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Das Pankreaskarzinom ist eine maligne Tumorerkrankung mit sehr schlechter Prognose. In der Therapie werden, bislang allerdings nur mit begrenztem Erfolg, verschiedenste Chemotherapeutika verwendet. Die Gründe für dieses Therapieversagen sind noch weitgehend unklar, jedoch wird vermutet, dass die Aufnahme und Elimination der jeweiligen Zytostatika in die malignen Zellen eine Rolle spielen. Daher sind in dieser Arbeit die beiden ABC-Transporter MRP4 und MRP5, die als Effluxtransporter für diese Zytostatika diskutiert werden, hinsichtlich ihrer mRNA- und Proteinexpression, ihrer zellulären Lokalisation sowie ihrer möglichen Funktion in vier Pankreaskarzinomzelllinien (Capan-1, Capan-2, PaTu 8988 T und PaTu 8902) näher charakterisiert worden. Dabei zeigten sich zunächst zelllinienspezifische Unterschiede in der Transporterexpression, wobei MRP5 im Gegensatz zu MRP4 in allen untersuchten Zelllinien relativ stark exprimiert war. Die Membranständigkeit ließ sich an fast allen unters uchten Zelllinien eindeutig nachweisen. In folgenden Zytotoxizitätsversuchen wurden die beiden Capanzelllinien, ausgewählt aufgrund ihres unterschiedlichen Ursprungs, hinsichtlich möglicher Unterschiede im Ansprechen auf unterschiedliche Substanzen untersucht. Mit Blick auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Therapieresistenz beim Pankreaskarzinom und der MRP4, 5 Transporterexpression erschienen hier vor allem Purin- und Pyrimidinanaloga interessant. Hierbei wurden, im Vergleich zu ersteren, wesentlich niedrigere IC50-Werte für die Pyrimidinanaloga ermittelt, was durch eine Interaktion zwischen Purinanaloga und den MRP-Transportern erklärbar wäre. Eine anschließende Inhibierung der Effluxtransporter durch Probenecid führte ebenfalls gerade bei den Purinanaloga zu einer verstärkten Empfindlichkeit, während hier die anderen untersuchten Wirkstoffe keine Reduktion bzw. sogar ein Anstieg der Zellviabilität bewirkten. Zusammenfassend scheint die Expression der beiden Effluxtr ansporter für die beim Pankreaskarzinom auftretende Zytostatikaresistenz von Bedeutung zu sein. Diese Arbeit gibt dabei insbesondere Hinweise auf eine Beteiligung des ABC-Transporters MRP5 möglicherweise auch von MRP4 an diesen Prozessen. Welche Bedeutung diese Ergebnisse jedoch für das in vivo geschehen haben werden bleibt abzuwarten.
Anorganische Stickstoffformen, wie Nitrat oder Nitrit, dienen in Pflanzen als Quelle für die enzymatische Bildung des Signalmoleküls Stickstoffmonoxid (NO). In Wurzeln wird NO an der apoplastischen Seite der Plasmamembran (PM) durch die Nitrit:NO-Reduktase (NI-NOR) gebildet, die für Nitrit eine hohe Affinität aufweist. Die dafür benötigten Elektronen stammen aus der Oxidation von Succinat, wobei in vitro auch Elektronen aus reduziertem Cytochrom c akzeptiert werden. Zur fluoreszenzmikroskopischen Lokalisierung der NI-NOR (in planta) innerhalb der Tabakwurzeln (Nicotiana tabacum cv. Samsun) wurden DAF-Farbstoffe (Diaminofluoresceine) eingesetzt, die sich jedoch aufgrund zahlreicher NO-unspezifische Reaktionen zum Nachweis der NI-NOR unter den gegebenen experimentellen Bedingungen nicht eigneten. Die Bestimmung und Quantifizierung der NI-NOR-Aktivität in vitro, an isolierten PM-Vesikeln, solubilisierten PM-Proteinen und partiell gereinigten PM-Proteinen, erfolgte mittels Chemilumineszenzanalyse. Neben NO wurde unter Anwendung der Membran-Inlet-Massenspektrometrie an PM-Vesikeln außerdem die Bildung von N2O und NO2 nachgewiesen. In Abhängigkeit von der externen Nitraternährung der Tabakpflanzen bestand ein Zusammenhang zwischen der NI-NOR-Aktivität und der Kolonisierungsrate der Wurzeln mit dem vesikulär-arbuskulären Mykorrhizapilz Glomus mosseae, wobei geringe NI-NOR-Aktivitäten unter Stickstoffmangelbedingungen mit hohen Kolonisierungsraten und umgekehrt hohe NI-NOR-Aktivitäten bei optimaler Nitraternährung mit geringen Kolonisierungsraten korrelierten. Die NI-NOR-Aktivität wurde konzentrationsabhängig und reversibel durch die Anwesenheit von Sauerstoff gehemmt und erreichte bei einer Luftsauerstoffkonzentration von 21 % noch etwa 22 % ihrer ursprünglichen, unter anoxischen Bedingungen gemessenen Aktivität. Um die Identität dieses Enzyms über massenspektrometrische Analysen zu klären, wurde die NI-NOR ausgehend von isolierten PM-Vesikeln aus Tabakwurzeln durch Solubilisierung sowie über chromatographische und gelelektrophoretische Trennungsmethoden aufgereinigt. Mit Hilfe der Massenspektrometrie wurden vor allem verschiedene Aquaporine und Kanäle sowie einige noch unbekannte Proteine identifiziert, bei denen es sich möglicherweise um die NI-NOR handeln könnte. Eine Oxidoreduktase, als möglicher Kandidat für die NI-NOR, wurde jedoch nicht gefunden.
The term atomic cluster relates to compounds of at least two or three atoms. Thereby the physical properties are size dependent and the property transitions between single atoms and bulk material are not always smooth. Ion traps allow it to observe internal cluster properties independent from the influence of external forces. In this work the electron induced decay of singly negatively charged atomic clusters was observed. The dissociation cross section of the clusters is dominated by detachment of the only weakly bound outer electrons. For simple atoms at low electron energies a simple scaling law can be obtained that includes only the binding energies of the valence electrons. Nevertheless for larger sizes theoretical calculations predict so called "giant resonances" as dominant decay process in metal clusters. Due to mass limitations in storage rings exist so far only cross section measurements for simple anions and small negative molecules. In this work the electron detachment cross sections of small negatively charged carbon (Cn- n=2-12), aluminium (Aln- n=2-7) and silver clusters (Agn- n=1-11) were measured in an electrostatic ion beam trap. The classical scaling law, including only the binding energies of the valence electrons, turned out to be not sufficient, especially for larger clusters. In order to improve the correlation between measured and predicted values it was proposed to involve the influence of the cluster volume and the specific polarisability induced by long range coulomb interaction. For silver clusters the best agreement was obtained using a combination of the projected area reduced by the polarisability. The existence of "giant resonances" could not be confirmed. According to theory for clusters with a broad internal energy distribution, a power-law decay close to 1/time is expected. For some clusters the lifetime behaviour would be strongly quenched by photon emission. The thermionic evaporative decay of anionic aluminium and silver clusters in a size range from one to ten constituents was tested but a correlation could be only found incidentally for a few cluster sizes.
Die at-line Expressionsanalyse von Bioprozess-relevanten Markergenen auf der Grundlage von elektrischen Biochip-Verfahren ist eine viel versprechende Strategie für eine prozessbegleitende Beurteilung der Zellphysiologie des Produktionswirtes. Eine derartige direkte Methode für die Bestimmung des physiologischen Status würde zu einer umfassenderen Überwachung und Kontrolle von industriellen Fermentationsprozessen beitragen. Die Expressionsanalyse der Markergene mit den verwendeten elektrischen Biochips beruht auf dem Nachweis der entsprechenden mRNA über eine Sandwich-Hybridisierung und der elektrochemischen Detektion der Hybride. Hierbei sind sowohl Bead-basierte als auch Array-basierte Formate möglich. Der Bead-basierte mRNA-Nachweis nutzt paramagnetische Partikel (Beads) für die Immobilisierung von Gen-spezifischen Fängersonden. Während der Hybridisierung wird die nachzuweisende mRNA auf den Beads gebunden. Gleichzeitig hybridisiert eine Detektionssonde in einem anderen Bereich der mRNA und ermöglicht so die Markierung mit einem Enzym. Dieses setzt para-Aminophenol (pAP) frei, das an den Elektroden des Biochips über zyklische Oxidations- und Reduktionsprozesse (Redox-Recycling) amperometrisch detektiert wird. Der resultierende elektrische Strom dient als Maß für die mRNA-Menge in der Probe. Die Array-basierte mRNA-Detektion nutzt elektrische Biochips mit 16 individuell auslesbaren Elektrodenpositionen. In diesem Format werden die Fängersonden direkt auf der Elektrodenoberfläche immobilisiert. Durch die Hybridisierung wird die nachzuweisende mRNA auf den jeweiligen Elektrodenpositionen gebunden. Die Detektion erfolgt positionsspezifisch über das Enzym-kontrollierte Redox-Recycling von pAP. Der Fokus der vorliegenden Arbeit lag vor allem auf der Verkürzung, Optimierung und Automation der Bead-basierten mRNA-Detektion. Durch erste Optimierungen einzelner Protokollschritte der Bead-basierten Sandwich-Hybridisierung konnte eine Verkürzung des Protokolls von ursprünglich 4 h auf unter 3 h erzielt werden. Der Übergang zu einer Sandwich-Hybridisierung in Lösung führte vor allem zu einer verbesserten Handhabbarkeit und Reproduzierbarkeit des Protokolls. Die Neuanordnung der Sondenbindestellen auf der Ziel-mRNA und die Einführung einer zweiten Detektionssonde resultierten in signifikanten Steigerungen der Hybridisierungssignale. Dies ermöglichte eine Verkürzung der Detektionszeit auf ca. 75 min. Durch weitere Optimierungen einzelner Aspekte des Protokolls konnte schließlich eine mRNA-Detektionszeit von ca. 45 min realisiert werden. Somit wurde das Protokoll für die Bead-basierte mRNA-Detektion mit dem elektrischen Biochip, ausgehend von isolierter Gesamt-RNA, von ursprünglich 4 h auf 45 min verkürzt. Gleichzeitig konnte die Sensitivität des Protokolls um das etwa Fünffache gesteigert werden. Die Automatisierung mithilfe eines Pipettierroboters erlaubte eine parallele Bearbeitung und die automatische, sequentielle Detektion von 8 Proben innerhalb von ca. 1 h. Weiterhin wurde die Array-basierte mRNA-Detektion etabliert und teilweise optimiert. Dies ermöglichte eine parallele, elektrochemische Detektion von derzeit 4 verschiedenen mRNAs in einer Probe isolierter Gesamt-RNA innerhalb von 20 min. Allerdings sind vor der automatischen Messung noch zusätzliche Schritte für die manuelle Bearbeitung der RNA-Proben (ca. 25 min) erforderlich. Die Anwendbarkeit der entwickelten Protokolle wurde jeweils am Beispiel von ausgewählten Markergenen des industriell bedeutsamen Wirtes Bacillus licheniformis getestet. Die mithilfe der elektrischen Biochip gemessenen Expressionsprofile der Markergene korrelierten mit den mittels real-time RT-PCR bestimmten mRNA-Mengen. Somit konnte im Rahmen der vorliegenden Dissertation die Grundlage für eine Bioprozess-begleitende mRNA-Analytik, basierend auf elektrischen Biochips, geschaffen werden.
The human antibody response to experimental colonization with Staphylococcus aureus NCTC8325-4
(2008)
The four main work packages and their most important results are briefly described as following. 1. Characterization of the extracellular proteome of S. aureus NCTC8325-4 Reference maps of the extracellular proteins of S. aureus NCTC8325-4 were produced at pH ranges 6-11 and 4-7. In total, 119 (pH 6-11) and 177 (pH 4-7) protein spots were identified, corresponding to 48 and 114 proteins, respectively. Among them were many well-known virulence factors such as alpha-hemolysin (Hla), beta-hemolysin Hlb, gamma-hemolysin subunits (HlgA-C), hyaluronate lyase (HysA) and staphylococcal superantigen-like protein 11 (Ssl11). We also detected various extracellular enzymes, which can cause tissue degradation and are involved in nutrient acquisition, for example, autolysin (Atl), glycerol ester hydrolase (Geh), lipase (Lip), thermonuclease (Nuc), several serine proteases SplA-F (SplA-F), V8 protease (SspA), cysteine protease (SspB), staphopain thiol proteinase (88195808, SspP). Many of these proteins probably also contribute to the virulence of S. aureus. 2. Optimization of a 2-D immunoblot (IB) method for the comprehensive investigation of IgG binding to S. aureus extracellular proteins (strain NCTC8325-4) The immune proteome of S. aureus NCTC8325-4 was revealed by probing 2-D blots of S. aureus extracellular proteins at the two pH ranges 6-11 and 4-7 with a pool of sera from 16 volunteers. IgG binding was detected with high sensitivity using a peroxidase-coupled secondary Ab in combination with an ECL-substrate. With application of the software package Delta2D, we could clearly define 66 immune reactive spots on the immunoblots (IBs) of pH range 6-11 and 38 spots on IBs of pH range 4-7. 72 of these 104 immune reactive spots could be identified by matching the IBs with the protein reference maps. These spots represented 36 identified proteins, many of which are known virulence factors, or they are involved in bacterial cell wall biosynthesis and degradation. Generally, the most abundant proteins were also highly immune reactive, but there was no strict correlation between protein abundance and immune reactivity. Some low abundance proteins, especially basic proteins, showed high immune reactivity on 2-D IBs, for example, Atl, 88195808 (SspP) and iron-regulated surface determinant protein A (IsdA). On the other hand, we observed proteins, which were present in large amounts but did not bind IgG such as peptidoglycan hydrolase (LytM) and a hypothetical protein 88193909 (SAOUHSC_00094). 3. Determination of the anti-staphylococcal Ab profiles of S. aureus carriers and noncarriers Comparing the serum IgG binding patterns of sera from the 16 individual volunteers, we observed pronounced heterogeneity in total IgG binding, spot patterns and spot intensities. Five spots were stronger in carriers than in noncarriers (P< 0.05, Mann-Whitney U test). These spots represent IgG binding to SspA, SspB, IsaA, and two hypothetical proteins. A principal component analysis based on differential IgG binding to these spots showed that the carriers were more closely related to each other than the noncarriers, but that they could not be clearly separated from the noncarriers. 4. Does experimental colonization induce changes of the anti-staphylococcal Ab profiles? Finally, we tested whether symptom-free experimental colonization of the 16 volunteers with S. aureus NCTC8325-4 elicited an IgG response. When we compared sera obtained before colonization with those taken 4 weeks after the inoculation with the laboratory S. aureus strain, we did not observe major changes in the Ab patterns. We conclude that short- term colonization with a strain of low virulence does not suffice to induce an Ab production, which is comparable to that present already before the colonization. Thus, either long term high density colonization is required, or as we consider most likely, the adaptive immune response is primarily triggered by (minor) S. aureus infections. Taken together, in this work we have separated the soluble proteins from complex extracellular S. aureus protein extracts with good reproducibility, large coverage (pH 6-11 and 4-7) and high resolution. With application of an ECL substrate, our 2-D immunoblotting procedure resulted in the highly sensitive detection of IgG binding over a wide range of signal intensities. The most important finding with this technique was the pronounced variability of anti-staphylococcal Ab profiles in healthy adults. This could well explain differences in susceptibility to S. aureus infection and its complications. The Ab responses are presumably triggered by long-term colonization or, more likely, by minor infections with S. aureus, since experimental nasal colonization of healthy volunteers with a bacterial strain of low virulence did not induce impressive changes in the Ab profiles.
Zusammenfassung In der basalen Populationsstudie SHIP-0 (Study of Health in Pomerania) zeigten sich Assoziationen zwischen dem Zustand parodontaler Gewebsschädigung und dem Magnesiumserumspiegel. Außerdem ließen sich in SHIP-0 bei Einnahme magnesiumhaltiger Medikamente auch positive Wirkungen auf den Zahnhalteapparat erkennen. Ziel dieser Arbeit sollte es daher sein, diese Tendenzen im Rahmen der 5-Jahres-Folgestudie SHIP-1 zu verifizieren. Zu diesem Zwecke wurden die an SHIP-1 teilnehmenden Probanden zur Beziehung ihres basalen Magnesium/Kalzium-Verhältnisses zur Progression ihres parodontalen Zustands untersucht. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: 1. Bei einem hohen Magnesiumserumspiegel findet eine Verlangsamung der parodontalen Gewebedestruktion statt. 2. Es bestehen deutliche Dosis-Wirkungsbeziehungen des Magnesium/Kalzium-Verhältnisses im Serum zum parodontalen Status. 3. Der Magnesium-Effekt tritt unabhängig von vorhandenen zusätzlichen Risikofaktoren auf. Dies betrifft vor allem Bildung, Diabetes, Rauchen und das Alter. 4. Die Kombination aus weiblichem Geschlecht und Diabetes ist die wichtigste Ursache für ein geringes Magnesium/Kalzium-Verhältnis. 5. Ein hohes Gesundheitsbewusstsein, gekennzeichnet durch eine hohe Bildung und Nichtrauchen, ist mit einem hohen Magnesium/Kalzium-Status assoziiert. 6. Es nahmen von 4290 Probanden der SHIP-0 nur noch 3300 an SHIP-1 teil, deren Risikofaktorenverteilung sich verändert hat. Das follow-up ist daher nicht mehr bevölkerungs-repräsentativ, da besonders risikobelastete Patienten fernblieben. Diese Arbeit gibt damit einen Ausblick auf die möglichen Wirkungen des Magnesium/Kalzium-Verhältnisses und dessen Einfluss auf den Zahnhalteapparat. Ob sich durch Magnesiumeinnahme ein positiver Effekt auf die parodontale Situation erreichen lässt, muss durch weitere Untersuchungen geklärt werden.
Die biomechanische Funktion der Hand ist bis heute noch weitgehend ungelöst, wie auch die Entschlüsselung der Hand nach dem Prinzip der D-Ketten bisher lediglich für die Interphalangealgelenke und das MCP gelungen ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass sich die Ausrichtung der D-Ketten in der Hand durch Betrachtung von anatomischen Abbildungen in der Literatur, MRT-Aufnahmen und einem Ge-samtabdruck der Hand orientierend ableiten lassen. Mit den gefundenen D-Ketten ist eine allgemeine Verschaltung derselben nach den Gesetzmäßigkeiten der Getriebe-lehre in der horizontalen Schnittebene möglich. Daraus resultiert für die gesamte Hand ein biomechanisches Flechtwerk von geometrischen Einheitskörpern mit einer Verschaltung von 2 bis 8 Gelenken in Form einer insgesamt molekülähnlichen Struk-tur. Erweiternd zu den bestehenden Stabilitätskonzepten der Handwurzel, ist der Pha-lanx II und in Fortsetzung Metakarpale II, Trapezoideum, Skaphoid, Lunatum und Triquetrum eine Grundfunktion als kraftübertragendes Gewölbe zuzuordnen. Modell-versuche mit diesem Grundgewölbe der Hand zeigen physikalische Stabilität und geben Gewölbeveränderungen bei Lastaufnahmen wieder und verdeutlichen Auswir-kungen von symmetrischen wie asymmetrischen Krafteinleitungen und von Bandrup-turen, wie sie klinisch stattfinden könnten. Verdeutlichen die Versuche dieser Arbeit mögliche Wege der Entschlüsselung der biomechanischen Anordnung und Funktion der Hand in der Horizontalen, so wird hiermit auch auf die Möglichkeit verwiesen, wie im nächsten Schritt die Funktion der Hand räumlich abgeleitet und entschlüsselt werden könnte.
