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A molecular approach to characterize the arbuscular mycorrhizal fungus, Glomus sp. AMykor isolate
(2012)
The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) interaction with plants has a major impact on the soil ecosystem. However, so far, only a few studies on AMF genetics have been performed and molecular information on the genetic diversity of AMF is limited. In this study a fundamental genetic characterization of the industrial isolate, Glomus sp. AMykor (AMykor GmbH, Bitterfeld, Germany) has been undertaken to increase the understanding of AMF genetic diversity. Based on phylogenetic analysis of partial rDNA sequences, Glomus sp. AMykor isolate was proposed to belong to the G. irregulare species together with the reference isolate, DAOM197198. To investigate if both isolates differ in their ploidy level, fluorescence in situ hybridization (FISH) was performed and mainly one or two hybridization signals per nucleus were observed in both isolates. It is suggested that they harbour at least two major rDNA sites and possibly two minor sites. The DNA content was estimated by means of flow cytometry (FC) and confirmed by Feulgen densitometry (FD). The calculated average DNA content per nucleus is 153.0 ± 3.6 Mb for the G. irregulare AMykor isolate and 154.8 ± 6.2 Mb for the DAOM197198 isolate. Since there are plenty criticisms coming recently of using rDNA sequence for fungal barcoding there is necessity of development other system for the identification to species level of Glomeromycotan fungi. The focus of this part of the study was the GiFRD gene encoding fumarate reductase enzyme for use as a potential candidate for AMP species determination. Unfortunately, observed sequence variations do not allow the discrimination of Glomeromycotan species. However, further analysis of enzyme encoded by GiFRD showed a possible role of fumarate reductase in AMF redox balance maintaining under oxygen deficient conditions. Using a yeast expression system, it has been demonstrated that the protein encoded by GiFRD has fumarate reductase activity. The functional expression of GiFRD in the S. cerevisiae fumarate reductase deletion mutant restored the ability of growth under anaerobiosis which indicated that Gifrdp is able to functionally complement the S. cerevisiae missing genes. The fact that GiFRD expression was present only in the asymbiotic stage confirmed existence of at least one metabolic pathway involved in anaerobic metabolism and suggested that AMF behave as a facultative anaerobe in asymbiotic stage.
A physiological proteomic approach to address infection-related issues of Gram-positive bacteria
(2012)
Trotz der vielen wissenschaftlichen Fortschritten sind Infektionskrankheiten auch heute noch die Haupttodesursache weltweit. Sie haben nicht nur heute, sondern werden auch in der Zukunft eine groĂe epidemiologische Bedeutung haben. Die komplexe Infektionsthematik sollte unter zwei Gesichtspunkten betrachtet werden: der PrĂ€vention und der Behandlung. Zur PrĂ€vention von Infektionen zĂ€hlen neben der Dekontamination und Sterilisation auch die Impfungen sowie die Hygiene- und GesundheitsaufklĂ€rung. Bei der Behandlung von Infektionen kann auf Antibiotika zurĂŒckgegriffen werden, wenn das humane Immunsystem die Infektionen nicht auf natĂŒrliche Weise bekĂ€mpfen kann. Zwischen 1969 und 2000 wurde kein neues Antibiotikum den bereits vorhandenen Antibiotikaklassen hinzugefĂŒgt. Parallel zu dieser schwindenden Antibiotikaforschung, verbreiten sich nosokomiale Infektionen und community-acquired (vor allem Methicillin-resistente) Infektionen rapide. Von besonderer Bedeutung ist die Grundlagenforschung an infektionsassoziierten Mikroorganismen, wie dem humanen Erreger Staphylococcus aureus. Im Zusammenhang mit Infektionen spielen Virulenzfaktoren eine entscheidende Rolle. Sie sind entweder an der ZelloberflĂ€che platziert oder werden aktiv ins Medium sekretiert. Um das pathogene Potential von S. aureus besser zu verstehen und aufzuklĂ€ren ist ein VerstĂ€ndnis ĂŒber die Proteintransportwege essentiell. Momentan sind die Transportwege von Escherichia coli (Gram-negative) und Bacillus subtilis (Gram-positive) am besten charakterisiert. Viele Transportwegekomponenten wurden mittels Transkriptions und Proteomeanalysen auch in S. aureus konserviert gefunden und ermöglichten dadurch einen ersten Einblick in die Sekretionsmaschinerie. Das VerstĂ€ndnis, warum und wie Virulenzfaktoren Infektionen auslösen birgt ein groĂes Potential in der Suche nach verbesserter Infektionskontrolle und