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Die konventionelle Koronarangiografie ist bislang der Goldstandard in der Diagnostik der KHK. Neben ihrer methodisch bedingten Invasivität ist sie jedoch mit einer nicht unerheblichen Strahlen- und Kontrastmittelexposition für den Patienten verbunden. Eine potenzielle interventionelle Alternative zur konventionellen Koronarangiografie stellt die Rotationsangiografie dar. Hierbei erfolgt unter laufender Kontrastmittelinjektion (,,preload“) die herzbezogen isozentrische Rotation der Röntgenröhre mit einer Winkelgeschwindigkeit von 40°/Sek. transversal um den Patienten herum: für die linke Herzkranzarterie von LAO 50° bis RAO 30° in 20° kranialer Auslenkung und von RAO 30° bis LAO 90° in 20° kaudaler Auslenkung, sodann für die rechte Herzkranzarterie einmalig von RAO 30° bis LAO 90° ohne kraniokaudale Auslenkung. Das Ziel unserer Arbeit war primär zu untersuchen, ob in einem statistisch aussagefähigen, verbundenen Patientenkollektiv in klinischer Routine die Rotationsangiografie der konventionellen Koronarangiografie in der kardiologischen Diagnostik der KHK unterlegen sei und sekundär in welcher Weise sich Kontrastmittelvolumen und Strahlenexposition beider Untersuchungsmethoden im Vergleich zueinander verhalten. Von ursprünglich 235 Patienten konnten 16 Patienten aus medizinischen Sicherheitsgründen und 12 weitere Patienten aufgrund technisch-inadäquater Bildqualität der erhobenen Rotationsangiografien nicht in die vergleichende Analyse eingeschlossen werden. Die verbleibenden 207 Patientendatensätze, einschließlich ihrer konventionellen und Rotationsangiogramme, wurden pseudonymisiert und von 3 unabhängigen, erfahrenen Kardiologen beurteilt. Es zeigte sich eine hohe intraindividuelle diagnostische Übereinstimmung für beide Untersuchungsverfahren (Kappa-Werte von > 0.75 für jeden Kardiologen und jedes Koronarsegment). Darüber hinaus sah man eine signifikante Reduktion des Kontrastmittelverbrauchs während Rotationsangiografie im Vergleich zur konventionellen Koronarangiografie von 31.9 ± 4.5 zu 52.2 ± 8.0 ml (p<0.001) und ein signifikant geringeres Dosisflächenprodukt als Maß der Strahlenexposition von 5.0 ± 2.6 zu 11.5 ± 5.5 Gy  cm2 (p<0.001) zugunsten der Rotationsangiografie. Zusammenfassend stellt die Rotationsangiografie eine sichere und gut durchführbare Untersuchungsmethode in der Diagnostik einer KHK im klinischen Alltag dar. Sie ist der konventionellen Koronarangiografie in der diagnostischen Treffsicherheit nicht unterlegen und zeichnet sich durch eine wesentlich geringere Kontrastmittel- und Strahlenexposition während der Untersuchung aus.
Die chronische arterielle Hypertonie erhöht das Risiko für kardiovaskuläre Komplikationen wie Schlaganfall und Myokardinfarkt. In der Pathophysiologie dieser Komplikationen spielen Thrombozyten eine wesentliche Rolle. Hierbei gehen die meisten Experten derzeit davon aus, dass Thrombozyten mit den durch die Hypertonie geschädigten Gefäßwänden reagieren. Ziel unserer Untersuchungen war es, zu untersuchen, ob durch die Hypertonie auch Veränderungen in Thrombozyten entstehen. Thrombozyten zirkulieren im Kreislauf in engem Kontakt mit der Gefäßwand und reagieren sensibel auf hohe Scherkräfte und aktivierte Endothelzellen. Jede Aktivierung, auch in reversiblen Frühstadien führt dabei zu Veränderungen in der Proteinzusammensetzung der Thrombozyten, dem Proteom. Da sie keinen Kern haben, ist die Proteinneosynthese in Thrombozyten stark limitiert. So „speichern“ Thrombozyten Informationen über ihre Aktivierungshistorie während ihrer zehntägigen Überlebenszeit, da die veränderten Proteine nicht, oder nur sehr eingeschränkt durch neu synthetisierte Proteine ersetzt werden. Proteomics bietet einen Ansatz, über tausend Proteine gleichzeitig zu untersuchen. Mittels zweidimensionaler, differentieller in Gel Elektrophorese (2D-DIGE) kann dabei ein sensibler quantitativer Vergleich zweier Proben erfolgen. Die komplexe Methodik erfordert jedoch eine hochgradige Standardisierung der Versuchsgruppen. In diesem Projekt wurde daher ein Tiermodell verwendet, um die ca. 1000, mittels 2D-PAGE dargestellten Proteinspots des Thrombozytenzytosols auf hypertoniebedingte Veränderungen zu untersuchen. Dabei wurden zwei unterschiedliche Rattenmodelle der Hypertonie eingesetzt um die Aussagekraft zu erhöhen. Nach 14tägiger Hypertoniephase wurden 45 Proteinspots detektiert, deren Intensität in beiden Rattenmodellen signifikant verändert war. Die Identifikation dieser Spots mittels Massenspektrometrie zeigte neben spezifischen Thrombozytenproteinen v.a. Zytoskelett- und Zytoskelett -assoziierte Proteine. Wurde an die 14tägige Hypertoniephase eine 10tägige Erholungsphase angeschlossen, waren diese Veränderungen nicht mehr nachweisbar. Überraschenderweise waren die beobachteten Veränderungen unterdrückbar durch mehrmalige Blutentnahme vor- und während der Hypertoniephase. Dabei wurden 8 Tage vor-, sowie zweimal während der Hypertoniephase (Tage 3 und 10) 3 ml Blut entnommen. Die daraufhin durchgeführte Untersuchung auf Veränderungen des Thrombozytenproteoms durch Blutentnahmen an normotensiven Tieren zeigte ein Muster an Veränderungen, dass dem unter Hypertonie beobachteten entgegengesetzt war. Eine denkbare Ursache für diese Beobachtung ist, dass die Thrombozytopoese durch die mehrmaligen Blutverluste gesteigert wurde. Die so vermehrt ausgeschütteten „jungen“ Thrombozyten zeigen ein inverses Proteommuster, gegenüber den durch Hypertonie gestressten Thrombozyten. Um dieser Hypothese nachzugehen wurden Ratten mit dem Thrombopoetinrezeptoragonisten Romiplostim behandelt. Das Thrombozytenproteom von Ratten nach Stimulation der Thrombozytopoese ähnelt dem von Ratten nach mehrmaligen Blutentnahmen. Dies unterstützt unsere Hypothese, dass die durch Blutentnahmen bedingten Proteomveränderungen auf eine gesteigerte Thormobzytopoese zurückzuführen sind und damit auf das gesteigerte Vorkommen junger Thrombozyten im Blutkreislauf. Veränderungen des Thrombozytenproteoms, die in beiden Tiermodellen unter Hypertonie auftraten, können mit großer Sicherheit auf die Hypertonie zurückgeführt werden. Zu beachten ist allerdings, dass beide Modelle auf einer Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron Systems (RAAS) basieren. Es kann also nicht differenziert werden, ob die Veränderungen durch die Hypertonie selbst oder durch das aktivierte RAAS verursacht wurden. Die Tiermodelle spiegeln somit nur eine Subgruppe der Hypertoniepatienten wider. Wir haben mit diesen Experimenten Thrombozyten-Proteine identifiziert, die sich durch einen erhöhten Blutdruck verändern. Diese Proteine sind daher potentielle Kandidaten für Biomarker, die eine Aussage über den Blutdruckverlauf der zurückliegenden Tage ermöglichen. Solch ein Marker, ähnlich dem HbA1c beim Diabetes mellitus, könnte die Hypertoniediagnostik erheblich erleichtern. Für die in dieser tierexperimentellen Studie identifizierten Proteine finden sich analoge Proteine in menschlichen Thrombozyten. Deren Veränderung durch Bluthochdruck sollte in Fall/Kontroll-Studien am Menschen untersucht werden. In Ergänzung zum im Journal of Hypertension veröffentlichten Artikel wird in der vorliegenden deutschen Zusammenfassung detaillierter auf die Methoden eingegangen. Darüber hinaus werden zusätzliche Aspekte in der Diskussion angesprochen.
The goal of this doctoral thesis is to create and to implement methods for fully automatic segmentation applications in magnetic resonance images and datasets. The work introduces into technical and physical backgrounds of magnetic resonance imaging (MRI) and summarizes essential segmentation challenges in MRI data including technical malfunctions and ill-posedness of inverse segmentation problems. Theoretical background knowledge of all the used methods that are adapted and extended to combine them for problem-specific segmentation applications are explained in more detail. The first application for the implemented solutions in this work deals with two-dimensional tissue segmentation of atherosclerotic plaques in cardiological MRI data. The main part of segmentation solutions is designed for fully automatic liver and kidney parenchyma segmentation in three-dimensional MRI datasets to ensure computer-assisted organ volumetry in epidemiological studies. The results for every application are listed, described and discussed before important conclusions are drawn. Among several applied methods, the level set method is the main focus of this work and is used as central segmentation concept in the most applications. Thus, its possibilities and limitations for MRI data segmentation are analyzed. The level set method is extended by several new ideas to overcome possible limitations and it is combined as important part of modularized frameworks. Additionally, a new approach for probability map generation is presented in this thesis, which reduces data dimensionality of multiple MR-weightings and incorporates organ position probabilities in a probabilistic framework. It is shown, that essential organ features (i.e. MR-intensity distributions, locations) can be well represented in the calculated probability maps. Since MRI data are produced by using multiple MR- weightings, the used dimensionality reduction technique is very helpful to generate a single probability map, which can be used for further segmentation steps in a modularized framework.
Patients with atrial fibrillation (AF) often present with typical angina pectoris and mildly elevated levels of cardiac troponin (non-ST-segment elevation myocardial infarction) during an acute episode of AF. However, in a large proportion of these patients, significant coronary artery disease is excluded by coronary angiography, which suggests that AF itself influences myocardial blood flow. The present review summarizes the effect of AF on the occurrence of ventricular oxidative stress, redox-sensitive signaling pathways and gene expression, and microcirculatory flow abnormalities in the left ventricle.
Krisensituationen können zu einer Vielzahl von Verletzten und Toten sowie zu psychischen Folgen und traumatischen Erinnerungen bei Überlebenden führen. Die vorliegende Studie ist eine der ersten explorativen Untersuchungen, die emotionale, kognitive und behaviourale Reaktionen während der Krisensituationen Terrorattentate, Gebäudebrände und Gebäudeeinstürze sowie den Naturkatastrophen Flut und Erdbeben in Europa mit denselben Messinstrumenten erhebt. Zusätzlich zu einer umfassenden Darstellung menschlicher Reaktionen in Krisensituationen wurde der Einfluss von unterschiedlichen Parametern, wie Art der Krisensituation, posttraumatischem Stress und Zeit zwischen dem Ereignis und dem Interview auf Reaktionen in Krisensituationen und Gedächtnisfunktionen erhoben. Individuelle und situationale Variablen wurden in Bezug zu den Variablen peritraumatischer, emotionaler Stress und Risikowahrnehmung sowie posttraumatischer Stress gesetzt. Emotionale, kognitive und behaviourale Reaktion in verschiedenen Krisensituationen waren überwiegend universell, lediglich die Hinweisreize und die Interpretation, die zu dem Ereignis berichtet wurden, unterschieden sich. Die Arten der Reaktion unterschieden sich zwischen instinktiv-automatisch, rational-ruhig und Resignation. Die häufigsten Reaktionen waren altruistisch und adaptiv auf behaviouraler, Angst und Panik auf emotionaler sowie eine hohe Risikowahrnehmung auf kognitiver Ebene. Überlebende mit hohem posttraumatischem Stress berichteten auf der einen Seite häufiger über Dissoziation und Derealization sowie physiologische Reaktionen, zusätzlich waren sie bei Ausbruch der Krisensituation häufiger in ihrer Wahrnehmung eingeschränkt und weniger proaktiv bei der Flucht/ Evakuierung. Auf der anderen Seite zeigte weder der posttraumatische Stress, noch die Art der Krisensituation oder die Zeit, die seitdem Ereignis vergangen war, eine Auswirkung auf die Gedächtnisfunktion. Die Intensität des peritraumatischen, emotionalen Stresses und der Risikowahrnehmung sowie des posttraumatischen Stress unterschied sich signifikant zwischen den verschiedenen Krisensituationen. Weitere signifikante Einflussgrößen von post- und peritraumatischen Faktoren sind: Geschlecht, Alter, Bildung, eigene Verletzungen und Tote während der Situation. Basierend auf der Analyse von Berichten der Überlebenden und theoretischen Modellen wurde ein Fragebogen entwickelt, der inhaltlich und psychometrisch mit Überlebenden von Krisensituationen sowie Teilnehmern, denen Notfallszenarien verschiedener Krisensituationen vorgelegt wurden, getestet wurde. Ein besonderes Merkmal lag auf dem dynamischen Ansatz des Fragebogens, dem sog. Staging, bei dem peritraumatische Emotionen und Kognitionen zu drei Zeitpunkten der Krisensituation wiederholt wurden. Zwischen Überlebenden bzw. Szenario-Teilnehmern gab es kaum Unterschiede, wohingegen sich Geschlecht, Art des Szenarios und Stadium der Krisensituation signifikant auf die Antworttendenzen auswirkten. Ergebnisse der Studien legen nahe, dass die Konstrukte emotionale, kognitive und behaviourale Reaktionen in Krisensituationen adaptiv sind, sowie sich wechselseitig beeinflussen. Der dynamische Verlauf von menschlichen Reaktionen, sowie der Einfluss von individuellen Faktoren und Charakteristika der Krisensituation, nicht nur auf Reaktionen während der Krisensituation, sondern auch auf posttraumatische Anpassungs- und Stresssymptome sind weiter zu untersuchen. Die aus der Untersuchung gewonnenen Forschungsansätze können durch eine interkulturelle Validierung des Fragebogens, der auf peritraumatische Reaktionen in verschiedenen Krisensituationen maßgeschneidert ist, weitergeführt werden.
Abstract Atmospheric Pressure Discharges have attracted much interest in recent years. The development of a new processes based on this discharge needs a clear understanding of plasma and discharge physics and chemistry. At the present time much attention is paid to the chemical processes in barrier discharge plasma in various gas mixtures, since the understanding of these processes is necessary for the development of industrial reactors. Besides these, hydrocarbons are being used for the formation of diamond like or amorphous carbon (DLC) films. Specially, hydrogenated amorphous carbon (a-C: H) and plasma polymerization. In this work we have used Dielectric Barrier Discharge (DBD) a plasma device used to investigate simple hydrocarbon reactions in a plasma phase. Our aim of plasma phase chemical reaction studies is to form molecular hydrogen, higher order hydrocarbons CnHm up to n ≥ 12 series and nitrogen - containing organic complexes using simple hydrocarbons. Deposition of thin organic films or DLC films were carried out using the DBD. In this study we have chosen certain combination of gases such as C2Hm/N2 (m = 2, 4, 6) and C2Hm/Ar (m = 2, 4, 6); the purpose of using N2 and Ar gases are to dilute and stabilize the hydrocarbon plasma and to investigate plasma chemical reactions with nitrogen gas. All reactions were carried out under an atmospheric pressure (300 mbar) with gas ratio 1:2; Experiments were performed by applying high voltage with a frequency 5.5 kHz. The plasma phase diagnostics have been investigated using mass spectrometry and FTIR spectroscopy. Formation of molecular hydrogen, N-containing organic complexes and higher order hydrocarbons with C ≥ 12, have been investigated with mass spectrometry. FTIR spectroscopy reveals the formation of substituted alkanes (sp3), alkenes (sp2) and alkynes (sp) and nitrogen containing functional groups from the individual gases which are used in this work. Abundant formation of acetylene occurs with C2H6 and C2H4 as precursor gases. Amorphous hydrogenated carbon nitride (a-CNx:H) films have been deposited on Si (100) and glass substrates using gas mixtures C2Hm/N2 (m = 2, 4, 6). Surface chemical compositions have been derived from Fourier Transform Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (FT-IRRAS) and X-ray Photo electron Spectroscopy (XPS). FT-IRRAS and XPS show the presence of sp, sp2 and sp3 bonds of carbon and nitrogen for C2Hm/N2 thin films. Various functional groups such as amines, saturated and unsaturated alkyl groups have been identified. Thin films obtained from C2H2/N2 and C2H4/N2 gas mixture had a larger N/C ratio when compared to the film obtained from C2H6/N2. Thickness, refractive index and extinction co-efficient were investigated by ellipsometry. Rate of deposition have been investigated. Different surface morphology has been derived using Scanning Electron Microscopy. Amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) films or diamond like carbon (DLC) films have been deposited on Si (100) and glass substrates using gas mixtures C2Hm/Ar (m = 2, 4, 6). Diagnostics for the deposited films have been done using different spectroscopic techniques. Surface chemical compositions have been derived from Fourier Transform Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (FT-IRRAS) and X-ray Photo electron Spectroscopy (XPS). FT-IRRAS show the presence of sp, sp2 and sp3 bonds of carbon and hydrogen for C2Hm/Ar (m = 2, 4, 6) thin films. The characteristic peak for C1s has been observed from XPS. Thickness, refractive index and extinction co-efficient were investigated by ellipsometry. Rate of deposition have been investigated.
Zielsetzung: Antiseptische Wirkstoffe, die die Cornea des Auges nicht schädigen, werden üblicherweise auch von Wunden toleriert. Deshalb wurden am frisch enukleierten artifiziell bakteriell kontaminierten Auge vom Schlachtschwein zwei Wundantiseptika mit der Wirksamkeit und Verträglichkeit von tissue tolerable plasma (TTP) verglichen, um Schlussfolgerungen für den Einsatz von TTP auf Wunden ableiten zu können. Methode: Die entnommenen Augen wurden in Balanced Salt Solution (BSS) überführt, die Cornea mit Staphylococcus aureus bzw. Pseudomonas aeruginosa kontaminiert und für 15 min im Brutschrank bei 37°C inkubiert. Die Erregermenge wurde durch Abspülen der Cornea mit BSS ermittelt (108 KBE/ml). Zur Testung der antiseptischen Lösungen wurden die Corneae mit jeweils 100 !l Prüflösung benetzt. Nach 1 min Einwirkzeit für 10% PVP-Iod bzw. 10 min für 0,04% Polihexanid wurden die Augen mit Inaktivatorlösung abgespült. Zur Testung von TTP (gepulster Modus) wurden die Augen für 58 s komplett mäanderförmig mit 5 mm Abstand zum Plasma-Pen mit dem Plasma bzw. der Gaskontrolle abgefahren und danach mit BSS abgespült. Aus den Abspülflüssigkeiten wurden durch Differenz der logarithmierten Vor- und Nachwerte die Reduktionsfaktoren (RF) berechnet. Ergebnisse: Gegenüber beiden Testorganismen waren alle eingesetzten Arten von TTP signifikant wirksamer (p < 0,001) als die zum Vergleich getesteten Antiseptika (für TTP Reduktionsfaktor RF 2,4 – 2,9, für die Antiseptika RF 1,7 – 2,1). Argongas (Kontrolle für TTP) war analog zu BSS (Kontrolle für die Antiseptika) unwirksam. Die Corneae wurde histologisch ohne Unterschied weder durch die Antiseptika noch durch TTP geschädigt. Schlussfolgerung: Auf Grund der identischen Verträglichkeit von TTP im Vergleich zu den geprüften Wundantiseptika erscheint die Anwendung von TTP auf Wunden grundsätzlich möglich. Der Vorteil von TTP ist dabei nicht nur die höhere antiseptische Wirksamkeit, sondern vor allem die mit der Plasmabehandlung verbundene Energiezufuhr.