Wird nach einer ischämischen Phase, in der Herzmuskelgewebe vorübergehend mit Sauerstoff und weiteren Nährstoffen pathologisch bedingt unterversorgt wird, die Durchblutung des Gewebes wiederhergestellt (Reperfusion), finden auf zellulärer Ebene komplexe Signaltransduktionsmechanismen statt, die entweder für das Gewebe schädlich sein können („Ischämie-Reperfusionsschaden“) oder das Herzmuskelgewebe vor weiteren Schädigungen schützen (Kardioprotektion). Felix et al. gaben Hinweise auf während der frühen Reperfusion freigesetzte Substanzen in post-ischämischem Effluat, die den Calciummetabolismus von isolierten adulten Rattenkardiomyozyten beeinflussen und in Folge die Kontraktilität reduzieren (Felix et al. 2001). Ziel der Arbeit war es, die Signalwege zu identifizieren, die negativ-inotrop auf isolierte Kardiomyozyten wirken, um letztendlich Rückschlüsse auf die Identität der Mediatoren im Effluat ziehen zu können. Experimentelle Vorarbeiten gaben Hinweise darauf, dass die negativ-inotropen Mediatoren des Effluates aus dem Arachidonsäure-Stoffwechsel freigesetzt werden. Daher wurde in der Arbeit die Rolle des Cyclooxygenase- und Prostaglandin-Metabolismus bei der Vermittlung des negativ-inotropen Effekts von post-ischämischem Effluat auf isolierte Kardiomyozyten untersucht. Nach 10 min globaler „stop-flow“-Ischämie wurden Herzen adulter Ratten reperfundiert und das Koronareffluat über 30 s gesammelt. Die Effekte dieses post-ischämischen Effluates auf die Zellkontraktion (systolische Zellverkürzung) und den Calciumstoffwechsel (Calciumtransienten) wurden mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie an elektrisch stimulierten, laminierten und mit Fura-2AM gefärbten adulten Rattenkardiomyozyten analysiert. Als Kontrolle wurde Effluat aus der Perfusion vor der Ischämiephase verwendet. Die vorliegende Untersuchung analysierte die Rolle der Cyclooxygenase und von Prostaglandin-Rezeptoren in der Signaltransduktion der negativ-inotropen Faktoren durch Anwendung verschiedener Inhibitoren und Antagonisten. Die Expression der Cyclooxygenase-Isoformen und der verschiedenen Prostaglandin-Rezeptoren wurde mittels Western Blot und Immunfluoreszenzfärbungen untersucht. Laminierte und mit Fura-2AM gefärbte adulte Kardiomyozyten exprimierten beide Isoformen der Cyclooxygenase. Die Expression der Stress-induzierten Cyclooxygenase-2 war in laminierten Kardiomyozyten im Vergleich zu nicht-laminierten Kardiomyozyten erhöht. Adulte Rattenherzen exprimierten auf niedrigem Level basal die Cyclooxygenase-2. Eine 10-minütige Ischämiephase führte nicht zu einer Verstärkung der Expression. Durch Vorinkubation der Zellen mit dem Cyclooxygenase-Inhibitor Indomethacin und den Cyclooxygenase-2-Inhibitoren NS-398 und Lumiracoxib wurde der negativ-inotrope Effekt von post-ischämischem Effluat auf Calciummetabolismus und Kontraktilität gehemmt. Der Cyclooxygenase-1-Inhibitor SC-560 hingegen beeinflusste die Effekte des post-ischämischen Effluates nicht. Post-ischämisches Effluat reduzierte in autonom kontrahierenden neonatalen Kardiomyozyten wie in adulten Zellen den Calciumtransienten und wirkte außerdem reprimierend auf die Schlagfrequenz. Die reduzierende Wirkung auf beide Parameter konnte durch Anwendung von Indomethacin, NS-398 und Lumiracoxib blockiert werden. Im Western Blot konnten in isolierten Kardiomyozyten Rezeptoren für Prostaglandin D (DP1 und DP2), E (EP1-EP4), I und Thromboxane nachgewiesen werden. Durch die Anwendung selektiver Prostaglandin-Rezeptor-Antagonisten konnte der Signaltransduktionsmechanismus „downstream“ der Cyclooxygenase-2 auf die Rezeptoren EP2 und EP4 eingegrenzt werden. Der Effekt von post-ischämischem Effluat ist außerdem Proteinkinase A-abhängig. Die Ergebnisse der Experimente mit dem Proteinkinase A-Inhibitor Rp-cAMPS stehen im Einklang mit den cAMP-Analysen von Lysaten adulter Kardiomyozyten, die mit post-ischämischem Effluat vorbehandelt wurden und im Vergleich zur Kontrolle eine erhöhte cAMP-Konzentration aufwiesen. Die negativ-inotrope Wirkung von post-ischämischem Effluat zeigt eine kardioprotektive Funktion der post-ischämisch freigesetzten Substanzen an. Die Wirkung des Effluates konnte durch Anwendung des Inhibitors für sarkolemmale und mitochondriale Kalium(ATP)-Kanäle Glibenclamid und des für sarkolemmale Kalium(ATP)-Kanäle selektiven Inhibitors HMR-1098 aufgehoben werden. Außerdem wurde die Wirkung des post-ischämischen Effluates auf Kardiomyozyten in extrazellulärem Milieu mit erhöhter Calciumkonzentration untersucht. Im Unterschied zur Kontrolle verminderte das post-ischämische Effluat den intrazellulären diastolischen und systolischen Calciumanstieg. Bei den Mediatoren im post-ischämischen Effluat handelt es sich vermutlich um Substanzen aus dem Arachidonsäuere-Stoffwechsel, die in isolierten Kardiomyozyten durch die Cyclooxygenase-2 umgesetzt werden und über EP2-/EP4-Rezeptoren durch die Aktivierung von sarkolemmalen Kalium(ATP)-Kanälen negativ-inotrop und kardioprotektiv wirken.
Laboratorien stehen heute unter großem Druck, schnell qualitativ hochwertige Analysen von Patientenproben zu erstellen. Möglichst ohne großen finanziellen, materiellen oder personellen Mehraufwand sollen Laborergebnisse so schnell wie möglich die behandelnden Ärzte erreichen um entsprechende Therapieschritte einzuleiten und die Behandlungsqualität der Patienten zu erhöhen. Dabei sind in den vergangenen Jahren viele Fortschritte im Bereich der Probenanalyse durch den Einsatz verbesserter Analysegeräte und Laborstrecken erzielt worden. Dadurch ließ sich eine zügigere Probenanalyse erreichen. Die präanalytische Phase, die den Zeitraum zwischen Probengewinnung und Probenanalyse umfasst, konnte jedoch nur teilweise hinsichtlich einer schnelleren Probenbearbeitung optimiert werden. Zwar konnte durch die Einführung automatischer Laborstrecken die Bearbeitung der Proben beschleunigt werden, den größten zeitlichen Anteil in dieser Phase nimmt aber nach wie vor die Zentrifugation der Blutproben ein. Dies hängt vor allem mit den in der klinischen Praxis häufig verwendeten vakuumhaltigen Blutentnahmeröhrchen zusammen, die am Röhrchenboden ein Trenngel enthalten. Dieses Trenngel wandert während der Zentrifugation zwischen Serum und Sediment und bildet dort eine Trennschicht aus, die eine Diffusion zwischen den beiden Schichten verhindert. Bislang mussten diese Blutentnahmeröhrchen mindestens 10-13 Minuten lang zentrifugiert werden, damit das Gel während der Zentrifugation an der Röhrchenwand entlang wandern und die Trennschicht ausbilden kann. In einer Neuentwicklung der häufig verwendeten Serumröhrchen der Firma Becton Dickinson, die BD Vacutainer®SST™II Advance, ist der Guss des Trenngels optimiert worden. Dieses Gel weist am Rand des Röhrchens eine kleine Ausziehung auf, die die Gelwanderung in den Röhrchen beschleunigen soll. Für die vollständige Ausbildung der Geltrennschicht soll die Zentrifugationszeit auf fünf Minuten verkürzt und die Zentrifugalbeschleunigung auf 3000 g erhöht werden können. Da hier die Erythrozyten einem erhöhten thermischen und mechanischen Stress ausgesetzt sind, muss eine durch die Zentrifugation verursachte Hämolyse ausgeschlossen werden, um die Analysequalität der Proben nicht zu beeinträchtigen. In der vorliegenden Studie wurden die BD Vacutainer®SST™II Advance erstmals unter klinischen Bedingungen und mit einem großen Probenvolumen auf das Vorliegen einer Hämolyse unter den verkürzten, alternativen Zentrifugationsbedingungen untersucht. Hierzu wurden in zwei Studienphasen jeweils 104 doppelte Serumproben untersucht, die in der klinischen Routine auf den Stationen des Universitätsklinikums Greifswald gewonnen wurden. Eine Probe wurde jeweils unter den im Labor des Instituts für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin standardisierten, konventionellen Zentrifugationsbedingungen (13 Minuten Zentrifugationszeit bei 1700 g) zentrifugiert, die zweite Probe unter den verkürzten, alternativen Zentrifugationsbedingungen (5 Minuten Zentrifugationszeit bei 3000g). Anschließend wurden die Serumproben auf das Vorhandensein einer Hämolyse untersucht. Dazu wurden die hämolysesensitiven Parameter freies Hämoglobin, Laktatdehydrogenase, Aspartataminotransferase und Kalium bestimmt. Ebenso wurde die Integrität und Vollständigkeit der Gelschicht dokumentiert. In einer dritten Studienphase wurde die Ausprägung verschiedener Hämolysegrade in den Proben retrospektiv bestimmt. Hierfür wurden die bei jeder Probe anhand des Gehaltes an freiem Hämoglobin spektralphotometrisch bestimmten Hämolyseindices statistisch ausgewertet. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass unter den alternativen, verkürzten Zentrifugationsbedingungen im Vergleich zu den konventionellen Zentrifugationsparametern die Hämolyserate in den BD Vacutainer®SST™II Advance in allen drei Studienphasen nicht erhöht, sowie die Gelbarriere in allen Proben intakt war. Aufgrund dieser Studienergebnisse konnte die Zentrifugationszeit im Zentrallabor des Instituts für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin von 13 Minuten um 60 % (8 Minuten) auf 5 Minuten gesenkt werden. Somit konnte die Effizienz der Probenbearbeitung deutlich erhöht werden. Die BD Vacutainer®SST™II Advance können somit für den klinischen Einsatz unter den verkürzten Zentrifugationsbedingungen empfohlen werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden 32 humane Lungenresektate mit nicht-kleinzelligen Lungentumoren im isolierten humanen Lungenperfusionsmodell (IHLP) unter annähernd physiologischen Bedingungen perfundiert und ventiliert. Zehn Präparate dienten als Kontrollgruppe, an 11 Präparaten wurde eine Laserablation mit einer oder zwei Laserfasern durchgeführt und an weiteren 11 Präparaten eine Laserablation mit anschließender Instillation einer Doxorubicinlösung durchgeführt. Ein Ziel der Arbeit war die Analyse der Wärmeausbreitung während der Laserablation. Dazu wurden drei Thermosonden in definierten Abständen zu den Laserfasern positioniert und die Temperatur gemessen. Ein weiteres Ziel war die makroskopische Analyse der laserinduzierten Gewebeveränderungen und der Ausbreitung der Doxorubicinlösung. Zu diesem Zweck wurden die Präparate nach Beendigung der Versuche (Laserablation und weitere sechs Stunden Perfusion und Ventilation) entlang der Laserfaser aufgeschnitten und drei verschiedene Zonen der Gewebszerstörung (Höhle, Koagulationszone und Intermediärzone) ausgemessen sowie anhand der roten Verfärbung die Ausbreitung des Doxorubicins ermittelt. Anschließend wurden die Präparate mit HE-Färbung behandelt und mikroskopisch das Ausmaß der Gewebszerstörung bestimmt. Bei allen Versuchen wurden logarithmische Temperaturverläufe beobachtet. In den meisten Fällen wurde die Zieltemperatur von 80°C trotz einsetzender Karbonisation erreicht. Makroskopisch wurde eine Höhlenbildung mit umgebender Koagulationszone und angrenzender Intermediärzone gesehen. Die Koagulationszone war bei kleinen und mittleren Tumoren signifikant größer als bei großen Tumoren. Eine Korrelation zwischen dem Volumen der laserinduzierten Gewebszerstörung und der zugeführten Energie sowie der Dauer der Laserablation bestand nicht. Die Doxorubicinlösung diffundierte 1 - 2 mm in das umgebende Gewebe. Histologisch wurden Koagulationsnekrosen von durchschnittlich 1 mm um den induzierten Gewebedefekt (Höhle) herum beobachtet.
A paradigm was developed to experimentally investigate the dysregulation of affective reactivity in clinical depression. The literature so far reported evidence for three directions of dysregulation - negative potentiation, positive attenuation, and emotion context insensitivity. Therefore a paradigm was designed to allow to test all three hypotheses simultaneously. Furthermore, to enable generalization across the specific stimuli used in the experiment, stimuli of two sensory modalities were used - pictures and sounds. Because it was hypothesized, that the specificity of affective reactivity of depressed patients will be especially prominent in long lasting affective situations, a categorically blocked presentation mode was chosen. Regarding the dependent variables, a multimethod approach was conducted. Besides self-report ratings of the feeling state, startle responses, skin conductance responses, heart rate, and the electromyogram of the corrugator and zygomatic muscle were recorded. In a separate session, BOLD-responses during picture viewing were collected by functional magnetic resonance imaging (fMRI). Both sessions were conducted with three samples: a healthy student sample, a depressed outpatient sample, and a healthy age and gender matched control sample. The results of the patient sample support an integration of the emotion context insensitivity and the negative potentiation hypothesis. Patients reported generally to feel more unpleasant and more aroused than healthy controls. Skin conductance and startle responses were modulated by valence to a smaller degree in the patients than in the controls. No group differences were found in the facial muscle activity. BOLD-responses were potentiated during unpleasant compared to neutral pictures in the patient but not in the control group in the amygdala, the insular cortex and the orbito frontal cortex. A model to integrate these results is developed. Its central assumption is, that the inability to respond to affective stimuli is an aversive experience and therefore leads to a negativity bias in attention and cognition. Direction of further research and implications for psychotherapies are discussed.
Funktionelle Charakterisierung des essentiellen Tegumentproteins pUL36 des Pseudorabies Virus
(2008)
Das Pseudorabies Virus ist der Erreger der Aujeszkyschen Erkrankung, einer fieberhaften Allgemeinerkrankung mit neurologischen Symptomen beim Schwein. Aufgrund seiner biologischen Eigenschaften und unkomplizierten Kultivierung in Zellkultur sowie der Verfügbarkeit eines Mausmodells hat sich PrV als geeignetes Modellsystem zur Untersuchung der alphaherpesviralen Replikation etabliert. Das Tegument stellt den komplexesten und noch am wenigsten verstandenen Teil des Herpesviruspartikels dar. Für PrV konnten mehr als 15 dem Tegument zugeordnete Proteine identifiziert werden, die neben ihrer strukturellen Bedeutung auch regulatorische Funktionen erfüllen. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung und Charakterisierung funktioneller Domänen des essentiellen Tegumentproteins pUL36 des Pseudorabies Virus. Mit Hilfe eines Transkomplementationsassays konnten verschiedene rekombinante UL36-Proteine auf ihre Fähigkeit, den letalen Replikationsdefekt einer UL36-Deletionsmutante zu komplementieren, überprüft werden. Bei positiver Komplementation wurden stabile Virusrekombinanten isoliert und diese auf ein möglicherweise verändertes Replikationsverhalten in der Zellkultur (in vitro) oder im Mausmodell (in vivo) untersucht. Negative Komplementationsergebnisse weisen auf eine essentielle Funktion dieser Region innerhalb des UL36-Proteins hin. Die durchgeführten Primärsequenzvergleiche homologer UL36-Proteine zeigten einen geringen Grad an Sequenzhomologie. Jedoch konnten mehrere konservierte Domänen und putative Motive identifiziert werden. Dem im N-Terminus gelegenen Modul konnte die für HSV-1 sowie Vertretern aller drei Unterfamilien beschriebene Deubiquitinylierungsaktivität zugeordnet werden. Weiterhin zeigte sich, dass die 62 C-terminalen Aminosäuren innerhalb der Alphaherpesviren stark konserviert sind, was auf eine wichtige Bedeutung dieser Region für die Funktion des UL36-Proteins hindeutet. Eine große prolinreiche Domäne im C-terminalen Bereich spricht für eine extreme Flexibilität des Proteins und eine mögliche Konformationsänderung während des Replikationszykluses. Leucin-Zipper-Motive könnten eine pUL36-Homodimerisierung oder eine bisher noch nicht beschriebene Interaktion mit viralen oder zellulären Proteinen vermitteln. Nach Charakterisierung verschiedener rekombinanter UL36 Proteine lässt sich Folgendes zum essentiellen Tegumentprotein pUL36 des Pseudorabies Virus sagen: 1) Es konnten verschiedene Domänen innerhalb des PrV-UL36-Proteins identifiziert werden, die für die Replikation sowohl in der Zellkultur als auch im Tiermodell von unterschiedlich wichtiger Bedeutung sind. Insgesamt wurden fast 50% des Proteins deletiert, ohne einen letalen Funktionsverlust zu bewirken. 2) Der C-Terminus des UL36-Proteins des Pseudorabies Virus ist für die Funktion des Proteins im Replikationsgeschehen essentiell, was auf eine mögliche Interaktion mit Kapsid- und/oder kapsidassoziierten Proteinen zurückzuführen sein könnte. 3) Die reifen Virionen der Mutanten zeigen keine Veränderungen hinsichtlich ihrer Morphologie. Auch biochemisch wurden keine Veränderungen in der Proteinzusammensetzung der untersuchten Virionen festgestellt. 4) Keine der charakterisierten Mutanten wies einen Defekt bei der Freisetzung neugebildeter Kapside aus dem Zellkern auf, d. h., die deletierten Bereiche haben keine Bedeutung während der nukleären Phasen der Virusmorphogenese. 5) PrV-pUL36 könnte weiterhin für den Ablauf der Infektion des Nervensystems von Bedeutung sein, da eine deutliche Einschränkung der Neuroinvasion einiger Mutanten im Mausmodell beobachtet wurde.
Es besteht bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz eine umgekehrte proportionale Beziehung zwischen der unter Belastung gemessenen Atemeffizienz, ausgedrückt als VE/VCO2 slope, und der in Ruhe ermittelten Atemeffizienz, gemessen als endexspiratorischer Kohlendioxidpartialdruck. Die Ruheatemeffizienz chronisch Herzinsuffizienter unterscheidet sich signifikant von der bei gesunden Personen gemessenen Atemeffizienz. Im Gegensatz zu einem während einer Belastungsuntersuchung gewonnenen Parameter lässt sich die Ruheatemeffizienz jederzeit unter körperlicher Schonung des Patienten messen. Sie ist nicht von der Motivation des Patienten oder der Erfahrung des Untersuchers abhängig und kann nichtinvasiv innerhalb weniger Minuten mit nur minimalem Aufwand ermittelt werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Atemeffizienz in Ruhe ein Parameter zur nichtinvasiven Beurteilung der Prognose bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz ist.