Behandlung. Kontaminierte medizinische Arbeitsmittel, wie zum Beispiel Katheter oder Endoskope können auch eine auslösende Quelle von Infektionen sein. Diese medizinischen Arbeitsmittel oder GerĂ€te bestehen immer hĂ€ufiger aus bio-kompatiblen Polymeren (z.B. Polyethylen (PE) oder Polyethylenterephthalat (PET). Diese thermosensitive Polymere können keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden, ohne dass sie beschĂ€digt werden. Damit sind herkömmliche Sterilisationsverfahren (z.B. Autoklavieren) nicht anwendbar. Alternative chemische Verfahren (z.B. Ethylenoxid-Sterilisation) sind mit Nebenwirkungen und Risiken verbunden, die im medizinischen Bereich nicht akzeptabel sind. Alternative Dekontaminationsverfahren fĂŒr diese thermosensitive Materialen sind also gefragt. Hierbei rĂŒckt das Niedertemperaturplasma (NTP) nicht nur bei den Physikern sondern auch bei den Biologen und Medizinern immer weiter in den Fokus der Forschung. NTP, welches unter atmosphĂ€rischen Druck erzeugt wird, ist aus einer Vielzahl von antimikrobiell aktiven Agentien und chemischen Produkten (z.B. atomarer Sauerstoff (O), Ozon (O3), Hydroxyl (OH), reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und reaktive Stickstoffspezies (RNS)) zusammengesetzt und stellt damit ein wirksames Mittel fĂŒr die mikrobielle Dekontamination dar. Seit einiger Zeit wird NTP auch erfolgreich bei der Wundbehandlung angewendet. Erste Studien zeigen ein groĂes Potential von NTP-Wundbehandlungen in Hinblick auf verbesserte Wundheilung. Die Anwendung von Plasma in der Medizin könnte ganz neue Perspektiven eröffnet- das ist zumindest die Vision. Auf der praktischen Seite gibt es allerdings noch eine Vielzahl von offenen Fragen: (i) welche Art von Plasma ist fĂŒr welchen Zweck am besten geeignet; (ii) was sind die Vorteile von Plasma im Vergleich zu gĂ€ngigen medizinischen Behandlungen; (iii) ist Plasma ein ökonomische Alternative im Vergleich zu gĂ€ngigen Anwandelungen und Standards? Bevor Plasma sicher und routinemĂ€Ăig in KrankenhĂ€usern zu Einsatz kommen kann ist es zusĂ€tzlich von gröĂter Wichtigkeit den Einfluss von Plasma auf Zellen zu klĂ€ren. Erst wenn die Plasma-Zell-Interaktion (pro- und eukaryotische Zellen) grundsĂ€tzlich untersucht und verstanden ist kann eine sichere, erfolgreiche und vor allem akzeptierte Implementierung in den Krankenhausalltag stattfinden.
Despite a plethora of therapeutic approaches, the injection of local anaesthetics itself remains one of the most painful and dreadful procedures among children. Stimulation of acupoint LI4 is associated with analgesic effects in dentistry. Goal of the study To investigate whether stimulation of LI4, added to standard therapy (ST), reduces pain and distress during injection of local anaesthetic (LA) in comparison with ST alone. Materials and Methods Children, scheduled for dental treatment in local anaesthesia on 2 separate days were enrolled in this trial, approved by local ethics commission. On one day each child received bilateral acupuncture of LI4 point, using indwelling fixed âNew Pyonexâ needles (0.2 x 1.5 mm; Seirin, Japan). The parents of the children were asked to stimulate the needles by massage. Standardized injection of LA was performed 5 min following acupuncture. The needles were withdrawn at the end of dental treatment. On the other day of treatment children received LA injection without acupuncture. The order of treatment days (acupuncture first or vice versa) was randomised. Primary endpoint was the pain intensity during LA injection reported by children on Visual Rating Scale from 0=no pain to 10=maximal pain imaginable (VRS-11). Secondary endpoints were parent- and dentist-assessed pain intensity (measured on Numeric Rating Scale 1-10), patientsâ heart rate before and during dental treatment and satisfaction with received therapy (measured on Numerical Rating Scale 1-5.) Side effects of LI4 stimulation were also recorded. Results and Discussion The data of 49 children (22 females; age 10 ± 4 yrs; mean ± SD), who completed both visits, were analysed. Children reported less pain with than without acupuncture: 2.2 ± 2.5 vs. 3.9 ± 2.7; mean ± SD, p<0.001. Heart rate decreased after LI4 stimulation compared to ST alone throughout the dental treatment (p<0.05). LI4 stimulation was safe and raised better satisfaction with the treatment among children and parents, than ST alone (p<0.05). Other secondary endpoints were comparable between both sessions. Conclusion Stimulation of acupuncture point LI4 reduces pain and autonomous stress during injection of local anaesthetics in paediatric dentistry.