Die vorliegende kumulative Promotionsarbeit basiert auf drei Originalmanuskripten, die am Ende der Arbeit eingebunden sind. Arterielle Hypertonie ist eine der häufigsten Erkrankungen bei Erwachsenen in Deutschland und ein wichtiger Prädiktor für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität. Das Renin-Angiotensin-Aldosteron System (RAAS) nimmt bei der Blutdruckregulation sowie bei der Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolythaushalts eine Schlüsselrolle ein. Das RAAS kann durch verschiedene Ursachen gestört werden und dadurch zum Auslöser einer arteriellen Hypertonie werden. So weisen Patienten mit primärem Hyperaldosteronismus (PAL) eine vom RAAS autonome, erhöhte Aldosteronproduktion auf. PAL wird im Großteil der Fälle durch Aldosteron-produzierende Adenome in der Nebenniere bzw. uni- oder bilaterale Hyperplasie der Nebennieren verursacht. Man vermutet, dass der PAL die häufigste Form der sekundären Hypertonie ist. Die exakte Prävalenz des PAL ist allerdings unbekannt. Als Screeningtest wird der Aldosteron-Renin-Quotient (ARR) empfohlen, der einen relativen Aldosteronüberschuss im Vergleich zum Renin anzeigen kann. Die in diversen Studien ermittelten ARR Grenzwerte für das PAL Screening unterscheiden sich deutlich. Diese Grenzwerte wurden überwiegend anhand von Vergleichen des ARR von Patienten mit und ohne PAL ermittelt. Eine andere Möglichkeit um zwischen einem physiologischen und pathophysiologischen ARR zu unterscheiden liefern Referenzbereiche. Ziel der ersten Analyse war es Referenzwerte für den ARR aber auch die Plasma Aldosteronkonzentration (PAC) sowie die Plasma Reninkonzentration (PRC) zu ermitteln. Aldosteron nimmt auch bei der Pathogenese weiterer kardiovaskulärer Erkrankungen eine bedeutende Rolle ein, da es prooxidative, proinflammatorische und profibrotische Effekte ausübt. Die exakten Mechanismen die diesen Effekten unterliegen, sind bisher nur teilweise geklärt. Ziel der vorgestellten Studie war es herauszufinden, ob die PAC oder der ARR in einer großen Studie mit Probanden aus der Hintergrundsbevölkerung mit einer eingeschränkten flussvermittelten Vasodilatation (FMD) einhergehen. Neben der Vielzahl an Studien die Effekte des RAAS auf das kardiovaskuläre System beschreiben, mehren sich in den letzten Jahren Untersuchungen, die den Einfluss des RAAS auf den Metabolismus analysieren. Das RAAS wird dabei im Zusammenhang mit pathologischen Veränderungen des Glukosemetabolismus, des Fettstoffwechsels und der Insulinresistenz gesehen. Das Metabolische Syndrom (MetS) bezeichnet das gemeinsame Auftreten von multiplen metabolischen Veränderungen. Zur Definition des MetS werden die Faktoren viszerale Adipositas, erhöhter Blutzucker, erhöhte Triglyceride, erniedrigtes HDL-Cholesterol sowie erhöhter Blutdruck herangezogen. Bei Vorliegen von mindestens drei dieser Komponenten kann ein MetS festgestellt werden. Ziel der vorgestellten Analyse war es die Assoziation zwischen der PAC und dem MetS sowie seinen Einzelkomponenten in zwei großen deutschen Studien zu prüfen. Die der Arbeit zugrundeliegenden Daten stammen aus der ersten Follow-up Untersuchung der Study of Health in Pomerania (SHIP-1). Die Assoziation zwischen der PAC und dem MetS wurde in SHIP-1 und dem F4 Survey der Kooperativen Gesundheitsforschung in der Region Augsburg (KORA F4) analysiert. Die Referenzwerte für die PAC, PRC und den ARR wurden in einer Population bestehend aus 1347 Probanden ermittelt. Es wurden geschlechts- und altersgruppenspezifische (25-54 Jahre und 55-74 Jahre) Referenzwerte berechnet. Der Zusammenhang zwischen der PAC bzw. dem ARR und der FMD in der SHIP-1 Studie wurde anhand der Daten von 972 Probanden im Alter zwischen 25 und 88 Jahren geprüft. Es wurde ein inverser Zusammenhang zwischen dem ARR und der FMD bei Probanden beobachtet. Der Zusammenhang zwischen der PAC und dem MetS wurde in SHIP-1 anhand der Daten von 2830 Probanden und in KORA F4 anhand der Daten von 2901 Probanden geprüft. Sowohl in SHIP-1 als auch in KORA F4 wurden Zusammenhänge zwischen der PAC und dem MetS sowie Fettstoffwechselstörungen detektiert. Eine hohe PAC war mit erhöhten Odds Ratios für ein MetS, niedriges HDL-Cholesterol und erhöhte Triglyceride assoziiert. Zusammenfassend bekräftigen die durchgeführten Analysen die Hypothese, dass Störungen des RAAS mit pathophysiologischen kardiovaskulären und metabolischen Veränderungen in der Allgemeinbevölkerung einhergehen.
Die Ultraschall - Elastographie ist ein neues Verfahren, das in der Anwendung ähnlich aufwendig ist wie die herkömmliche Ultraschalluntersuchung. Das in den Ultraschallapparat integrierte Softwaremodul errechnet die Dehnungsfähigkeit von Gewebe und stellt diese farbkodiert dar. Dehnungsarme Befunde sind mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für Malignität assoziiert als Befunde mit starker Dehnung. Ziel der prospektiven Untersuchung war es, herauszufinden, ob die Ultraschall - Elastographie für die Beurteilung von Mammaläsionen geeignet ist oder ob sie dazu beitragen kann, durch herkömmliche Methoden als unklar befundene Läsionen bezüglich ihrer Wertigkeit sicher einzuordnen. Dazu wurde die Ultraschall - Elastographie an 97 Befunden von Patientinnen des Brustzentrums Greifswald angewendet. Daneben erhielten die Befunde eine Beurteilung durch die etablierten Methoden Ultraschall und Mammographie. Die drei Methoden wurden in ihrer diagnostischen Wer tigkeit verglichen. Der Nutzen der Ultraschall - Elastographie wurde in vorliegender Arbeit an Hand der selbst erhobenen Befunde und der Ergebnisse aus der Literatur untersucht. Patientinnengut und Methoden: Es wurden 97 histologisch ungesicherte Herdbefunde sonographisch, mammographisch und elastographisch (66 benigne und 31 maligne) untersucht. Die Befunde wurden an Hand des Scores nach Ueno bezüglich des Dehnungsverhaltens bzw. nach den BIRADS Kriterien bewertet. Anschließend wurden die Befunde bioptisch gesichert. Sensitivität, Spezifität, positiv und negativ - prädiktiver Wert (PPV/NPV) und Effizienz der drei Diagnosetechniken wurden berechnet. Das Ergebnis der histopathologischen bzw. zytologischen Untersuchung galt dabei als Goldstandard. Als cutoff für die Einteilung nach Dignität wurde Score 2 (Ueno - Score) bzw. 3 (BIRADS Klassifikation) genommen. Ergebnisse: Die Sonographie erreichte eine Sensitivität von 97 % und eine Spezifität von 82 % (PPV 71%, NPV 98 %, Effizienz 87 %), die Mammographie von 84 % und 89 % (PPV 79 %, NPV 92 %, Effizienz 88 %). Die Sensitivität der Ultraschall - Elastographie lag bei 71 %, die Spezifität bei 48 % (PPV 39 %, NPV 78 %, Effizienz 56 %). Die Kombination aus Sonographie und Ultraschall - Elastographie brachte eine Sensitivität von 100 % und eine Spezifität von 38 % (PPV 43 %, NPV 100 %, Effizienz 58 %). Schlussfolgerungen: Die Ultraschall - Elastographie stellt ein einfach anwendbares Diagnoseverfahren dar. Die Effizienz der Methode in der alleinigen Anwendung zeigt im untersuchten Patientinnenkollektiv keine Vorteile gegenüber alternativen Methoden. In Kombination mit der B - Bild Sonographie aber wurde deren Sensitivität auf Kosten der Spezifität gesteigert. Die Angaben aus der Literatur zeigen insbesondere im positiven - prädiktiven Wert einen zusätzlichen Nutzen bei der Bewertung unklarer, ≥wahrscheinlich gutartiger„ Befunde (BIRADS 3 Befunde). Da sich diese Befunde häufig nach der Biopsie als gutartig herausstellen, ist für diese Ultraschallbefunde ein weiteres Beurteilungskriterium wünschenswert. Kostengründe und potentielle Komplikati- onen der Probenentnahme sprechen dafür. Bei der Befundung von Mammographiebildern ist im Hinblick auf die diagnostische Genauigkeit besonders auf das Alter und die Brustdichte zu achten, denn mit steigendem Alter u nd abnehmender Brustdichte steigt die Genauigkeit. Die Ultraschall - Elastographie kann nach Validierung durch größere Studien Einzug in den klinischen Alltag finden.
Der Universitätsmedizin Greifswald wird die Erstellung eines Umweltberichtes empfohlen. Damit wäre eine Voraussetzung für eine EMAS Zertifizierung erbracht, die angestrebt werden sollte. Für den Umweltbericht werden folgende Mindestanforderungen und Inhalte vorgeschlagen: •Vorwort der Unternehmensleitung mit Stellungnahmen der Unternehmensleitung zur Bedeutung des Umweltschutzes im Unternehmen •Beschreibung der Unternehmenstätigkeit mit Informationen zum Standort, der Beschäftigtenzahl, dem Umsatz, den Produkten, den Dienstleistungen oder Prozessen •Darlegungen, welche Einstellung das Unternehmen zum Umweltschutz hat und auf welchen Handlungsgrundsätzen die Umweltschutzarbeit basiert (Umweltleitlinien) •Darstellung des Umweltmanagementsystems mit Benennung der Zuständigkeiten im Umweltschutz •Darstellung und Bewertung der vom Unternehmen und seinen Dienstleistungen oder Produkten ausgehenden Umweltwirkungen mit einem systematischen Überblick über wichtige Stoffflüsse mit Angaben: oüber den Verbrauch der wichtigsten Rohstoffe ozu Gefahrstoffen ozum thermischen und elektrischen Energieverbrauch ozum Trinkwasserverbrauch und Abwasseranfall ozu Luft- und Wasseremissionen ozu Gebrauchs- und Verbrauchsmaterialien ozum Abfallmanagement ozu Transportprozessen ozum Umweltbewusstsein der Mitarbeiter und deren Einflussnahmen und omit Vorschlägen, in welchen Bereichen Veränderungen möglich und sinnvoll erscheinen. Veränderungen gegenüber Vorjahren machen Fort- oder Rückschritte erkennbar und zeigen, wo das Unternehmen seine Umweltprobleme sieht. Im Rahmen der Dissertation wird ein erster Vorschlag für den Umweltbericht der Universitätsmedizin Greifswald unterbreitet.
Im Rahmen dieser Arbeit standen Kulturüberstände von je 20 S. aureus-Stämmen von gesunden Probanden und von an einer Sepsis erkrankten Patienten zur Verfügung. Die verwendeten Kulturüberstände waren in Vorarbeiten unter anderem hinsichtlich ihrer Superantigeneigenschaften gut charakterisiert worden. Mittels eines Assays zur Bestimmung der procoagulatorischen Aktivität von Monozyten konnte nachgewiesen werden, dass S. aureus-Überstände konzentrationsabhängig eine TF-Aktivierung auf Monozyten induzieren. Dieser Effekt war nicht davon abhängig, ob es sich um ein Isolat gesunder Spender oder erkrankter Patienten handelte, auch die Menge an produziertem FXa durch einen Stamm aus Rachenabstrichen oder Blutkulturen unterschied sich nicht. Monozyten verschiedener Spender reagierten unterschiedlich auf den gleichen Kulturüberstand. Die Superantigen-Eigenschaften der Kulturüberstände nahmen keinen Einfluss auf die prokoagulatorische Aktivität von Monozyten. Sechs Kulturüberstände waren nicht in der Lage eine PCA zu induzieren, daher erfolgten verschiedene Untersuchungen zu Ermittlung der Zellvitalität. Im MTT-Test zeigte sich ein konzentrationsabhängiger zytotoxischer Effekt der Überstände, allerdings betrug der Anteil vitaler Zellen stets über 60 %. Ergänzende durchflusszytometrische Messungen konnten jedoch zeigen, dass Monozyten teilweise nur noch sporadisch nachweisbar waren. Um die prokoagulatorischen Eigenschaften der Sekretionsprodukte von S. aureus genauer zu charakterisieren, kamen der Laborstamm RN6390 und seine isogenetischen agr(-)- und sar(-)-Mutanten zum Einsatz. Der Wildtyp RN6390 sowie dessen Mutanten induzierten in hohen Konzentrationen eine geringere Faktor Xa-Generierung auf Monozyten als nur mit Medium behandelte Zellen. Während sich durch den Wildtyp und die agr(-)-Mutante auch in höheren Verdünnungsstufen keine PCA von Monozyten induzieren ließ, war dies mit der sar(-)-Mutante möglich. Dieses Aktivierungsmuster ließ sich auf ausgeprägte zytotoxische Eigenschaften zurückführen, sodass es nicht möglich war, den für die Faktor Xa-Generierung verantwortlichen Faktor genauer zu charakterisieren. Als eine mögliche Monozyten aktivierende Komponente untersuchten wir Peptidoglykan im Faktor Xa-Assay. Bereits geringste Konzentrationen von Peptidoglykan konnten eine PCA induzieren. In den Kulturüberständen selbst konnten wir PG semiquantitativ nachweisen. Ob Peptidoglykane allein oder in Synergie mit anderen Sekretionsfaktoren von S. aureus die TF-Aktivierung auslösen, ließ sich mit dieser Arbeit nicht abschließend klären.
Das Ausmaß der intensivmedizinischen Intervention führt gehäuft zu Diskussionen über deren Rechtfertigung, insbesondere in Bezug auf den individuellen Nutzen, die ökonomische und gesellschaftliche Bedeutung. Vor diesem Hintergrund lag der Fokus unserer Studie auf dem Outcome prolongiert intensiv-medizinisch behandelter Patienten und dessen Vorhersagbarkeit. Das Studienkollektiv bestand aus 256 Patienten, die in den Jahren 2006 und 2007 mindestens sieben Tage auf der internistischen Intensivstation in Greifswald behandelt wurden (Median=16d, IQR=20d). Die erforderlichen Daten wurden durch standardisierte telefonische Befragungen von Angehörigen, ehemaligen Patienten oder Betreuern und anhand von Patientenakten gewonnen. Die statistische Analyse erfolgte mit dem Symmetrietest nach Bowker, der Kaplan-Meier-Methode und der Diskriminanzanalyse. Das Durchschnittsalter der zu 70% männlichen Patienten lag bei 67 Jahren. Bei 72% bestand prähospital keine wesentliche Einschränkung des funktionellen Status und der Median der SAPS II-Werte bei der Aufnahme betrug 50 Punkte (IQR = 29 Pkt.). Die meisten Patienten wurden aufgrund einer respiratorischen Insuffizienz, einer Sepsis oder einer kardialen Insuffizienz behandelt. 24% aller Patienten sind auf der Intensivstation verstorben. Das erste Jahr nach der Aufnahme überlebten 41% aller erfassten Patienten, von denen bemerkenswerte 76% wieder nahezu den prähospitalen funktionellen Status erreichten. Dieser Status wurde durch einen modifizierten ADL-Index ermittelt. Insgesamt bestand bei den erfassten Patienten, ein Jahr nach der Aufnahme auf die Intensivstation, allerdings eine signifikante Verschlechterung der Activities of Daily Living (p=0,0002). Ergibt sich eine klinische Relevanz aus möglichen Prädiktoren für das Outcome? Das Outcome wurde anhand der 1-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit und der erreichten Werte im modifizierten ADL-Index beurteilt. Die 1-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit ist entsprechend der Diskriminanzanalyse durch die Kombination von SAPS II-Wert und Alter bei der Aufnahme abschätzbar. Die Ergebnisse der geschichteten Kaplan-Meier- Überlebenszeitanalyse nach diesen Einzelparametern untermauern deren Einfluss (p = 0,0001 bzw. 0,0035). Zur Prognose des funktionellen Status eignet sich die Kombination aus SAPS II-Wert und prähospitaler Mobilität, die anhand einer modifizierten Austrian Mobility Scale differenziert erfasst wurde. Die Fehlklassifikationsraten von 34% bzw. 32% zeigen jedoch, dass anhand der ermittelten Parameter keine hinreichend verlässliche Prognose möglich ist und ihnen in der klinischen Praxis lediglich orientierende Bedeutung zukommt. Es wird deutlich, dass die gründliche Diskussion und die gemeinsame Entscheidung über das Ausmaß der intensivmedizinischen Intervention im Einzelfall weiterhin den Königsweg bilden. Dazu schaffen die Resultate der Studie ein greifbares Fundament. Aufgrund der Relevanz im klinischen Alltag und des medizinischen Fortschritts sind weitere Untersuchungen insbesondere zu ethisch-psychologischen Aspekten anzustreben.