Degradation of branched chain aliphatic and aromatic petroleum hydrocarbons by microorganisms
(2008)
The overall aim of the work was to investigate the ability of several Gram-positive bacteria including Mycocbacterium neoaurum SBUG 109, Nocardia cyriacigeorgica SBUG 1472 and Rhodococcus ruber SBUG 82 and the yeast Trichosporon mucoides SBUG-Y 801 to degrade and transform branched chain hydrocarbons which occur in petroleum and its fraction products such as gasoline or gas oil and which are known as important and recalcitrant environmental pollutants. Pristane, iso-pentylbenzene and sec-octylbenzene were used in this work as model compounds. These compounds represent significant groups of petroleum constituents (branched chain alkanes and aromatic hydrocarbons). Three bacteria and the yeast T. mucoides SBUG-Y 801 were selected in a screen of 16 hydrocarbon-utilizing strains in the SBUG collection and from 21 isolated hydrocarbon-utilizing strains from oil-contaminated habitats of Saudi Arabian Desert and of Vietnam. The bacteria were identified in cooperation with DSZM (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen) as M. neoaurum SBUG 109, N. cyriacigeorgica SBUG 1472, R. ruber SBUG 82. These bacterial and yeast strains were shown to possess high potential for degrading and transforming pristane, iso-pentylbenzene and sec-octylbenzene. The intermediates produced by these bacteria during incubation with pristane were analyzed by GC and GC/MS. The products 4-methyl pentanoic acid; methyl butanedioic acid; 2-methyl pentadioic acid; methyl propanedioic acid; 4-methyl heptanedioic acid and 2,6,10,14–tetramethyl-pentadecan–3–one were detected in M. neoaurum cultures. In R. ruber, methyl butanedioic acid; 2-methyl pentadioic acid; 4,8-dimethylnonanoic acid, 4-methyl heptanedioic acid; 2,6,10–trimethylundecanoic acid; 3,7-dimethyl decanedioic acid and 2,6,10,14–tetramethyl–pentadecan–3-one were identified. In N. cyriacigeorgica, 2-methylpentanedioic acid; 4,8-dimethylnonanedioic acid; 2,6-dimethylheptanedioic acid and pristanic acid were found. The detection of 11 intermediates during pristane degradation by the three Gram-positive bacteria provided sufficient information to elucidate in detail three degradative pathways of pristane involving mono-, di- and sub-terminal oxidations. The sub-terminal oxidation by M. neoaurum and R. ruber was demonstrated for the first time. This occurence of a sub-terminal oxidation in these strains was strengthened by further results of aromatic compounds transformation (see below). During this pathway, ketone mono-oxygenation reactions seem to be involved. Because of this it will be of interest to look more closely at the catalytic processes involved and their possible extension to the bio-degradation of other branched chain hydrocarbons. Since in the present study 59 %, 51 % and 84 % of pristane were degraded in 3 weeks by M. neoaurum, R. ruber and N. cyriacigeorgica, this illustrated that the degradation rates of this isoprenoid alkane were high. The bacteria we studied were not only effective degraders of multiple branched chain alkane but also useful transformers of aromatic hydrocarbons. The intermediates produced were analyzed by comparing the retention times and UV/Vis spectra of the HPLC elution profile as well as the retention times and mass spectra of the GC/MS with those of available standards. Using iso-pentylbenzene as a substrate, 8 metabolites were generated by M. neoaurum transformation including product A (phenylacetic acid), B (acetophenone), D (iso-valerophenone), E (succinic acid), F (benzoic acid), G [(2-hydroxy-phenyl)-acetic acid] and H (2-methyl-4-phenyl-butyric acid). We additionally identified an alkyl hydroxylated iso-pentylbenzene derivative as 2-methyl-4-phenyl-butan-2-ol or 2-methyl-4-phenyl-butan-1-ol. Two metabolites (C and D) were detected by N. cyriacigeorgica transformation and three metabolites (A, D and F) were identified by R. ruber transformation which led to the complete biotransformation of this substance. iso-Pentylbenzene transformation by M. neoaurum was initiated by attack on the alkyl side chain followed by ring cleavage. The appearance of iso-valeorophenone confirmed the occurrence of a sub-terminal oxidation mechanism in M. neoaurum and R. ruber. In addition to products A, C, D and G, the identification X-(3–methyl–butyl)-phenol (X means that position of the hydroxy group on the aromatic ring system, such as 2, 3 or 4 remained unclear) in T. mucoides cultivation demonstrated for the first time the capacity of alkyl side chain attack by this organism which was hitherto known only for its ability of ring cleavage. The detection of 15 degradation products of sec-octylbenzene (including 2-phenylpropionic acid, 3-phenylbutyric acid, ß-methylcinnamic acid, 5-phenylhexanoic acid, acetophenone, 2-hydroxy-acetophenone, 2,3-dihydroxy-benzoic acid, succinic acid, 7-phenyloctan-2-one, benzoic acid, phenylacetic acid, 7-phenyl-octan-2-ol, hydroxy-phenylacetic acid and 2-hydroxybenzoic acid), in the studied bacteria pointed to an effective sec-octylbenzene degradation pathway in which dehydrogenation of 3-phenylbutyric acid to form ß-methylcinnamic acid is a newly described option. The identification of 2-phenylpropionic acid and 3-phenylbutyric acid in sec-octylbenzene transformation experiments by T. mucoides confirmed the possibility of alkyl side chain attack by this yeast. Summarizing the results, we describe for the first time in detail the biotransformation of sec-octylbenzene by M. neoaurum, N. cyriacigeorgica, R. ruber and T. mucoides. Our results suggest that these microorganisms may be useful as potential strains for hydrocarbon degradation and it may be of interest to investigate their suitability to solve specific environmental pollutant problems associated with branched chain aliphatic and alkyl-branched compounds which contribute to the persistence of hydrocarbon fractions in the environment.
Die Dilatative Kardiomyopathie (DCM) ist eine häufige Herzmuskelerkrankung und ist durch eine eingeschränkte systolische Pumpfunktion mit Erweiterung des linken, des rechten oder beider Ventrikel gekennzeichnet. Es sind eine Vielzahl von Ursachen bekannt, u. a. genetische, infektiöse und toxische. Des Weiteren sind eine Vielzahl von kardiotropen Antikörpern nachgewiesen worden, die bei der Pathogenese der DCM eine Rolle spielen. In dieser Dissertationsschrift sollten die funktionellen Effekte kardiotroper Antikörper bei Patienten mit DCM untersucht werden und ein eventuell bestehender Zusammenhang zwischen der Häufigkeit der Antikörper mit einer begleitenden Virusinfektion, Inflammation oder dem Stadium der Krankheit hergestellt werden. Die Untersuchung des Bindungsmechanismus der Antikörper an kardiale Antigene, bzw. eventuell beteiligte Rezeptoren auf den Kardiomyozyten war ein weiteres Anliegen der vorliegenden Arbeit. Die therapeutischen Erfolge einer Entfernung von Antikörpern aus dem Plasma von DCM-Patienten (Immunadsorption) sollten mit den gewonnenen Ergebnissen korreliert werden. Die Wirkung der aufgereinigten IgG-Fraktion aus Plasma von Patienten mit DCM auf Kontraktilität und Ca2+-Ratio während eines Kontraktionszyklus wurde auf isolierten Rattenkardiomyozyten getestet. Dabei konnte festgestellt werden, dass das Plasma von 57 % der DCM-Patienten eine negativ inotrope Wirkung auf die isolierten Rattenkardiomyozyten hat. Die Subgruppenanalysen der untersuchten Patienten ergaben keine Hinweise auf eine Korrelation der negativen Inotropie mit einer bestehenden Virusinfektion oder Myokardinflammation. Allerdings konnte bei männlichen Patienten, bei Patienten mit nur leicht reduzierter Pumpfunktion und kürzerer Krankheitsdauer ein erhöhtes Auftreten negativ inotroper Antikörper festgestellt werden. Durch Pepsin-Spaltung negativ inotrop wirksamer Antikörper und der Vorinkubation von isolierten Rattenkardiomyozyten mit F(ab)2-Fragmenten und Fc-Fragmenten konnte gezeigt werden, dass für die negativ inotrope Wirkung sowohl die antigenbindenden Strukturen als auch der Fc-Teil des Antikörpers verantwortlich sind. In diesem Zusammenhang wurde auf Kardiomyozyten erstmals ein Fc-Rezeptor (Fc-Rezeptor IIa; CD32A) mittels Immunfluoreszenz, Westernblot und Elektronenmikroskopie detektiert. Die Therapieerfolge der Entfernung der Antikörper aus dem Plasma von Patienten mittels der Immunadsorptionstherapie konnten mit den in-vitro Untersuchungen korreliert werden. Patienten mit negativ inotrop wirksamen Antikörpern profitieren stärker von der Therapie. Auch der Genotyp des exprimierten Fc-Rezeptors beeinflusst die Verbesserung der kardialen Parameter der Patienten durch die Therapie. Patienten homozygot für Arginin an der Aminosäure 131 des Proteins besitzen den niedrigaffinen Rezeptor und profitieren stärker von einer Entfernung der Antikörper als Patienten mit dem hochaffinen Histidin-Genotyp. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass bei einem Teil der DCM-Patienten kardiodepressive Antikörper im Plasma vorhanden sind, welche sowohl über den antigenbindenden F(ab)-Teil als auch über den Fc-Teil die Funktion der Kardiomyozyten beeinflussen. Die Entfernung dieser Antikörper führt zu einer Besserung der kardialen Funktion. Die unterschiedliche Affinität der adsorbierten Antikörper zum Fc-Rezeptor IIa, welche beeinflusst wird durch den H/R-131 Genpolymorphismus, bestimmt hierbei das Ansprechen der Patienten auf die Therapie. Mit der vorliegenden Arbeit ist die aktive Rolle kardiotroper Antikörpern in der Pathogenese der Dilatativen Kardiomyopathie unterstrichen worden und mit der Entdeckung des Fc-Rezeptors IIa ein Mechanismus zum Verständnis der physiologischen Wirkungsweise der Antikörper mit verschiedensten Zielepitopen aufgezeigt worden.
Kenntnisse über Strukturen und Dynamik natürlicher und naturnaher Wälder sind die Voraussetzung für naturnahe Waldbewirtschaftung. Die Ziele der Arbeit waren deshalb die Rekonstruktion von Waldzusammensetzung und Dynamik sowie die Identifizierung der natürlichen bzw. naturnahen Waldgesellschaften im Ablagerungsgebiet der Grundmoräne des letzten Stadiums der Weichselvereisung in Mitteleuropa. Das Untersuchungsgebiet, der Eldenaer Wald, ist ein 407 ha großes Naturschutzgebiet nahe Greifswald und liegt in einer flachwelligen Grundmoränenlandschaft mit nährstoff- und basenreichen Böden. Die Vegetation wird heute vom Eschen-Buchenwald (Fraxino excelsioris-Fagetum sylvaticae) dominiert, in dem auch Acer pseudoplatanus und A. platanoides, Prunus avium, Ulmus glabra, Carpinus betulus und als Nutzungsrelikt Quercus robur vorkommen. Für die Vegetationsrekonstruktion wurden an sechs Bohrkernen aus sechs im Untersuchungsgebiet verteilt liegenden Senken Mikrofossilien und z. T. Makrofossilien analysiert sowie der Glühverlust bestimmt. Die zeitliche Einordnung erfolgte mit 25 14C-AMS-Datierungen. Für die untersuchten Proben wurden Altersangaben inter- und extrapoliert. Weiterhin wurden historische Akten und Karten ausgewertet. Für die Rekonstruktion der Vegetation in der nahen Umgebung der Untersuchungspunkte (UP) wurde eine Methode zur Trennung von (extra)lokalen und regionalen Signalen der Mikrofossil-Typen entwickelt. Dabei werden Mikrofossil-Werte der UP mit den regionalen Daten eines Bohrkerns aus dem Greifswalder Bodden (Bucht der südlichen Ostsee) verglichen. (Extra)lokale Anteile zeigen sich in Form von überhöhten Werten im Vergleich zu den regionalen Werten. Der Vergleich wurde getrennt für Mikrofossil-Typen, die sich schlecht bzw. gut erhalten, durchgeführt, um die Unterbewertung der ersteren zu verringern. Mit Hilfe von Korrekturfaktoren (ANDERSEN 1970, 1984) wurden aus dem (extra)lokalen Anteil der Gehölz-Pollen die etwaigen Anteile der Gehölze an der gehölzbestandenen Fläche der frischen bis trockenen Standorten im Umkreis von etwa 100 m um den UP rekonstruiert. Der Offenheitsgrad der Vegetation wurde aus dem Auftreten indikativer Mikrofossil-Typen abgeleitet. Die rekonstruierte Vegetation innerhalb der Senken bildeten hauptsächlich nasse Erlenwälder. Durch anthropogene Entwässerungen und andere Eingriffe bildeten sich Röhrichte, Birken- und Weidengehölze sowie Erlen-Eschenwälder. Die Vegetation der frischen bis trockenen Standorte im Umkreis der Hohlformen war sehr unterschiedlich ausgebildet und wechselte auch an den verschiedenen UP sehr stark. Der Vergleich der UP zeigte, dass im Zeitabschnitt von AD 200 - 700, außer an einem UP, keine Hinweise auf Nutzungseinflüsse auftraten. Trotzdem waren die Gehölzbestände als Folge früherer menschlicher Aktivitäten z. T. noch sehr stark von Zwischenwaldarten (Acer, Fraxinus, Ulmus) geprägt. Nur an zwei Standorten traten auch über diesen Zeitabschnitt hinaus relativ stabile, von Tilia bzw. Fagus dominierte und nicht nachweisbar von menschlicher Aktivität beeinflusste Gehölzspektren auf. Ab AD 1100 sind nach und nach an allen UP massive Veränderungen im Gehölzspektrum nachweisbar, die mit dem wachsenden Nutzungsdruck infolge der slawischen Besiedlung, der Klostergründung (AD 1199) und den Dorfgründungen (ab AD 1250) einhergingen. Erst im Zeitraum AD 1820 - 2000 stellten sich mit der Einführung der geregelten Forstwirtschaft an fast allen Standorten ähnliche, von Fraxinus und Fagus dominierte Gehölzspektren ein. Mit Hilfe von Cluster-Analyse und Detrended Correspondence Analysis aller rekonstruierten Gehölzbestände wurden vier typische Gesellschaften der Gehölzvegetation der letzten 2000 Jahre herausgearbeitet. Fraxinus-Acer-Quercus-Bestände und Carpinus-Fagus-Quercus-Bestände stellen Vor- und/oder Zwischenwälder dar, die sich mit der Wiederbewaldung von Offenflächen einstellten und aus denen sich Schlusswälder entwickelten. (Betula-)Corylus-Tilia-Bestände beinhalten Schlusswälder, die noch bis etwa AD 1500 im Untersuchungsgebiet existierten. Die Fraxinus-Fagus-Bestände sind ebenfalls Schlusswälder, die fast im gesamten Untersuchungszeitraum nachgewiesen wurden. Aus den Untersuchungen wurde deutlich, dass die Entwicklung der Waldbestände stark durch anthropogene Einflüsse geprägt war. Das Verschwinden der Tilia-bestimmten Bestände und die Ausbreitung von Fagus wurden durch menschliche Aktivitäten ausgelöst. Das Gattungsspektrum der heute dominierenden Waldgesellschaft, des Eschen-Buchenwaldes (Fraxino excelsioris-Fagetum sylvaticae), konnte am Standort EXB bis ins 1. Jh. AD auch in nutzungsfreien Phasen zurückverfolgt werden, so dass es als natürlich gelten kann.
Beeinflusst durch seinen Doktorvater Wilhelm von Waldeyer-Hartz entwickelte sich Erich Kallius zum engsten und wichtigsten Schüler des Anatomen Friedrich Merkel. Kallius etablierte sich als kompetenter Histologe und vergleichend-embryologisch orientierter Anatom. Nach histologischen Untersuchungen zum Nervensystem und zu den Sinnesorganen widmete er sich nach der Entdeckung der menschlichen Milchleiste zunehmend der vergleichenden Embryologie der Branchialregion und deren Derivate. Dies deutete sich bereits mit seinen Studien zur Kehlkopfembryologie an und findet volle Ausprägung in Kallius’ Hauptforschungsarbeit: der groß angelegten Studie zur vergleichenden Entwicklungsgeschichte der Wirbeltierzunge. - August Hirt, einer seiner Schüler, initiierte eines der größten Wissenschaftsverbrechen im Dritten Reich. Kallius selbst war entscheidend am Präzedenzfall einer politisch motivierten Entziehung der Lehrbefugnis an der Universität Heidelberg beteiligt. - Als Ordinarius in Greifswald, Breslau sowie Heidelberg gehörte Erich Kallius zu seinen Lebzeiten zum engsten Kreis der bedeutendsten und renommiertesten Anatomieprofessoren innerhalb der deutschen Hochschullandschaft – all dies ist dem Umstand geschuldet, dass er von Zeitgenossen als „ein Lehrer von ungewöhnlichem Erfolg“ beschrieben wurde.
Die Maul- und Klauenseuche (MKS) ist eine hochinfektiöse Erkrankung bei Paarhufern, die hohe wirtschaftliche Schäden verursacht. Auslöser der Erkrankung ist das MKS-Virus (MKSV), ein Mitglied der Familie Picornaviridae. In der vorliegenden Arbeit sollten die aus dem MKSV-Genom abgeleiteten offenen Leserahmen (ORFs) P1-2A, P1-2A3C und 3C in das Genom von Bovines Herpesvirus 1 (BHV-1) und BacMam Viren integriert werden, um der Fragestellung nachzugehen, inwieweit diese beiden Viren sich als virale Vektoren zur heterologen Expression von MKSV-Proteinen eignen und damit eine weitere Möglichkeit der Entwicklung von Markervakzinen gegen MKS gegeben ist. Die Integration des ORF für eine aktive MKSV Protease 3C in das Genom von BHV-1 erwies sich dabei als problematisch. Im Gegensatz dazu konnten in BacMam Viren alle MKSV Proteine erfolgreich exprimiert und prozessiert werden. Die Ergebnisse eines durchgeführten Tierversuches zeigten, dass die intramuskuläre Immunisierung von C57BL/6 Mäuse mit den rekombinanten Viren BacMam/P1-2A und BacMam/P1-2A3C zur Induktion einer humoralen Immunantwort führt. So konnten im ELISA 14 Tage nach der ersten Immunisierung MKSV-spezifische Antikörper nachgewiesen werden. Im Proliferationstest wurden isolierte Milzzellen von immunisierten Tieren mit gereinigten MKSV-Strukturproteinen restimuliert. Dabei wurden neben der Proliferation von B-Zellen auch Hinweise auf die Induktion einer spezifischen zellvermittelten Immunantwort durch die Proliferation von CD4- und CD8-positiven Zellen erhalten. Somit konnte erstmalig gezeigt werden, dass eine Immunisierung mit rekombinanten BacMam Viren in Mäusen zur Induktion einer spezifischen Immunantwort gegen MKSV führt und diese Viren somit möglicherweise gute Kandidaten für eine Markervakzine zur Bekämpfung von MKSV-Infektionen darstellen.