Fragestellungen: In dieser Dissertation wurde unter Verwendung psychophysiologischer Parameter die affektive Dysregulation bei Patienten mit einer Borderline-Persönlichkeitsstörung (BPS) untersucht. Klinische Beobachtungen legen nahe, dass Personen mit einer BPS Defizite in der emotionalen Steuerung, eine sogenannte affektive Dysregulation mit einer hohen emotionalen ReaktivitĂ€t, vor allem auf aversive affektive Reize, aufweisen. Die empirischen Befunde sind jedoch inkonsistent. Es wurde daher experimentell ĂŒberprĂŒft, ob sich bei Patienten mit BPS generell eine gesteigerte emotionale ReaktivitĂ€t im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden nachweisen lĂ€sst oder ob sich die affektive Dysregulation vorrangig in Reaktion auf persönliche oder störungsspezifische emotionale Themen zeigt. ZusĂ€tzlich wurde der Einfluss einer, bei der BPS hĂ€ufigen, komorbiden Posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) sowie einer dissoziativen Symptomatik auf die emotionale ReaktivitĂ€t der BPS-Patienten untersucht. Methodik: Unter Verwendung eines Paradigmas zur Imagination emotionaler Skripte wurden die affektiven Reaktionen von 40 unmedizierten BPS-Patienten (37 weiblich) und 32 psychisch gesunden Kontrollprobanden (27 weiblich) untersucht. Neben standardisierten emotional unangenehmen, neutralen und angenehmen Skripten wurden persönliche (idiographisch aversive) Skripte verwendet, die ein extrem belastendes Lebensereignis beschrieben. Die persönlichen Skripte der BPS-Patienten beinhalteten zumeist Szenen traumatischer Erfahrungen. AuĂerdem wurden störungsspezifische Szenen zu Ablehnung und Verlassenwerden verwendet. Die Probanden waren instruiert, sich die Skripte nach dem Lesen so lebendig wie möglich vorzustellen. Als MaĂ der emotionalen Aktivierung wĂ€hrend der Imagination der Skripte wurden psychophysiologische Parameter wie die emotionsinduzierte Modulation der Schreckreaktion und Indikatoren autonomer Erregung wie die Herzrate und die elektrodermale AktivitĂ€t gemessen. Weiterhin wurde die akute und generelle Dissoziation erfasst. Von den 40 Patienten mit einer BPS erfĂŒllten 26 die Kriterien fĂŒr eine komorbide aktuelle PTBS. Diese wurden bezĂŒglich des Schweregrades in zwei Subgruppen unterteilt (moderate PTBS n = 13, schwere PTBS n = 13). Ergebnisse: Die vorliegenden Daten zeigen klar, dass eine generelle affektive Dysregulation bei der Imagination von emotionalen Skripten unterschiedlicher Valenz bei BPS-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen nicht nachweisbar ist. Beide Gruppen wiesen eine vergleichbare AusprĂ€gung und Modulation der Schreckreaktionen und der Indikatoren autonomer Erregung auf. Allerdings zeigten BPS-Patienten eine erhöhte defensive ReaktivitĂ€t mit potenzierten Schreckreaktionen und einem Anstieg der autonomen Erregung wĂ€hrend der Imagination der störungsspezifischen Skripte. Eine komorbide PTBS war mit der BeeintrĂ€chtigung defensiver Reaktionen assoziiert. BPS-Patienten mit aktueller PTBS zeigten im Vergleich zu BPS-Patienten ohne BPS wĂ€hrend der Imagination aller Skripte generell verminderte Schreckreaktionen und eine eingeschrĂ€nkte emotionale Modulation. Gerade BPS-Patienten mit schwerer PTBS wiesen wĂ€hrend der Imagination idiographisch aversiver und störungsspezifischer Skripte eine fehlende Potenzierung der Schreckreaktionen bei einem gleichzeitig deutlich ausgeprĂ€gten Anstieg der Herzrate als Indikator autonomer Erregung auf. Des Weiteren scheint ein, in die gleiche Richtung weisender, Zusammenhang zwischen dissoziativen Symptomen und den emotionalen Reaktionen der BPS-Patienten zu bestehen. Ein höheres AusmaĂ an akuter Dissoziation hing mit einer Verminderung der Schreckreaktionen wĂ€hrend der Imagination idiographisch aversiver Skripte und gleichzeitig stĂ€rker ausgeprĂ€gter emotionaler und physiologischer Erregung zusammen. Mit zunehmendem Schweregrad der komorbiden PTBS erhöhte sich die aktuelle und generelle Dissoziationsneigung. Schlussfolgerungen: Diese Daten implizieren, dass die im klinischen Kontext zu beobachtende affektive Dysregulation bei Patienten mit BPS kein generelles PhĂ€nomen darstellt, sondern eher durch Aktivierung spezifischer Schemata ausgelöst wird. Eine komorbide PTBS moduliert die emotionalen Reaktionen der BPS-Patienten wĂ€hrend der Imagination emotionaler Skripte in substantieller Weise. Durch die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit wird auf die Bedeutung therapeutischer Interventionen im Hinblick auf die manifesten Annahmen ĂŒber Ablehnung und Verlassenwerden bei BPS-Patienten hingewiesen. Die StĂ€rkung der FĂ€higkeiten, bei Aktivierung dieser Annahmen, Erfahrungen klar zu differenzieren und damit einhergehende unangenehme GefĂŒhle in Beziehungen zu regulieren, stellen ein zentrales Ziel in der Therapie der BPS dar. Dabei ist es in der klinischen Arbeit von immenser Bedeutung, neben der dissoziativen Symptomatik, das AusmaĂ der posttraumatischen Belastung zu beachten, um neue Lernerfahrungen im therapeutischen Kontext zu ermöglichen.