Die Transportproteine Multidrug Resistance-associated Protein (MRP) 1, MRP2, MRP3, MRP4 und P-Glykoprotein (Pgp) nehmen Schlüsselrollen bei der zellulären Detoxifikation und bei der Elimination harnpflichtiger sowie hepato-biliär ausgeschiedener Substanzen ein und zeichnen sich durch gemeinsame Substratspezifitäten aus. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Kreuztransplantationsmodell der Nieren zwischen Lewis-1W-Ratten (Wildtyp) und kongenen MRP2-defizienten (MRP2[-/-]) Ratten etabliert, bei dem Wildtyp- und MRP2[-/-]-Ratten jeweils als Spender und als Empfänger dienten. Anhand dieses Modells konnten die Hypothesen untersucht werden, dass die renalen und hepatischen Transkriptgehalte von MRP1, MRP2, MRP3, MRP4 und Pgp bei nativen MRP2[-/-]-Ratten durch die MRP2-Defizienz (erste Hypothese), durch nierenspezifische MRP2-Defizienz (zweite Hypothese) und durch die Nierentransplantation an sich bei MRP2-defizienten Ratten stärker als bei Wildtyp-Ratten (dritte Hypothese) beeinflusst werden. Bei nativen MRP2[-/-]-Ratten wurden erhöhte hepatische MRP3- und Pgp-Transkriptgehalte sowie ein erniedrigter renaler Pgp-Transkriptgehalt gefunden. Nierenspezifische MRP2-Defizienz hatte keinen Einfluss auf die untersuchten Transkriptgehalte. Andererseits waren bei MRP2[-/-]-Empfängern die MRP1-Transkriptgehalte in der Niere höher und in der Leber niedriger als die bei Wildtyp-Empfängern unabhängig vom genetischen Hintergrund der transplantierten Nieren. Der Pgp-Transkriptgehalt transplantierter Wildtyp-Nieren war bei Wildtyp-Empfängern höher als bei MRP2[-/-]-Empfängern. Nach Transplantation von MRP2-/--Nieren war der hepatische MRP3-Transkriptgehalt bei MRP2[-/-]-Empfängern höher als bei Wildtyp-Empfängern. Bezüglich des hepatischen Pgp-Transkriptgehalts war es umgekehrt. Nach syngener Wildtyp-Nierentransplantation war im Vergleich zu nativen Wildtyp-Ratten lediglich der hepatische Pgp-Transkriptgehalt erhöht. Nach syngener MRP2[-/-]-Nierentransplantation waren die renalen MRP1- und MRP4-Transkriptgehalte höher und die hepatischen niedriger als die bei nativen MRP2[-/-]-Ratten. Der Pgp-Transkriptgehalt syngen transplantierter MRP2[-/-]-Nieren war höher als bei autochthonen Nieren nativer MRP2[-/-]-Ratten. Zusammenfassend konnte die MRP2-Defizienz der nativen MRP2[-/-]-Ratten auf transkriptionaler Ebene bestätigt werden. Durch die MRP2-Defizienz wurde die transkriptionale Regulation von MRP3 und Pgp bei nativen Ratten beeinflusst (erste Hypothese). Nach Nierenkreuztransplantationen wurden zwar keine Veränderungen auf transkriptionaler Ebene gefunden, publizierte Daten zum renalen MRP4-Proteingehalt geben jedoch Hinweise auf post-transkriptionale Regulationsmechanismen (Grisk et al., 2009). Außerdem scheint der genetische Hintergrund der Empfänger bei Transplantationen von Wildtyp- und MRP2[-/-]-Nieren für die untersuchten Transkriptgehalte von MRP1, MRP3 und Pgp von Bedeutung zu sein (zweite Hypothese). Die untersuchten Transkriptgehalte scheinen bei MRP2[-/-]-Ratten durch die syngene Nierentransplantation in größerem Umfang beeinflusst zu werden als bei Wildtyp-Ratten (dritte Hypothese).
Die Ziele der vorliegenden Arbeit ergaben sich aus zwei Arbeitsschwerpunkten - dem Nachweis einer neuartigen prokaryotischen Phenoloxidase bei dem Bakterienisolat Azotobacter chroococcum SBUG 1484 und der Durchführung Phenoloxidase-katalysierter Biotransformationsreaktionen zur Derivatisierung von ortho- bzw. para-dihydroxylierten Verbindungen. Der zunächst unbekannte, eine neue Phenoloxidase bildende, Bakterienstamm sollte mittels morphologischer und physiologischer Tests sowie 16S-rDNA-Analysen einer Art zugeordnet werden. Da die Expression der Phenoloxidase nur unter bestimmten Bedingungen auftrat sollten die in Abhängigkeit von verschiedenen Kultivierungsparametern zahlreich auftretenden Zelldifferenzierungsprozesse des Stammes untersucht und eine standardisierte Kultivierungsmethode zur Erzielung hoher Phenoloxidase-Aktivitäten entwickelt werden. Die Untersuchung wesentlicher Eigenschaften der neubeschriebenen Phenoloxidase war für eine Zuordnung in die Gruppe der Multikupfer-Oxidasen und eine Prüfung der Eignung des Enzyms für biotechnologische Anwendungen eine unbedingte Voraussetzung. In Phenoloxidase-katalysierten Reaktionen sollte die Aminierung von einfach alkylsubstituierten Brenzkatechinen und Hydrochinonen sowie mehrfach-substituierten ein- bzw. zweikernigen dihydroxylierten Aromaten mit aliphatischen sowie alicyclischen Amindonoren untersucht werden. Im Mittelpunkt der Betrachtungen standen dabei die Aufklärung von Reaktionsmechanismen bei homo- und heteromolekularen Kopplungsreaktionen sowie die Prüfung des Einflusses verschiedener Reaktionsparameter (u.a. Hydroxylierungspositionen der Enzymsubstrate, Substituenten, Eduktkonzentrationen, Katalysatoren, pH-Werte der Reaktionssysteme, Lösungsmittel) auf die Nebenreaktionen und Ausbeuten der anvisierten Zielverbindungen (sekundäre Amine). Eine strukturchemische Analyse der Syntheseprodukte war dazu unerlässlich.
Die vorliegende Arbeit sollte an einer Kohorte von N = 119 schwerstverletzten Patienten (ISS > 16 Punkte) die Polymorphismen IL-10-1087 und IL-10-597 in der Promotorregion des Interleukin-10 Gens hinsichtlich ihrer Fähigkeit als genetischer Marker für das Auftreten einer Sepsis nach schwerem Trauma untersuchen. Die Basisdaten (demographische Verteilung, Verletzungsschwere) des vorliegenden Patientenkollektivs sind mit Kollektiven anderer Studien zu verschiedenen Outcomeparametern nach schwerem Trauma vergleichbar. N = 43 der N = 119 Patienten starben im Verlauf, N = 15 Patienten in den ersten 24 Stunden nach dem Trauma. N = 37 Patienten entwickelten posttraumatisch eine Sepsis. Die univariate KAPLAN-MEIER-Analyse zeigte eine signifikant niedrigere Frequenz des Genotyps -1087AA bei den Patienten, die eine Sepsis entwickelten (0,189; p = 0, 032). Das Allel -1087G hatte bei den Patienten, die posttraumatisch eine Sepsis entwickelten, eine signifikant häufigere Frequenz (0,811; p = 0, 032). Für alle anderen Geno- und Alleltypen der beiden Polymorphismen fanden sich keine signifikanten Verteilungsmuster. Der Genotyp -597AA wurde im gesamten Kollektiv nur vier Mal beobachtet. Bei Patienten mit einer Sepsis wurde dieser Genotyp gar nicht nachgewiesen. Ein Homogenitätsnachweis für die jeweiligen Kollektive aller Genotypen ist erfolgt. Der Schockindex (p < 0, 0001), der ISS (p = 0, 001) und die Rarifizierung des Genotyps -1087AA (gleichbedeutend mit der Häufung des Allels -1087G) in der Gruppe der septischen Patienten (p = 0, 011) lieferten auch in der multivariaten Analyse signifikante Ergebnisse. Die signifikante Rarifizierung des Genotyps -1087AA bzw. signifikante Häufung des Alleltyps -1087G in der Gruppe der septischen Patienten könnten ein Hinweis für eine schützende Funktion des Genotyp -1087AA bzw. eine prädisponierende Funktion des Allels -1087G, eine Sepsis zu entwickeln, sein. Ein pathophysiologisches Erklärungsmodell für dieses beobachtete Phänomen liefert die „two-hit“-Theorie (nach MOORE et al., modifiziert nach MONNERET et al.). Unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufes nach einem schweren Trauma könnte durch die vermehrte antiinflammatorische Aktivität der Träger des Allels -1087G auf Grund eines dadurch ausgeprägteren CARS (Compensatory Antiinflammatory Response Syndrome) eine Prädisposition bestehen, auf dem Boden einer relativen Immunsuppression eine Sepsis zu entwickeln. Der Einfluss der Polymorphismen auf molekulare Mechanismen der Signalübertragung für unterschiedliche Effektorfunktionen des Interleukin-10 ist zur Zeit noch unklar. Verschiedene Mechanismen der Signaltransduktion vermitteln unterschiedliche, zum Teil sogar gegensätzliche Effektorfunktionen des Interleukin-10. Zur weiteren Verifizierung des Einflusses der IL-10 Polymorphismen nach einem schwerem Trauma sind zusätzliche Studien notwendig, welche für die entsprechenden Genotypen die Outcomeparameter SIRS, Sepsis, septischer Schock sowie infektiöses und nichtinfektiöses MODS und deren Mortalität als Funktion der Zeit analysieren. Auf Grund der dazu notwendigen Stratifizierung scheint die Realisierung eines repräsentativen Patientenkollektivs nur im Rahmen einer Multicenterstudie möglich.
This thesis will discuss the different fields of application of the two soft ionization techniques ESI and MALDI in microbial proteomics and their importance for a better understanding of bacteria physiology. The general development in the past 25 years coming from 2D-gel analysis and protein identification by peptide mass fingerprint analysis via MALDI-TOF to genome wide quantitative LC-ESI-MS experiments with fast and sensitive ESI instruments is exemplary shown for the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis in article I. Even though 2D-PAGE in conjunction with MALDI-MS is still an important tool in proteomic research, the more recently established global quantitative LC-ESI-MS workflows gain more and more relevance as they overcome 2D-PAGE based protein restrictions and enable the acquisition of higher accurate protein quantities. In article II such a workflow was used to analyze the physiological adaptation of Staphylococcus aureus to vancomycin treatment on a global-scale. Also post-translational modifications of proteins, that are important for regulation of their activity and allow rapid adaption to changed environmental conditions, could be analyzed by LC-ESI-MS workflows using special enrichment strategies (article III and IV). Despite the mentioned discrimination and less accurate quantification of proteins, 2D-PAGE analyses are still advantageous when analyzing large-scale time series experiments. To gain highly time resolved data but also very accurate relative quantities on a global-scale, 2D-PAGE-MALDI-MS and LC-ESI-MS techniques have been combined to investigate dynamic proteome adaptations of B. subtilis during nutrition shift as part of a global systems biology approach (article V). Also absolute quantities of proteins are of high interest for systems biology, but are still challenging to obtain on large-scale as well as with sufficient accuracy. In article VI a method that again combined 2D-PAGE-MALDI-MS and LC-ESI-MS was introduced to gain absolute protein quantities on global-scale. Utilizing the complementarity of 2D-PAGE and LC-ESI-MS this new workflow enabled fast and cost efficient data acquisition on absolute scale. In article VII we described for the first time a global quantitative LC-MALDI-MS workflow. Cross validation with an LTQ Orbitrap proofed that LC-MALDI-MS is able to process complex samples and obtain highly reliable quantities. The comparative analysis of data gained with both instrument types revealed biases for certain biochemical properties of MALDI as well as ESI instruments, resulting in a general complementarity of both ionization techniques. Article I Becher, D., Büttner, K., Moche, M., Hessling, B., Hecker, M., 2011. From the genome sequence to the protein inventory of Bacillus subtilis. Proteomics 11, 2971–2980. Article II Hessling,B., Bonn,F., Herbst,F.-A., Rappen,G.-M., Bernhardt,J., Hecker,M. and Becher,D. Global proteome analysis of vancomycin stress in Staphylococcus aureus. Submitted to Mol. Cell Proteomics. Article III Elsholz, A.K.W., Turgay, K., Michalik, S., Hessling, B., Gronau, K., Oertel, D., Mäder, U., Bernhardt, J., Becher, D., Hecker, M., Gerth, U., 2012. Global impact of protein arginine phosphorylation on the physiology of Bacillus subtilis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 7451–7456. Article IV Chi, B.K., Gronau, K., Mäder, U., Hessling, B., Becher, D., Antelmann, H., 2011. S-bacillithiolation protects against hypochlorite stress in Bacillus subtilis as revealed by transcriptomics and redox proteomics. Mol. Cell Proteomics 10, M111.009506. Article V Buescher,J.M., Liebermeister,W., Jules,M., Uhr,M., Muntel,J., Botella,E., Hessling,B., Kleijn,R.J., Le Chat,L., Lecointe,F., et al. (2012) Global network reorganization during dynamic adaptations of Bacillus subtilis metabolism. Science, 335, 1099–1103. Article VI Maass, S., Sievers, S., Zühlke, D., Kuzinski, J., Sappa, P.K., Muntel, J., Hessling, B., Bernhardt, J., Sietmann, R., Völker, U., Hecker, M., Becher, D., 2011. Efficient, global-scale quantification of absolute protein amounts by integration of targeted mass spectrometry and two-dimensional gel-based proteomics. Anal. Chem. 83, 2677–2684. Article VII Hessling,B., Büttner,K., Hecker,M. and Becher,D. Global relative quantification with LC-MALDI – cross-validation with LTQ-Orbitrap proves reliability and reveals complementary ionization preferences. Submitted to Mol. Cell Proteomics.
Vasospasmen stellen noch immer eine der schwerwiegendsten Komplikationen nach aneurysma-tischer Subarachnoidalblutung dar. 15-36 % der Patienten erleiden einen ischämischen Infarkt, der in bis zu 23 % der Fälle zum Tod führt. Jedoch ist der frühzeitige Nachweis klinisch relevanter Vasospasmen aktuell nur eingeschränkt möglich. Neurologische Untersuchungen können lediglich bei wachen Patienten durchgeführt werden und die transkranielle Doppler Sonographie sowie die digitale Subtraktionsangiographie erlauben keine Aussage über das Ausmaß einer möglichen Perfusionsstörung. Im Rahmen dieser Studie wurde daher die Aussagekraft der Perfusionscomputertomographie in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen untersucht. Es wurde eine semi-quantitative Analyse, sowie eine rein visuelle Beurteilung der Perfusionsbilder untersucht. Zudem wurden Grenzwerte für die semi-quantitative Analyse ermittelt. Insbesondere die Time to Peak stellte sich als geeigneter Perfusionsparameter in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen heraus. Patienten mit zerebralen Infarkten oder verzögerten neuro-logischen Defiziten zeigten signifikant niedrigere Time to Peak-Quotienten vor Eintreten des jeweiligen Ereignisses. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Aussagekraft der Perfusionscompu-tertomographie erhöht wird, wenn zusätzlich dopplersonographische Vasospasmuskriterien erfüllt werden. Bei der visuellen Analyse waren ebenfalls die farbcodierten Time to Peak-Bilder am aussagekräftigsten. Alle Patienten mit zerebralen Infarkten im Verlauf zeigten sichtbare interhemi-sphärische Differenzen, mehrheitlich vor Infarktdemarkierung im nativen CCT. Eine Falsch-Negativ-Rate von 0 % konnte in dieser Studie von keinem anderen diagnostischen Verfahren erreicht werden. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchung lässt sich zusammenfassend sagen, dass die Time to Peak einen sensitiven und spezifischen Perfusionsparameter in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen darstellt. Der Einsatz der Perfusionscomputertomographie könnte die früh-zeitige Therapie von Patienten mit hohem Risiko für relevante Vasospasmen optimieren. Für die klinische Routine sollte der kombinierte Einsatz von Perfusions-CT und transkranieller Doppler Sonographie erwogen werden.
Adipositas stellt aufgrund der Auftretenshäufigkeit und der Gesundheitsrisiken eine bedeutsame Gesundheitsstörung für Kinder und Jugendliche dar. Eine erfolgversprechende Behandlung ihrer Ursachen sowie körperlichen, psychischen und sozialen Folgeerscheinungen ist durch Veränderungen der familiären Lebensgestaltung im Bereich der Ernährung, des Ess- und Bewegungsverhaltens mittels multimodaler Schulungsprogramme belegt. Im Rahmen eines Forschungsprojekt zur „Regulation des Essverhaltens von Kindern und Jugendlichen mit Adipositas: Untersuchung der Aktivierung des Frontalhirns mit ereigniskorrelierten Potentialen und funktioneller Magnetresonanztomografie - Therapeutische Beeinflussbarkeit“ wurden folgende Fragestellungen bearbeitet: – Ernährungswissen und Einstellungen zum Essverhalten Adipöser vor einem ambulanten Adipositas-Schulungsprogramm im Kontext psychosozialer Faktoren im Vergleich mit Normalgewichtigen, – Einfluss des Ernährungswissens und der Einstellungen zum Essverhalten im Kontext psychosozialer Faktoren auf den Erfolg im Rahmen eines ambulanten Adipositas-Schulungsprogramms (Vorhersage der vollständigen Schulungsteilnahme, Unterschiede zwischen Adipösen und extrem Adipösen sowie zwischen BMI-SDS Verringerern und Haltern), – Ernährungswissen und Einstellungen zum Essverhalten im Zusammenhang mit der neuronalen Aktivierung bei Betrachtung von Essensbildern für adipöse und normalgewichtige Kinder und Jugendliche. Vor und direkt nach einem einjährigen, ambulanten Gruppenschulungsprogramm bei Adipositas wurden Daten zum Ernährungswissen, zu Einstellungen zum Essverhalten und zu psychosozialen Faktoren erhoben sowie eine craniale funktionelle Magnetresonanztomografie bei 46 adipösen Kindern und Jugendlichen durchgeführt. Eine normalgewichtige Vergleichsgruppe wurde rekrutiert. Bestehen in der Summe des Ernährungswissens zwischen adipösen und normalge-wichtigen Kindern und Jugendlichen keine Unterschiede, finden sich voneinander abweichende Einstellungen zum Essverhalten und in psychosozialen Faktoren. Letztere weisen insbesondere die Gruppe der extremen Adipösen als belasteter aus. Für eine vollständige Teilnahme an einer Schulung stellen sich eine wirklichkeitsnahe Formulierung der Ziele wie auch die kontinuierliche Anwesenheit vor allem der Eltern als Vorhersager heraus. Beide Punkte hängen auch positiv mit einer BMI-SDS Verringerung zusammen. Ein Zuwachs an Ernährungswissen ist vor allem bei den erfolgreichen Schulungsteilnehmern zu verzeichnen. Dieser stellt sich insbesondere bei einer hohen sozialen Gesamtkompetenz ein. Die Übernahme von Einstellungen, die mit einer flexiblen Zügelung des Essverhaltens verbunden sind, begünstigt ebenfalls eine BMI-SDS Verringerung. Misserfolge scheinen mit einem hohen Ausmaß an Angst vor Gewichtszunahme, einer rigiden Zügelung im Essverhalten und einer hohen Unzufriedenheit mit dem Körperselbstbild korreliert. Extrem Adipöse profitieren weniger im Bereich der psychosozialen Entlastung und des psychischen Wohlbefindens. Im Ergebnis gilt es Behandlungspfade und Schulungsbausteine im Hinblick auf verschiedene Gruppen adipöser Kinder und Jugendlicher (Adipöse und extrem Adipöse, BMI-SDS Verringerer und Halter) zu individualisieren. Ziele stellen hierbei ein Mehr an Zuversicht, an Selbstwirksamkeitserleben und positiver Emotionalität dar. Eine neuronale Aktivierung verschiedener Regionen bei Betrachtung von Nahrungsbildern ist mit einem hohen Ernährungswissen und Einstellungen zu Essverhalten und Gewichtsproblemen, wie sie normalgewichtige Kinder und Jugendliche zeigen, positiv assoziiert. Normalgewichtige Kinder und Jugendliche bewerten hoch kalorische Nahrungsbilder negativer als adipöse. Adipöse Kinder und Jugendliche scheinen ihre Reaktion auf Nahrungsbilder eher über Top-Down Prozesse zu kontrollieren.