Multiply negatively charged aluminium clusters and fullerenes were generated in a Penning trap using the "electron-bath" technique. Aluminium monoanions were generated using a laser vaporisation source. After this, two-, three- and four-times negatively charged aluminium clusters were generated for the first time. This research marks the first observation of tetra-anionic metal clusters in the gas phase. Additionally, doubly-negatively charged fullerenes were generated. The smallest fullerene dianion observed contained 70 atoms.
The rapid neutron-capture or the r-process is responsible for the origin of about half of the neutron-rich atomic nuclei in the universe heavier than iron. For the calculation of the abundances of those nuclei, atomic masses are required as one of the input parameters with very high precision. In the present work, the masses of the neutron-rich Zn isotopes (A=71 to 81) lying in the r-process path have been measured in the ISOLTRAP experiment at ISOLDE/CERN. The mass of 81Zn has been measured directly for the first time. The half-lives of the nuclides ranged from 46.5 h (72Zn) down to 290 ms (81Zn). In case of all the nuclides, the relative mass uncertainty (∆m/m) achieved was in the order of 1E-8 corresponding to a 100-fold improvement in precision over previous measurements.
Genome-wide responses and regulatory mechanisms to thiol-specific electrophiles in Bacillus subtilis
(2008)
The soil-dwelling bacterium Bacillus subtilis is regarded as model organism for functional genomic research of low GC Gram-positive bacteria. Recently, the group of Haike Antelmann has monitored the expression profile of B. subtilis after exposure to phenolic compounds. Interestingly, proteome and transcriptome analyses showed a strong overlap in the expression profile after exposure to catechol, MHQ that auto-oxidized to quinones and the thiol-reactive electrophile diamide. The response to electrophilic quinones and diamide is governed by a complex network of transcription factors, including Spx, CtsR, PerR, CymR and the novel MarR-type repressors MhqR (YkvE), YodB and YvaP. The regulatory mechanisms of these novel thiol-stress sensors YodB and YvaP are studied as part of this thesis in collaboration with the group of Peter Zuber (Oregon). YodB negatively regulates the expression of the nitroreductase YodC and the azoreductase YocJ (AzoR1) after exposure to electrophilic quinones and diamide. The azoreductase AzoR1 is a paralog of AzoR2 that is under control of MhqR. Both paralogous azoreductases (AzoR1 and AzoR2) have common functions in quinone and azo-compound reduction to protect cells against the thiol reactivity of electrophiles. DNA binding activity of YodB is directly inhibited by thiol-reactive compounds in vitro. Mass spectrometry approaches suggested that YodB is regulated by a thiol-(S)-alkylation mechanism in response to quinones. Mutational analyses revealed that the conserved Cys6 residue of YodB is required for optimal repression in vivo and in vitro. Recent studies further suggest that YodB is redox-regulated by intersubunit disulfide formation in vivo by diamide. In addition to the azoreductases, several thiol-dependent dioxygenases confer resistance to quinones. In collaboration with Kazuo Kobayashi (Nara), the YodB-paralogous MarR/DUF24-family regulator, YvaP was identified as repressor of the catechol-2,3-dioxygenase encoding yfiDE (catDE) operon. DNA binding activity of YvaP was also directly inhibited by quinones and diamide in vitro indicating that also YvaP is regulated via post-translational modifications. Mutational analyses showed that the conserved Cys7 is essential for YvaP regulation in vivo and serves as sensor for thiol-reactive compounds. In addition, also the basic amino acids K19, R20 are essential for YvaP repression in vivo as well as conserved basic arginine and lysine residues located in the DNA binding helix-turn-helix (HTH) motif. Non-reducing PAGE analysis suggests the formation of an intersubunit disulfide bond in a YvaP dimer upon treatment with quinones and diamide in vitro. Besides quinones, also aldehydes are electrophilic compounds which react via the thiol-(S)-alkylation reaction with thiols. Thus, we were also interested in the response of B. subtilis to the toxic electrophiles methylglyoxal (MG) and formaldehyde (FA). We analyzed the changes in the transcriptome and proteome of B. subtilis after exposure to MG and FA. Like quinone compounds, both MG and FA induce the thiol-specific stress response. Metabolomic approaches confirmed that these reactive aldehydes deplete the cellular thiol pool and thus act like quinones as another class of thiol-reactive electrophiles. Additionally, MG and FA also triggered responses to overcome DNA damage. Our studies further revealed the specific induction of two FA detoxification pathways regulated by the MarR/DUF24 family repressor HxlR, and the novel MerR/NmlR-type regulator YraB (AdhR). HxlR positively regulates the hxlAB operon encoding the ribulose monophosphate pathway. AdhR positively regulates an adhA-yraA operon that encodes the thiol-dependent formaldehyde dehydrogenase (AdhA) and the DJ1/PfpI-like cysteine proteinase (YraA), and the yraC gene that encodes a γ-carboxymuconolactone decarboxylase. Thus, the AdhR regulon is involved in the detoxification of FA to formate via the formaldehyde dehydrogenase AdhA which catalyzes the cleavage of S-hydroxymethylcysteine adducts. In addition, the cysteine proteinase YraA could be involved in the degradation of S-hydroxymethylcysteine-modified and damaged protein thiols. In collaboration with the group of John Helmann (Ithaca), it was shown that AdhR binds in vitro to a conserved inverted repeat between the -10 and -35 promoter elements upstream of adhA, yraB and yraC. In addition, we showed that the conserved Cys52 of AdhR is essential for aldehyde sensing and activation of adhA-yraA transcription in vivo. Thus, we speculate that redox regulation of AdhR involves thiol-(S)-alkylation of this Cys52 residue by aldehydes as another novel mechanism of bacterial physiology.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Rosuvastatin auf die eNOS-Expression (endotheliale NO-Synthase), LOX-1, dem Rezeptor für oxidiertes LDL, und verschiedene Adhäsionsmoleküle (ICAM-1, VCAM-1) in humanen Endothelzellen analysiert. Rosuvastatin zeigte keine physiologisch relevante Abnahme der Zellviabilität. In Hinblick auf die eNOS-mRNA- und Proteinexpression führte Rosuvastatin zu einer signifikanten Verbesserung sowohl unter normalen physiologischen als auch unter inflammatorsichen Bedingungen, ausgelöst durch eine Koinkubation mit TNF-alpha. Auch war es in der Lage, die Aktiviät der endothelialen NO-Synthase signifikant zu erhöhen. Eine Inkubation humaner Endothelzellen mit TNF-alpha resultierte in einer signifikanten Expressionserhöhung von LOX-1 sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene, welche durch eine gleichzeitige Gabe von Rosuvastatin sogar noch ausgeprägter ausfiel. Trotz dieser vermehrten Expression führte die Inkubation mit Rosuvastatin aber zu einer signifikant verminderten Aufnahme von oxLDL in die Zellen. Diese statinvermittelten Effekte ließen sich durch einen Inhibitor der Rho-assoziierten Proteinkinase (Y27632) imitieren. Des Weiteren konnte diese Arbeit zeigen, dass Rosuvastatin die Oberflächenexpression von ICAM-1 und VCAM-1 signifikant vermindert, wohingegen auf mRNA-Ebene eine Expressionssteigerung zu beobachten war. Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit konnten klären, dass dieser Widerspruch auf ein vermehrtes Shedding der löslichen Proteine zurückzuführen ist. Rosuvastatin vermittelt diese Effekte auf die Adhäsionsmoleküle möglicherweise durch das Eingreifen in den NF-kappaB-Signalweg, da es sowohl Effekte auf die Degradation von IkappaB-alpha als auch die Translokation der NF-kappaB-Untereinheit p50 ausübt.
Medizinische Dokumentation wird im Zeitalter von DRG und Klinikvernetzung einen grundlegenden Wandel erfahren. Sie soll neben der Verlaufsdokumentation der medizinisch relevanten Befunde und rechtlichen Rahmenbedingungen den Anforderungen der Leistungsvergütung, dem wirtschaftlichen Wettbewerb im Rahmen von Mindestmengen und wissenschaftlichen Fragestellungen gerecht werden. Unterschiedlich professionalisierte Gruppen im Gesundheitssystem haben differenzierte Vorgaben und Vorstellungen von einer transparenten medizinischen Dokumentation. Für Ärztinnen und Ärzte steht die Zeitknappheit im Vordergrund. Die Diskrepanz zwischen Vollständigkeit und Korrektheit der täglichen Visitendokumentation und ihre abschließende Zusammenfassung in einer kumulativen Epikrise könnte durch die Einführung mobiler Computersysteme und spezifischer Softwarelösungen überwunden werden.
Summary Prostate cancer (PCa) is the most common type of cancer found in men from western countries and is the leading cancer death next to lung cancer and colorectal cancer. Proteomic studies on PCa identified a number of differentially expressed proteins and some of them were reported as potential markers, but clinical application of these markers is mostly missing. Most of the expression profiling studies have been carried out on radical prostatectomy specimens, formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue sections, serum, urine and prostate fluids. To define the protein expression pattern of prostate biopsies, in the present study we investigated biopsy samples from benign prostate hyperplasia (BPH) and PCa patients by two-dimensional gel electrophoresis (BPH n=11 and PCa n=12) and mass spectrometry to identify potential biomarkers which might distinguish the two clinical situations. 2-DE results revealed 88 protein spots expressed differentially among hyperplasia and cancer groups with statistical significance. Interesting spots were analyzed by MALDI-TOF-MS-MS and 79 different proteins identified. The important proteins identified included, Prohibitin and NDRG1 tumor suppressor proteins, HSPs, cytoskeletal proteins, enzymes like DDAH1 and ALDH2. Prohibitin expression was investigated in detail at mRNA level and protein level using immunohistochemistry on prostatectomized specimens. We found that the level of mRNA for prohibitin correlates with the increased amount of protein indicating the involvement of changes at transcriptional level. Furthermore, immunohistochemistry revealed no staining in BPH, moderate staining in prostate intraepithelial neoplasia (PIN) and strong staining in PCa. From the list of differentially proteins compared to PCa, TPD52 is over expressed in prostate cancer and also mRNA estimation by real-time PCR confirmed over expression of TPD52 at transcriptional level in cancer. TPD52 is a protein over expressed in prostate and breast cancer due to gene amplification but its exact physiological function is not investigated in detail. In the present study, we explored the responsiveness of LNCaP cells after dysregulation of TPD52 expression. Transfection of LNCaP cells with specific shRNA giving efficient knockdown of TPD52 resulted in a significant cell death of the carcinoma LNCaP cells. As evidenced by the activation of caspases (caspase-3 and -9) and by the loss of mitochondrial membrane potential, cell death occurs due to apoptosis. The disruption of the mitochondrial membrane potential indicates that TPD52 acts upstream of the mitochondrial apoptotic reaction. To study the effect of TPD52 expression on cell proliferation, LNCaP cells were either transfected with EGFP-TPD52 or a specific shRNA. EGFP-TPD52 overexpressing cells showed an increased proliferation rate whereas TPD52-depleted cells showed a reverse effect. Additionally, we demonstrated that the exogenous expression of TPD52 promotes cell migration via ávâ3 integrin in prostate cancer cells through the activation of protein kinase B (PKB/Akt) pathway. In an attempt to identify new interacting proteins for TPD52, GST pulldown assays provided evidence for the physical interaction between TPD52 and Prx1 in LNCaP cells. Further, immunoprecipitation results confirmed this interaction. Our results demonstrates that protein profiling and mRNA studies can be performed on prostate biopsies. Moreover, our study revealed a significant up-regulation of prohibitin in prostate cancer compared to BPH which may be a potential marker to distinguish PCa and BPH. From the results for functional characterization of TPD52, we conclude that TPD52 plays an important role in various molecular events particularly in morphological diversification and dissemination of PCa. It may be a promising target to investigate further in detail to develop new therapeutic strategies to treat PCa patients. Caspases represent a family of cysteine proteases that are regarded as central executioners of apoptotic cell death. Activation of caspase cascade is an essential prerequisite in the induction of apoptosis in cellular systems. So far, in many tumors caspases were shown to be downregulated while anti-apoptotic Bcl-2 is up-regulated. To get insight in their putative role in PCa progression we determined the expression of caspase-1, uncleaved caspases 3 and 6, cleaved (activated) caspases 3 and 6, caspase-9 and antiapoptotic protein Bcl-2 in benign prostate epithelium (BPE) and prostate carcinoma. In the current study 20 prostates were obtained from patients undergoing radical prostatectomy due to PCa. Paraffin embedded prostate whole mounts were cut at (4 µm) and investigated immunohistochemically using anti-mouse monoclonal antibodies directed against caspases 1 and 9, uncleaved caspases 3 and 6, cleaved caspases 3 and 6, and Bcl-2. In BPE all caspases were localized in the cytoplasm of glandular cells. Comparing BPE to PCa, no differences were found for caspase-1, uncleaved caspases 3 and 6 as well as caspase-9. Immunostaining for cleaved caspases 3 and 6, however, revealed a statistically significant reduction in PCa compared to non-neoplastic tissue. Whereas in BPE Bcl-2 protein was detected in the basal compartment of epithelial gland cells no immunostaining was seen in PCa. As our results show a decreased amount of activated caspases may be due to the alterations of posttranslational cleavage rather than expression of caspases 3 and 6. This suggests that the modification in their activation pathway could play an important role during PCa progression.
1. The study confirms an association between transverse arch dimensions and severity of ankyloglossia, which reflects relationship between molar difference and free tongue. 2. Molar difference in group A (complete and severe ankyloglossia cases) has high negative values (average -4.38) which was much smaller than the data from the literature concerning many different types of occlusion. 99 3. The exact relation between transverse arch dimension and severity of ankyloglossia needs further research.
The primary objective of this study is to practically apply geostatistical tools that can help to improve an evaluation of groundwater quality for a particular area. The Nam Dinh area, an area of 70 x 70 km2, located in the Southern part of the Red River Delta, was selected as a source for different data sets to be used as case studies. A set of geostatistical tools has thus been applied to the different real data sets which were collected from the coastal Quaternary aquifers in the different campaigns. This gives us a yardstick by which the success of a specific approach can be measured. Throughout the thesis a series of the case studies are, in turn, represented in order to get insight into and an understanding of what various geostatistical tools can do and, more importantly, what their shortcomings are. There are nine different methods of data analyses use in this thesis, which include: (1) Major Ion Comparison, (2) Graphic Plots, (3) Exploratory Statistical Data Analysis, (4) Variogram Analysis, (5) Spatial Estimation Using Kriging, (6) Cluster Analysis, (7) Principle Component Analysis, (8) Multivariate Regionalization Analysis, and (9) Contamination Risk Mapping Using Indicator Kriging. First, major ion comparison and graphic analysis are performed in order to get a general hydrogeochemical view of the collected datasets, before stepping into a further geostatistical approach. By these analyses, various groundwater types are observed and a general hydrochemical trend is visualized using Stiff- and Piper diagrams as well as site maps. The major ion ratios in relation to TDS concentration are compared to investigate the origin of water. Second, a statistical exploratory data analysis is applied to describe the important features of the data by which the character of a specific hydrogeochemical variable might be recognized. Deviations from the Gaussian probability model are detected and appropriate transformations for a formal analysis in geostatistics are selected. Since the Theory of Regionalized Variables (Mathéron 1971; short term: Geostatistics) assumes Gaussian distribution the hydrochemical variables used here are checked for normality. These analyses show that although the data are facing some problems such as outliers and they are very positively skewed at the linear scale, this can effectively be minimized by transforming the data to log-scale. Third, both variogram analyses and Kriging techniques are used to spatially estimate a rectangular 36x36 estimation grid within an area of 70 x 70 km based on the sampled locations (85, 45 and 74 and 38 visited locations for the Pleistocene RS, the Pleistocene DS, the Holocene RS, the Holocene DS, respectively). These estimated values are then used to map the spatiotemporal variability of groundwater quality. In practice, estimation of unknown values and mapping of concentrations of a specific variable can, of course, easily be created by many available software programs. However, error variances are always present in any estimation due to a level of uncertainty, so the reliability of how these estimates could be yielded has also been evaluated in this case study. A critical assessment of all possible variations, tightly related to the seasonal change, directional influence, spatial distribution and prediction error is conducted and concluded. Fourth, Cluster Analysis (CA), Principle Component Analysis (PCA) and Multivariate Regionalization Analysis (RA) are applied to three main datasets of all Quaternary aquifers in the Nam Dinh area to discover the relationships among measured hydrochemical parameters by which we can detect and regionalize major factors which have an impact upon groundwater quality. These approaches are also to overcome the plethora of data that is usually a common problem for any one who has already tackled groundwater data. In this case study both clustering and R mode principal component analyses are thus performed based on the following parameters: The log-transformed concentrations of all measured major ions and of NO3-, NO2-, NH4+, PO42-, i.e. 11 variables from three different datasets of the main aquifers. By cluster analysis three classes of water types, ranging from freshwater to brackish-saltwater types, are typically grouped. Finally, Indicator Kriging (IK) is performed to evaluate the risks of arsenic contamination. The focus of this approach is to assess contamination risk expressed as probability of exceeding threshold- values. The region may thus be subdivided into “safe” and “unsafe” zones on the basis of probability maps which mark contaminated all places where the risk of arsenic contamination exceeds a given threshold for drinking water purpose. By this case study, it is shown that Indicator Kriging is a useful method which has some advantages for many contamination studies. Firstly, it is well known as the non-parametric technique which can be appreciably used when a dataset does not reach normal shape or nearly normal shape as in this situation. Secondly, the outlier problem that often exists in any analysis can be overcome when applying this method. Thirdly, it can be applied in practice to delimit a study area into “safe zone” or “unsafe zone” from which decision-making on the water supply can be decided for the remediation of a contaminated water source or selecting an appreciative source for exploitation. The combined use of spatial (Geostatistics) and multivariate statistical measures have proven to be of major assistance in questions of assessing groundwater quality especially in less sampled regions. A major advantage lies in the possibility of simultaneously creating spatial estimates as well as estimation confidence limits.