Im Rahmen dieser Arbeit standen KulturĂŒberstĂ€nde von je 20 S. aureus-StĂ€mmen von gesunden Probanden und von an einer Sepsis erkrankten Patienten zur VerfĂŒgung. Die verwendeten KulturĂŒberstĂ€nde waren in Vorarbeiten unter anderem hinsichtlich ihrer Superantigeneigenschaften gut charakterisiert worden. Mittels eines Assays zur Bestimmung der procoagulatorischen AktivitĂ€t von Monozyten konnte nachgewiesen werden, dass S. aureus-ĂberstĂ€nde konzentrationsabhĂ€ngig eine TF-Aktivierung auf Monozyten induzieren. Dieser Effekt war nicht davon abhĂ€ngig, 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 KulturĂŒberstand. Die Superantigen-Eigenschaften der KulturĂŒberstĂ€nde nahmen keinen Einfluss auf die prokoagulatorische AktivitĂ€t von Monozyten. Sechs KulturĂŒberstĂ€nde waren nicht in der Lage eine PCA zu induzieren, daher erfolgten verschiedene Untersuchungen zu Ermittlung der ZellvitalitĂ€t. Im MTT-Test zeigte sich ein konzentrationsabhĂ€ngiger zytotoxischer Effekt der ĂberstĂ€nde, allerdings betrug der Anteil vitaler Zellen stets ĂŒber 60 %. ErgĂ€nzende 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. WĂ€hrend sich durch den Wildtyp und die agr(-)-Mutante auch in höheren VerdĂŒnnungsstufen keine PCA von Monozyten induzieren lieĂ, war dies mit der sar(-)-Mutante möglich. Dieses Aktivierungsmuster lieĂ sich auf ausgeprĂ€gte zytotoxische Eigenschaften zurĂŒckfĂŒhren, sodass es nicht möglich war, den fĂŒr 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 KulturĂŒberstĂ€nden selbst konnten wir PG semiquantitativ nachweisen. Ob Peptidoglykane allein oder in Synergie mit anderen Sekretionsfaktoren von S. aureus die TF-Aktivierung auslösen, lieĂ sich mit dieser Arbeit nicht abschlieĂend klĂ€ren.
The widespread use of natural and synthetic estrogens or chemicals with estrogenic activities is causing an increasing accumulation of estrogenic compounds in the environment. Already at very low concentrations these estrogenics can severely affect the wildlife, particularly in an aquatic environment. For these reasons measuring devices for detecting estrogen contaminations are in great demand. The majority of the analytical methods and bioassays on the market so far, lack semi-online adaptability, and usually cannot be used for automatic and continuous determination. Therefore, we have embarked on the development of new systems, which are able to fulfil those demands. The EstraMonitor combines recombinant A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK yeast cells as the microbial component with an amperometric detection method to analyze estrogenic contaminations. A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK was constructed by Kaiser et al. (2010). These cells were engineered to co-express the human estrogen receptor (hERa) gene and the inducible phytase (phyK, derived from Klebsiella sp. ASR1) reporter gene under control of a promoter with estrogen response elements (EREs). In the presence of estrogenic substances, such as 17à -estradiol (E2), the phyK gene is expressed and recombinant phytase is secreted into the media. The level of phytase is quantified by amperometric detection using substrate p-aminophenyl phosphate (p-APP). Phytase dephosphorylates p-aminophenyl phosphate (p-APP) into an intermediate product p-aminophenol (p-AP). p-AP is electroactive and oxidized at the electrode. This generates electrons and produces a current which is proportional to the level of phytase activity. Since phytase activity is directly correlated to the E2 concentration, the estrogenic activity can thus be calculated from the current measured. The microbial component of the EstraMonitor, the non-immobilized A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK, works well with the amperometric method in a quantitative manner. The optimal applied potential determined for amperometric measurements was 150 mV and provided a low background signal for the amperometric detection. The half maximal effective concentration (EC50) and limit of detection (LoD) values for E2 obtained from amperometric measurements with the EstraMonitor were 69.9 ng L-1 and 44.5 ng L-1, respectively. The measuring procedure of