC epsilon in späteren Phasen der Signalübertragung hin, die zu einem anhaltenden Anstieg der Ca2+-Konzentration beiträgt. Es ist bekannt, dass diese Anstiege z.B. bei der Proliferationskontrolle eine wichtige Rolle spielen. Im Einklang mit diesen Befunden fiel auf, dass nach Stimulation mit dem Lysolipid LPA die Proliferationsrate von PanC1 Pankreaskarzinomzellen, denen die PLC epsilon durch retroviralen Transfer von siRNA Molekülen ausgeschaltet wurde, signifikant erniedrigt war. Schließlich wurde eine neue Methode zur Quantifizierung von Transkriptmengen homologer Transkripte basierend auf dem Pyrosequencing Verfahren etabliert und validiert. Gerade bei hoch homologen Genen – wie es bei Gbeta -Untereinheiten der Fall ist – kann diese Methode der relativen Quantifizierung sehr gut eingesetzt werden, da im Gegensatz zu anderen Techniken, die wesentlichen Messungen in einem Ansatz durchgeführt werden können. Abschließend bleibt festzuhalten, dass es gelungen ist, die innovative Technik der RNA Interferenz auf Fragen der Signalübertragung unter Verwendung retroviraler Infektionstechniken anzuwenden. In ersten Experimenten konnten bereits bislang unbekannte Spezifitäten bei der Signalübertragung über heterotrimere G-Proteine bzw. PLC-Isoformen heraus gearbeitet werden. Damit ist der Grundstein für zukünftige systematische Analysen dieser Zusammenhänge mit Hilfe der hier etablierten Techniken gelegt.
Die t(14;18)-Translokation ist eine zufällig und spontan auftretende Aberration, die bei Ver-wendung hoch sensitiver PCR-Methoden in über 60 % aller gesunden Menschen detektiert werden kann. Diese Translokation wird darüber hinaus als initiales Ereignis in der Pathogene-se des follikulären Lymphoms angesehen. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine Assozia-tion zwischen dem Alter und der Prävalenz und Frequenz zirkulierender t(14;18)-positiver Zellen bei gesunden Personen besteht. Dazu wurden über 700 gesunde Menschen mit Hilfe der quantitativen real-time PCR auf die Prävalenz und Frequenz t(14;18)-positiver B-Zellen untersucht. Im peripheren Blut von Kindern bis 9 Jahren konnten keine zirkulierenden t(14;18)-positive Zellen nachgewiesen werden. Ab dem zehnten Lebensjahr steigt die Prävalenz bis zum vier-zigsten Lebensjahr signifikant auf 65 % an und weist eine starke Korrelation mit dem Alter auf. Die mediane Prävalenz der zirkulierenden t(14;18)-positiven Zellen aller getesteter ge-sunder Personen betrug 46 % (327 von 715). Nur 4,3 % (31 von 715) der untersuchten Perso-nen hatten mehr als eine t(14;18)-positive Zelle pro 25000 PBMNC (> 40 / 106) und waren bis auf eine Ausnahme über 40 Jahre alt. Untersucht wurden außerdem Tonsillen, Knochenmark, Lymphknoten und Milz von gesunden Probanden im Alter zwischen 0 bis 32 Jahren. In allen untersuchten lymphatischen Gewebsproben von Neugeborenen konnten keine t(14;18)-positive Zellen detektiert werden. Bei gesunden Personen im Alter zwischen 17 und 32 Jahren wurden t(14;18)-positive Zellen mit den höchsten Frequenzen in den Tonsillen und der Milz nachgewiesen und nur zwei Knochenmarksproben enthielten t(14;18)-positive Zellen. Diese Ergebnisse werden das Verständnis über die Relevanz von t(14;18)-positiven Zellen in gesunden Menschen als ein Risiko-Marker im Bezug auf die Entwicklung zu einer Vorstufe zum Lymphom weiter verbessern.