Die Sepsis ist eine generalisierte Entzündungsreaktion des gesamten Organismus auf eine Infektion. Sie zeichnet sich auch heute noch durch eine hohe Letalität von bis zu 50 % aus. Ein Leitsymptom ist die vasomotorische Regulationsstörung bis hin zum septischen Schock. Aufgabe der vorliegenden Studie war es herauszufinden, ob Antibiotika, die einen wesentlichen Eckpfeiler der Sepsistherapie darstellen, einen vasodilatitiven Effekt auf Gefäße ausüben. Untersucht wurden Tobramycin, Vancomycin, Imipenem, Metronidazol und Neomycin an der glatten Gefäßmuskulatur der Rattenaorta. Medikamente stellen Stoffgemische aus der Wirksubstanz und einer Vielzahl an Zusatzstoffen dar. Um einen möglichen Einfluß der Zusatzstoffe dieser Medikamente nachzuweisen, wurden einerseits die Zusatzstoffe des Medikamentes Tobramycin (Phenol, Natriummetabisulfit und Natrium-EDTA), andererseits die Reinsubstanzen Tobramycin, Vancomycin und Imipenem selbst auf mögliche Effekte auf den Tonus der Gefäßmuskulatur untersucht. Um einen Vasodilatation der verschiedenen Substanzen nachzuweisen, wurden die Gefäße zuvor präkontrahiert. Hierfür wurden zum einem Phenylephrin als α1-Sympatomimetikum eingesetzt, zum anderen wurde über eine Verschiebung des Membranpotentials durch Kaliumchloridlösungen in verschiedenen Konzentrationen von 20 mM und 40 mM eine Präkontraktion der Gefäße erzeugt. Der Einsatz dieser verschiednen Präkontraktoren ermöglichte es, Aussagen über den Einfluss auf die verschiedenen physiologischen Signalübertragungen zur Kontraktion zu treffen. Es zeigte sich, dass alle getesteten Medikamente, Reinsubstanzen und Zusatzstoffe Einfluss auf das rezeptorvermittelte System (Phosphatidylinositolkaskade) aufweisen und über diesen Weg zu einer Vasodilatation führen können. Hervorzuheben ist das Imipenem und die Reinsubstanz von Tobramycin, welches ausschließlich über diesen Weg den Gefäßtonus beeinflusst. Alle anderen Substanzen zeigen auch einen gewissen vasodilatativen Effekt auf die elektromechanische Kopplung (Kaliumkanäle). Dies spricht dafür dass diese Substanzen in den intrazellulären Kalziumhaushalt oder den eigentlichen intrazellulären Kontraktionsmechanismus eingreifen. Hervorzuheben ist Tobramycin, bei welchem nicht nur die Reinsubstanz, sondern auch die Zusatzstoffe einen signifikanten vasodilatatorischen Effekt aufweisen. Hier wären unspezifische Effekte oder eine Beeinflussung des NO-Systems denkbar. Möglich wäre aber auch eine Summation verschiedener Mechanismen. Aus dieser Arbeit lässt sich schlussfolgern, dass der Faktor „Vasodilatation durch Antibiotika“ durch die entsprechende Wahl eines ebenso potenten Alternativantibiotikums ausgeschaltet werden könnte und somit möglicher Weise ein weiterer Baustein in der Therapie der Sepsis vorliegt.
Die extrazelluläre Matrix (ECM) umgibt in allen Geweben und Organen die Zellen. Aber die ECM ist mehr als nur ein einfaches Gerüst um die Zellen. Sie stellt nicht nur einen Schutz der Zellen vor mechanischen Einflüssen dar, sondern interagiert zudem über spezielle Rezeptoren mit den Zellen und gewährleistet so lebensnotwendige Prozesse, wie z.B. Adhäsion, Differenzierung, Proliferation und Signaltransduktion von Zellen. Auch an einer kontrollierten Wundheilung sind die ECM-Moleküle aktiv beteiligt. Die Matrixmoleküle Fibronektin und Kollagen IV sind beispielsweise in der Lage, die Migration von Keratinozyten während der Reepithelisierung in Wunden zu fördern. Bei Patienten mit Chronischer Venöser Insuffizienz (CVI) konnten verschiedene Studien in trophisch veränderten Hautarealen eine gesteigerte Produktion der Matrixmoleküle Tenascin, Fibronektin, Kollagen I und IV finden. Das Ziel unserer Arbeit war es zu untersuchen, ob die gut erforschte Mikroangiopathie bei Patienten mit CVI einen Einfluss auf die Expression der ECM-Moleküle Tenascin, Fibronektin, Kollagen I und IV hat oder ob die Hochregulierung dieser Moleküle möglicherweise nur das Ergebnis einer gesteigerten Entzündungsreaktion ist. In der vorliegenden Studie wurde dazu bei 23 Patienten mit chronischer venöser Insuffizienz unterschiedlicher Schweregrade (Widmer II, n=9; Widmer IIIb, n=14) die Mikrozirkulation der Haut mittels transkutaner Sauerstoffpartialdruckmessung (TcPO2) und Laser-Doppler-Fluxmetrie (LDF) am Oberschenkel, Unterschenkel und medialem Malleolus (im Widmer Stadium II) bzw. Ulkusrand (im Widmer Stadium III) des betroffenen Beines erfasst. An allen Messpunkten ist im Anschluss je eine Stanzbiopsie entnommen und immunhistochemisch auf die extrazellulären Matrixmoleküle Kollagen I, Kollagen IV, Fibronektin und Tenascin untersucht worden. Während die mikroangiologischen Messungen im Bereich der Oberschenkelhaut beider Patientengruppen Werte zeigten, wie sie auch in der Haut gesunder Probanden gemessen werden können, fanden wir stadienabhängig bereits erste Verschlechterungen der mikroangiologischen Situation in der Haut des Unterschenkels (sinkender TcPO2, steigender LDF). Die mikroangiopathischen Veränderungen verschlechterten sich in trophisch veränderter Haut des distalen Unterschenkels in Abhängigkeit von dem klinischen Schweregrad weiter. Für alle untersuchten ECM-Moleküle konnten wir eine Zunahme der Anfärbung beobachten, welche eng mit der Schwere der trophischen Veränderungen der Haut korrelierte. Gemeinsam war allen untersuchten Molekülen eine Zunahme der Anfärbung um die Gefäße. In der Haut des Oberschenkels beider Patientengruppen zeigten sich Anfärbemuster, wie sie auch in der Haut gesunder Probanden gefunden werden. Erste Veränderungen in der Anfärbung, vor allem für die Moleküle Tenascin und Kollagen IV, zeigten sich bereits in klinisch gesunder Haut im Unterschenkelbereich, wo wir auch mikroangiopathische Veränderungen nachweisen konnten. Die Ergebnisse dieser Arbeit und die in ihr diskutierten Studien bestätigen die These, dass der Mikroangiopathie primär eine mechanische Ursache zu Grunde liegt und sie der kutanen Manifestation der CVI vorausgeht. Des Weiteren scheint eine systemische Komponente bei der Genese dieser Krankheit keine Rolle zu spielen, da sowohl die mikroangiologische als auch die immunhistochemische Situation in der Oberschenkelhaut nicht pathologisch verändert erschienen. Mit zunehmender Verschlechterung der nutritiven Versorgung konnte eine immer stärker werdende Expression der untersuchten Matrixmoleküle aufgezeigt werden, was für einen Einfluss der Mikroangiopathie auf die Expression der ECM-Moleküle spricht. Bestärkt wurde diese Vermutung durch die Entdeckung in dieser Arbeit, dass bereits in klinisch gesunder, aber mikroangiologisch geschädigter Haut, eine verstärkte Expression einiger ECM-Moleküle zu finden war. In früheren Studien konnte in klinisch gesunden Hautarealen bei Patienten mit CVI, welche bereits mikroangiopathische Veränderungen zeigten, keine Anzeichen signifikant erhöhter Entzündungsaktivität nachgewiesen werden. Es ist daher unwahrscheinlich, dass Zytokine oder Wachstumsfaktoren, welche durch Entzündungszellen freigesetzt werden, für diese Hochregulierung verantwortlich sind. Die vermehrte Expression der Matrixmoleküle in Abhängigkeit von der Mikroangiopathie könnte für Prozesse wie Neoangiogenese oder Wundheilung verantwortlich sein, aber auch einen Schutz der Gefäße vor hohen Drücken darstellen bzw. eine Anpassung der ECM an die veränderte Mikroumgebung gewährleisten. Das es trotzdem zu einer progredienten Schädigung der Haut bis zum Ulcus cruris venosum im Verlaufe dieser Krankheit kommt, kann auf die erhöhte proteolytische Aktivität, insbesondere in lipodermatosklerotischer Haut und im Ulkusbereich, zurückgeführt werden („High turnover pathology“).
Hintergrund: Vollrotierende NiTi?Instrumente zur Wurzelkanalaufbereitung finden immer weitere Verbreitung. In der vorliegenden Untersuchung sollten verschiedene Aufbereitungssysteme hinsichtlich ihrer Aufbereitungsergebnisse bei simulierten s?förmig gekrümmten Wurzelkanälen miteinander verglichen werden. Erfahrene Praktiker sollten zudem zur Aufbereitung s?förmig gekrümmter Wurzelkanäle geeignete Instrumentensequenzen vorschlagen. Methode: Es wurden simulierte s?förmige Wurzelkanäle in Kunststoffblöcken mit ProTaper?, FlexMaster?, LightSpeed? und Stahl?Handinstrumenten sowie mit zwei Hybridtechniken aus ProTaper? und LightSpeed?Instrumenten und ProTaper? und ProFile?Instrumenten aufbereitet. Vier Praktiker bereiteten zunächst Wurzelkanäle mit der von ihnen favorisierten Methode auf und danach mit der ProTaper/ProFile?Technik. Es wurden die Zentrierung des Wurzelkanals nach der Aufbereitung, die Aufbereitungszeit und Instrumentenfrakturen erfasst. Ergebnis: Sowohl die Praktiker als auch der Experimentator erzielten mit der Hybridtechnik ProTaper/ProFile gute Wurzelkanalgeometrien. Keines der von den Praktikern favorisierten Systeme war besser als ProTaper/ProFile. LightSpeed wird aufgrund der hohen Frakturgefahr nicht empfohlen. ProTaper und Handaufbereitung waren am schlechtesten zentriert und werden nicht empfohlen. ProTaper/ProFile ist das zweitschnellste System nach ProTaper und signifikant schneller in der Aufbereitung als alle anderen untersuchten Instrumentensysteme. Diskussion: Da die Untersuchung an simulierten Wurzelkanälen in Kunststoffblöcken durchgeführt wurde sind weitere in?vitro?Studien an extrahierten humanen Zähnen sowie klinische Studien notwendig, um die Praxisrelevanz bewerten zu können.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Ort der Wirkstofffreisetzung als eine wichtige Einflussgröße für die Absorption von Arzneistoffen zu charakterisieren. Bezugnehmend auf die unterschiedliche Expression von Transportproteinen in den einzelnen Abschnitten des Magen-Darm-Traktes sollten Erkenntnisse über die regioselektive Absorption des P-gp-Substrates Talinolol nach Gabe verschiedener Arzneizubereitungsformen gewonnen werden. Dazu wurde in einer kontrollierten, randomisierten klinischen Studie an acht gesunde, männliche Probanden je eine konventionelle Hartkapsel, eine magensaft-resistente Kapsel und ein Suppositorium verabreicht. Jede Arzneiform enthielt neben Talinolol auch noch Paracetamol, das als Referenzsubstanz für die Bestimmung des Zeitpunktes der Wirkstoffliberation diente. Paracetamol wurde nach Gabe aller drei Arzneiformen in gleichem Umfang absorbiert. Es zeigte in jedem Fall regelmäßige Peaks und war ein zuverlässiger Indikator für die Freisetzung des Wirkstoffes aus der Arzneiform. Der Verlauf der Serumkonzentrations-Zeit-Kurven von Talinolol war insgesamt weitaus weniger regelmäßig als der von Paracetamol. Im interindividuellen Vergleich fielen insbesondere nach Gabe der magensaftstabilen Kapsel und des Suppositoriums erhebliche Schwankungen auf. Dabei sank die relative Bioverfügbarkeit nach Gabe der magensaftstabilen Kapsel auf 50%, nach Gabe des Suppositoriums sogar auf 20% des Wertes nach Einnahme einer konventionellen Hartkapsel. Die Auflösung von magensaftstabilen Zubereitungsformen erfolgt vorrangig im distalen Jejunum oder Ileum. Nach Aussage mehrerer Autoren ist hier die P-gp-Expression im Vergleich zum Duodenum deutlich erhöht. Dies könnte unserer Meinung nach die verminderte Bioverfügbarkeit des P-gp-Substrates Talinolol nach Einnahme einer magensaftresistenten Kapsel erklären. Der noch stärkere Abfall des AUC-Wertes nach Gabe eines Suppositoriums kann indes nur teilweise auf die rektale Expression von P-gp zurückgeführt werden, die zwar höher als im Duodenum, aber nicht höher als im Jejunum/Ileum ist. Hauptursache für die schlechte Absorption scheint hier die im Vergleich zu Paracetamol schlechte Löslichkeit von Talinolol zu sein, die wohl auf die Bedingungen der rektalen Zufuhr des nicht gelösten Arzneistoffes zurückzuführen ist. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass Talinolol in tieferen Darmabschnitten schlechter absorbiert wird. Eine solche regioselektive Absorption wurde auch bei anderen Wirkstoffen beobachtet. Dies ist bei der Entwicklung von Arzneizubereitungsformen bedeutsam, welche den Arzneistoff in einem bestimmten Abschnitt des Magen-Darm-Traktes freisetzen sollen.
Die Computertechnologie gewinnt in der fachspezifischen Ausbildung an Universitäten zunehmend an Bedeutung. Jedoch verglichen mit ihrem Potential liegen die Anwendungen computergestützter Ausbildungssysteme noch weit zurück. Zur Evaluierung dieser Thematik wurde ein Fragebogen an die Lehrstühle der Zahnerhaltungs- und Zahnersatzkunde aller 32 Universitätszahnkliniken in Deutschland versandt. Ziel der Studie war die Erhebung des momentanen Kenntnisstandes und Anwendungsgrades computergestützte Ausbildungs- und Simulationssysteme im Zahnmedizinstudium sowie die Ermittlung der Einstellung zu diesen Systemen in Abhängigkeit zum Persönlichkeitsprofil der Befragten. Neben Vorteilen dieser Systeme sowie möglichen Gründen für den bislang geringen Anwendungsgrad sollten im Fragebogen auch persönliche Angaben der Befragten wie Alter, Geschlecht, Dienstgrad, Dienstjahre in der Studentenausbildung, Computer- und Englischkenntnisse erfasst werden. Aus diesen persönlichen Angaben wurde ein Persönlichkeitsprofil der Befragten erstellt. Die Respons-Rate betrug 89,6 % (112 von 125 verschickten Fragebögen). Es ergab sich eine deutliche Diskrepanz zwischen dem Wunsch der Befragten, den Studenten Methodenkenntnisse zum Wissenserwerb zu vermitteln und dem tatsächlichen Stattfinden entsprechender Kurse und Veranstaltungen. Hauptvorteile der computergestützten Ausbildungssysteme wurden von den Befragten in der Möglichkeit zum individuellen Lernen der Studenten, in der Motivationssteigerung der Studenten und im Nutzen zur theoretischen und praktischen Leistungsüberprüfung gesehen. Potentielle Einsatzgebiete sah die Mehrheit der Befragten beispielsweise in der Wissensüberprüfung, in der Qualitäts- und Prozessbewertung von Präparationsübungen sowie in der Vermittlung und dem Training komplexer Behandlungsstrategien. Jedoch nur etwa die Hälfte der Befragten kannte aktuelle Systeme wie EDUnet, PREPassistant und DentSim und noch viel weniger setzten diese Systeme in ihrem Lehrbetrieb ein. Hauptgründe für den bislang relativ geringen Einsatz solcher Systeme in der zahnmedizinischen Ausbildung waren für die Befragten die „Nicht-Finanzierbarkeit“ und noch fehlenden Evaluationsergebnisse sowie die Argumente, dass die Kosten, die mit dem Einsatz der Systeme im Lehrbetrieb verbunden sind, nicht im Verhältnis zu deren Nutzen stehen und dass der Aufwand bezüglich der Integration der Systeme in den bestehenden Lehrbetrieb zu hoch wäre. Je höher jedoch die Computerkenntnisse der Befragten waren, desto eher sahen sie die mangelnde Qualität aktueller Systeme als Grund für den geringen Anwendungsgrad. Für die Mehrheit der Befragten wären Abweichungen der Lehrinhalte der Systeme von der eigenen Lehrmeinung sowie Englisch als Benutzersprache annehmbar. Die Ergebnisse der Studie zeigen einen klaren Widerspruch zwischen einer allgemein positiven Einstellung zum Nutzen computergestützter Ausbildungssysteme in der zahnmedizinischen Ausbildung und dem tatsächlichen Bekanntheits- bzw. Anwendungsgrad dieser Systeme. Jedoch scheinen zwei Grundvoraussetzungen für die Reduzierung der initialen Kosten und zur Erhöhung der Anwenderzahl der Systeme – nämlich die Akzeptanz abweichender Lehrinhalte von der eigenen Lehrmeinung sowie Englisch als Benutzersprache – für die Mehrheit der Befragten akzeptabel.
Die Abhängigkeit der Sintergüte bei Metallverblendkeramiken von der verwendeten Brennunterlage
(2008)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage der Beeinflussung der Sintergüte, durch den Brennguttträger, bei Metallverblendkeramiken. Hierfür wurden sechs keramische Massen (hoch-, mittel- und niedrigbrennend) und fünf Trägersysteme untersucht. Aus den keramischen Massen wurden Probekörper erstellt und auf den Brenngutträgern gebrannt. Während der Dentinbrände wurden die Temperaturverläufe innerhalb der Brennkammer protokolliert. Die gebrannten Proben wurden dann hinsichtlich Ihrer Sinterschrumpfung und der Oberflächenrauhigkeit untersucht. Die statistische Auswertung der Messwerte der experimentellen Phase zeigte, dass der Brenngutträger sowohl die Sinterschrumpfung als auch die Oberflächenrauhigkeit der keramischen Proben bestimmt. Diese Beeinflussung begründet sich in der Veränderung der maximalen Sintertemperatur durch die Brenngutträger.
In der bevölkerungsrepräsentativen Querschnittstudie SHIP (Study of Health in Pomerania) wurden insgesamt 4310 Probanden im Alter von 18-79 Jahren untersucht. Die Untersuchungen wurden in zwei verschiedenen medizinischen und zahnmedizinischen Einrichtungen der Städte Greifswald und Stralsund durchgeführt. Die Responserate lag bei 68,8%. Ziel der vorliegenden Studie war die Darstellung des Zusammenhangs von verschiedenen Faktoren zu Ernährung und Fettleibigkeit und die Entwicklung eines umfassenden Modells, welches den möglichen Zusammenhang von oraler Mundgesundheit und Ernährung zu verschiedenen Variablen charakterisiert. Dieses speziell für Ernährung epidemiologische Modell basiert auf den Erkenntnissen der zahnmedizinischen, medizinischen und psychosozialen Literatur. Unter Verwendung einer logistischen Regressionsanalyse mit einem „hohen BMI“ als abhängige Variable, wurden Risikofaktoren an Probanden mit einen hohen BMI über den normalen Wert beschrieben. Die Beeinflussung durch Confoundering, welches ein generelles Problem in der Epidemiologie darstellt, wurde durch die Einbeziehung verschiedener Variablen aus der Zahnmedizin, der Allgemeinmedizin, der Psychologie und der Soziologie verringert. Durch ein 25% oberes und unteres Quartil wurden mit Hilfe von entsprechender Variablen die Faktoren der Ernährung überprüft. Auffällig in der Studie war der hohe Einfluss auf den BMI durch den prothetischen Status, unabhängig von natürlichen oder ersetzten Zähnen. Bezahnte Probanden und Patienten mit herkömmlichem Zahnersatz wiesen einen signifikant geringeren BMI als unbezahnte Probanden auf. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass ein hoher BMI durch den sozialen Status, gemessen anhand einer niedrigen Schulbildung und eines geringen Einkommens, beeinflusst wird. Darüber hinaus existieren die größten Wirkungen auf den BMI von den Variablen Krankheiten mit metabolischen Syndromen, wie z.B. Diabetes mellitus, Bluthochdruck und Nierenerkrankungen. Die in der Studie verwendete Variable des Alters zeigt, dass jüngere Probanden einen geringeren BMI als die ältere Bevölkerung aufweisen. Die Intensität der Auswirkungen von psychosozialen Variablen für die Ernährung wurde unterstrichen. Dem vorliegenden Modell kommt im Vergleich zu anderen Risikomodellen und statistischen Auswertungen deshalb eine besondere Bedeutung zu, weil dies der Betrachtung nach das erste Modell mit großem Stichprobenumfang unter Verwendung von allen bekannten Ernährungsfaktoren ist.
Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Wirkung der lokalen Applikation von Kohlendioxid auf die Mikrozirkulation trophisch geschädigter Haut von an einer Chronischen Venösen Insuffizienz erkrankten Probanden. Es ist bekannt, dass eine Chronische Venöse Insuffizienz (CVI) zu pathomorphologischen Veränderungen der Mikrozirkulation der Haut wie Dilatation, Verzweigung, Torsion, glomerulumartiger Form und Rarefizierung der Kapillaren führt. Diesen folgen Störungen der Trophik der Haut wie Purpura jaune d’ocre, Atrophie blanche und zuletzt Ulzeration. Mit den pathomorphologischen Veränderungen einher geht ein verringerter Sauerstoffpartialdruck des Gewebes, die nutritive Versorgung ist reduziert. Die nutritive Situation könnte also durch eine erhöhte Perfusion mit konsekutiv größerem Sauerstoffangebot verbessert werden. Die vasodilatatorische Wirkung von Kohlensäure ist bekannt und wird mit der Anwendung von kohlesäurereichen Bädern bei der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit genutzt. Vasodilatation führt zur Erhöhung der Perfusion (Hagen-Poiseuille-Gesetz). Es stellt sich die Frage, ob die lokale Anwendung von Kohlensäure auch bei der Chronischen Venösen Insuffizienz zu einer verbesserten Perfusion führt. Um dies zu klären, wurde Kohlensäure in eine bereits auf dem Markt befindliche Wundauflage in Form einer Tablette eingearbeitet, die, nach Aktivierung durch eine Flüssigkeit, Kohlensäure freisetzen sollte. Es wurde jeweils die modifizierte sowie die reguläre Wundauflage an 19 Probanden bezüglich der durch sie ausgelösten Veränderungen im Laser-Doppler-Flux (LDF) untersucht. Der LDF stellt ein Maß für die Gewebeperfusion dar, das über die Reflexion von Licht an sich bewegenden Zellen (Blutzellen) gewonnen wird. Durch die Bewegung der Zellen wird das Licht in veränderter Frequenz reflektiert (Doppler-Effekt), hierbei wirken sich sowohl die Menge als auch die Durchschnittsgeschwindigkeit der Zellen auf das detektierte reflektierte Licht bzw. den Laser-Doppler-Flux aus. Das Laserlicht dringt nur sehr oberflächlich in die Haut ein (wenige Millimeter) und erfasst so die nutritiven und die thermoregulativen Gefäße. Der Laser-Doppler-Flux lässt sich in Frequenzbänder teilen, die physiologische Funktionen wie die Atmung, den Herzschlag sowie neurogene oder myogene Aktivität darstellen. Die Wundauflagen wurden über zwei Stunden auf Haut mit trophischen Störungen durch CVI angewendet. Während der gesamten Zeit wurde kontinuierlich der Laser-Doppler-Flux gemessen. Der Einfluss von Temperatur auf die Hautdurchblutung wurde über deren Konstanthaltung möglichst gering gehalten, so dass die aufgezeichneten Veränderungen im LDF hauptsächlich denen im nutritiven Kapillarbett entsprachen. Das aufgezeichnete LDF-Signal wurde bezüglich der Energie im myogenen Frequenzband (Vasomotionsband) weiter untersucht. Zusammen mit dem Laser-Doppler-Flux-Signal ließ sich so die Aussage über die Perfusion spezifizieren. Da mittels Laser-Doppler-Fluxmetrie nur ein indirekter Nachweis einer Gefäßdilatation über das Laser-Doppler-Flux-Signal und die Berechnung der Energie im myogenen Frequenzband erbracht werden kann, wurde eine Untersuchung der Reaktion der Nagelfalzkapillaren gesunder Probanden auf Kohlendioxid mittels Kapillarmikroskopie angeschlossen, die eine Messung des Gefäßdurchmessers ermöglichte.
Murphy und Mitarbeiter (1998) postulierten, dass Estrogene die GABA-Synthese in Interneuronen supprimieren und spekulierten, dass durch diese verminderte GABA-Synthese eine Disinhibition des CA1-Neuronen-Netzwerkes erfolgt. Das Ergebnis einer solchen erhöhten neuronalen Exzitation ist eine Vermehrung von Dorn-Synapsen. Demzufolge wäre Estradiol als prokonvulsiv anzusehen. Dieser Annahme wollten wir mit unseren Experimenten nachgehen. Dazu haben wir zunächst die GAD-65-Expression nach Estradiol-Applikation untersucht. Wir fanden im Gegensatz zu Murphy nach Gabe von Estradiol, keine Herunterregulation der GABA-Synthese und konnten somit eine prokonvulsive Wirkung von Estradiol nicht bestätigen. In einem weiteren Experiment haben wir in hippocampalen Slice-Kulturen den GABAA-Rezeptor mit Bicucullin blockiert und damit neuronale Übererregung erzeugt. Die Bicucullin-Behandlung der Kulturen führte erwartungsgemäß zu einem signifikanten Dorn-Synapsen-Verlust, der gleichzeitig aber auch mit einer signifikanten Verminderung der Estradiol-Synthese einherging. Durch die Zugabe des Aromatase-Hemmers Letrozol zu den Kulturen ließen sich diese Befunde ebenfalls erzielen. In einem Rescue-Experiment konnten wir mit der Gabe von Estradiol, den durch Bicucullin oder Letrozol induzierten Dorn-Synapsen-Verlust wieder aufheben. Die neuroprotektive Wirkung von 17-β-Estradiol im Rahmen der Epilepsie ist vermutlich auf die Wiederaufhebung der verminderten Estradiol-Synthese und in der Folge verminderten GABA-Synthese zurückzuführen.
Genetic heterogeneity and molecular genetic diagnostics in primary and secondary laminopathies
(2008)
Laminopathies are a group of rare genetic disorders caused by mutations in genes encoding proteins of the nuclear lamina. One can distinguish between primary and secondary laminopathies. Primary laminopathies representing at least fourteen disease phenotypes arise through pleiotropic mutations in LMNA - the gene that codes for the A-type lamins A and C, mutations in LMNB1 encoding lamin B1 and mutations in LMNB2 encoding lamin B2. Secondary laminopathies including disease phenotypes also observed in primary laminopathies are caused by genes encoding proteins related to the nuclear lamina like ZMPSTE24 (FACE1), LAP2, LBR and thus reflecting genetic heterogeneity in laminopathies. The goal of the present investigation was to study pleiotropy and genetic heterogeneity in primary and secondary laminopathies by analysis of genotype/phenotype correlations. Emery-Dreifuss muscular dystrophy (EDMD), dilated cardiomyopathy with conduction disturbances (CMD1A), familial partial lipodystrophy (FPLD), mandibuloacral dysplasia (MAD), progeroid syndrome, atypical Werner syndrome (aWRN), restrictive dermopathy (RD) and Hallermann-Streiff syndrome (HSS) were included as disease phenotypes to look for their association with LMNA (primary laminopathies) and ZMPSTE24 (secondary laminopathies). Additionally, EDMD patients without STA or LMNA mutations were tested for ZMPSTE24 mutations. A functional candidate gene approach was applied using NARF and SREBF1 in patients suffering secondary laminopathies including FPLD, MAD, HGPS and RD, who were excluded from having LMNA and ZMPSTE24 mutations. Finally, practical consequences of the present study have been considered in genetic counseling and prevention of primary and secondary laminopathies. Screening for mutations in LMNA, ZMPSTE24 (FACE1), NARF and SREBF1 was carried out by PCR using intronic primers flanking each of the exons of the genes tested. The PCR products were tested for changes by heteroduplex analysis and directly sequenced by a cycle-sequencing procedure. Each DNA variation found was checked for its frequency in 386 chromosomes of an ethnically matched control population. For primary laminolathies, 249 unrelated individuals suffering EDMD, CMD1A (DCM), FPLD, MAD, HGPS, aWRN, RD, Hallermann-Streiff syndrome or only partially showing clinical features of the afore mentioned disease phenotypes were tested for LMNA mutations. Eighteen independent LMNA mutations were found in 249 unrelated patients resulting in a general detection rate of 7.2% Summary Dissertation 83 Among the 79 unrelated Caucasian patients and seven families suffering EDMD or EDMD-like disease phenotypes, 14 were found with LMNA mutations, including p.E33G, p.R249Q, p.L263P, p.R377H, p.M348I, p.R249W, p.R453W, p.R527P, p.L530R and p.R644C have been found, resulting in a detection rate of 17.7%. Of the ten different mutations, the three mutations p.L263P, p.M348I and p.L530R are novel. The other seven mutations have been reported before to be pathogenic. There is strong evidence that indicates the pathogenicity of the three novel mutations, p.L263P, p.M348I and p.L530R. Firstly, the mutations exchanged evolutionary highly conserved amino acids as shown by orthologous gene comparisons. Secondly, they were not found in 386 alleles of a reference population. Moreover, the mutations are located in the α- helical rod or globular domains of lamins A and C that might lead to the disruption of their nuclear function causing in skeletal and cardiac muscular malfunction. The LMNA p.M348I mutation was found in a Belgian male patient (G-13730) who also carried a STA c.1A>G, p.0 mutation. The STA mutation leading to a loss of emerin has previously shown to be causative for X-linked recessive EDMD and would explain the lack of emerin and a pathogenic effect found in the affected male by itself. But co-segregation of LMNA p.M348I with cardiac conduction disturbances in female family members showed an additional cardiac effect of this mutation to the pathology. This observation is one of the very rare pieces of evidence for digenic (oligo-allelic) pathogenesis in a neuromuscular disease phenotype of laminopathies. It points to related pathogenic mechanisms in EDMD and CMD1A that are not associated with STA and LMNA but with other so far unknown genes functionally related to the nuclear envelope. The known mutation p.R453W of the LMNA gene represents a mutational hot spot. So, it was not unexpectedly found in four unrelated EDMD patients of this study. Other recurrent mutations p.R249Q and p.R377H were found in two patients each. Variable phenotypic expression of the LMNA p.R644C mutation, ranging from no clinical signs to fully expressed EDMD was observed in an Austrian family in the present study. This mutation has reportedly been associated with strikingly diverse phenotypes in unrelated patients including left ventricular hypertrophy, limb girdle muscle weakness, CMD1A, FPLD or atypical lipodystrophy, neuropathy and atypical progeria. But the mechanism of pathogenesis is unknown. The apparent non-penetrance in relatives raises questions about the clinical significance of this missense mutation. However, the observations Summary Dissertation 84 in the present family and in those previously published provide evidence that the risk to express a laminopathy in close relatives is likely to be low but reasonable. Of the 49 unrelated Caucasian patients suffering CMD1A four mutations, p.E161K, c.- 3_+12del, p.Y259C and p.R377H, were found resulting in a detection rate of 8.2%, which did not significantly differ from the 2.5% found in 197 dilated cardiomyopathy patients of an earlier study. This overall low detection rate reflects the wide genetic and environmental heterogeneity of the pathogenesis in dilated cardiomyopathy. Otherwise, LMNA mutations may cause dilated cardiomyopathy in about 5% of the cases. The wide overlapping phenotypic and genetic similarities between Hallermann-Streiff syndrome (HSS) and HGPS, made HSS a good candidate disease for a primary laminopathy caused by LMNA mutations. But there was no co-segregating disease causing mutation identified. Thus, this study excluded HSS for the first time to be associated to LMNA and adds to the molecular genetic differentiation by excluding HSS from primary laminopathies. Among 32 individuals of 12 families suffering restrictive dermopathy, 22 individuals have been found to carry the ZMPSTE24 mutations c.50delA, c.209_210delAT, c.1085 - 1086insT or c.1385T>G. The mutation c.1085 -1086insT is a recurrent mutation that occurred in the present sample with a frequency of 68% in all RD patients with a ZMPSTE24 mutation. Three mutations, c.50delA, c.209_210delAT and c.1385T>G, are novel mutations. Like the c.1085 -1086insT mutation, c.209_210delAT and c.50delA lead to a frame shift, which putatively results in a non-functional truncated peptide. As an additional indication for a pathogenic effect, the novel mutations c.50delA and c.209_210delAT were not found in 386 alleles of a normal reference population. The first ZMPSTE24 missense mutation c.1385T>G (p.L462R) changing a highly conserved amino acid was found in patient from Guinea suffering from a clinically unequivocal case of restrictive dermopathy. The mutation was heterozygous in the patient but also in the healthy mother. A second pathogenic mutation should be expected. This hypothesis could not be proven, as there was no sufficient test material available from the patient and other family members. Moreover, there was no appropriate African (Guinea) reference population available, which could have been used to estimate the frequency of p.L462R. Thus, it cannot be excluded that p.L462R might be a polymorphism or rare non-pathogenic variant in the ethnic group the patient belongs to. Genetic instability in ZMPSTE24 has interfered with the molecular genetic diagnosis of restrictive dermopathy leading to the inability to distinguish between homozygotes and heterozygotes for the ZMPSTE24 mutation c.1085-1086insT. The reason is a repeated Summary Dissertation 85 thymine (T)9 c.1076-1085 in ZMPSTE24 that can cause a slippage of DNA polymerases. By sequencing cDNAs obtained from homozygous wild-type [(T)9], heterozygous [(T)9/(T)10] and homozygous mutant [(T)10] individuals by using regular Taq polymerase (Fermentas) or high fidelity polymerase (Pfu) for the sequencing reaction the genetic instability was quantified. High error rates up to 23% were found if regular Taq polymerase (Fermentas) was used for sequencing while using high fidelity polymerase (Pfu) resulted in error rates of 6.2 % or lower. As a practical consequence, high fidelity polymerase should always be used to distinguish homozygous mutant [(T)10] individuals from heterozygous [(T)9//(T)10] by sequencing. A high percentage of EDMD patients was tested negative for mutations in STA or LMNA (Bonne et al., 2003). Therefore, other genes are supposed to be involved in the molecular pathology of EDMD. ZMPSTE24 was considered as a promising functional candidate gene in this study, as the gene product - the ZMPSTE24 peptide - takes part in the post-translational modification of lamin A. The negative result of the present study points to a rather unlikely association of EDMD with ZMPSTE24. Additionally, NARF can very likely be excluded by this study from being associated with FPLD, MAD, HGPS and RD, while SREBF1 has obviously no association with FPLD. By the present study, diagnostic tools have been established for molecular genetic diagnosis of several very rare primary and secondary laminopathies, which has a direct practical impact on disease management of laminopathies. Now, the molecular definition of the diseases by association with a specific mutation can be used for genotype/phenotype correlation, predictive diagnosis and prenatal diagnosis.
The present work is the first work dealing with turbulence in the WEGA stellarator. The main object of this work is to provide a detailed characterisation of electrostatic turbulence in WEGA and to identify the underlying instability mechanism driving turbulence. The spatio-temporal structure of turbulence is studied using multiple Langmuir probes providing a sufficiently high spatial and temporal resolution. Turbulence in WEGA is dominated by drift wave dynamics. Evidence for this finding is given by several individual indicators which are typical features of drift waves. The phase shift between density and potential fluctuations is close to zero, fluctuations are mainly driven by the density gradient, and the phase velocity of turbulent structures points in the direction of the electron diamagnetic drift. The structure of turbulence is studied mainly in the plasma edge region inside the last closed flux surface. WEGA can be operated in two regimes differing in the magnetic field strength by almost one order of magnitude (57mT and 500mT, respectively). The two regimes turned out to show a strong difference in the turbulence dynamics. At 57mT large structures with a poloidal extent comparable to the machine dimensions are observed, whereas at 500mT turbulent structures are much smaller. The poloidal structure size scales nearly linearly with the inverse magnetic field strength. This scaling may be argued to be related to the drift wave dispersion scale. However, the structure size remains unchanged when the ion mass is changed by using different discharge gases. Inside the last closed flux surface the poloidal ExB drift in WEGA is negligible. The observed phase velocity is in good agreement with the electron diamagnetic drift velocity. The energy in the wavenumber-frequency spectrum is distributed in the vicinity of the drift wave dispersion relation. The three-dimensional structure is studied in detail using probes which are toroidally separated but aligned along connecting magnetic field lines. As expected for drift waves a small but finite parallel wavenumber is found. The ratio between the average parallel and perpendicular wavenumber is in the order of 10^-2. The parallel phase velocity of turbulent structures is in-between the ion sound velocity and the Alfvènvelocity. In the parallel dynamics a fundamental difference between the two operational regimes at different magnetic field strength is found. At 500mT turbulent structures can be described as an interaction of wave contributions with parallel wavefronts. At 57mT the energy in the parallel wavenumber spectrum is distributed among wavenumber components pointing both parallel and antiparallel to the magnetic field vector. In both cases turbulent structures arise preferable on the low field side of the torus. Some results on a novel field in plasma turbulence are given, i.e. the study of turbulence as a function of resonant magnetic field perturbations leading to the formation of magnetic islands. Magnetic islands in WEGA can be manipulated by external perturbation coils. A significant influence of field perturbations on the turbulence dynamics is found. A distinct local increase of the fluctuation amplitude and the associated turbulent particle flux is found in the region of magnetic islands.