Zielsetzung: Die Verkürzung der axialen Augenlänge mit Hilfe eines neuartigen Ansatzes zur refraktiven Chirurgie der Sklera am Augenmodell. Methoden: Infolge vorbereitender Versuche sowie verschiedener Materialproben wurde das experimentelle Augenmodell aus zehn Kunstledersegmenten zusammengenäht und um eine Kornea aus Polystyrol ergänzt. Im Anschluss wurde die angefertigte Kette aus Implantaten und Verbindungsgliedern auf dem Modellauge fixiert. Durch die gezielte Nahtspannung wurde eine Einstülpung der Lederhaut erreicht. Das Funktionsmodell für das Implantat mit mechanischer Einstelleinrichtung wurde im Wesentlichen aus Messing gefertigt. Es setzt sich aus einer Schnecke sowie zwei Schneckenrädern zusammen. Zur Konstruktion des Antriebs wurde die Schnecke mit einer Rotorglocke verbunden. Durch die Induktion eines Magnetfeldes, welches von einer gegenüberliegenden Magnettrommel ausging, konnte eine Rotation der Rotorglocke erzeugt werden. Ergebnisse: Das maßstäblich vergrößerte Augenmodell und das Implantat mit der mechanischen Einstelleinrichtung zeigen die Machbarkeit sowie die Funktionsweise einer innovativen Methode zur refraktiven Chirurgie der Sklera. Dabei betrug die Verkürzung des im Maßstab 1:8,3 angefertigten Augenmodells 20 mm. Für die mechanische Einstelleinrichtung des Implantats ergab sich eine lineare Übertragung des induzierten Magnetfeldes. Fazit: Das Augenmodell sowie das Funktionsmodell zeigen anhand ihrer Wirkungsweise, dass das Patent zur Vorrichtung zur Änderung der Brechkraft des menschlichen Auges einen neuartigen Ansatz zur refraktiven Chirurgie darstellt und gleichzeitig ein neues Verfahren für die moderne Ophthalmochirurgie darstellen könnte, da es außerhalb der Grenzen bisheriger Verfahren einsetzbar ist.
In der durchgeführten Studie untersuchten wir die Wertigkeit der endosonographisch gestützten Feinnadelaspiration unter der Fragestellung eines Malignoms bei suspekten Läsionen im Pankreas. In einem Zeitraum von 2.5 Jahren wurden bei 204 Patienten 232 endosonographische Punktionen unter Fragestellung einer Pankreasneoplasie durchgeführt. Die in dieser Arbeit gezeigten Ergebnisse bestätigen die endosonographisch gestützte Feinnadelpunktion als hilfreiches diagnostisches Verfahren in der Abklärung suspekter Läsionen im Pankreas als sehr spezifisches Verfahren. Im Vergleich eines Histopathologen mit einem ausgewiesenen Zytopathologen ergaben die Untersuchungen keinen signifikanten Unterschied im Befundergebnis. Dieses deutet darauf hin, dass bezüglich des zu erhebenden Befundes mehr die Qualität des gewonnenen Probenmaterials als die besondere Expertise des Befunders maßgeblich das Ergebnis einer sicheren und korrekten Diagnose bestimmt. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse, dass durch eine Umstellung der Probenfixierung von Luft auf Formalin, das Befundergebnis nicht negativ beeinflusst wird. Mehr noch ergab sich bei einer Formalinfixierung eine geringgradig jedoch nicht signifikant gesteigerte Befundausbeute. So kann bei der endosonographisch gestützten Feinnadelaspiration die Formalinfixierung genutzt werden, ohne dass hierdurch eine Reduzierung der Befundausbeute eintritt. Die Umstellung der Probenfixierung hin zur Formalin-fixierten Zelle bedeutet für den Allgemeinpathologen keine relevante Beeinträchtigung der Befunderstellung. Hingegen wird die Prozedur der Feinnadelpunktion im Handling, zeitlichen Ablauf und Kostenblock durch Wegfall eines Onsite-Zytopathologen vereinfacht und verkürzt
Das gramnegative Bakterium Burkholderia pseudomallei ist der Erreger der Melioidose. Die Virulenz von B. pseudomallei steht in engem Zusammenhang mit dessen Fähigkeit,intrazellulär überleben zu können. B. pseudomallei verfügt über eine Vielzahl von Sekretionssystemen, von denen das Typ-III-Sekretionssytem-3 (T3SS-3) und das Typ-VI-Sekretionssystem-1 (T6SS-1) eine wichtige Rolle für den intrazellulären Überlebenszyklus und die Virulenz des Erregers im Säuger spielen. Das Gen bsaU ist im Gencluster des T3SS-3 und das Gen BPSS1504 im Cluster des T6SS-1 lokalisiert. Beide gehören nicht zu den konservierten Genen dieser Sekretionssysteme und kodieren für hypothetische Proteine mit unbekannter Funktion. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Rolle von bsaU und BPSS1504 im intrazellulären Lebenszyklus von B. pseudomallei und für die Virulenzeigenschaften dieses Erregers näher zu untersuchen, sowie Hinweise auf die Funktionen der durch bsaU und BPSS1504 kodierten Proteine zu gewinnen. Hierfür wurden markerlose Deletionsmutanten der Gene bsaU und BPSS1504 hergestellt und die Mutanten B. pseudomallei ΔBPSS1504 und B. pseudomallei ΔbsaU komplementiert. Die Mutante B. pseudomallei ΔBPSS1504 zeigte im Zellkulturmodel Defekte in der intrazellulären Replikation, eine reduzierte Zytotoxizität und war unfähig, die Bildung von vielkernigen Riesenzellen zu induzieren, während die Fähigkeit Aktinpolymerisationen zu induzieren scheinbar nicht von der BPSS1504-Deletion beeinträchtigt wurde. Die Charakterisierung von B. pseudomallei ΔBPSS1504 in vivo zeigte eine etwa 1000-fache Virulenzattenuierung nach intranasaler Infektion von BALB/c-Mäusen. Durch Komplementation von BPSS1504 konnte der Wildtyp-Phänotyp wieder hergestellt werden. Ähnliche Phänotypen wie die von B. pseudomallei ΔBPSS1504 wurden kürzlich auch von Mutanten des T6SS-1-Effektorproteins Hcp1, der T6SS-1-Strukturkomponenten TssA/B und der T6SS-1 Regulatoren VirA/G und BprC berichtet. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass B. pseudomallei ΔBPSS1504 eine normale Expression von Schlüsselgenen des T6SS-1 inklusive hcp1, vgrG, tssA und dessen Regulatoren virA/G, bprC und bsaN aufwies. Weiterhin wies eine normale Hcp1-Sekretion darauf hin, dass die Funktionalität des T6SS-1 nicht von der BPSS1504-Deletion von beeinträchtigt wurde. Diese Daten legen nahe, dass die beobachteten Phänotypen von B. pseudomallei ΔBPSS1504, im Gegensatz zu den Phänotypen bisher bekannter Mutanten des T6SS-1,unabhängig von Hcp1 sind. Des Weiteren blieb auch die Funktion des T3SS-3 von der BPSS1504-Deletion unbeeinträchtigt, da das T3SS-3-Effektorprotein BopE und das Translokatorprotein BipD von B. pseudomallei ΔBPSS1504 normal sekretiert wurden. Ähnlich wie bei B. pseudomallei ΔBPSS1504, jedoch weniger stark ausgeprägt,konnten auch bei B. pseudomallei ΔbsaU Einschränkungen in der intrazellulären Replikation, eine verringerte Zytotoxizität sowie eine verzögerte Induktion der Riesenzellbildung gefunden werden. Die reduzierte Zytotoxizität von B. pseudomallei ΔbsaU ging mit Defekten in der Aktivierung der apoptotischen Caspase-7 sowie der pyroptotischen Caspase-1 einher. B. pseudomallei ΔbsaU konnte, wie Mutanten der T3SS-3-Gene bsaZ,bsaQ und bipD nur verzögert aus dem Endolysosomen ausbrechen. Dieser Effekt konnte durch Komplementation des bsaU-Gens zumindest teilweise wieder aufgehoben werden, was zeigt, dass es sich hierbei nicht um polare Effekte auf andere Gene handelt.
Einführung Das humane Neutrophilen-Antigen HNA-3a steht in ursächlichem Zusammenhang mit der Entstehung transfusions- assoziierter Lungeninsuffizienz und weiteren Erkrankungen. Die Isolierung des Antigens ermöglichte eine Identifizierung und den Aufbau von routinemäßig durchführbaren Testverfahren. Zielsetzung 1. Etablieren eines Nachweisverfahrens und Screening von Blutspendern auf HNA-3a. 2. Aufreinigung der aHNA-3a-Antikörper aus dem Plasma immunisierter Blutspender. 3. Biotinylierung des Antigens und Koppelung an verschiedene Festphasen. 4. Immunpräzipitation. 5. Detektion mittels Gelelektrophorese und Immunoblotting. Material und Methode Mit Agglutinationstests und Durchflußzytometrie wurde das Screening durchgeführt. Um das Antigen nach einer Isolierung nachweisen zu können, erfolgte eine Biotinylierung der Oberflächen-Proteine. Die Isolierung erfolgte mittels Immunpräzipitation, 1-D–Gel- elektrophorese und einen Nachweis im Western-Blot mit konjugiertem Streptavidin. Ergebnisse Im Screening wurden mehrere HNA-3a-negative Spender identifiziert. Die Häufigkeit des Antigens lag bei 98,5 %. Die Biotinylierung beeinflusste die verwendeten Verfahren nicht bemerkbar. Bei der Immunpräzipitation mit HNA-3a-positiven Granulozyten, die mit aHNA- 3a-Plasma inkubiert wurden, stellte sich reproduzierbar eine Bande zwischen 90 und 105 kDa dar. Diskussion Da die Ergebnisse reproduzierbar waren, konnte davon ausgegangen werden, dass es sich bei der Bande, die bei der Immunpräzipitation mit aHNA-3a Plasma und HNA-3a positiven Lysaten spezifisch ist, um das das Epitop HNA-3a tragende Protein handelt. Für eine Identifizierung des Antigens konnte die Bande aus dem Gel ausgeschnitten werden und mit weitergehenden Methoden charakterisiert werden. Exakt dieses Vorgehen führte zu der erfolgreichen Identifizierung des Epitops HNA-3a.
Ziel der Untersuchung war es, Vorstellungen und Verhaltensweisen der iranischen Migranten im Zusammenhang mit Krankheitsursachen zu untersuchen und darzustellen. Es war eine Notwendigkeit dieser Untersuchung zu machen, da die Ergebnisse zu einer bestimmten Migrantengruppe aufgrund ihres speziellen kulturellen und sozialökonomischen Hintergrunds und ihrer vielfältigen Vorstellungen zu Gesundheit und Krankheit nicht beliebig auf eine andere Migrationsgruppe übertragbar sind. Diese Untersuchung ergab, dass alle Probanden eine Vorstellung bezüglich der Ursache ihrer Beschwerden hatten. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen weiterhin, dass iranische Migranten/innen einzelnen Beschwerden eine Vielzahl von unterschiedlichen Erklärungen zuordnen. Des Weiteren wurde eine schulmedizinische Erklärung selten erwähnt. Das Ergebnis der Untersuchung legt nahe, dass Faktoren wie eigene Einschätzung der Krankheit und Erwartungen an die jeweilige medizinische Empfehlung, Ängste und Antriebshemmungen, Sprachbarrieren, Mangel an allgemeiner gesundheitlicher Motivation bei psychisch erkrankten Probanden, kein volles Vertrauen in das schulmedizinische System und Nichtwahrnehmen der Beschwerden als Krankheit (kulturbedingt)bei den untersuchten Probanden häufig als Ursachen für eine arztmeidende Haltung und für das Unterlassen der Prävention angesehen werden können. Die Untersuchung zeigte weiterhin, dass die Hausmedizin eine wichtige Rolle bei der Therapie der Erkrankungen der iranischen Migranten/innen in dieser Untersuchung spielt.
Der Einsatz von Enzymen ist inzwischen für viele Bereiche der chemischen und pharmazeutischen Industrie beschrieben. Dabei ermöglichen die Enzyme als Biokatalysatoren in vielen Fällen Syntheserouten, die umweltverträglichere Wege zum gewünschten Produkt darstellen als die vergleichbaren etablierten chemischen Routen. Insbesondere ihre oft stereo-, regio- und chemoselektiven Umsätze eröffnen Zugang zu wichtigen pharmazeutisch relevanten Produkten und Zwischenprodukten. Nach wie vor gibt es aber in vielen Enzymklassen Bedarf nach neuen oder verbesserten Enzymen. Insbesondere bei den oxidativen Enzymen erfüllen die zur Zeit vorhandenen Biokatalysatoren oftmals nicht die Anforderungen hinsichtlich Aktivität, Stabilität oder Selektivität. Das Auffinden neuer Biokatalysatoren, die eine Transformation von chemokatalysierten zu enzymatischen Prozessen ermöglichen, stellt die Motivation für die vorliegende Arbeit dar. Um Zugang zu neuen Enzymen zu erlangen, bestehen die klassischen Wege in einer Anreicherungskultur aus einer Umweltprobe und der nachfolgenden Isolierung von Organismen mit der gewünschten Enzymaktivität, oder in der Suche in einer bereits angelegten Stammsammlung. Die meisten Mikroorganismen können jedoch unter Laborbedingungen nicht kultiviert werden. Der Metagenom-Ansatz öffnet den Zugang zu eben diesen Enzymen. Dazu wird der Kultivierungsschritt umgangen und die DNA der Umweltprobe direkt isoliert. Diese metagenomische DNA kann anschließend entweder über ein Aktivitäts-basiertes oder über ein Sequenz-basiertes Screening auf bestimmte Enzyme hin untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Aktivitäts-basierte Ansatz gewählt, da auf diese Weise völlig neue Enzyme gefunden werden können, die keine Homologie zu bereits beschriebenen aufweisen. Als Grundlage für das Screening wurden metagenomische Bibliotheken aus verschiedenen Umweltproben angelegt. Um die Zahl der zu durchmusternden Klone gering zu halten, wurde ein Großteil der DNA in Cosmide kloniert. Als mikrobieller Wirt für die rekombinante Expression der Proteine wurde Escherichia coli gewählt. Der Prozess des Screenings stellte den wesentlichen Teil der Arbeit dar. Dazu wurden verschiedene Enzymassays adaptiert, um die enzymatisch gebildeten Produkte zu detektieren. In vielen Fällen wurde dies durch die Bildung farbiger Produkte ermöglicht, die spektrophotometrisch detektiert werden konnten. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag dabei auf den oxidativen Enzymen, insbesondere den Monooxygenasen. Verschiedene Gruppen von Monooxygenasen wurden dabei betrachtet: Styrol-Monooxygenasen, P450-Monooxygenasen sowie Baeyer-Villiger-Monooxygenasen. Außerdem wurden die metagenomischen Bibliotheken auf Oxidasen durchmustert. Neben oxidativen Enzymen wurde nach Transaminasen, Esterasen, Proteasen und Phosphatasen gescreent. Zwei metagenomische Esterasen und drei Phosphatasen konnten auf diese Weise gefunden werden. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden die unterschiedlichen Wege, über den Aktivitäts-basierten Metagenom-Ansatz zu neuen oxidativen Enzymen zu gelangen, ausführlich diskutiert. Der Fokus lag dabei auf der Wahl der Biotope für das Anlegen der metagenomischen Bibiotheken, den DNA-Isolierungsmethoden sowie der Nachweisempfindlichkeit und Hochdurchsatz-Fähigkeit der verwendeten Assays. Des Weiteren wurde der Zusammenhang zwischen der erwarteten Größe der Gene und der durchmusterten Bibliothek diskutiert. Dabei wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass der Metagenom-Ansatz grundsätzlich ein großes Potential zur Identifizierung neuer Enzyme für die Biotechnologie birgt, aber Grenzen beim Auffinden großer, komplexer oder seltener Enzyme aufweist.
In the framework of the current work has been the plasma initiated and surface catalysed species conversion studied in low pressure and atmospheric plasmas. The aim of the work is to improve the understanding of the internal processes in order to increase the energy efficiency as well as the selectivity of the reaction products of future plasma devices. Beside many technical applications of plasmas, air purification shows great potential. Over the last decades, plasma based pollution control has proofed its ability to remove harmful contaminants or annoying odours from an air stream. However, the energy efficiency and the selectivity of the products are a remaining challenge.
Motivated by these issues, a multi stage packed-bed reactor has been used to remove admixed ethylene and toluene from an air stream. It has been found that the maximum toluene destruction has been 60%, whereas ethylene has been nearly completely removed. The specific energy β has been between 120 and 1600 JL-1. Fourier Transform Infrared spectroscopy, FTIR spectroscopy, has been used to identify and quantify the species H2O, CO2, CO, O3, HNO3, HCN, CH2O, CH2O2, N2O and NO2. However, none of these experiments led to the detection of NO.
The embedment of packing material into a plasma volume leads to increased surface effects. In order to study them, the inner side of a tube reactor, made of Pyrex, served as the surface under study and has been exposed to a rf plasma for 1h. The surface effects of the plasma treatment have been investigated indirectly by studying the oxidation of NO into NO2. After the plasma exposure, the reactor has been evacuated and filled with a gas mixture of 1% NO in N2 / Ar. Both species have been measured using quantum cascade laser absorption spectroscopy, QCLAS. It has been found that, using oxygen containing plasmas, the NO concentration decreased whereas the NO2 concentration increased. Therefore, oxygen containing plasmas are able to deposit oxygen on the surface. The filling with NO leads to the oxidation via the Eley-Rideal mechanism. A simplified model calculation supports these assumptions.
For a more comfortable application of the QCLAS, a compact multi channel spectrometer has been developed, TRIPLE Q. It combines the high time resolution with the possibility to measure the concentration of at least three infrared active species simultaneously. Due to the high time resolution, a huge number of spectra have to be analysed. In order to calculate absolute number densities, an algorithm has been developed which automatically treats typical phenomena like pulse jitter, rapid passage effect or variations of the intensity of the laser pulses.
The gas temperature is an important parameter in plasma physics. Using the TRIPLE Q system, the gas temperature has been determined for pulsed dc plasmas. For this case, NO has been used as a probe gas. From the spectra, the temperature has been calculated using the line ratio method. The relative intensity of the absorption structures of NO at 1900.5cm-1 and 1900.08cm-1 depend on the temperature. Therefore, the ratio has been used to calculate the gas temperature with a time resolution in the μs range.