Die fehlerfreie Diagnostik mit Hilfe des MRT und CT kann durch Bildartefakte unterschiedlichster Ursachen erschwert, oder sogar unmöglich gemacht werden. Zahlreiche Studien konnten bisher belegen, dass vor allem Metalllegierungen die Bildbeurteilung erheblich beeinträchtigen. Dagegen gibt es kaum Untersuchungen zu weiteren zahnärztlichen Füllungs- und Restaurationsmaterialien wie Kompositen oder Keramiken und deren Artefaktpotential. In der vorliegenden Studie wurden daher Probekörper folgender Materialgruppen im MRT und CT untersucht: Metalle, Komposite, Keramiken, provisorische Verschlussmaterialien und sonstige Materialien. Von den 44 hergestellten Probekörper bildeten 13 im MRT Artefakte, wobei die größten durch die Metalllegierungen und einige Komposite verursacht wurden. Diese Artefakte sind auf die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der jeweiligen Inhaltsstoffe der untersuchten Materialien zurückzuführen. Deutlich mehr Artefakte als im MRT traten im CT auf. Von den 44 Proben waren nur drei artefaktfrei. Die größten Bildbeeinträchtigungen wurden durch die Metalllegierungen und Zirkoniumdioxid verursacht. Artefakte im CT entstehen dort wo große Dichteunterschiede zwischen verschiedenen Strukturen oder Materialien vorliegen. Zusammenfassend kann im Ergebnis der Studie festgestellt werden, dass metallische Restaurationen im Mund des Patienten sowohl im MRT als auch im CT problematisch sind. Nicht zu erwarten waren die großen Artefakte im MRT die durch Komposite hervorgerufen wurden, da diese Materialien augenscheinlich keine magnetischen Inhaltsstoffe enthalten. Künftig kann man aber auch diese Artefakte minimieren, indem die Hersteller gezielt auf die Inhaltsstoffe ihrer Produkte achten und auf Stoffe mit großer magnetischer Suszeptibilität verzichten.
Evaluation von Verletzungen der Wirbelsäule mit primärer standardisierter Polytrauma-Spiral-CT
(2008)
Im Zeitraum vom 12.05.2002 bis 23.06.2003 wurden im Unfallkrankenhaus Berlin (UKB) im Rahmen eines klinikinternen Algorithmus der Polytrauma-Erstversorgung 403 konsekutive Patienten unter dem Verdacht auf ein erlittenes Polytrauma einer standardisierten Spiral-CT-Untersuchung von Schädel, Hals, Thorax, Abdomen und Becken einschließlich der gesamten Wirbelsäule unterzogen. Es erfolgte die retrospektive Gruppenbildung mit Unterscheidung der 202 Patienten, die mit einem Einzeilen-Spiral-CT (SSCT) untersucht wurden von weiteren 201 Patienten, die mit einem Vierzeilen-Spiral-CT (MSCT) untersucht wurden. Insgesamt konnten 386 Patienten eingeschlossen werden. Die digital archivierten Bilddatensätze der Spiral-CT-Untersuchungen wurden im Hinblick auf erlittene Verletzungen der Wirbelsäule retrospektiv evaluiert, eine systematische Frakturklassifikation und der Vergleich mit den primär erhobenen Diagnosen angeschlossen sowie die Wertigkeit sekundärer (MPR) bei Befunderkennung und Frakturklassifizierung erarbeitet. In der weiteren Auswertung wurde die Sensitivität der primären Spiral-CT anhand des klinischen Verlaufs, weiterer bildgebender Diagnostik und therapeutischer Maßnahmen ermittelt und beide Patientengruppen untereinander verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass mittels primärer standardisierter Spiral-CT-Untersuchung relevante Verletzungen der Wirbelsäule vollständig erfasst werden, was durch den klinischen Verlauf bestätigt wurde. Dabei bestand im Wesentlichen Übereinstimmung mit den in der Literatur angegebenen Inzidenzen bezüglich Häufigkeit, Lokalisation und Art der Verletzungen. Die deutlich höhere Inzidenz von Dissektionen hirnversorgender Halsgefäße in unserer Untersuchung zeigt die Bedeutung der Kontrastverstärkung in der primären Polytrauma-Spiral-CT. Die Re-Evaluation ergab, dass die Sensitivität der