Im Mitteldevon wurde im heutigen Gebiet von Rügen-Hiddensee und der östlich angrenzenden Ostsee eine über 1500 m mächtige Abfolge kontinentaler und rand- bis flachmariner Sedimente abgelagert, die durch 10 Bohrungen einer Untersuchung zugänglich geworden sind. Unterdevon fehlt; die Abfolge lagert mit großer Lücke und diskordant kaledonisch deformierten ordovizischen Schichten auf. Sie geht kontinuierlich in Oberdevon über. Geröll-, Lithoklasten und Quarzkorn-Analysen belegen die Herkunft der Sedimente von einem sedimentär-metamorphen Liefergebiet - den Mitteleuropäischen Kaledoniden im SW bis W des devonischen Rügen-Beckens. Geochemische und petrographische Ergebnisse unterstreichen ihre Ablagerung im Übergang eines aufgearbeiteten Orogens zu einem Kontinentalgebiet im Vorfeld der kaledonischen Hochlage. Faziesanalysen führen zu dem Schluss, dass Sedimentfazies und -zyklizität durch eine materialliefernde Hochlage im SW, variierende Subsidenz, klimatische Variationen (saisonale bis episodische Niederschläge, Austrocknung) sowie durch Transgressionen aus einem marinen Gebiet im SE bestimmt waren. So ergeben sich zwei große Faziesbereiche: (1) terrigene Red-Beds mit Molasse-Charakter – die Old Red-Fazies (ORF) im eigentlichen Sinn; (2) eine rand- bis flachmarine Fazies – die so bezeichnete Litoral-Marine Fazies (LMF). Zwischen beiden existieren Verzahnungen und Übergänge mit transgressivem bzw. regressivem Charakter. Aufgrund einer generellen „Absenkung“ veränderte sich Sedimentationsraum von einer vorwiegend kontinentalen Ebene im tieferen Mitteldevon über einen sandigen Flachschelf am Ende des Mitteldevons zu einem Karbonatschelf im Oberdevon. Diese Entwicklung korreliert gut mit den Phasen des globalen Meeresspiegelanstiegs in diesem Zeitraum. Die sedimentologischen, petrographischen, geochemischen und mineralogischen Analysen erlauben eine detaillierte Rekonstruktion der Ablagerungsmilieus. Das Material der terrigenen Red Beds (ORF) wurde durch ephemere Ströme und Schichtfluten auf eine weite flache Alluvialebene gebracht und auf ephemeren Überschwemmungsebenen sowie distal auf terrigenen Mud Flats und in ephemeren Tümpeln abgelagert. Dabei unterlagen die oberflächennahen Sedimente saisonaler Austrocknung und Evaporation (Bildung von Trockenriss-Feldern, Calcretes, teils Spuren von Gips/Anhydrit). Demgegenüber bezeugen lokal verbreitet auftretende grüne und graue Horizonte mit gehäuften Pflanzenresten und Sporen zeitweilig wasserbedeckte Gebiete und Bedingungen erhöhter Humidität und bevorzugten Pflanzenwuchses (Küstenniederungen). Zahlreiche marine Einschübe, die den SE-Teil des Arbeitsgebietes bereits im Eifel erreichten, und mit der Zeit im zunehmenden Maße auch den Westteil beeinflussten, signalisieren die marginale Lage des Rügen-Beckens zu einem sich im SE anschließenden marinen Ablagerungsraum. Sie führten zu einer zunehmenden Marinität der mitteldevonischen Abfolgen und zur Bildung des zweiten Faziesbereiches (LMF) aus tidal-lagunären und litoralen bis flachmarinen Sedimenten. Phasenweise ansteigende fluviatile Transportkraft führte zur Schüttung gröberer, vorrangig sandiger, seltener konglomeratischer Sedimente und zur Kompensation der Beckensubsidenz, was sich in Abfolgen progradierender Küstenlinien und deltaischen Küstenvorbaus widerspiegelt. Des weiteren führt die intraformationelle Aufarbeitung der Sedimente zur Bildung zahlreicher Intraklasten-Horizonten. Die Klimaproxies signalisieren semiaride Bedingungen in Übereinstimmung mit der paläogeographischen Lage Vorpommerns und Balticas im Devon im südlichen Trockengürtel bis äquatorialen Feuchtgürtel. Mittels der Faziesverteilung, der Sediment- und base level-Zyklizität und der Milieuentwicklung ist es möglich, ein zeitlich-räumliches Faziesmodell zu konstruieren mit Rückschlüssen auf die generelle Entwicklung des vorpommerschen Mitteldevons. Paläogeographisch existieren enge Verbindungen zu den polnischen Devonvorkommen; vorrangig zur Koszalin-Chojnice-Zone (NW-Polen), darüber hinaus in SE’ Fortsetzung vermutlich bis zur Radom-Lublin-Region und dem Heilig-Kreuz-Gebirge. Sie sind an den Südrand des Old Red-Kontinents einzuordnen und wurden in einem perikratonalen, sich nach SE vertiefenden Becken entlang dessen Peripherie abgelagert. Variierende Subsidenz und Mobilität kaledonischer Grundgebirgsblöcke modifiziert die Faziesmuster in diesem Becken. Während die Sedimentation in Südpolen bereits im Unterdevon begann bzw. sich teils kontinuierlich an das Silur anschließt, wurde der vorpommersche Ablagerungsraum erst ab der Wende Ems/Eifel in das Sedimentationsgeschehen einbezogen. So bildete die Rügen-Senke den nordwestlichsten Ausläufer des polnischen Perikratonalraumes. Ihre ursprüngliche Ausbreitung nach Südwesten, Nordwesten und Nordosten ist aufgrund post-devonischer Denudation nicht rekonstruierbar, jedoch wahrscheinlich begrenzt durch das Fennoskandische Hoch im N und einer materialliefernden kaledonischen Grundgebirgshochlage im SW.
Diese Arbeit erläutert zunächst einige Grundlagen - Anatomie des Auges, Diabetes mellitus, diabetische Retinopathie - und befasst sich danach mit den funktionellen und morphologischen Ergebnissen von Augen, die aufgrund einer proliferativen diabetischen Retinopathie einer Pars plana Vitrektomie unterzogen wurden. Hierzu werden 124 Augen von 108 Patienten nach dem Diabetes mellitus Typ und dem vorliegenden Retinopathiestadium eingeteilt. Der Ausgangsvisus wird mit dem besten postoperativen Visus und dem Visus bei letzter Kontrolle verglichen. Eine Visusverbesserung gegenüber dem Ausgangsvisus kann beim besten postoperativen Visus bei 63,7 % festgestellt werden. Bei der letzten Kontrolle zeigen 54 % eine Visusverbesserung. Außerdem werden die postoperative Netzhautsituation, durchgeführte Nachoperationen und aufgetretene Komplikationen betrachtet und in die Auswertung mit einbezogen. Die Netzhaut liegt zum Zeitpunkt der letzten Nachkontrolle bei 70,1 % der Fälle an. An 33,9 % der Augen mussten eine oder mehrer Nachoperationen durchgeführt werden. Zwei Augen werden letztendlich enukleiert.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines neuen Ansatzes zur Akkommodationstheorie des menschlichen Auges. Es wurde ein Modell entwickelt, mit dessen Hilfe zum einen dieser alternative Ansatz dargestellt und zum anderen experimentelle Bestimmungen zur Quantifizierung des Akkommodationsumfanges durchgeführt werden konnten. In Anlehnung an die Helmholtz’sche Theorie postulierten wir eine durch Faserzug hervorgerufene Abflachung der Linse und damit verbunden eine Brechkraftverringerung unter Desakkommodation. Anders als bei bisherigen Theorien wird in unserem Modell den vorderen und hinteren Zonulafasern die Haupteffektorwirkung zugeschrieben. Die äquatorialen Fasern und ihre Zugkraft wurden vernachlässigt. Es konnte so gezeigt werden, dass eine Formveränderung, speziell der Krümmungsradien, ohne äquatoriale Umfangsänderung möglich ist. Eine Brechkraftverstellung wurde unabhängig von Linsenumfangsänderungen erreicht. Unser Kapselsack-Zonulamodell bestand aus einer transparenten, eigenelatischen Sammellinse, den radiär an der Vorder- und Rückfläche befestigten Zonulafasern und einem aus zwei verschieblichen Halteringen bestehenden Haltapparat. Die Linse bestand aus transparentem thermoplastischem Segeltuch, welches vorgeformt und anschließend mit Silikonöl befüllt wurde. Im Ruhezustand hatte die Linse die vierfachen Maße der natürlichen menschlichen Linse. Mit je 12 Zonulafasern an Vorder- und Rückfläche konnte Zugkraft auf die Linse ausgeübt werden. Die Fasern wurden 5 mm ab Äquator zum Linsenzentrum hin angebracht, sodass bei Zug der äquatoriale Umfang unbeeinflusst blieb, und sich mit Kraftausbreitung zum Linsenzentrum hin die Krümmungsradien vergrößerten. Die Varianz der Linsenbrechkraft unter Akkommodation bzw. Desakkommodation wurde auf einer Optischen Bank quantifiziert. Es zeigte sich durchschnittlich eine Brechkraftverringerung um 18 Dpt unter maximalem Zonulazug. Aufgrund der viskoelastischen Eigenschaften nahm die Modelllinse bei nachlassender Faserzugspannung wieder ihre ursprüngliche Form ein, die Brechkraft nahm bei Verkleinerung der Krümmungsradien wieder zu. An der Entwicklung einer akkommodativen Kunstlinse wird weltweit geforscht. Es gibt verschiedenste Ansätze zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit, die von implantierten silikongefüllten Ballons (Nishi), über achsenverschiebliche Intraokularlinsen bis hin zu Mehrlinsensytemen reichen. Die bisher im menschlichen Auge angewendeten Modelle (z.B. 1 CU, AT 45) erreichen noch nicht ausreichend die gewünschte Akkommodationsbreite. Zudem werden Langzeiteffekte wie Kapselschrumpfung und Nachstar nach Implantation beschrieben, die die Akkommodationskraft der Kunstlinsen nachteilig beeinflussen. Die Forschung nach dem optimalen Linsendesign geht also weiter. In unserem Modellversuch wurde gezeigt, dass unabhängig von der äquatorialen Umfangsänderung eine Brechkraftänderung induzierbar ist. Auf der Grundlage dieses Kapsel-Zonula-Modells sind weiterführende Experimente zur Quantifizierung der einwirkenden Kräfte und Optimierung ihrer Wirkungsgrade möglich.
Die Deponie Ihlenberg zählt zu den größten Anlagen ihrer Art in Europa. 1977 erschlossen und für den Deponiebetrieb als geeignet befunden, wurde das Gelände zunächst für die Verbringung von Bauschutt, in den Folgejahren jedoch ebenfalls zunehmend für die Verbringung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen genutzt. Im März 2002 wurde durch Vertreter der Bürgerinitiative dem Deponiebeirat und dem Umweltministerium eine Liste mit 13 Namen an Krebs erkrankter Deponiebeschäftigter übergeben. Durch die Deponieleitung wurden 16 an Krebs erkrankte Beschäftigte bei der Berufgenossenschaft Tiefbau angezeigt. Bis Juni 2003 wurde diese Liste auf insgesamt 18 Namen erweitert. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Diskussion der unter den Deponiebeschäftigten aufgetretenen Krebserkrankungen aus epidemiologischer Sicht. Vordringlich ist zu klären, ob die Anzahl der berichteten Erkrankungen der statistischen Erwartung entspricht. Die zur Beant¬wortung der Frage erforderlichen detaillierten Angaben über die Anzahl der Beschäftigten eines jeden Betriebsjahres, die Alters- und Geschlechtsverteilung im Beschäftigungs¬zeitraum und den aktueller Vitalstatus eines jeden Mitarbeiters sind jedoch gegenwärtig nicht in der benötigten Vollständigkeit und Präzision verfügbar. Kernaufgabe dieser Arbeit ist daher eine quantitative Diskussion der Wahrscheinlichkeit für eine statistisch signifikante Erhöhung der Fallzahlen im Rahmen der vorhandenen Unsicher¬heiten in den Eingangsdaten. Hiermit soll insbesondere die Frage beantwortet werden, ob ein weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich einer analytischen Untersuchung der möglichen Ursachen der Erkrankungsfälle besteht. Die bekannten Krebserkrankungen wurden in die zu untersuchende Kategorien „Alle“ malignen Erkrankungen und maligne „Lymphome“ klassifiziert. Da für die Arbeit viele essentielle Daten nicht zur Verfügung standen, wurden diese durch geeignete Abschätzungen möglichst sinnvoll ergänzt. Für die zunächst durchgeführte orientierende Probabilitäts¬betrachtung wurde die Beschäftigtenkohorte (120 Beschäftigte pro Jahr) als konstant angenommen, ebenso der Anteil der männlichen (90%) und weiblichen (10%) Beschäftigten. Die Altersverteilung der Beschäftigten wurde in Anlehnung an die Alters¬verteilung der Bevölkerung von Nordwestmecklenburg, sowie alternativ in Anlehnung an die Altersverteilung der „sozialversicherungspflichtigen Beschäftigten am Arbeitsort in Deutschland“ betrachtet. Beide orientierenden Abschätzungen gingen von einer konstanten Altersverteilung innerhalb der Beschäftigten¬kohorte innerhalb des Untersuchungszeitraums aus. In der vorliegenden Arbeit wurden angesichts der unvollständigen Datenlage alle für die Berechnung der SIR erforderlichen Eingangsparameter über jeweils breite Wertebereiche hinweg variiert. Hierbei wurden bewusst auch extreme Szenarien betrachtet. Die Auswirkungen der angenommenen Wertebereiche allein und in Kombination auf die Berechnung der SIR wurden quantitativ untersucht. Die resultierenden Ergebnisräume erlauben eine Einschätzung der Wahrscheinlichkeit von Parameterkombinationen, in deren Folge statistisch signifikant erhöhte SIR resultieren würden. Die Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die SIR-Werte unter verschiedenen Randbedingungen über einen weiten Bereich schwanken. Die Abschätzung zeigt jedoch für einen erheblichen Teil der angenommenen Parameterkombinationen statistisch signifikant erhöhte SIR-Werte. Dieses Ergebnis spricht dafür, dass im Rahmen der diskutierten Unsicherheitsbereiche eine Erhöhung der Häufigkeit von Krebserkrankungen unter den Beschäftigten der Deponie Ihlenberg zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht ausgeschlossen werden kann. Gleichzeitig muss jedoch betont werden, dass der gewählte deskriptive Studienansatz keinesfalls im Sinne eines kausalen Zusammenhangs interpretiert werden darf. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass ein Forschungsbedarf zur Klärung einer möglichen Erhöhung von Krebserkrankungen bei den Beschäftigten der Deponie besteht. Weiterführende epidemiologische Untersuchungen müssen neben der systematischen Erfassung und Quantifizierung deponiebedingter Expositionen relevante individuelle Risikofaktoren in Betracht ziehen.
Thema: Es wurden 35 Patienten mit einem Peniskarzinom hinsichtlich der immunhistochemischen Lokalisation der Annexine I, II und IV untersucht. Material und Methoden: Histologische Schnittpräparate von 35 Patienten mit einem Peniskarzinom (3 Carcinomata in situ, 3 verruköse Karzinome, 12 T 1 -, 7 T 2 -, 9 T 3 -, 1 T 4 - Karzinome) wurden mittels Antikörpern gegen ANX I, II und IV gefärbt und mikroskopisch untersucht. Unterschieden wurden Invasionsfront der Karzinome und auf zellulärer Ebene Zellkern, Zytoplasma und Zellmembran. Neben der Annexinexpressionstärke (sehr stark, stark, mäßig, schwach/nicht vorhanden) wurden mittels Annexinscore (ANX score I - Zellmembran schwach, ANX score II - Zellmembran stark, Zytoplasma schwach, ANX schore III - Zellmembran und Zytoplasma stark) die Annexinexpressionen verglichen. Ergebnisse: Die Annexine I und II waren sowohl im Peniskarzinom insgesamt als auch im gesunden Gewebe stark exprimiert. Annexin IV zeigte sich im gesunden Gewebe kaum und bei den Karzinomen lediglich bei drei basaloiden Karzinomen stark exprimiert. Statistische Signifikanz zeigte sich zwischen dem Annexin I score und den Tumorstadien sowie zwischen T - Stadium und der Annexin I Expression im Bereich der Zellmembran. Höheres Grading der Karzinome war mit höherer Annexin I Expression in den Zellmembranen assoziiert. Lymphogen metastasierte Peniskarzinome wiesen eine stärkere Annexin I Expression in der Invasionsfront der Tumoren auf. Bei lokal fortgeschrittenen Tumorstadien lagen eine höhere Annexin II Expression und ein höherer Annexin II score vor. Keine Signifikanz zeigte sich zwischen der Überlebensrate der Patienten und der Expression der Annexine I, II und IV. Diskussion: Die Annexine I und II waren bei höherem Grading, höherem Tumorstadium und Annexin I und IV in der Invasionsfront der lymphogen metastasierten Peniskarzinome statistisch signifikant exprimiert. Dies könnte im Zusammenhang stehen mit der physiologischerweise vorhandenen Rolle der Annexine bei Zellmigration, Zell - Zell- Interaktion und im Rahmen der Karzinogenes mit Metastasierung und Tumorprogression.
Zusammenfassung In dieser Arbeit wurde die Lebensqualität von stationär behandelten Patienten der Hautklinik Greifswald mit einer Normstichprobe verglichen. Es wurden von Patienten häufig benutzte Copingstrategien untersucht und weitere mögliche Prädiktoren für die Lebensqualität ermittelt. Methode Die 8 Skalen des SF-36 wurden zu zwei Summenskalen zusammengefasst, die einmal das körperliche und einmal das psychische Befinden darstellten. Mittels Hierarchischer Regressionsanalyse wurde der Anteil der Copingstrategien errechnet, der über soziodemographische und Belastungsvariablen hinaus für die Lebensqualität verantwortlich war. Mit Hilfe einer Multiplen Kovarianzanalyse wurde untersucht, ob die Art der Diagnose einen zusätzlichen Einfluss auf die Lebensqualität hatte. In einem zweiten Schritt wurden die Patienten in 4 Gruppen mit hoher und niedriger Belastung durch die Hauterkrankung und guter und schlechter Lebensqualität unterteilt. Um festzustellen, was die Patienten, die trotz hoher Belastung eine gute Lebensqualität hatten anders machten, wurde die Anwendung der Copingstrategien innerhalb dieser Gruppen untersucht. Ergebnisse 164 Patienten der Hautklinik gaben einen komplett ausgefüllten Fragebogen ab, und wurden in die Analyse aufgenommen. Die Patienten der Hautklinik hatten gegenüber der Normalbevölkerung eine geringere Lebensqualität in allen Bereichen des SF-36. In der hierarchischen Regressionsanalyse wurde für die körperliche Lebensqualität (Summenskala) ermittelt, dass viele Nebendiagnosen und Medikamente sowie starke Schmerzen die Lebensqualität negativ beeinträchtigten. Für eine gute psychische Lebensqualität (Summenskala) waren höheres Lebensalter, männliches Geschlecht und die häufige Anwendung der Copingstrategie Akzeptanz bedeutsam. Die Untersuchung der Lebensqualität zwischen den einzelnen Diagnosegruppen ergab, dass Patienten mit Neurodermitis/Ekzem und auch Patienten mit bösartigen Neubildungen die schlechtesten Werte in der „Psychischen Summenskala“ hatten. Das zeigte, dass auch andere Faktoren der Erkrankung, die hier nicht erfasst wurden, eine Rolle für die psychischen Lebensqualitätsparameter spielen (z.B. unterschiedlicher Verlauf, Behandelbarkeit, Akzeptanz in der Bevölkerung). Die körperliche Lebensqualität zwischen einzelnen Diagnosegruppen unterschied sich nach Kontrolle der soziodemographischen und Belastungsvariablen nicht mehr signifikant voneinander. Die Patienten, die trotz hoher Belastung durch die Hauterkrankung eine gute psychische Lebensqualität hatten, benutzten häufiger die Copingstrategie Akzeptanz. Für die körperliche Lebensqualität konnte dieser Zusammenhang nicht gefunden werden. Schlussfolgerungen Die Lebensqualität von Patienten mit Hauterkrankungen hängt von zusätzlichen Erkrankungen und hoher Zahl einzunehmender Medikamente,sowie vom Alter, Geschlecht, Schmerzen und Anwendung von Copingstrategien ab. Eine besonders niedrige körperliche Lebensqualität haben Patienten mit chronisch venöser Insuffizienz. Eine besonders niedrige psychische Lebensqualität haben Patienten mit Neurodermitis und Ekzem.