the EstraMonitor system including incubation of A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK cells with E2, subsequently incubation with electrochemical substrate (p-APP), and signal recordation is completed within only 4 h and 10 min. Out of this total time, amperometric detection including substrate incubation and signals recordation takes only 10 min out of total time. The use of immobilized cells for a microbial biosensor is an essential advantage of the EstraMonitor system because it allows easy-handiness next to long-term stability and reusability. Immobilized A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK cells revealed excellent properties which make them very suitable for semi-online, automatic and continuous monitoring. They were stable up to 30 days when stored at 4 °C. Furthermore, they could be reused up to 15 times. The EC50 and LoD values achieved for E2 using immobilized cells in combination with amperometric detection were 20.9 and 8.3 ng L-1, respectively. Furthermore, this application also removes the need to separate cells by centrifugation, to sterilize the samples as well as to cultivate repeatly. Additionally, both immobilized and non-immobilized A. adeninivorans G1212/YRC102-hERa-phyK cells remain fully functional in a wide range of untreated wastewater samples and in environments containing up to 5% NaCl. To enhance the sensitivity and reduce the time for estrogenic determination, an alternative A. adeninivorans G1214/YRC103-hERa-phyK strain was developed. This strain can produce a detectable amount of phytase within 2 h after induction with E2. It offers an improved microbial component in terms of sensitivity and time-effectiveness. In addition, to reduce the cost for estrogenic detection an alternative substrate, ascorbic acid 2-phosphate (AA2P), was tested. AA2P, which is both cheap and widely available, performed better than p-APP. The EC50 and LoD values for E2 obtained with AA2P were 15.69 and 0.92 ng L-1 versus 20.09 and 8.3 ng L-1 when examined with p-APP, respectively. Taken together, the EstraMonitor is an automated system with respect to sample cycling, sample measuring and calibration supplemented with an alarm function. This system makes it possible to control estrogenic activity semi-online, automatically and continuously. These are advantages of the EstraMonitor compared to other estrogenic detection systems. It can thus be concluded that, the EstraMonitor is a powerful and feasible semi-online device for monitoring estrogenic activity especially adapted for the use in sewage treatment plants.
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 ÎČ 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 ÎŒs 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.
Der UniversitĂ€tsmedizin Greifswald wird die Erstellung eines Umweltberichtes empfohlen. Damit wĂ€re eine Voraussetzung fĂŒr eine EMAS Zertifizierung erbracht, die angestrebt werden sollte. FĂŒr den Umweltbericht werden folgende Mindestanforderungen und Inhalte vorgeschlagen: âąVorwort der Unternehmensleitung mit Stellungnahmen der Unternehmensleitung zur Bedeutung des Umweltschutzes im Unternehmen âąBeschreibung der UnternehmenstĂ€tigkeit mit Informationen zum Standort, der BeschĂ€ftigtenzahl, dem Umsatz, den Produkten, den Dienstleistungen oder Prozessen âąDarlegungen, welche Einstellung das Unternehmen zum Umweltschutz hat und auf welchen HandlungsgrundsĂ€tzen die Umweltschutzarbeit basiert (Umweltleitlinien) âąDarstellung des Umweltmanagementsystems mit Benennung der ZustĂ€ndigkeiten im Umweltschutz âąDarstellung und Bewertung der vom Unternehmen und seinen Dienstleistungen oder Produkten ausgehenden Umweltwirkungen mit einem systematischen Ăberblick ĂŒber wichtige StoffflĂŒsse mit Angaben: oĂŒber 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 VorschlĂ€gen, in welchen Bereichen VerĂ€nderungen möglich und sinnvoll erscheinen. VerĂ€nderungen gegenĂŒber Vorjahren machen Fort- oder RĂŒckschritte erkennbar und zeigen, wo das Unternehmen seine Umweltprobleme sieht. Im Rahmen der Dissertation wird ein erster Vorschlag fĂŒr den Umweltbericht der UniversitĂ€tsmedizin Greifswald unterbreitet.