Vibrationally excited nitrogen can be an energy reservoir that plays an important role in plasma chemistry. In N2 / N2O plasmas, vibrationally excited N2 can undergo relaxation via a resonant vibration vibration coupling between vibrationally excited N2 and N2O. Due to such an efficient energy transfer, the method allows one to study the relaxation of vibrationally excited N2. Using this method, molecules, which are not infrared active, can be monitored. This approach has extended the field of scientific and commercial applications of the QCLAS.
Die schnittbildgeführte perkutane Laserablation hat sich in den letzten Jahren zur Behandlung von malignen Lebertumoren besonders bei offen chirurgisch inoperablen Patienten etabliert. Die MRT bildet den Goldstandard zur Darstellung der Leberpathologie und bietet hervorragende Rahmenbedingungen für diese Intervention. Die native Bildgebung bleibt jedoch bei kleinen und schlecht sichtbaren Herden limitiert. Ziel der Arbeit war die Darlegung eines therapiebegünstigenden Effektes durch die zusätzliche Gabe von Gd-EOB-DTPA zur Kontrastverbesserung zwischen Leberparenchym, Tumor und Applikator während der Applikatorplatzierung im Rahmen der MR-geführten Laserablation maligner Leberherde. Eine Beeinflussung des T1-Signals durch Gd-EOB-DTPA während der Echtzeit-Thermometrie sollte ausgeschlossen werden. Insgesamt wurden 49 Laserablationen eingeschlossen. Davon erhielten die Patienten in 30 Interventionen 0,025 mmol/kg Körpergewicht Gd-EOB-DTPA als i.v.-Bolusinjektion und wurden einer MR-geführten Laserablation ohne Kontrastmittelunterstützung gegenübergestellt. Die Planung und Platzierung der Applikatoren erfolgte unter multiplanarer Rekonstruktion mit GRE-T1-Flash-3D-Sequenzen. Noch während der Therapiephase konnte die Ausbreitung der Ablationszone mit GRE-T1-Flash-2D-Serien überwacht werden. SNR-, CR- und CNR wurden berechnet und ermöglichten die Bestimmung von Signal- und Kontrastveränderungen zwischen Leberparenchym, Tumor, Applikator und Ablationszone im zeitlichen Verlauf nach KM-Gabe. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Wilcoxon-Test für verbundene Stichproben. Nach KM-Gabe erfolgten signifikante Signal- und SNR-Veränderungen sowohl im Leberparenchym als auch im Tumor verglichen mit einer Applikatorplatzierung ohne KM-Unterstützung. Eine statistisch signifikante Steigerung des Kontrastes zwischen Leberparenchym, Tumor und Applikator lag spätestens 25 Minuten nach KM-Gabe vor und überdauerte die restliche Zeit der Applikatorplatzierung. Interventionsablauf, Therapiezeit und T1-Thermometriesignal wurden durch die Gabe von Gd-EOB-DTPA nicht zum Nachteil beeinflusst. Die MR-geführte Laserablation maligner Lebertumoren profitiert von der zusätzlichen Gabe von Gd-EOB-DTPA. Eine exaktere Standortverfolgung und Platzierung der Applikatoren war auch 40 Minuten nach KM-Gabe möglich. Der Einsatz von Gd-EOB-DTPA führte zu einem gesteigerten Therapieerfolg mit annähernd dreimal weniger Tumorrezidiven drei Monate postinterventionell im Vergleich mit einer Behandlung ohne Gd-EOB-DTPA zur Applikatorplatzierung. Vorteile und eine nachhaltige Verbesserung von Sicherheit und Effizienz der MR-geführten Laserablation finden sich insbesondere bei der Behandlung kleiner und schlecht sichtbarer Tumoren. Die Ergebnisse lassen sich prinzipiell auf jede andere MR-geführte instrumentäre Leberintervention übertragen.
Untersuchung zum Einfluss von Dehydroepiandrosteron auf die intestinale Mikrozirkulation bei experimenteller Endotoxinämie Abstrakt Einleitung: Sepsis und septischer Schock stellen die Haupttodesursachen auf chirurgischen Intensivstationen dar. Das Ziel dieser Studie war es den Einfluss von Dehydroepiandrosteron (DHEA) auf die intestinale Mikrozirkulation bei experimenteller Endotoxinämie mittels Intravital-Mikroskopie (IVM) zu untersuchen. Methodik: Die Studie wurde mit 40 männlichen Lewis 1A Ratten durchgeführt. Die Tiere wurden in 4 Gruppen unterteilt: 1. Kontrollgruppe, 2. DHEA-Gruppe, 3. LPS-Gruppe, 4. DHEA+LPS-Gruppe. Die DHEA-Gabe erfolgte als pre-treatment (28 mg/kgKG i.m.). Endotoxinämie wurde mit 5 mg/kgKG LPS von E. coli induziert. Klinische Parameter (mittlerer arterieller Blutdruck, Herzfrequenz, Körpertemperatur) wurden gemessen. Bei allen Tieren erfolgte IVM der Leukozytenadhärenz in Venolen 1° und 3° in submukösen Schichten. Die funktionelle Kapillardichte (FCD) der longitudinalen und circulären Muskelschicht sowie der intestinalen Mukosa wurde gemessen. Blutentnahmen erfolgten zur Messung der Konzentrationen von TNF-alpha, IFN-gamma, IL-1 alpha, GM-CSF, IL-4 und des Laktats. Ergebnisse: 90 Minuten nach Endotoxinexposition sank die FCD signifikant in der nicht-therapierten LPS-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe. DHEA-Applikation verbesserte die FCD signifikant. Die Leukozyten-Endothel-Interaktion war in der nicht-therapierten LPS-Gruppe signifikant erhöht, im Vergleich zur Gruppe 1, jedoch signifikant reduziert in der DHEA-behandelten LPS-Gruppe. Konzentrationen proinflammatorischer Zytokine (TNF-alpha, IL-1 alpha) sowie die Laktatkonzentration waren in den nicht-therapierten LPS-Gruppen zum Zeitpunkt t=165 Minuten erhöht. DHEA-Behandlung reduzierte diese Konzentrationen signifikant. Schlussfolgerung: DHEA-Gabe verbessert die intestinale FCD, senkt die Leukozytenadhärenz und die Konzentration von TNF-alpha, IL-1 alpha sowie Laktat bei experimenteller Endotoxinämie.
Primary Pan-CT is associated with improved clinical course and outcome in polytrauma patients
(2012)
The early clinical management of patients with polytrauma remains challenging. Clinical examination is unreliable in identifying the presence and severity of injuries, and diagnostic imaging plays a central role in the evaluation of the injury pattern. In the last decade, whole body multi slice computed tomography (Pan-CT) performed immediately after admission gained recognition in Europe and United States. Its utility and value, given the lack of accuracy data and concerns about unnecessary exposure to radiation, is undefined. The primary objective of this retrospective cohort study was to compare survival of multiple trauma (polytrauma) patients (Injury Severity Score [ISS] ≥ 16) prior to (1999 - 2002) and after (2002 - 2004) the introduction of a Pan-CT-based trauma resuscitation algorithm at a maximum care university medical centre. Secondary objectives were to compare the complication rates and duration of intensive care treatment. The study included 123 patients (mean age 34.6 years [SD 16.8], mean ISS 26.7 [SD 8.7]) in the control and 104 (mean age 39.8 years [SD 20.0], mean ISS 28.6 [SD 10.5]) patients in the intervention period. Die Baseline criteria were well balanced amongst both cohorts except for age (34.6 versus 39.8 years, p = 0.034). Both cohorts had a similar predicted probability of survival using the TRISS method (77.5 versus 77.6%, p = 0.979). Raw mortality decreased markedly but not statistically significantly in Pan-CT cohort (17.9 versus 11.5%, risk ratio (RR) 0.65, 95% confidence interval (CI) 0.34 - 1.24). However, after adjustment for injury severity, by mortality odds ratio of 0.40 (95% CI 0.17 – 0.95, p = 0.038) Pan-CT patients were 2.5 times more likely to survive. The mean difference in the duration of ICU treatment (5.1, 95% CI 1.2 – 9.0 days), days on respirator (5.3, 95% CI 2.0 - 8.6), and number of complications (0.4, 95% CI 0.2 – 0.8) was statistically significant and in favour of the Pan-CT-period.
In aged humans, stroke is a major cause of disability for which no neuroprotective measures are available. In animal studies of focal ischemia, short-term hypothermia often reduces infarct size. Nevertheless, efficient neuroprotection requires long-term, regulated lowering of whole-body temperature. Previously, it is reported that post-stroke exposure to hydrogen sulfide (H2S) effectively lowers whole-body temperature and confers neuroprotection in aged animals. Here we report for the first time that the animals exposed to H2S the normal sleep–wake oscillations are replaced by a low-amplitude EEG dominated by a 4-Hz rhythmicactivity, reminiscent of EEG recordings in hibernating animals. In the present study using magnetic resonance imaging, reverse transcriptase polymerase chain reaction, western blotting and immunofluorescence, we characterized the central nervous system response to H2S -induced hypothermia and report, that annexin A1, a major constituent of peripheral leukocytes that is upregulated after stroke, was consistently downregulated in polymorphonuclear cells in the peri-lesional cortex of post-ischemic, aged rat brain after 48 hours of hypothermia induced by exposure to H2S. This might be due to the reduced kinetics of recruitment, adherence and infiltration of PMN cells by H2S -induced hypothermia. Our findings further suggest that, in contrast to monotherapies that have thus far uniformly failed in clinical practice, prolonged hypothermia has pleiotropic effects on brain physiology that may be necessary for effective protection of the brain after stroke.
Adipositas ist medizinisch und sozioökonomisch ein weltweit an Bedeutung gewinnendes Problem. Bariatrische Chirurgie hat sich als effektivste Möglichkeit zur Behandlung morbider Adipositas erwiesen. Dabei ergeben sich deutliche Verbesserungen des diabetischen Stoffwechsels bereits kurz nach dem Eingriff, bevor ein signifikanter Gewichtsverlust eingetreten ist. Die Mechanismen, die dazu führen, sind dabei noch nicht vollständig aufgeklärt. Ziel der Arbeit war es, mit Hilfe des Metabolomikansatzes herauszufinden, ob bariatrische Chirurgie einen Einfluss auf das Metabolom des Urins hat. Dazu wurden Urinproben von 50 Patienten jeweils prä-operativ und bis zu 13 Tage post-operativ mittels 1H-NMR untersucht und mit Hilfe von multivariaten statistischen Methoden analysiert. Dabei konnte deutlich zwischen prä- und post-operativen Proben unterschieden werden. PLS-DA und OPLS-DA Modelle waren in der Lage, 95 % der Spektren richtig in prä- und post-operativ zu klassifizieren. Zur Unterscheidung trugen in erster Linie die Buckets b20, b49 und b50 bei. Bei Betrachtung der gemittelten Spektren fielen eine Heraufregulation in den ppm-Bereichen 1,20-1,24, 2,1-2,5, 3,2-3,6, 4,1-4,2, 7,40-7,45 und 7,6-7,7 sowie eine Herabregulation in den ppm-Bereichen 7,5-7,6 und 7,8-7,9 jeweils post-operativ auf. Bariatrische Chirurgie verändert somit das Metabolom des Urins. Den Variationen im Spektrum liegen Metabolite zu Grunde, deren Identifikation Rückschlüsse auf Stoffwechselprozesse erlauben. Diese können wiederum Erklärungsansätze für den Gewichtsverlust und die Stoffwechselbeeinflussung in Folge einer bariatrischen Chirurgie liefern. Dieses bessere Verständnis der pathophysiologischen Vorgänge könnte weiterhin zur Entwicklung weniger invasiver chirurgischer Eingriffe oder spezieller, individueller pharmakologischer Therapien führen, zielgerichtet auf Gewichtsverlust und Remission des Diabetes mellitus. Weiterhin könnte Metabolomik bei der Entscheidung über die OP-Methode helfen. Dazu müsste es gelingen, aus einem großen Patientenkollektiv mit mehreren OP-Methoden im Urin z.B. einen Prädiktor zu finden, welcher Gewichtsverlust und Resolution von Komorbidität für einen individuellen Patienten vorhersagt. Insgesamt befindet sich die Metabolomikforschung noch in den Anfängen. Im Besonderen gilt dies für die Dokumentation des Einflusses chirurgischer Eingriffe auf das Metabolom des Urins. Weitere Studien mit einem größeren Patientenkollektiv und alternativen Fragestellungen könnten hier zu einem Erkenntnisgewinn führen.
Background: To analyze the relation and distribution of mean, systolic and diastolic ocular perfusion pressure (OPP) in telemedical homemonitoring of patients with primary open-angle glaucoma (POAG). Methods: 70 patients with POAG measured intraocular pressure (IOP) and blood pressure at home for a period of 6 months with the Goldmann applanation self-tonometer Ocuton S and the blood pressure device boso medicus PC. Twenty-four-hour profiles were taken every 4 weeks in addition to single measurements in the morning and evening once a week. All measured values were transmitted to an electronic patient record, which calculated OPP by taking systolic, diastolic and mean arterial blood pressure and subtracting IOP. Results: We analyzed 3,282 values of mean, systolic and diastolic OPP. The quantity of values below the risk levels of the Barbados Eye Studies was calculated. We found values lower than the risk levels for LE: 49 (1.5%)/RE: 60 (1.8%) systolic OPP, LE: 1,623 (49.5%)/RE: 1,761 (53.7%) diastolic OPP and LE: 687 (20.9%)/RE: 794 (24.2%) mean OPP. The individual average OPP levels of all 70 patients below the risk levels showed the following distribution: LE: 4 (5.7%)/RE: 6 (8.6%) systolic OPP, LE: 19 (27.1%)/RE: 20 (28.6%) diastolic OPP and LE: 10 (14.3%)/RE: 10 (14.3%) mean OPP. Conclusion: The individual distribution of different OPP values in POAG patients is not easy to interpret for clinical ophthalmologists. Precise practicable guidelines for clinical use still have to be determined.
In this thesis, all three BVMOs from Pseudomonas putida NCIMB10007, that were known to be responsible for the ability of this strain to degrade camphor since the 1950s were successfully made available as recombinant biocatalysts. While the genomic sequence of 2,5-DKCMO was available from the database, the genes encoding 3,6-DKCMO and OTEMO had to be identified using certain PCR-techniques first. All three enzymes were cloned into standard plasmids enabling convenient expression in E. coli facilitating the application of the enzymes in organic chemistry. Their synthetic potential was already reported during the 1990s, but at that time their efficient application was limited due to difficulties with respect to low production levels and insufficient purity and separation of enzyme fractions. These drawbacks are now overcome. Furthermore, biochemical characterization of the camphor-degrading BVMOs was performed including the substrate spectra of these enzymes. Thereby OTEMO turned out not only to have a broad substrate scope accepting mono- and bicyclic aliphatic and arylaliphatic ketones, but also to efficiently convert alpha/beta-unsaturated cycloalkanones due to the similarity of these compounds to OTEMOs natural substrate. Finally, the major limitation in the synthetic application of Type II BVMOs was addressed by searching a flavin-reductase suitable for coupling to these two-component oxygenases. Putative candidates from the respective P. putida strain were identified by the use of amino acid motifs conserved in other representatives of two-component systems. While these enzymes failed, flavin-reductase Fre from E. coli - that also contained the motifs - was shown to enhance the activity of the DKCMOs when applied as crude cell extract as well as pure enzyme. This finding represents a key step for future application of Type II BVMOs.
Particle and heat transport in fusion devices often exceed the neoclassical prediction. This anomalous transport is thought to be produced by turbulence caused by microinstabilities such as ion and electron-temperature-gradient (ITG/ETG) and trapped-electron-mode (TEM) instabilities, the latter ones known for being strongly influenced by collisions. Additionally, in stellarators, the neoclassical transport can be important in the core, and therefore investigation of the effects of collisions is an important field of study. Prior to this thesis, however, no gyrokinetic simulations retaining collisions had been performed in stellarator geometry. In this work, collisional effects were added to EUTERPE, a previously collisionless gyrokinetic code which utilizes the δ f method. To simulate the collisions, a pitch-angle scattering operator was employed, and its implementation was carried out following the methods proposed in [Takizuka & Abe 1977, Vernay Master's thesis 2008]. To test this implementation, the evolution of the distribution function in a homogeneous plasma was first simulated, where Legendre polynomials constitute eigenfunctions of the collision operator. Also, the solution of the Spitzer problem was reproduced for a cylinder and a tokamak. Both these tests showed that collisions were correctly implemented and that the code is suited for more complex simulations. As a next step, the code was used to calculate the neoclassical radial particle flux by neglecting any turbulent fluctuations in the distribution function and the electric field. Particle fluxes in the neoclassical analytical regimes were simulated for tokamak and stellarator (LHD) configurations. In addition to the comparison with analytical fluxes, a successful benchmark with the DKES code was presented for the tokamak case, which further validates the code for neoclassical simulations. In the final part of the work, the effects of collisions were investigated for slab and toroidal ITGs and TEMs in a tokamak configuration. The results show that collisions reduce the growth rate of slab ITGs in cylinder geometry, whereas they do not affect ITGs in a tokamak, which are mainly curvature-driven. However it is important to note that the pitch-angle scattering operator does not conserve momentum, which is most critical in the parallel direction. Therefore, the damping found in a cylinder could be the consequence of this missing feature and not a physical result [Dimits & Cohen 1994]. Nonetheless, the results are useful to determine whether the instability is mainly being driven by a slab or toroidal ITG mode. EUTERPE also has the feature of including kinetic electrons, which made simulations of TEMs with collisions possible. The combination of collisions and kinetic electrons made the numerical calculations extremely time-consuming, since the time step had to be small enough to resolve the fast electron motion. In contrast to the ITG results, it was observed that collisions are extremely important for TEMs in a tokamak, and in some special cases, depending on whether they were mainly driven by density or temperature gradients, collisions could even suppress the mode (in agreement with [Angioni et al. 2005, Connor et al. 2006]). In the case of stellarators it was found that ITGs are highly dependent on the device configuration. For LHD it was shown that collisions slightly reduce the growth rate of the instability, but for Wendelstein 7-X they do not affect it and the growth rate showed a similar trend with collisionality to that of the tokamak case. Collisions also tend to make the ballooning structure of the modes less pronounced.