Primärbefundung für Verletzungen der Wirbelsäule hinter der diagnostischen Potenz der Methode zurückblieb; dabei konnten retrospektiv mit der MSCT mehr Frakturen als mit der SSCT erkannt werden. Daher wurde schon vor längerem im UKB die Auswertung dieser komplexen Untersuchungen nach dem 4-Augen-Prinzip mit Facharztstandard eingeführt. Bei systematischer Klassifikation wurden Änderungen gegenüber dem Primärbefund in annähernd der Hälfte relevanter Wirbelsäulen-Frakturen vorgenommen, wobei mit der MSCT eine genauere Einteilung möglich ist. In der Konsequenz erfolgt im UKB die Einteilung subaxialer Frakturen der Wirbelsäule nach der Magerl-Klassifikation. Es wurde festgestellt, dass sekundäre MPR nicht nur für eine valide Fraktureinteilung unerlässlich, sondern auch für die Verletzungdetektion eine wertvolle Hilfe sind. Somit konnte die vorliegende Untersuchung zeigen, dass die primäre standardisierte Spiral-CT-Untersuchung imstande ist, relevante Verletzungen der Wirbelsäule vollständig und zuverlässig zu erfassen und zu klassifizieren. Dabei bestehen Vorteile der MSCT gegenüber der SSCT aufgrund der deutlich besseren Bildqualität. Die betroffenen Patienten profitieren von der standardisierten Untersuchung bei korrekter Erfassung der Schwere der Wirbelsäulenverletzung durch die Möglichkeit der verzögerungsfreien Einleitung einer adäquaten Therapie.
Understanding of the regulatory mechanisms controlling stress gene expression of S.aureus in response to environmental stress is very essential in studying its fitness and virulence. In this work, the changes in protein expression profiles as well as the gene transcription of S.aureus after heat exposure, osmotic stress and in response to the antibiotic puromycin were studied in order to provide detailed insights into the response of S.aureus to various kinds of environmental stress under in vitro conditions, namely: (1) to investigate the global response of S.aureus to heat stress conditions using transcriptomic and proteomic analyses. (2) to study the transcriptome and proteome of S.aureus in response to antibiotic substance puromycin. (3) to define the proteome signatures of S.aureus under NaCl stress condition. (4) to complete the proteome map of cytoplasmic proteins of S.aureus by identifying proteins exclusively synthesized during the exposure to stress. Firstly, the high resolution 2-D protein gel electrophoresis technique combined with MALDI-TOF-MS and a DNA array approach were used to investigate the cellular response of S.aureus to heat stress. A switch from normal growth temperature to high temperature condition revealed complex changes in the protein expression pattern as well as the genes expression profile. The effect of puromycin stress on S.aureus cells was analyzed, using a gel-based proteomic approach and transcriptomic analyses with DNA microarrays. We compared the protein synthesis pattern as well as the transcription data of S.aureus in response to puromycin stress with that in response to heat shock. The results demonstrated that both stress conditions induced specific, overlapping and general responses. Finally, the protein expression profile of S.aureus in response to NaCl stress was analyzed with 2D gel based proteomic approach. Our proteome analyses revealed the repression of the synthesis of many enzymes belong to different metabolism pathways . In summary, the signatures for stress or starvation stimuli can be used as diagnostic tools for the prediction of the mode of action of new antibiotics or for studying the physiological state of cells grown. Expression of the respective genes under in vivo conditions could provide some ideas on the environmental signals that specifically influence the survival of S.aureus within and outside the host.