Die Inaktivierung von Bakterien durch Antiseptika, z. B. auf chronischen Wunden ist unter anderem aufgrund der Bildung von Biofilmen erschwert. Ebenso stellt die Entwicklung von Resistenzen gegenĂŒber Antibiotika ein immer gröĂer werdendes Problem bei der Behandlung von Infektionen dar. Zudem ist die antimikrobielle Behandlung nur ein Teilaspekt, um chronisch infizierte Wunden in einen regenerativen Heilungsprozess zu ĂŒberfĂŒhren. Daher sind neue, alternative Behandlungsstrategien von hoher Bedeutung. HierfĂŒr scheint physikalisches Plasma aufgrund seiner antimikrobiellen wie auch wundheilungsfördernder Wirkungsweise eine aussichtsreiche Perspektive darzustellen. Zur Erzeugung von sog. Tissue Tollerablen Plasma (TTP) stehen verschiedene Plasmaquellen zur VerfĂŒgung, die zur Anwendung gegen Mikroorganismen in Biofilmen in Frage kommen. In der vorliegenden Arbeit wurden der kinpen09 und zwei Dielektrisch-Behinderte-OberflĂ€chen-Entladungs-Quellen, die Conplas- und die Epoxidharz-Plasmaquelle, auf ihre antimikrobielle Wirkungsweise mit Argonplasma mit und ohne Sauerstoffbeimischung und mit Luftplasma v. a. an Biofilmen mit P. aeruginosa SG81 und S. epidermidis RP62A untersucht. Mit dem kinpen09 wurde zusĂ€tzlich die antimikrobielle EffektivitĂ€t von Plasma mit Helium oder Stickstoffbeimischungen getestet. Bei Einsatz des kinpen09 zeigte sich Argon als das antimikrobiell effektivste TrĂ€gergas. Bei der Epoxidharz-Plasmaquelle war Luftplasma am wirksamsten. Bei der Conplas sind Luft- und Argonplasma etwa gleich effizient gegen mikrobielle Biofilme. Die Reduktionsraten bei Argonplasma mit dem kinpen09 und Conplas lagen nach 300 s Expositionszeit bei P. aeruginosa bei ca. 5 log10 und mit dem kinpen09 bei S. epidermidis bei 3 log10. Diese Reduktionsraten ĂŒbersteigen mit Ausnahme von 300 s Ar+O2-Plasma (kinpen09) die Wirksamkeit von Chlorhexidin (0,1 %), einem Standard-Antiseptikum zur Behandlung von Biofilmen, nach 10 min Behandlungsdauer von ca. 1,5 log10 signifikant (p < 0,005). In Ăbereinstimmung zur Literatur lĂ€sst sich aus den Ergebnissen ableiten, dass v. a. Sauerstoffradikale fĂŒr die antimikrobielle Wirksamkeit verantwortlich sind. Neben der alleinigen Anwendung von TTP könnten Kombinationsbehandlungen mit Antiseptika aussichtsreiche Verfahren zur gezielten Inaktivierung von Mikroorganismen in Biofilmen und zur Modulation von Wundheilungsprozessen darstellen.
Zielsetzung: Antiseptische Wirkstoffe, die die Cornea des Auges nicht schĂ€digen, werden ĂŒblicherweise auch von Wunden toleriert. Deshalb wurden am frisch enukleierten artifiziell bakteriell kontaminierten Auge vom Schlachtschwein zwei Wundantiseptika mit der Wirksamkeit und VertrĂ€glichkeit von tissue tolerable plasma (TTP) verglichen, um Schlussfolgerungen fĂŒr den Einsatz von TTP auf Wunden ableiten zu können. Methode: Die entnommenen Augen wurden in Balanced Salt Solution (BSS) ĂŒberfĂŒhrt, die Cornea mit Staphylococcus aureus bzw. Pseudomonas aeruginosa kontaminiert und fĂŒr 15 min im Brutschrank bei 37°C inkubiert. Die Erregermenge wurde durch AbspĂŒlen der Cornea mit BSS ermittelt (108 KBE/ml). Zur Testung der antiseptischen Lösungen wurden die Corneae mit jeweils 100 !l PrĂŒflösung benetzt. Nach 1 min Einwirkzeit fĂŒr 10% PVP-Iod bzw. 10 min fĂŒr 0,04% Polihexanid wurden die Augen mit Inaktivatorlösung abgespĂŒlt. Zur Testung von TTP (gepulster Modus) wurden die Augen fĂŒr 58 s komplett mĂ€anderförmig mit 5 mm Abstand zum Plasma-Pen mit dem Plasma bzw. der Gaskontrolle abgefahren und danach mit BSS abgespĂŒlt. Aus den AbspĂŒlflĂŒssigkeiten wurden durch Differenz der logarithmierten Vor- und Nachwerte die Reduktionsfaktoren (RF) berechnet. Ergebnisse: GegenĂŒber beiden Testorganismen waren alle eingesetzten Arten von TTP signifikant wirksamer (p < 0,001) als die zum Vergleich getesteten Antiseptika (fĂŒr TTP Reduktionsfaktor RF 2,4 â 2,9, fĂŒr die Antiseptika RF 1,7 â 2,1). Argongas (Kontrolle fĂŒr TTP) war analog zu BSS (Kontrolle fĂŒr die Antiseptika) unwirksam. Die Corneae wurde histologisch ohne Unterschied weder durch die Antiseptika noch durch TTP geschĂ€digt. Schlussfolgerung: Auf Grund der identischen VertrĂ€glichkeit von TTP im Vergleich zu den geprĂŒften Wundantiseptika erscheint die Anwendung von TTP auf Wunden grundsĂ€tzlich möglich. Der Vorteil von TTP ist dabei nicht nur die höhere antiseptische Wirksamkeit, sondern vor allem die mit der Plasmabehandlung verbundene Energiezufuhr.