Das in der Transplantationsmedizin häufig verwendete Immunsuppressivum Cyclosporin A (CsA) hemmt wichtige Transportproteine in der Niere, induziert oxidativen Stress und trägt zur Entwicklung einer Dysfunktion des Gefäßsystems bei. Neben der durch CsA vermittelten arteriellen Hypertonie sind die akute und die chronische Nephrotoxizität weitere Folgen des Medikamenteneinsatzes. Die akute CsA-Nephropathie ist reversibel und geht mit hämodynamischen Veränderungen einher, die in einer Reduktion des renalen Blutflusses, einer Erhöhung des renalen Gefäßwiderstandes und einer Verminderung der glomerulären Filtrationsrate bestehen. Die genauen Mechanismen, die zu diesen hämodynamischen Veränderungen führen, sind allerdings unklar. Cyclosporin A wird hauptsächlich hepatisch eliminiert, aber auch renal unter Beteiligung transepithelialer Transportprozesse ausgeschieden. Zu den Transportproteinen, die das Pharmakon über die apikale Membran der proximalen Tubulusepithelzellen sezernieren, zählt multidrug resistance-related protein 2 (Mrp2). Experimentelle Studien zeigen, dass eine generalisierte Mrp2-Defizienz mit der Akkumulation von Mrp2-Substraten in Geweben und extrazellulären Flüssigkeiten assoziiert ist. Die Bedeutung einer Fehlfunktion dieser Effluxpumpe für die renale CsA-Substanzelimination und die CsA-Nephrotoxizität ist bisher jedoch nur wenig definiert. In unseren Untersuchungen stellte die hochdosierte Cyclosporin A-Behandlung in Kombination mit der nieren-spezifischen Ausschaltung des Transporters Mrp2 den experimentellen Ansatz für die Bearbeitung der Fragestellung dar, ob eine renale Mrp2-Funktionsminderung die akute CsA-Nephrotoxizität verstärkt. Der Fokus wurde dabei auf die in-vivo-Untersuchung vaskulärer Mechanismen gelegt, die zum nichtimmunologisch bedingten Versagen von Nierentransplantaten beitragen können. Zu diesem Zweck wurden Nierenkreuztransplantationsexperimente durchgeführt, bei denen durch die Wahl des Spendertieres bzw. Transplantates eine nierenspezifische Mrp2-Defizienz in den Empfängertieren erzeugt werden konnte. Bei den gewählten Rattenstämmen tritt aufgrund der hochgradigen genetischen Übereinstimmung keine Transplantatabstoßung auf, wodurch potenziell toxische Cyclosporin-A-Effekte weitgehend unabhängig von entzündlichen Prozessen untersucht werden können. Den Versuchstieren wurde peroral entweder CsA in einer Dosierung von 30 mg*kg-1*d-1 oder Placebo über einen Zeitraum von sieben Tagen verabreicht. An Tag 28 post transplantionem wurden die akuten Experimente zur Untersuchung der renalen Hämodynamik durchgeführt. Nach Instrumentierung der narkotisierten Tieren und Erhebung der Messwerte für die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck sowie die basalen renalen hämodynamischen Parameter wurde Urin zur späteren Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate mittels Inulin-Clearance gewonnen. Für die Untersuchung der endothelialen Funktion und der Agonist-induzierten Vasokonstriktion der renalen Nierentransplantatgefäße wurde ein um die A. renalis des Transplantates platzierter Ultraschalltransitzeit-Durchflussmesser genutzt, mit welchem der renale Blutfluss nach Applikation der vasoaktiven Substanzen Acetylcholin, Phenylephrin und Angiotensin II gemessen werden konnte. Die Pharmaka-Applikation erfolgte unter Nutzung einer Minikassettenpumpe lokal in die Nierenarterie, um systemische Effekte der Pharmaka auf den Blutdruck und Blutdruck regulierende Systeme weitgehend auszuschließen. Die Auswertung der basalen hämodynamischen Daten für die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck, den renalen Blutfluss und den renalen Gefäßwiderstand zeigte keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede in dem für die vorliegenden Untersuchungen genutzten Transplantationsmodell. Auch hatten weder die hochdosierte CsA-Behandlung noch der renale Mrp2-Expressionsstatus einen signifikanten Einfluss auf die endotheliale Funktion, die Agonist-induzierten renalen Gefäßantworten, den reaktiven renalen Gefäßwiderstand und die renale Morphologie. Die hochdosierte CsA-Be-handlung verminderte jedoch statistisch signifikant die glomeruläre Filtrationsrate und das Gewicht der Empfängertiere. Zusammenfassend zeigen die Untersuchungen, dass die durch die hochdosierte CsA-Behandlung in dem verwendeten Transplantationsmodell induzierten hämodynamischen Effekte unabhängig von der nierenspezifischen Mrp2-Expression waren, was gegen einen entscheidenden Einfluss dieses Transportproteins auf die akute CsA-induzierte Nephropathie spricht.
Bei der Prüfung mikrobiozider Wirkstoffe im quantitativen Suspensionsversuch muss die sog. Nachwirkung von in die Subkultur verschleppten Wirkstoffspuren ausgeschaltet werden, weil andernfalls eine zu hohe Wirksamkeit vorgetäuscht wird. Deshalb wurde die Neutralisierung der oberflächenaktiven kationischen Antiseptika Chlorhexidindigluconat, Octenidindihydrochlorid und Polyhexamethylenbiguanidinhydrochlorid durch Lipofundin MCT 20 % bei Einsatz von E. coli, S. aureus, P. aeruginosa, E. hirae und C. albicans gemäß DIN EN 13727 untersucht. Zu 8 Volumenanteilen Inaktivator (Lipofundin) wurden zunächst 1 Volumenanteil Wirkstofflösung hinzugefügt. Nach 5 min Kontakt bei Raumtemperatur wurde dann die Mischung mit 1 Volumenanteil Prüfmikroorganismen mit einer Dichte von 104 KbE/ml versetzt, gründlich gemischt und anschließend die vorhandenen KbE quantifiziert. Um die Neutralisierungskapazität von Lipofundin genauer zu bestimmen, wurde abweichend von der Empfehlung der Norm, wonach die KbE-Anzahl nach Neutralisierung unter der Hälfte der KbE-Anzahl in der Kontrolle betragen muss, als Maßstab ein fehlender signifikanter Unterschied zwischen beiden Ansätzen zugrunde gelegt. Die Ergebnisse zeigen, dass CHX, OCT und PHMB durch die Bindung an die Phospholipidschicht des Lipofundins konzentrationsabhängig neutralisiert wurden, was zu einem Weiterwachstum von E. coli, S. aureus, E. hirae, P. aeruginosa und C. albicans geführt hat. Damit erwies sich Lipofundin als effektiver Neutralisator. Im Vergleich zu CHX und OCT war der Konzentrationsbereich für die Neutralisierung bei PHMB allerdings kleiner. Daraus lässt sich umgekehrt ableiten, dass PHMB in Gegenwart von Phosphatidylcholin weniger an mikrobiozider Wirkung einbüßt als OCT und CHX, was für die antiseptische Anwendung vorteilhaft sein könnte.
The leading hypothesis of why organisms age is the “Free Radical Theory of Aging”, which states that the accumulation of reactive oxygen species (ROS), such as superoxide (O2•-) and hydrogen peroxide (H2O2), causes protein, lipid and DNA damage and leads to the observed age-related decline of cells and tissues. A major obstacle in analyzing the role of oxidative stress in aging organisms is the inability to precisely localize and quantify the oxidants, to identify proteins and pathways that might be affected, and ultimately, to correlate changes in oxidant levels with the lifespan of the organism. To directly monitor the onset and extent of oxidative stress during the lifespan of Caenorhabditis elegans, we utilized the fluorescent H2O2 sensor protein HyPer, which enabled us to quantify endogenous peroxide levels in different tissues of living animals in real time. We made the surprising observation that wildtype C. elegans is exposed to very high peroxide levels during development. Peroxide levels drop rapidly as the animals mature, and low peroxide levels then prevail throughout the reproductive age, after which an age-accompanying increase of peroxide level is observed. These results were in excellent agreement with findings obtained by using the highly quantitative redox proteomic technique OxICAT, which monitors the oxidation status of redox-sensitive proteins as read-out for onset, localization, and protein targets of oxidative stress. By using OxICAT, we detected increased protein thiol oxidation during the development of C. elegans and in aging animals. Many processes in C. elegans might potentially contribute to the elevated peroxide levels observed during development, including cuticle formation, apoptosis, proliferation, gametogenesis, or ROS signaling. The finding that all investigated C. elegans mutants regardless of their lifespan are exposed to high developmental peroxide levels argues for ROS accumulation to be a universal and necessary event. Yet, recovery from the early oxidative boost might determine the subsequent adult lifespan, as we found that long-lived daf-2 mutants transition faster to reducing conditions than short-lived daf-16 mutants, which retain higher peroxide levels throughout their mature life. These results suggest that changes in the cellular oxidant homeostasis, encountered at a very early stage in life, might determine subsequent redox levels and potentially the lifespan of organisms. Manipulation of developmental oxidant levels using glucose restriction or a short bolus of superoxide caused a disruption in developmental growth, a delay in reproduction, and a shortened lifespan. These results suggest that developmental oxidant levels are fine-tuned and optimized. Future experiments are aimed to investigate the sources of developmental hydrogen peroxide, and to elucidate whether active down-regulation of antioxidant enzymes during the larval period might foster peroxide accumulation. Preliminary results indicate that this might indeed be the case for peroxiredoxin 2, whose expression was significantly lower during development than at later stages in life. Finally, we investigated whether the observed variances in the developmental peroxide levels of individual worms within a synchronized wildtype population might be responsible for the observed significant variances in lifespan, and hence could serve as a predictor for adult lifespan. Preliminary results revealed that neither too low nor too high peroxide levels during development are beneficial for the lifespan of wildtype worms, suggesting that ROS level during development might be optimized for maximized lifespan. Future experiments aim to reveal the processes that are affected by ROS and which might influence the individual’s lifespan early in life.
Als Stadtbaumeister Stralsunds war Ernst v. Haselberg sowohl praktisch als auch theoretisch noch universell mit der architektonischen und städtebaulichen Entwicklung des Historismus und der Konstituierung der Denkmalpflege in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf deutschem Territorium, insbesondere in der Provinz Pommern, verbunden. Das große architektonische und städtebauliche Œuvre mit seinen Konsequenzen für die Stadt Stralsund und ihre Bürger rief relativ bescheidene Resonanz hervor. Als Denkmalpfleger hat er den Paradigmenwechsel des 19. Jahrhunderts von der ästhetisch-orientierten Denkmalpflege zur historisch-wissenschaftlichen Denkmalpflege mitgestaltet. Die »Mathematische Aufgabe«, das magische Hexagon, verschaffte E. v. Haselberg die Aufnahme in die ewigen Annalen der Mathematik und eine bleibende, weltweite Reputation. Die monographische Studie über E. v. Haselberg will als Synchronopse seines Lebens aus neuerer Sicht Impulse geben. Die Genesis derer von Haselberg, unter ihnen renommierte Theologen, Juristen, Mediziner, koinzidieren seit der Frühen Neuzeit mit der Entwicklung der geistig-kulturellen Eliten in (Mecklenburg-) Vorpommern. Auf dem Fundament einer über Generationen hinweg sich als ethische Maxime etablierenden Universalität entstand auch die architektonische Ästhetik E. v. Haselbergs. Sein universelles Wirken bietet die Forschungsperspektive, Interdependenzen von Städtebau, Architektur und Denkmalpflege im Kontext der Urbanisierung des 19. Jahrhunderts zu analysieren. Die durch ihre meist mittelalterliche Historie geprägten Städte wurden, wie auch Stralsund, in verschiedenen Wellen durch die damalige konventionelle Stadtentwicklung mitgerissen. In dieser Urbanisierungsphase zeigten sich für die Städte Konsequenzen im Städtebau mit eklatanten Defiziten in der Hygiene und in der sozialen Funktionalität. Die Dissertation stützt sich zum einen auf die Aussagekraft der gebauten Architektur und zum anderen auf schriftliches und bildkünstlerisches Quellenmaterial, die partiell unbearbeiteten und unveröffentlichten Konvolute aus dem im Stadtarchiv der Hansestadt Stralsund befindlichen Nachlass derer v. Haselberg. Erweitert wurde dieses Quellenmaterial durch Recherchen in den relevanten Staats-, Landes- und Stadt- und Kirchenarchiven. Die Recherchen in den Kirchenarchiven konzentrierten sich auf Barth, Bergen, Damgarten und Pantlitz. Als methodologische Prämisse dient das Konstrukt, dass die architektonische Ästhetik einer Kulturlandschaft sich aus dem aktuell existierenden Architekturrepertoire und der ideellen Reflexion in ihrer Totalität immer wieder neu bildet. Diese Totalität, die Gesamtheit aller sakralen und profanen Architektur, schließt die ruinöse, in die Vergangenheit weisende Architektur genauso wie die sich eben erst etablierende, in die Zukunft weisende ein. Als Vermittlung ist die ideelle Reflexion unerlässlich und erhält in dem Verhältnis zwischen theoretischer Denkmalpflege resp. Kunsthistorie und kontemporärer Architektur resp. Städtebau ihre Wirkmächtigkeit. Es wurde von der Hypothese ausgegangen, dass die theoretische und praktische Entwicklung sowohl der Denkmalpflege als auch der Architektur und des Städtebaus im 19. Jahrhundert ein fortgesetzter räumlicher und zeitlicher Differenzierungsprozess war, wobei sich traditionelle und innovative hierarchische Strukturen überlagern können. Um die Interdependenzen von Städtebau, Architektur und Denkmalpflege im Kontext der Urbanisierung des 19. Jahrhunderts zu analysieren, mussten die Methoden der Kunstgeschichte innerhalb der Dissertation differenziert angewendet und soziologische Aspekte für die wechselseitige Beeinflussung von individueller und gesellschaftlicher Entwicklung in revolutionären Zeiten einbezogen werden. Die hier verwendete soziologische Terminologie stützt sich auf Alfred Webers theoretische Basis, insbesondere auch auf die Begriffe ›Masse‹ und ›Elite‹. Dazu ist aus (kunst-) historischer Perspektive die kontemporäre Terminologie Jacob Burckhardts zugeordnet. Der Rückgriff auf die Philosophie Bertrand Russels hat seine Relevanz wegen der in jeder Hinsicht starken angelsächsischen Orientierung derer v. Haselberg und einer historischen Verortung der Ideen. Für die Analyse wurden die wissenschaftstheoretischen Termini technici – einschließlich des im Dissertationsthema gewählten Begriffs der ›Universalität‹ – der von Jürgen Mittelstraß herausgegebenen ›Enzyklopädie Philosophie und Wissenschaftstheorie‹genutzt. Die Universalität als Ideal des Königlich Preußischen Baumeisters im Selbstverständnis einer dienenden Elite teilte sich für E. v. Haselberg in eine Mission und eine Passion. Damit vollzog E. v. Haselberg einen seit den 1830er Jahren begonnenen Prozess nach, der aus Absolventen von Schinkels Bauakademie nicht nur Königlich Preußische Baumeister, sondern auch Kunsthistoriker/ Denkmalpfleger werden ließ.
Die Frage der effizienten Behandlung von Sepsis und septischem Schock sind von großer Bedeutung, da die Letalität dieses Krankheitsbildes auch noch trotz der heutigen modernen intensivmedizinischer Maßnahmen sehr hoch ist. Gefährdet sind vor allem polytraumatisierte Patienten, Verbrennungspatienten und Patienten nach großen operativen Eingriffen. Mitverantwortlich für die steigende Inzidenz der Sepsis ist ein ansteigendes Durchschnittsalter der Patienten mit zunehmender Zahl an Begleiterkrankungen. Dem Gastrointestinaltrakt wird bei der Entstehung und Aufrecherhaltung von Sepsis und septischen Schock eine besondere Bedeutung zugeschrieben. Schon Meakins und Marschall beschrieben 1986 den Gastrointestinaltrakt als „Motor des Multiorganversagens“. Die Darmmukosa trennt die intestinale Mikroflora vom systemischen Blutkreislauf. Die Integrität der intestinalen Mukosa hängt aufgrund besonderer anatomischer Verhältnisse in den Darmvilli entscheidend von einer stabilen Perfusion der Mikrozirkulation ab. Unter bestimmten Umständen (Trauma, Schock, Endotoxinämie, etc.) kommt es zu einer Minderperfusion der Zottenspitzen in den Darmvilli und zur Störung der intestinalen Barrierefunktion. Eine Translokation von Bakterien und bakteriellen Produkten in die Mikrozirkulation über das physiologische Maß hinaus mit der Aktivierung der systemischen Immunantwort durch inflammatorische Zytokine ist die Folge. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Gabe von APC bei experimenteller Endotoxinämie die funktionelle Kapillardichte, als ein Maß der mikrozellulären Perfusion, signifikant verbessert. Darüber hinaus wirkt APC antiinflammatorisch, indem es die Leukozytenadhärenz am Endothel submuköser intestinaler Venolen reduziert. Diese Effekte von APC, die in anderen Arbeiten ebenfalls beobachtet werden konnten, sind nun in dieser Arbeit zum ersten Mal auch an der Darmwand festgestellt worden].
Background: In clinical practice, treatment of genital tract infections is based on administration of either antibiotics or antiseptics. While antibiotics may be applied systemically or topically, antiseptics may be applied only topically. In case of bacterial vaginosis (BV), antibiotic therapy may often be limited and side effects due to systemic administration may develop. Polihexanide (PHMB) is a promising option for the topical treatment of genital tract infections, in particular BV and vaginitis. Method: A systematic search for publications on the use of PHMB for the treatment of genital infections in two electronic databases was performed. Titles, abstracts and citations were imported into a reference database. Duplicates were removed and two reviewers assessed each identified publication separately. Results: Among a total of 204 references, 3 prospective randomized trials were identified. Two trials treated BV infections with PHMB in comparison to clindamycin as antibiotic standard therapy with no significant differences either in safety or in efficacy. The third controlled trial investigated the clinical efficacy of PHMB compared to placebo in the treatment of human papilloma virus. Patients treated with PHMB daily for up to 16-weeks showed significantly higher (52%) clearance of genital warts as compared to patients treated with placebo (4%). Conclusion: PHMB may be a clinically effective alternative for the treatment of BV and human papilloma virus. Although PHMB-based antiseptics are available since the late 90s, controlled trials to investigate its clinical potential for antiseptic treatment are scant. Clinical use of antiseptics for the treatment of infectious diseases should be explored and supported further.
Das im Rahmen dieser Arbeit etablierte Verfahren zur morphometrischen Bewertung der lokalen Entzündungsreaktion nach Implantation von Biomaterialien stellt eine reproduzierbare, vielfältig anwendbare Methode dar. Das Programm ImageJ ermöglicht ein einfaches, modifiziertes Adaptieren dieses Analyseverfahrens an verschiedene immunhistochemische Untersuchungen. Die Anwendung des etablierten manuellen Zählverfahrens ermöglichte in den nachfolgenden Untersuchungen den Nachweis, dass das Konzept der Beschichtung von Implantatmaterialien mit einer biomimetischen Membran, basierend auf dem Phospholipid POPE, keine negativen Einflüsse auf die akute und chronische Entzündungsreaktion im das Implantat umgebenden Gewebe zeigte. Die Herstellung von biomimetischen Oberflächen als Implantatbeschichtung, die von den Zellen als körpereigen erkannt wird, könnte somit die langfristige Integration des Implantats in den Wirtsorganismus verbessern. Zusammen mit den In-vitro-Ergebnissen [Willumeit et al., 2007], in denen günstige Auswirkungen dieser Beschichtung auf Zell- und Bakterienadhäsion nachgewiesen wurden, zeigen die In-vivo-Befunde der vorliegenden Arbeit das Potential von Phospholipidbeschichtungen zum Erreichen von lang andauernder Integrität und Biofunktionalität metallischer Implantate in der klinischen Anwendung.