Hintergrund: Bei Anwendung von Implantaten zur kieferorthopädischen Verankerung ist die Primärstabilität von großer Bedeutung. Der Nutzen der Knochenkondensation zur Erhöhung der Primärstabilität wird kontrovers diskutiert. Material und Methode: Bei dieser Studie wurden an 22 menschlichen Leichenköpfen 10 Frialit®-2 Stufenschraubenimplantate Synchro und 12 Frialit®-2 Stufenzylinderimplantate mit Titanbeschichtung in die Sutura palatina mediana gesetzt. Bei der Hälfte der beiden Implantattypen wurde das Implantatbett durch Knochenkondensation mittels Frialit®-2; Bone Condenser nach Herstellerprotokoll vorbereitet. Bei beiden Implantattypen betrug der Durchmesser 4,5mm und die Länge 8 mm. Die Primärstabilität wurde mit der non-invasiven Resonanzfrequenzanalyse bestimmt, ferner wurde der Kontaktbereich Implantat/Knochen histomorphometrisch und radiographisch untersucht. Ergebnisse: Bei der Vorbereitung des Implantatbettes durch Knochenkondensation konnte gegenüber der konventionellen Technik bei beiden Implantattypen zwar mittels Resonanzfrequenzanalyse ein erhöhter ISQ (implant stability quotient) gemessen werden, jedoch waren diese Unterschiede nicht signifikant. Histomorphometrisch zeigte sich allerdings eine signifikante Zunahme des Knochen-Implantat-Kontaktes (p<0.001) im spongiösen Knochen bei beiden Implantattypen, während im Bereich der Kompakta keine Vorteile durch Knochenkondensation entstehen. Ebenso signifikant ist die Zunahme der Knochendichte (p<0.001) im spongiösen Knochen bei der radiographischen Knochendichtebestimmung, während im Bereich der Kompakta keine signifikanten Veränderungen nachweisbar sind. Schlussfolgerung: Die Studie zeigt, dass histologisch durch Kondensation im Bereich der Spongiosa ein besserer Implantat-Knochen-Kontakt erzielt werden kann, der auch durch radiographische Dichtemessungen bestätigt wird. Die Ergebnisse der histomorphometrischen Implantat-Knochen-Kontakt-Bestimmung und der radiographischen Dichtebestimmungen korrelieren. Mögliche Vorteile der Knochenkondensation können nur in spongiösem Knochen gesehen werden.
The New Zealand coal covering the complete maturity range from peat to high volatile bituminous, thus from early diagenetic to catagenesis coalification levels, has been studied in order to bring out new insights into molecular alterations, macromolecular structural evolution, elemental-compositional changes as function of maturation and to propose which processes cause these changes. As particular note from the previous observations that many immature coals from around the world often have rather high extraction yields. It is uncertain whether or not bitumen affecting on petroleum potential and structural evolution of coals. My purposes were therefore to find out the possible interaction between kerogen and bitumen during pyrolysis, and to elucidate the role of bitumen in defining petroleum potential and structural evolution of coals. Furthermore, it is assumed that low rank coals appear to be well suited for feeding the deep subsurface microbes. The products are released as either CO2 or CO that could be substrates for microbial activity. Thus, in this dissertation, I have calculated the loss of CO2 during diagenesis to give the quantitative feeding potential link to deep biosphere, using a mass balance model. To achieve these purposes, at the primary step, the facies variability as well as the molecular compositional changes within the coal band sequence in regard to distinguish the influences of organofacies and maturity need to be clear. Hence, the first aim was to gather information about depositional environment and insights into the plant communities that have contributed to New Zealand coals. Numerous organic-geochemical techniques were used to analyse the free lipids and macromolecular organic matter. Total organic carbon determination (TOC), bulk δ13Corg isotope analysis, the Rock-Eval pyrolysis, pyrolysis- gas chromatography and infrared spectrometry were performed on the original samples and the residue after solvent extraction. The crude lipid extract was separated into fractions that were then analysed by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. The obtained data shows that organic matter of New Zealand coals contains mainly terrestrial higher plant material, with a more or less constant background supply of bacterial biomass, deposited in oxidising environment. Angiosperms contributed as the main proportion of the organic matters. Gymnosperms, particularly the Podocarpaceae, Cupressaceae, Taxodiaceae, Pinanceae and Araucariaceae conifer species, still dominated during the Cretaceous. New Zealand coal is classified as mixed gas- and oil-prone. Hydrogen index values increase from 120 to 280 (mg/g TOC) with increasing maturity, which has been explained by the loss of oxygen during diagenesis. A Transformation Ratio of CO2 (TRCO2) has been formulated here in order to quantify the loss of CO2 for any given coal type. It obviously shows CO2 generation is one of the major features of diagenesis that might feed the deep biosphere. In case of study, about 10 to 105 mg CO2 per gram of total organic carbon have been released during maturation from peat to high volatile bituminous. This is equivalent to 0.23 to 2.4 millimoles CO2 per g TOC. For methanogenesis via CO2 reduction, between 0.92 and 9.6 millimoles hydrogen would be required for complete CO2 reduction during diagenesis. Future work must determine if this is feasible or not. The important role of bitumen in defining the petroleum generation potential was elucidated. The presence of hydrogen transfer agents in bitumen helps to stabilize free radicals hence prevents recombination/ repolymerization processes thus preserving the petroleum generating potential in original coals. Specially, second-order reactions between kerogen and bitumen occurred during pyrolysis that reduce the primary gas yield, but increase the potential secondary gas as well as oil yields. Therefore, it is proposed that pre-extraction of source rocks before pyrolysis, especially coals where extraction yields are particularly high, is not recommended. The comparative investigation with previously studied higher rank Carboniferous German coals showed an excellent fit for both pyrolysis and infrared spectrometry data, suggesting that the New Zealand coals can be considered as natural precursors of the German coals. The structural evolution of coals during maturation is firstly characterized by the enrichment of the aliphatic structures in low rank, peat to high volatile bituminous, then decreases with further maturation. This enrichment of aliphatic carbon content in low rank is accompanied by an increase in the average aliphatic chain length. A slightly enrichment of CH3 group is observed in maturity range 0.9- 2.1% vitrinite reflectance. Secondly, during coalification the content of protonated aromatic carbons increases until R0 ~ 1.6%, then decreases with further maturation.
Die Einführung einer pauschalierten Vergütung für Krankenhausleistungen in Deutschland nach den G-DRGs (German Diagnosis Related Group) bietet für die Einrichtungen der Kinder- und Jugendmedizin den Nachteil, dass erwachsene und pädiatrische Patienten einer DRG gleich vergütet werden. Dieses Vergütungsproblem versucht nun das InEK (Institut für das Entgeltsystem im Krankenhaus) mittels eines Alterssplittings innerhalb bestimmter DRGs zu lösen. Eine Zeitmessstudie im Bereich der Pädiatrie der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald zeigt exemplarisch für die umsatzstärkste DRG wie hoch die Unterfinanzierung auf Basis der einheitlichen Vergütung nach InEK-Vorgaben ist und ob das geplante Alterssplitting dieser DRG im DRG-Katalog 2008 zur Entlastung der Finanzsituation beiträgt. Weiter zeigen die Autoren Möglichkeiten für eine sachgerechte Vergütung von pädiatrischen Fällen im G-DRG-System auf.
Das Problem der Auswahl eines geeigneten Spenders für eine allogene Stammzelltransplantation mittels Testung auf HLA-Kompatibilität ist von enormer Bedeutung, da mit den „Antigen-Eigenschaften“ des Transplantates eine Reihe möglicher, gefürchteter Komplikationen, wie GvHD, Rezidive oder Abstoßungsreaktionen, einhergehen. Daneben wird der Einfluss weiterer Proteine außerhalb der Gene des MHC vermutet. Basierend auf Transplantationsstudien bei Erwachsenen untersuchten wir den IL6 -174 G/C Promotor Polymorphismus, den TGFbeta +861 T/C Polymorphismus im Intron 5 und den CTLA-4 -318 C/T Promotor Polymorphismus auf Assoziationen mit möglichen Verläufen von Stammzelltransplantationen bei Kindern. Für die Analysen standen uns DNA Proben und klinische Daten einer deutschlandweiten Spender/Empfängersammlung von AML(n=48) und ALL(n=114) Patienten zur Verfügung. Als Kontrollpopulation dienten die gesunden, unverwandten Spender. Die Genotypverteilung der Polymorphismen wurde mit der Methode der Polymerasekettenreaktion und anschließendem Restriktionsverdau typisiert und die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe des Chi- Quadrat Testes nach Pearson. Bezüglich des IL6 -174 G/C Promotor Polymorphismus ist der CC Genotyp in beiden Patientenkollektiven signifikant häufiger vertreten als in der Kontrollgruppe. Bei AML Patienten war der CC Genotyp außerdem mit einem Rezidiv und dem Versterben nach Rezidiv assoziiert. Bei ALL Patienten war der CC Genotyp mit einem „Increasing Mixed Chimerism“ (IncreasMC) nach der Transplantation signifikant assoziiert. Bezüglich des TGFbeta +861 T/C Polymorphismus konnte gezeigt werden, dass ALL Patienten, die an einer Infektion verstarben, überzufällig häufig mit dem Genotyp TT transplantiert wurden. Außerdem wurde deutlich, dass AML Patienten mit einem IncreasMC signifikant häufiger mit einem genotypisch ungleichen Spender transplantiert wurden und AML Patienten mit einer Kompletten Remission signifikant häufiger ein genoytpisch identisches Transplantat bekamen. Im Hinblick auf den CTLA-4 -318 C/T Promotor Polymorphismus zeigte sich, dass die AML Patienten, die an einer Infektion verstarben, signifikant häufiger heterozygot waren als alle anderen AML Patienten. Die Prüfung der HLA-Kompatibilität ist bei der Spenderauswahl das wesentliche Verfahren. Unsere Daten weisen darauf hin, dass auch andere Genregionen für die Kompatibilität eines Transplantates ausschlaggebend sein können. Bei der Spenderauswahl dürfte daher in Zukunft die Genotypisierung polymorpher Gene auch außerhalb der MHC-Region an Bedeutung gewinnen.
Das Pankreaskarzinom zeichnet sich durch ein aggressives Tumorwachstum verbunden mit einer sehr geringen 5-Jahres-Überlebensrate und einem schlechten Ansprechen auf eine zytostatische Therpie aus. Eines der Merkmale von Tumorzellen ist ihre Resistenz gegenüber Apoptose. Heat Shock Proteine (HSPs) bilden eine große homologe Proteingruppe, die nicht nur zytoprotektive Funktionen haben, sondern auch in malignen Tumorzellen überexprimiert werden und die apoptotische Kaskade an mehreren Stellen hemmen können. In dieser Arbeit untersuchten wir, ob Heat Shock Proteine auch im Pankreaskarzinom überexprimiert sind und welchen Einfluss HSP70 auf die Apoptose in Pankreaskarzinomzellen hat. Die humanen duktalen Adenokarzinomzelllinien Panc-1, MIA PaCa-2, BxPC-3 und Capan-2 sowie nicht-transformierte duktale Pankreaszellen wurden hierfür verwendet. Mittels Western Blot und Immunzytochemie wurde die Expression von HSP70 detektiert, die Bestimmung der Zellproliferation erfolgte durch eine kolorimetrische Messung. Zur Inhibition von HSP70 wurden sowohl Quercetin, ein pflanzliches Polyphenol, als auch HSP70 spezifische siRNA verwendet. Die Apoptose wurde durch Messung der Caspasen-3 und -9, der Bestimmung des Anteils Annexin-V positiver Zellen in der Durchflusszytometrie und in situ durch TUNEL-Färbungen untersucht. Wir konnten nachweisen, dass HSP70 trotz identischer Kultivierungsbedingungen in Tumorzellen stärker exprimiert wird als in den duktalen Zellen. Thermischer Stress konnte die HSP70 Expression weiter steigern. Durch Quercetin gelang eine Inhibition der HSP70 Expression, die zu einer verrringerten Zellproliferation von Tumorzellen führte, nicht jedoch von normalen duktalen Zellen, die nur wenig HSP70 exprimierten. Dihydroquercetin, ein ineffektives Analogon von Quercetin ohne HSP70 reduzierende Eigenschaften, hatte weder in Tumorzellen noch in normalen pankreatischen duktalen Zellen eine Wirkung. In den Karzinomzelllinien Panc-1 und MIA PaCa-2 führte der Verlust von HSP70 durch Quercetin zu einer gesteigerten Apoptose, wie durch Caspase-3 und -9 Messung, Annexin-V Markierung und im TUNEL-Assay gezeigt wurde, während Dihydroquercetin in keiner der untersuchten Zelllinie Apoptose auslöste. Diese Ergebnisse konnten unter Verwendung von HSP70 spezifischer siRNA bestätigt werden. Nach 48 bzw. 72 Stunden wurde HSP70 in Panc-1 und MIA PaCa-2 fast vollständig inhibiert und eine gesteigerte Apoptoserate gemessen. Kontrollexperimente mit nicht-spezifischer „scrambled“ siRNA konnten keine Induktion der Apoptose nachweisen. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Anwesenheit von Heat Shock Protein 70 die erhöhte Apoptoseresistenz von Pankreaskarzinomzellen miterklärt. Depletion von HSP70 leitet die Apoptose in pankreatischen Tumorzellen ein. Um mögliche andere pro-apoptotische Effekte von Bioflavonoiden zu umgehen, verwendeten wir RNA Interferenz, die ein gezieltes Ausschalten eines einzelnen Gens gewährleistet. Damit konnten wir unsere vorher mit Quercetin erzielten Ergebnisse bestätigen. Wir konnten zeigen, dass HSP70 anti-apoptotische Eigenschaften im Pankreaskarzinom hat, HSP70 inhibierende Substanzen könnten daher ein therapeutisches Potential in der Behandlung des Pankreaskarzinoms haben.
Kontaktlinsenträger haben ein erhöhtes Risiko für Keratitiden. Die Ursache liegt u.a. in unzureichend wirksamen Kontaktlinsenpflegesystemen, insbesondere All-in-One Lösungen. Die vorliegende Studie liefert einen aktuellen Überblick über die meistverwendeten Kontaktlinsenpflegesysteme in Deutschland. Hauptaugenmerk war die Untersuchung unter Belastung mit 1% Albumin, 0,1% Mucin. All-in-One Lösungen wirken weiterhin insbesondere unter Belastung nur unzureichend. Mikrobiologisch sind daher z.Z. nur Wasserstoffperoxidlösung zu empfehlen.
Soja gehört aufgrund seines hohen Proteingehaltes seit Jahrtausenden zu den Grundnahrungsmitteln des Menschen. Daneben wird Soja sowohl in Europa als auch in Asien als Ergänzungsfutter in der Tierernährung verwendet. Die enthaltenen Isoflavone verursachen in vivo möglicherweise positive, systemische Effekte, was aus erhöhten Geburtsgewichten sowie dem verbesserten postnatalen Wachstum von Ferkeln abgeleitet wurde. In weiteren Studien, in denen nach Fütterung im Blut der Tiere eine Daidzeinmenge von ca. 1 µmol/l zirkulierte, wurde das Wachstum der Ferkel nicht beeinflusst. Ferner zeigten die Isoflavone Genistein und Daidzein in vitro häufig ambivalente Effekte auf das Wachstum von Maus oder Ratte abgeleiteten Muskelzellkulturen in Abhängigkeit von der Dosis und Einwirkzeit. Die direkte Wirkung der Isoflavone auf das Wachstum und die Differenzierung von Skelettmuskelzellen wurde bisher für das Hausschwein nicht untersucht, obgleich es über sojahaltiges Futter einer kontinuierlichen Zufuhr von Isoflavonen ausgesetzt und eine Beeinflussung des Wachstums aufgrund der zuvor genannten Studien denkbar ist. Zudem wurde bisher die Expression der Östrogenrezeptoren, als mögliche Bindungsorte für Isoflavone, weder auf Protein- noch auf mRNA-Ebene im Skelettmuskel des Schweins beschrieben. Die vorliegende Arbeit verfolgte daher das Ziel, ein in vitro-Modell in Form einer Satellitenzellkultur aus dem M. semimembranosus für die Untersuchung des Muskelwachstums beim Hausschwein zu etablieren. Erstmals sollte daran die direkte Wirkung der Isoflavone Genistein und Daidzein in physiologischen sowie nicht-physiologischen Konzentrationen auf Basisprozesse des exponentiellen Wachstums und der Differenzierung unter Berücksichtigung möglicher wachstumsfaktorvermittelter Regulations¬mechanismen beschrieben werden. Die Isoflavonwirkung auf die DNA-Synthese der Muskelzellen wurde im Vergleich mit den Östrogenen 17beta-Östradiol und Östron sowie in weiteren Versuchen in Kombination mit den Wachstumsfaktoren IGF-I und EGF betrachtet. Für die Bestimmung der Einflüsse von Genistein und Daidzein auf die Proliferation porciner Skelettmuskelzellen wurden die DNA-Syntheserate, der Zellzyklus, Zelltod sowie DNA-Schäden und deren Reparatur nach Entzug der Isoflavone gemessen. Um den Einfluss der genutzten Isoflavone und 17beta-Östradiol auf die Differenzierung der Skelettmuskelzellen zu untersuchen, erfolgte die Bestimmung des Fusionsgrades sowie die Messung der Creatinkinase-Aktivität. Zusätzlich wurde der Proteinmetabolismus als Einbau bzw. Freisetzung von [3H]-Phenylalanin betrachtet. Ferner erfolgte die Untersuchung der Expression der Östrogen- und Tyrosinkinaserezeptoren, EGF-R und IGF-1R, mithilfe der RT-PCR, des Immunoblots und der Immunhistochemie während der Proliferations- und/oder der Differenzierungsphase. Aus dem porcinen M. semimembranosus wurde erfolgreich ein Satellitenzellpool etabliert und erstmals die Expression der Östrogenrezeptoren alpha und beta im porcinen Skelettmuskel und dem davon abgeleiteten Zellpool gezeigt. Die Ergebnisse lassen weiterhin negative Wirkungen der getesteten Isoflavone auf das Muskelzellwachstum in Ferkeln vor allem ab zirkulierenden Serumkonzentrationen von > 1 µmol/l, jedoch keine Effekte der Östrogene auf die Zellproliferation erwarten. IGF-I und EGF erwiesen sich als wirkungsvolle Stimulatoren des porcinen Muskelzellwachstums, was für EGF in der Zellkultur mit serum- und wachstumsfaktorfreiem Medium erstmals gezeigt wurde. Darüber hinaus wirken IGF-I und EGF scheinbar den toxischen Effekten hoher Isoflavondosen entgegen. Dennoch erniedrigte Genistein (100 µmol/l) deutlich die wachstumsfaktorvermittelte DNA-Synthese in porcinen Satellitenzellkulturen. Interessanterweise war unter dem Einfluss nahrungstypischer Daidzeinkonzentrationen (1 und 10 µmol/l) in Kombination mit IGF-I eine signifikante Erhöhung der Zellzahl zu beobachten. In der differenzierenden porcinen Muskelzellkultur verringerten sowohl Östrogene als auch Isoflavone dosisabhängig die Proteinabbaurate. Obgleich Östrogene allgemein beim Schwein nicht als Förderer des Muskelwachstums gelten, haben Östrogene und nahrungstypische Isoflavonkonzentrationen das Potential, den Protein¬metabolismus des porcinen Skelettmuskels zu beeinflussen. Auf der anderen Seite führten hohe Isoflavonkonzentrationen (20; 100 µmol/l) zu einer Abnahme der Proteinmenge und wirkten als Toxine auf die differenzierenden Skelettmuskelzellen. Da das Schwein eine dem Menschen ähnliche Physiologie und einen für die Isoflavone vergleichbaren Metabolismus besitzt, sind die Ergebnisse dieser Arbeit nicht nur für die Tierernährung bedeutsam, sondern ebenso für die Beurteilung der Auswirkungen sojabasierter Babynahrung auf Entwicklungsprozesse beim menschlichen Neugeborenen, was in zukünftigen Untersuchungen zu den Wirkungen der Sojaisoflavone berücksichtigt werden sollte.