Chronic infections, including periodontal infections, may reduce lung function. To date, there are hardly any population-based studies evaluating the association between periodontitis and lung function. However, there are some studies that used variables associated with obstructive pulmonary diseases (FEV1, FEV1/FVC). Thus, we aimed to assess the potential association of periodontal diseases with lung volumes and airflow limitation in the population-based Study of Health in Pomerania (SHIP). Of 3300 participants aged 25-85 years of the 5-year follow-up (SHIP-1), 1809 subjects participated in lung function examinations. 1465 subjects were included in the analyses. Lung function was measured using spirometry, body plethysmography, helium dilution, and diffusing capacity for carbon monoxide. Periodontal status was assessed by clinical attachment loss, probing depth, and number of missing teeth. Linear regression models using fractional polynomials were used to assess linear and non-linear associations between periodontal disease and lung function adjusting for confounders. Adjusting for age, sex, waist circumference, physical activity, diabetes, asthma, and time between core and pulmonary examination, mean attachment loss was significantly associated with variables of dynamic and static lung volumes, airflow limitation and hyperinflation. Total lung capacity and diffusing capacity for carbon monoxide were not associated with mean attachment loss. Adjustment for smoking and height considerably changed coefficients indicating profound confounding. Including fibrinogen and high sensitive CRP into fully adjusted models did not change coefficients of mean attachment loss. Restricted to never smokers, mean attachment loss was significantly associated with FEV1, FVC, and RV/TLC. Relations with lung function were confirmed for mean probing depth, extent measures of attachment loss/probing depth, and number of missing teeth. Periodontal disease was significantly associated with decreased lung function. Systemic inflammation did not provide a mechanism linking both diseases. However, cohort studies evaluating lung function in the current manner are needed to confirm results from this study and to assess a causal relationship. Furthermore, it needs to be investigated with the help of randomized clinical trials whether prevention or treatment of periodontitis might have a beneficial impact on lung function.
Assoziation zwischen sozioökonomischen Status und Iodversorgung in Nordost- und SĂŒddeutschland
(2012)
Zusammenfassung Ziel dieser Untersuchung war es, eine Korrelation zwischen Bildung bzw. Pro-Kopf-Einkommen (als hauptsĂ€chliche Determinanten des sozialen Status) und der Iodausscheidung zu untersuchen. Dabei sollte zusĂ€tzlich eine regionale und zeitliche Unterscheidung durchgefĂŒhrt werden. Hierzu wurden insgesamt vier Hypothesen betrachtet. Die zugrunde liegende erste Annahme war, dass Personen mit höherer Bildung und mit gröĂerem Pro-Kopf-Einkommen mehr Iod zu sich nehmen (und folglich proportional mehr Iod ausscheiden) als Personen mit niedrigerer Bildung und geringerem Pro-Kopf-Einkommen (Hypothese a). DarĂŒber hinaus bestand die Theorie, dass die Assoziationen regional unterschiedlich ausgeprĂ€gt sind, in KORA (Region Bayern) stĂ€rker als in SHIP (Region Nord-Ost-Deutschland) (Hypothese b). Beide Hypothesen wurden mit Hilfe von SHIP-1 und KORA analysiert. Eine dritte Hypothese (c) war, dass sich auch zeitlich ZusammenhĂ€nge darstellen lassen. Beispielsweise sollte ĂŒber einen Zeitraum von 5 Jahren eine Erhöhung des Pro-Kopf-Einkommens mit einer Erhöhung der Iodausscheidung assoziiert sein. Dazu wurden die Daten aus SHIP-0 und die Follow-up-Daten aus SHIP-1 betrachtet. Neben den bis dahin untersuchten Faktoren des sozialen Status wurde hierbei auch die berufliche Stellung berĂŒcksichtigt. Gesondert von den oben genannten Hypothesen fand eine Betrachtung der Iodmedikation statt. Da kein direkter RĂŒckschluss von einer gestiegenen Iodmedikation auf eine gestiegene Wahrnehmung des Themas Iodmangel zulĂ€ssig ist, kann keine eindeutige Hypothese gestellt werden. Aufgrund der starken Unterschiede sollten diese Daten zumindest ErwĂ€hnung finden. FĂŒr diese Untersuchung wurden die Daten aus SHIP-0 und SHIP-1 bzw. aus