Das OATP2B1 stellt neben den überwiegend hepatisch exprimierten OATPs, wie dem OATP1B1 oder OATP1B3 einen weiteren interessanten Vertreter der SLCO-Familie dar. Dieser Aufnahmetransporter ist sowohl aus physiologischer, als auch aus pharmakologischer Sicht interessant, da er eine breite Gewebeverteilung aufweist und neben endogenen Substanzen eine Reihe verschiedener Wirkstoffe transportiert. Hinsichtlich seiner Expression und Funktion ist das OATP2B1 bereits gut charakterisiert, mögliche Regulationsmechanismen hingegen sind bisher kaum untersucht. Es war daher Ziel dieser Arbeit, neue Erkenntnisse über die Regulation dieses Transporters zu erlangen. Eine Möglichkeit die Funktion von Transportproteinen schnell zu verändern, ist die direkte Interaktion mit Substanzen, die in der Lage sind, die Transportfunktion zu modulieren. Dies können gleichzeitig verabreichte Arzneimittel, Nahrungsbestandteile, aber auch endogene Substanzen sein. In der vorliegenden Arbeit konnte hierzu gezeigt werden, dass die Transportfunktion des OATP2B1 durch Progesteron und Glukokortikoide stimuliert werden kann. Dieser Effekt ist sowohl substrat- als auch transporterspezifisch. So wird die Aufnahme sulfatierter Steroide, wie DHEAS oder E1S, OATP2B1-spezifisch stimuliert, wohingegen andere Substrate, wie Atorvastatin oder Glibenclamid nicht verstärkt transportiert werden. Während eine pharmakologische Bedeutung dieser OATP2B1-Interaktion nicht zu erwarten ist, könnte die physiologische Bedeutung in der Aufnahme von Steroidhormonvorläufern in die Plazenta liegen. Diese ist nicht in der Lage C21-Steroide, wie Pregnenolon oder Progesteron in C19-Steroide zu transformieren und daher auf Vorläufermoleküle, wie DHEAS oder Preg-S, für die plazentare Estrogensynthese, angewiesen. Im Rahmen dieser Arbeiten konnten mit Glibenclamid und Preg-S zwei weitere OATP1A2-Substrate identifiziert werden. Des Weiteren wurde der zugrunde liegende Mechanismus der Proteinkinase C (PKC)-abhängigen Internalisierung des OATP2B1 näher untersucht. Es konnte aufgeklärt werden, dass das OATP2B1, nach Aktivierung der PKC, Clathrin-abhängig internalisiert und anschließend lysosomal degradiert wird. Eine direkte Phosphorylierung des OATP2B1 als Ursache für die Internalisierung wurde weitestgehend ausgeschlossen, so dass in der Folge mögliche Internalisierungssignale und Adapterproteine des OATP2B1 untersucht wurden. Mittels in silico Analyse konnte ein Dileucinmotiv (EQQLLV), sowie eine Klasse-I-PDZ-Bindedomäne (DSRV) im Bereich des C-Terminus des Proteins identifiziert werden. Eine Beteiligung an der PKC-abhängigen Internalisierung des OATP2B1 konnte hier zwar nicht beobachtet werden, jedoch zeigte sich, dass es für die basolaterale Sortierung des Proteins von Bedeutung ist. So wies die Dileucinvariante eine ausschließlich apikale Plasmamembran-Lokalisation auf, ohne die Transportfunktion des Proteins zu beeinflussen. Parallel wurden mittels pull-down Experimenten C-terminale Adapterproteine des OATP2B1 identifiziert. In diesem Zusammenhang wurde zudem die Rolle des Dileucinmotivs, als mögliche Bindungsstelle für Adapterproteine, die die basolaterale Sortierung vermitteln, untersucht. Unter denen mittels Massenspektrometrie identifizierten Proteinen befanden sich einige, wie Aktin oder Hsc70, die mit der Clathrin-vermittelten Endozytose assoziiert sind. Weiterhin wurden SNX27, NHERF1 und Grp75 als Adapterproteine identifiziert und näher untersucht. Hier konnte teilweise eine Interaktion bestätigt werden, eine funktionelle Relevanz ließ sich jedoch nicht nachweisen. Insgesamt liefert diese Arbeit wichtige grundlegende Erkenntnisse zur Regulation der OATP2B1-Funktion. Weitere Studien sind jedoch notwendig, um dessen physiologische und pharmakologische Relevanz zu beurteilen.
Lipidemulsionen spielen eine wichtige Rolle bei der parenteralen Ernährung von Frühgeborenen zur Energieversorgung. Die bislang in der Pädiatrie üblicherweise eingesetzten Fettemulsionen bestehen überwiegend aus langkettigen bzw. aus einer Mischung von mittel- und langkettigen Triglyceriden im Verhältnis 1:1. Der Gehalt an omega-3-Fettsäuren von 2,5 - 5,5 g/l in MCT/LCT-Emulsionen ist für Frühgeborene nicht ausreichend. Innerhalb von zwei Jahren führten wir auf den neonatologischen Intensivstationen der Universitätsmedizin Greifswald sowie im Dr. von Haunerschen Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität München an Frühgeborenen eine prospektiv, randomisiert doppelblinde Studie zum Vergleich einer 20%igen MCT/LCT/FO-Emulsion (Lipoplus) mit einer 20%igen MCT/LCT-Emulsion (Lipofundin) zur parenteralen Ernährung von Frühgeborenen durch. Die zu prüfende neue Fettemulsion weist einen erhöhten Anteil an omega-3-Fettsäuren > 8,55 g/l auf. Es werden 10% der LCT durch Fischöl beigetragen. Es kam dabei zur erstmaligen Anwendung der fischölhaltigen Lipidemulsion in dieser Patientengruppe (Frühgeborene unter 1500g). Im Rahmen dieser klinischen Prüfung wurden Sicherheit und Wirksamkeit dieser parenteralen Lipidemulsion untersucht. 48 Frühgeborene konnten in diese Studie eingeschlossen und randomisiert werden, wovon 37 die Studie beendeten. Die beiden Gruppen waren hinsichtlich der klinischen Daten und der Ernährung vergleichbar. Es konnte gezeigt werden, dass die Gabe einer MCT/LCT/FO-Emulsion (Lipoplus® 20%) in Dosen von 0.25 – 3.68 g/kg/d eine gleichwertige Sicherheit für die parenterale Ernährung von Frühgeborenen hat wie die bereits etablierte Fettemulsion mit MCT/LCT (Lipofundin® MCT 20%). Dieses Produkt schließt dabei die Lücke der Defizite in der Zufuhr von Fetten. Die omega-3-Fettsäuren in Lipoplus® führen zu keiner Beeinträchtigung der Leberfunktion, zu keinem Mangel an essentiellen omega-6-Fettsäuren und zu keinen nachweisbaren Störungen des Blutgerinnungssystems. Die signifikant erhöhte Verfügbarkeit von Eicosapentaensäure ist Voraussetzung für verbesserte Streßkompliance und eine verminderte systemische Inflammationsaktivität. Die bewiesene Sicherheit und Wirksamkeit in dieser Population kann als Basis für die Dosisempfehlung bei allen anderen Kindern dienen.
Studien belegen, dass Gefangene des regulären Strafvollzugs im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung in deutlich erhöhtem Ausmaß unter psychischen Erkrankungen und traumatischen Erfahrungen leiden. Im deutschsprachigen Raum existieren dennoch nur wenige Untersuchungen, welche sich evidenzbasiert mit der psychischen Gesundheit der Gefangenen befassen. Auch die offizielle Datenlage zur Auftretenshäufigkeit psychischer Erkrankungen sowie die psychiatrische Versorgung in den Gefängnissen werden dieser Problematik nicht gerecht. Die vorliegende Arbeit liefert vor diesem Hintergrund einen Beitrag zur Erfassung der Prävalenz psychischer Erkrankungen und traumatischer Erfahrungen bei Gefangenen in Deutschland und Europa, verdeutlicht die Folgen langfristiger Haftstrafen für die psychische Gesundheit und betont die Notwendigkeit adäquater psychiatrischer Versorgungsstrukturen in den Gefängnissen. In unseren Studien zeigten sich bei Gefangenen in Deutschland hohe Auftretenshäufigkeiten von psychischen Erkrankungen, vor allem hinsichtlich der substanzbezogenen Störungen und der antisozialen Persönlichkeitsstörung. Daneben traten Suizidalität und selbstverletzendes Verhalten in erheblichem Ausmaß auf. Drei Viertel der Gefangenen berichteten von traumatischen Erfahrungen in Kindheit und Jugend. Die Untergruppe der Straftäter mit einer antisozialen Persönlichkeitsstörung wies eine nochmals deutlich erhöhte psychische Belastung auf. Eine vergleichende Gegenüberstellung der psychischen Symptombelastung bei zwei Gefangenenstichproben in Deutschland mit unterschiedlich langen Freiheitsstrafen bildete in beiden Gruppen einen hohen psychiatrischen Behandlungsbedarf sowie eine signifikant erhöhte Belastung der längerfristig Inhaftierten ab. Der Vergleich ließ damit Annahmen über die Ursachen der erhöhten psychischen Belastung bei langjährig Inhaftierten zu. Der hohe psychiatrische Behandlungsbedarf bestätigte sich auch bei Gefangenen in 10 weiteren europäischen Ländern. Suizidales und selbstverletzendes Verhalten stellte europaweit ein noch größeres Problem dar als in Deutschland. Zusätzlich gab jeder europäische Gefangene durchschnittlich drei traumatische Erlebnisse an, bei ca. einem Siebtel der Befragten hatte sich aus den traumatischen Erfahrungen eine Posttraumatische Belastungsstörung entwickelt. Aus den Ergebnissen folgt die Forderung nach einer konsequenteren Erfassung psychiatrischer Erkrankungen bei Gefangenen des regulären Strafvollzugs sowie einer Verbesserung der Versorgungsbedingungen im Sinne einer Angleichung an die allgemeine Psychiatrie.
Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) represents the third most produced species of diadromous fish, with the total production of 0,732 million tonnes in 2009. More than one third of this production comes from Europe, where it is dominated by Norway, Italy and France. Germany is the fifth biggest producer in Europe, producing 21 thousand tonnes of rainbow trout in the value of 6,1 million Euro. However, the conditions in the intensive aquaculture often increase the disease susceptibility to many pathogens. One of the highest economic threats for a salmonids aquaculture is the causative agent of furunculosis, Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Several strategies have been developed to protect the fish, but the traditional methods are either laborious or represent a potential risk for the environment. The selective breeding established more than 35 years ago in the brackish waters of Baltic Sea represent a attractive alternative, delivering a novel strain of rainbow trout better adapted to the brackish environment and exhibiting reduced mortality in the infection with A.salmonicida. Nevertheless, no information was available about the fundaments of this phenomenon. Thus, the aim of presented study was the identification of immune adaptations, which occurred during the 30 years of selection and favoured increased survival of “born” trout to the bacterial diseas es. In the presented work, the peritoneal cavity of rainbow trout has been used as a model for the investigation of disease resistance in fish. In the first chapter, the peritoneal cavity has been described as a unique niche of teleost immune system and the kinetic of peritoneal leukocytes induced by the stimulation has been analysed. Furthermore, a unique set of monoclonal antibodies has been used to evaluate the contribution of distinct cell populations on the inflammation and its resolution. In the second part of the study, the transcriptional changes of peritoneal leukocytes have been evaluated using the GRASP microarray. The following analysis provided unique insights into the local immune response in rainbow trout. The unprecedented combination of both data sets offers an unparalleled description of the local immune response in teleost fish and can be summarized into following facts. In general, the obtained results revealed, that the unstimulated peritoneal cavity is populated predominantly by lymphocytes with IgM+ Bcells being the major cells type. The rapid changes in the composition induced by the stimulation were underlined by the upregulation of major proinflammatory molecules such as IL1β, IL8 and TNFα within 12hpi. Although the initial phase of the reaction was dominated by myeloid cells, the cavity underwent within 72 hours two complete changes in the composition corresponding with the massive changes in the transcriptome. Eventually, the resolution of inflammation was marked by an increasing number of lymphocytes and correlated with the downregulation of pro-inflammatory genes to the initial level and upregulation of anti-inflammatory cytokines IL10 and TGFβ. Besides the general observations common to all treatments and both strains, our experiments revealed also remarkable differences between the antigenic stimulation and reaction towards pathogen. From these differences following conclusions can be drawn; the infection induces comparable reaction pattern as the stimulation, although the intensity of the reaction and number of cells is higher. These observations correlated with the higher expression of inflammatory molecules after the infection. Viable bacteria also prolong the myeloid phase of the reaction and delay the resolution of inflammation. Finally, model of peritoneal inflammation caused by A. salmonicida has been applied also to the second strain of rainbow trout, known for its higher resistance to infection. The comparison of obtained data suggested that resistant trout reacted to the antigenic stimulation and infection with a lower number of cells despite minor differences in the expression level of major pro-inflammatory molecules during early stages of the infection. Eventually, the resolution of inflammation and onset of adaptive immune response occurred in resistant trout almost 24 hours earlier and was correlating with an increased expression of anti-inflammatory cytokines IL10 and TGFβ. Notably, the increased survival of resistant strain correlates with the increased expression of antibacterial proteins such as NRAMP and hepcidin. Taken together, obtained data provided unprecedented insights into the local immune response in teleost fish and identified features conserved during the selection breeding in the brackish water of Baltic Sea. Additionally, combination of cellular and molecular data elucidates the peritoneal inflammation in fish and suggested high conservation of the immune response in the evolution.
Jump penalized L1-Regression
(2012)
Die vorgelegte Arbeit beschäftigt sich mit Kurvenschätzung in einem Regressionsmodell für eindimensionale verrauschte Daten, welche die Ausreißer enthalten können. Dabei ist die Regression Funktion, also Funktion welche a priori unbekannt ist und welche geschätzt werden soll, eine beliebige absolut-integrierbare Funktion auf dem Intervall [0, 1) und Regression Schätzer eine Stückweise-konstante Funktion auf dem Intervall [0, 1). Die von uns betrachtende Schätzer sind stückweise-konstante Funktionen, welche die L1-Version den sogenannten Potts Funktional minimieren (s. [8]). Das L1 Potts Funktional ist so gewählt, dass einerseits die Komplexität des Schätzers in Form der Anzahl ihrer Sprünge beachtet wird und anderseits die absolute Abweichungen von den Daten betrachtet werden. Die Stufen des Minimierers vom L1 Potts Funktional entsprechen den lokalen Medianen von verrauschten Daten, im Gegensatz dazu entsprechen die Stufen des Minimierers von dem klassischen Potts Funktional (L2-Fall) den lokalen Mittelwerten von den Daten. Der Vorteil der L1-Version gegenüber L2-Version des Potts Funktionals kann dadurch erklärt werden, dass die Mediane bekannterweise viel robuster gegen Ausreißer als Mittelwerte sind. In der vorgelegten Arbeit wurden die asymptotischen Eigenschaften sowohl von der L1 Potts Funktionals als auch von seinen Minimierer studiert. Unter anderem, es konnte die Konsistenz des Schätzers für den Fall, dass die Originalfunktion f selbst eine Stufenfunktion ist, gezeigt werden. Dies stellt das Hauptergebnis der Arbeit dar. Konsistenz heißt hier, dass unter bestimmten Bedingungen die Minimierer vom L1 Potts Funktional gegen die Originalfunktion f konvergieren.
Plättchenfaktor 4 (PF4, CXCL4) ist ein 7.8 kDa stark positiv geladenes Protein, das zur Familie der CXC-Chemokine gehört. PF4 wird als Tetramer in den alpha-Granula von Thrombozyten gespeichert und bei deren Aktivierung freigesetzt. Seine biologische Funktion ist weitgehend unbekannt. Allerdings spielt PF4 eine wichtige Rolle bei der Heparin-induzierten Thrombozytopenie (HIT), einer der häufigsten immunologisch bedingten Arzneimittelkomplikationen, die Blutzellen betreffen. PF4 und Heparin bilden Komplexe, die Neoepitope generieren und die Produktion von anti-PF4/Heparin-Antikörpern induzieren. Resultierende Immunkomplexe aktivieren Thrombozyten Fc-Rezeptor-vermittelt und führen zu einer paradoxen Thrombinbildung. Die Folgen können Thrombozytopenie und lebensbedrohliche Thrombosen sein. Die pathogenen Antikörper sind nicht spezifisch für Heparin und erkennen auch PF4 gebunden an andere Polyanionen. Die Immunantwort der HIT zeigt einige Besonderheiten. Bereits bei erstmaliger Heparinexposition treten anti-PF4/Heparin-Antikörper der Klasse IgG bereits nach 4-6 Tagen auf. Dies kann keine primäre Immunantwort sein, da bei dieser IgG-Antikörper erst deutlich später gebildet werden. Damit muss eine Vorimmunisierung mit natürlich auftretenden PF4/Polyanion-Komplexen stattgefunden haben. Eine mögliche Quelle wären negativ geladene Strukturen, die auf bakteriellen Zelloberflächen vorkommen. Ziel dieser Arbeit war es, die Bindung von PF4 an Zelloberflächen zu charakterisieren und insbesondere die Frage zu klären, ob PF4 auf der Bakterienoberfläche Komplexe bildet. Zunächst erfolgte die Etablierung einer durchflusszytometrischen Analysemethode zur Messung der PF4-Bindung an Thrombozyten in Abhängigkeit von antikoagulatorischen Polyanionen. Die PF4-Bindung war nicht von der antikoagulatorischen Wirksamkeit der Polyanionen abhängig, sondern von der negativen Ladungsdichte. Geringe Konzentrationen von Heparin haben die PF4-Bindung an Thrombozyten verstärkt, wohingegen hohe Konzentrationen die PF4-Bindung inhibierten. Auch mit PF4 exprimierenden HEK-Zellen konnte eine ladungsabhängige Bindung von PF4 nachgewiesen werden. Als nächstes wurde die Bindung von PF4 an Bakterien untersucht. PF4 hat auch hier, konzentrations- und ladungsabhängig, an Gram-positive und Gram-negative Bakterien gebunden. Mittels der Adsorptions-Elutions-Technik konnte dann gezeigt werden, dass es durch die Bindung von PF4 an Bakterien zur Ausbildung PF4/Heparin-ähnlicher Epitope kommt, welche von anti-PF4/Heparin-Antikörpern aus Patientenserum erkannt werden. Mit einem Phagozytoseassay wurde dann nachgewiesen, dass die durch PF4 vermittelte Bindung der anti-PF4/Heparin-Antikörper an Bakterien die Phagozytose durch polymorph nukleäre Zellen (PMN) fördert. Dass dieser Abwehrmechanismus tatsächlich in vivo bedeutsam ist, konnte in dem Maus-Sepsis-Modell Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) gezeigt werden. Die 6-8 Wochen jungen Mäuse entwickelten ab 3 Tagen nach der CASP-Operation anti-PF4/Heparin-Antikörper der Klasse IgM und ab 14 Tagen der Klasse IgG. Dieser Antikörperverlauf passt zur Immunreaktion nach erstmaligem Antigenkontakt und beweist, dass Bakterienkontakt im Rahmen der Sepsis eine primäre Immunisierung gegen PF4/Heparin induzieren kann. Jedoch ist die Sepsis, eine lebensbedrohliche Erkrankung, viel zu selten um das Auftreten von anti-PF4/Heparin-Antikörpern in der Normalbevölkerung (18.8% anti-PF4/Heparin IgM, 6.1% anti-PF4/Heparin IgG) und bei 50% der Patienten nach kardiochirurgischem Eingriff erklären zu können. Eine häufiger auftretende, chronische, bakterielle Infektion ist die Parodontitis. Im Rahmen der SHIP-Studie (Study of Health in Pomerania) konnte dann gezeigt werden, dass der Parodontitis-Status mit dem Auftreten von anti-PF4/Heparin-Antikörpern korreliert. Unterstützend konnte gezeigt werden, dass PF4 auch von parodontalpathogenen Bakterien gebunden wird und darüber die Bindung von anti-PF4/Heparin-Antikörpern ermöglicht wird. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit eine bislang unbekannte Funktion von PF4 in der anti-bakteriellen Wirtsabwehr. Gleichzeitig wurde die Frage geklärt, warum Patienten, die das erste Mal Heparin erhalten bereits an Tag 4-6 IgG-Antikörper gegen PF4/Heparin bilden. Somit konnte ein wichtiger Beitrag zur pathophysiologischen Erklärung einer der derzeit häufigsten immunvermittelten, unerwünschten Arzneimittelwirkungen geleistet werden. Hinsichtlich der biologischen Bedeutung von PF4 ist von besonderer Wichtigkeit, dass PF4 ladungsabhängig an viele verschiedene Bakterienspezies bindet. Damit sind Antikörper gegen PF4/Polyanion-Komplexe nicht spezifisch für eine Bakterienspezies, sondern können eine Form der Wirtsabwehr darstellen, bei der eine IgG-Spezifität eine Vielzahl von PF4-markierten Bakterien bindet. Es wäre denkbar, dass es sich hierbei um ein grundlegendes, evolutionär altes Abwehrprinzip handelt, dass möglicherweise auch bei anderen immunvermittelten Erkrankungen Relevanz hat.
Staphylococcus aureus (S. aureus) ist einer der meist gefürchtetsten pathogenen Mikroorganismen, der verantwortlich ist für eine Vielzahl von nosokomialen Infektionen und Krankheiten. S. aureus ist in der Lage, sich an verändernde Umweltbedingungen auf Ebene der Genexpression anzupassen, was zu unterschiedlichen Proteinzusammensetzungen und somit zu Veränderungen in der Metabolitenkomposition und metabolischen Aktivität führt. Außerdem stellt die Fähigkeit, Resistenzen gegen gegenwärtig genutzte Antibiotika zu entwickeln, eine Gefahr dar und macht diesen Keim in seiner Behandlung so schwierig. Für ein vollständiges Verstehen der Proteom-, Transkriptom- und Metabolomdaten ist die Untersuchung der Enzymaktivitäten ein entscheidendes Hilfsmittel. In der vorliegenden Arbeit wurden die enzymkatalytischen Eigenschaften sowie die spezifischen Enzymaktivitäten der Enzyme des Intermediär- und Fermentationsstoffwechsels untersucht. Aus Zellen der logarithmischen, transienten und stationären Wachstumsphase unter aeroben wie auch anaeroben Bedingungen wurden für die Enzyme das pH-Optimum, die maximale Reaktionsgeschwindigkeit (vmax) und die Substratkonzentration der halbmaximalen Reaktionsgeschwindigkeit (Km) bestimmt. In S. aureus COL wird die Glucose unter aeroben Bedingungen hauptsächlich über die Glycolyse metabolisiert. Glucose-6-phosphat wird weiter zu Pyruvat umgesetzt, welches wiederum durch die Pyruvat-Oxidase zu Acetylphosphat oder durch den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex zu Acetyl-CoA verstoffwechselt wird. Durch die Phosphatacetyl-Transferase wird das Acetyl-CoA im Folgenden ebenfalls zu Acetylphosphat umgesetzt und nicht dem Citrat-Zyklus zugeführt. Die Acetat-Kinase nutzt das Acetylphosphat zur Generierung von ATP. Geringe extrazelluläre Lactat-Konzentrationen weisen auf eine geringere Bedeutung der Lactat-Dehydrogenase unter aeroben Wachstumsbedingungen hin. Gleichwohl wird ein kleiner Teil des Pyruvates zur Regeneration von NAD+ durch die Lactat-Dehydrogenase genutzt. In der transienten und stationären Wachstumsphase werden die Gene der Enzyme für Gluconeogenese und Citrat-Zyklus vermehrt exprimiert. Lactat und Acetat werden als Kohlenstoff- und Energiequelle wieder aufgenommen und dienen der Bildung unterschiedlicher Intermediate, wie beispielsweise der Bildung von NADPH über Glucose-6-phosphat im Pentose-Phosphat-Weg. Lediglich die Citrat-Synthase, Isocitrat-Dehydrogenase und Fumarat-Hydratase des Citrat-Zyklus konnten enzymologisch untersucht werden, was auf eine geringe metabolische Aktivität im Citrat-Zyklus hinweist. Möglicherweise dient der erste Teil des Citrat-Zyklus nur der Einführung von Aminosäuren als Kohlen- und Stickstoffquelle in den Metabolismus. Unter anaeroben Bedingungen wird die Glucose in der Glycolyse und der gemischten Säuregärung zu Lactat und Ethanol umgesetzt. Hohe spezifische Enzymaktivitäten der Lactat- und Alkohol-Dehydrogenase konnten nachgewiesen werden. Die Energie in Form von ATP wird auch in dieser Phase des Wachstums durch Substratkettenphosphorylierung generiert. Bacillus subtilis 168 (B. subtilis 168) ist ein grampositives apathogenes Bakterium, das durch die Zugabe von Pyruvat auch zum Wachstum unter sauerstofffreien Bedingungen befähigt ist. Es exprimiert Enzyme der 2,3-Butandiol- und Lactatfermentation. In der hier vorliegenden Arbeit wurden die enzymkatalytischen Eigenschaften von Enzymen des Intermediär- und Fermentationsstoffwechsels untersucht. In der logarithmischen Wachstumsphase wird die Glucose über die Glycolyse verstoffwechselt. Wie bei S. aureus COL ist der Eintritt des Glucose-6-phosphates in den Pentose-Phosphat-Weg aufgrund einer höheren spezifischen Enzymaktivität der Glucose-6-phosphat-Isomerase limitiert. Die Energie in Form von ATP wird auch hier hauptsächlich über Substratkettenphosphorylierungsreaktionen generiert. Die Bedeutung der Lactat-Dehydrogenase-Aktivität unter aeroben Bedingungen ist noch nicht eindeutig geklärt, jedoch kann davon ausgegangen werden, dass auch hier ein Teil des Pyruvates zur Regeneration von NAD+ durch die Lactat-Dehydrogenase umgesetzt wird. Unter anaeroben Bedingungen wurden hohe Lactat-Dehydrogenasen-Aktivitäten gemessen. Außerdem wird die Glucose zur Regeneration von NAD+ zu D-2,3-Butandiol fermentiert. Zusammenfassend ist zu sagen, dass enzymologische Untersuchungen und die Erforschung der spezifischen Enzymaktivitäten unter bestimmten Bedingungen ein gutes Hilfsmittel für metabolische Studien ist und diese gut mit vorhandenen Proteom- und Metabolomdaten verglichen werden können. Enzymanalysen sind nicht einfach handhabbar, bieten aber die Möglichkeit, einen Blick in die Physiologie von Mikroorganismen zu werfen. Für ein allumfassendes Verständnis ist es wichtig, Enzymaktivitäten zu untersuchen.
Derzeit wird bei der hygienischen Händedesinfektion eine Einreibedauer von 30 s empfohlen, welche in der Praxis oft nicht eingehalten werden kann. Zwar sorgt der alkoholische Anteil des Desinfektionsmittels allein schon für eine antimikrobielle Wirkung, dennoch spielt auch die Verteilung des Desinfektionsmittels und damit die Benetzung der Hautoberfläche eine wichtige Rolle um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Die Benetzung kann durch eine Verlängerung der Einwirkzeit gesteigert und durch die Zusammensetzung des Desinfektionsmittels beeinflusst werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob bei einer Anwendungsdauer der hygienischen Händedesinfektion von 15 s ein ebenso hoher Benetzungsgrad wie nach 30 s Einreibezeit erreichbar ist, und welchen Einfluss das Training auf den Benetzungsgrad hat. Dazu wurden 20 Probanden ausgewählt, die in einer randomisierten, gekreuzten Laborstudie an insgesamt vier Versuchstagen die hygienische Händedesinfektion mit einem UV-reaktivem Händedesinfektionsmittel durchführten. An den ersten beiden Versuchstagen galten die Probanden als untrainiert und hatten entweder 15 oder 30 s Zeit für die Durchführung der Händedesinfektion. An den letzten beiden Versuchstagen wurde das Standardeinreibeverfahren trainiert und ebenfalls für 15 bzw. 30 s angewendet. Die Vorder- und Rückseiten der benetzten Hände wurden unter UV-Licht fotografiert und die Fotos mit Hilfe einer Software ausgewertet, die benetzte von unbenetzten Arealen unterschied. Die Ergebnisse erlauben folgende Schlussfolgerungen. Die Einreibezeit allein hat keinen Einfluss auf den Benetzungsgrad der Hand. Nach 30 s wurden durchschnittlich 86,4 % der Handoberfläche benetzt, nach 15 s waren es 82,0 %. Die Differenz von 4,4 % war statistisch nicht signifikant. Auch bei einer verkürzten Anwendung der hygienischen Händedesinfektion ist demnach ein ähnlich hoher Benetzungsgrad zu erreichen wie nach den empfohlenen 30 s. Es gibt keinen Unterschied hinsichtlich der benetzten Fläche, wenn man sie lediglich in Hinblick auf die Einreibedauer vergleicht. Jedoch gibt es einen unterschied in der Benetzung zwischen trainierten und untrainierten Probanden unabhängig davon ob sie 15 oder 30s Zeit zur Händedesinfektion hatten (p<0,05). Trainierte Probanden erreichten einen Benetzungsgrad von 88,8 %, der damit um 9,2 % höher war als ohne Training. Trainierte Probanden, die 15 s Zeit hatten, die Schritte des Standardeinreibeverfahrens durchzuführen, benetzen eine größere Fläche als Probanden, die zwar 30 s Zeit hatten, aber untrainiert waren. Das verdeutlicht, welchen Stellenwert die Schulung des medizinischen Personals in der Vermeidung nosokomialer Infektionen hat. Ein besonderes Augenmerk bei der Durchführung der Einreibeschritte sollte auf die Benetzung des Handrückens, vor allem der rechten Seite, gelegt werden, da diese auch nach entsprechendem Training nur zu 83,1 % benetzt wurde. Als Fazit ergibt sich, dass es möglich ist, auch nach einer Einreibedauer von 15 s die Hand zufriedenstellend zu benetzen, allerdings unter der Voraussetzung, dass der Anwender trainiert ist. Das unterstreicht die Wichtigkeit konsequenter Schulungen und regelmäßiger Supervisionen zur Durchführung der Händedesinfektion. Eine Methode ist dabei die Verwendung von fluoreszierendem Desinfektionsmittel und die Kontrolle der Hand unter UV-Licht. Die Ergebnisse stellen quasi eine Legitimation der derzeitigen Praxis dar, verweisen aber zugleich auf die Wichtigkeit des Trainings der Händedesinfektion. Da man von gleicher bakteriozider Wirksamkeit des Desinfektionsmittels nach 15 und 30 s ausgeht, bleibt zu diskutieren, ob generell ein Herabsetzen der Einreibedauer für trainierte Anwender möglich ist.
Zielstellung des SHIP_1 assoziierten Projektes „Melanomscreening“ war die Erfassung der Häufigkeit und Ausprägung von melanozytären Naevi, lichtbedingten Zeichen der Hautalterung und tumorösen Hautschäden innerhalb eines großen Probandengutes aus der Normalbevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns. Die Basiserhebung der SHIP ist eine Querschnittuntersuchung, die eine zufällig erhobene Bevölkerungsstichprobe, stratifiziert nach den Altersklassen zwischen 20 und 79 Jahren aus den Städten Greifswald, Stralsund und Anklam sowie 29 umgebenden Gemeinden, untersucht. In der assoziierten Studie „Melanomscreening“ des Fünf-Jahres-Follow-ups SHIP_1 wurden in den Jahren von 2002 bis 2006 insgesamt 2040 freiwillige Teilnehmer in der Haut-Poliklinik der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald begrüßt. Die Informationen der 971 Männer und 1069 Frauen im Alter zwischen 25 und 85 Jahren wurden zunächst in einem dermatologischen Fragebogen erfasst, woraufhin sich eine klinische Untersuchung des Probanden durch einen ärztlichen Mitarbeiter der Klinik und Poliklinik für Hautkrankheiten anschloss. Um Verzerrungen aufgrund des Drop-Outs von SHIP_0 zu SHIP_1 zu vermeiden und die Vergleichbarkeit bis zum assoziierten Projekt herzustellen, wurden die Ergebnisse mit einer Gewichtungsvariable erneut berechnet und kontinuierlich den Daten des „Melanomscreenings“ gegenüber gestellt. Zeichen der UV-Licht-bedingten Hautalterung konnten in Form von Elastose bei 64,2% der Teilnehmer festgestellt werden, Cutis rhomboidalis nuchae in 56,0% der Fälle und Erythrosis interfollicularis bei 60,6% der Probanden. Insgesamt wurden in der untersuchten Population des Melanomscreenings die Lichtschäden im Schnitt um 2% im Vergleich zur SHIP_0 Erhebung unterschätzt (Elastose: 66,8%; Cutis r.n.: 58,8%; Erythrosis: 63,2%). Gewöhnliche Naevuszellnaevi fanden sich bei 85,5% der Untersuchten (gewichtet: 84,1%). Am häufigsten wurde in 51,8% der Fälle bis zu zehn NZN festgestellt, in der SHIP_0 Population lag dieser Anteil leicht höher bei 52,3%. Bei acht Prozent der teilnehmenden Bürger ließen sich atypische Naevi ermitteln, in der Gewichtung wurde erkennbar, dass die Prävalenz dieser Hautveränderungen im „Melanomscreening“ um 0,3% überschätzt wurde. Präkanzerosen in Form einer aktinischen Keratose lag bei 5,3% der Probanden (n=108) vor, der gewichtete Anteil belief sich auf 6,1%. Solare Lentigines wurden bei 43,6% der Screening-Teilnehmer diagnostiziert (SHIP_0: 44,3%), pigmentierte Verruca seborrhoica zeigten sich in 24,5% der Fälle (SHIP_0: 26,5%) und Epheliden wurden bei 38,6% der Probanden gesehen (gewichtet: 37,6%). Hautbefund bösartiger Tumore: Ein Basalzellkarzinom zeigten 36 Teilnehmer (1,8%), die Prävalenz dieses Tumors wurde im „Melanomscreening“ im Vergleich zur SHIP_0 Untersuchung kaum unterschätzt (1,9%). Das spinozelluläre Karzinom konnte bei 0,2% der Fälle erkannt werden (keine Abweichung im Vergleich zu SHIP_0), ein malignes Melanom wurde ausschließlich bei einem Teilnehmer registriert. Analysen möglicher Risikofaktoren der in dieser Erhebung untersuchten Hautbefunde, ergaben folgende Ergebnisse. Alle Zeichen der lichtbedingten Hautalterung konnten signifikant häufiger bei Männern als bei Frauen nachgewiesen werden. Diese Assoziation trifft auch für die aktinische Keratose zu (p < 0,001). Zudem nahm mit steigendem Alter die Prävalenz dieser Erkrankungen deutlich zu. Es konnte zudem ein signifikant häufigeres Auftreten von Basalzellkarzinomen bei Patienten mit aktinischer Keratose (p < 0,001) und den Lichtschäden Elastose (p = 0,001), Cutis rhomboidalis nuchae (p < 0,001) und Erythrosis interfollicularis (p = 0,007) festgestellt werden. Deutlich häufiger traten auch Plattenepithelkarzinome bei Patienten mit aktinischer Keratose auf (p = 0,016). Die erhobenen Daten der untersuchten Bevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns untermauern die hohe Prävalenz solarer Hautschäden, beispielsweise sind starke Ausprägungen des Lichtschadens Elastose im SHIP_1 assoziierten Projekt „Melanomscreening“ (6,5%) häufiger als in der Augsburger KORA-Studie (1,9%). Zudem konnte die aktinische Keratose öfter bei Probanden der SHIP-Studie (5,3%) erkannt werden als beim Patientengut der Augsburger Untersuchung (2,8%). Begründbar ist dies möglicherweise durch die berufliche Struktur der Region, gekennzeichnet durch die Arbeit auf der See und in der Landwirtschaft, besonders, da es sich bei Mecklenburg-Vorpommern um ein Flächenland handelt, dessen Landesfläche zu fast 64% agrarisch genutzt wird.
Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen motorischen Prozessen und der Vorstellung aus entwicklungspsychologischer Perspektive wurden insgesamt sechs Experimente durchgeführt. Im Mittelpunkt stand dabei der Einfluss der Motorik auf Vorstellungsprozesse. Dies ist vor dem Hintergrund einer gegenwärtig unter dem Schlagwort „embodied cognition“ wieder auflebenden historischen Strömung zu sehen, die in der Tradition Piagets steht und deren Vertreter den ontogenetischen und phylogenetischen Ursprung des Denkens in der Motorik vermuten. Eine experimentelle Annäherung an die Thematik erfolgte zum einen über die Beobachtung von Auswirkungen physiologischer Bewegungseinschränkungen auf die mentale Transformation körperbezogener Reize und zum anderen über die Auswirkung motorischer Handlungen auf die Vorstellung. Während andere Autoren davon ausgehen, dass dieser Einfluss bei jüngeren Kindern besonders stark ausgeprägt ist, und daher auf eine sich langsam lösende Bindung zwischen Motorik und Kognition schließen, hat sich dieser Trend in unserer Forschung nicht bestätigt. Zwar deutete sich auch bei Kindern eine qualitativ andere Beziehung zwischen Vorstellung und Motorik an, aber insgesamt wurde bei Erwachsenen ein stabilerer Einfluss der Motorik auf die Vorstellung gefunden. Bei Kindern fiel dieser Effekt eher variabel aus.