KORA-2000 und KORA-F4 verglichen. Die Datenerhebung zu SHIP-0 erfolgte von Oktober 1997 bis Mai 2001 und erfasste die Angaben von insgesamt 4308 Teilnehmern; SHIP-1 erfolgte als 5-Jahres-Follow-up zwischen Oktober 2002 und Juni 2006 an 3300 Probanden. Die Daten aus der sĂŒddeutschen Region wurden mit Hilfe von KORA an 3080 Probanden im Zeitraum von Oktober 2006 bis Mai 2008 erfasst. FĂŒr den Vergleich der Iodmedikation wurden zusĂ€tzlich Daten aus KORA-2000 betrachtet, die im Zeitraum von Oktober 1999 bis April 2001 an 4261 Probanden erhoben wurden. Die ursprĂŒnglichen Hypothesen konnten nur zum Teil bestĂ€tigt werden. Es besteht nur in KORA, nicht jedoch in SHIP ein Zusammenhang zwischen Bildung und Iodausscheidung. Dieser Zusammenhang ist entgegen der Hypothese invers, d. h. je lĂ€nger die schulische Bildung, desto geringer ist die Iodausscheidung. Die Aussage, dass die ZusammenhĂ€nge in KORA deutlicher sind, wurde bestĂ€tigt. Die longitudinale Untersuchung von Bildung, Einkommen und beruflicher Stellung mit einer VerĂ€nderung der Iodversorgung ĂŒber die Zeit zeigte kein einheitliches Bild und keine signifikanten ZusammenhĂ€nge. Der Anteil der Iodmedikation stieg in den Follow-up-Untersuchungen an und war in SHIP deutlicher ausgeprĂ€gt. Der inverse Zusammenhang zwischen Bildung und Iodausscheidung in KORA wirft weitere Fragen auf. Ob es sich um die Folgen einer bewussten oder unbewussten Verhaltensweise handelt, ist nicht abschlieĂend geklĂ€rt. Verschiedene AnsĂ€tze sind fĂŒr dieses Ergebnis denkbar: a) ein unterschiedliches Bildungsniveau, das in SHIP höher anzusiedeln ist, b) unterschiedliche Curriculen der BundeslĂ€nder, aber auch innerhalb der Bildungswege, c) ein gröĂeres Angebot und eine vermehrte Kommunikation bzw. Vermarktung von iodfreien Produkten, aber auch d) eine regional unterschiedliche AktivitĂ€t von Iodgegnern, um nur die wichtigsten und auffĂ€lligsten Punkte zu nennen. Letzter Punkt ist in seiner Bedeutung nicht zu unterschĂ€tzen. Die Beeinflussung von laienhaften Halbwahrheiten spielt gerade bei gesundheitlichen Fragestellungen eine groĂe Rolle, wie sich beispielsweise auch bei der Impfbereitschaft gegenĂŒber Röteln zeigt. Insgesamt kann festgehalten werden, dass die Iodausscheidung basierend auf dem adjustierten ICR fĂŒr die Probanden aus SHIP-1 (MĂ€nner: 183 ”g/d; Frauen 170,9 ”g/d) höher war als in KORA (MĂ€nner 156,5 ”g/d; Frauen 152,2 ”g/d). Dennoch treten in SHIP-1 SchilddrĂŒsenvergröĂerungen hĂ€ufiger auf. Die StrumaprĂ€valenz lag insgesamt in allen Gruppen bei mehr als 30 %. Aus den vorliegenden Daten lĂ€sst sich schlussfolgern, dass sich die Iodversorgung vor allem in der Region SHIP verbessert hat. Besonders Kinder und Jugendliche werden langfristig von dieser Situation profitieren. Die Notwendigkeit, in regelmĂ€Ăigen AbstĂ€nden die Iodversorgung der Gesellschaft zu monitoren, ist offensichtlich. Das Follow-up zu SHIP-1 ist mit SHIP-2 bereits angelaufen, und erste Ergebnisse werden ab 2012 erwartet. Mit Hilfe dieser Daten können dann RĂŒckschlĂŒsse zur Iodversorgung der nordostdeutschen Bevölkerung ĂŒber einen Zeitraum von etwa 10 Jahren gezogen werden. Ein gesonderter Vergleich mit sĂŒdlichen Regionen Deutschlands ist weiterhin zu unterstĂŒtzen, auch wenn sich StrumaprĂ€valenzen mittlerweile annĂ€hern.
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 â„ 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 â„ 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.
TRAIL ist ein Mitglied der TNF-Familie und kann Apoptose in vielen Tumorzellen auslösen, ohne dabei nicht transformierte Zellen zu schĂ€digen. Leider haben viele Tumorzellen Mechnismen entwickelt, sich der TRAIL induzierten Apoptose zu entziehen. Es war Gegenstand dieser Arbeit die Rolle von TRAIL, seinen Rezeptoren den Bindungspartnern OPG und RANKL, sowie innerhalb chronischer Inflammation und Stress zu untersuchen. Vier verschiedene Pankreaskarzinomzelllinien, MiaPaCa2, Panc1, BXPC3 und Colo357 wurden dabei in vitro auf die oben genannten Parameter untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass TRAIL Apoptose in MiaPaca2 um bis zu 27% steigert, Colo357 bis zu 35%. Panc1(<6%) und BXPC3(14%) zeigten sich nahezu resistent. Die Resistenz gegenĂŒber TRAIL scheint mit der Abnahme funktioneller TRAIL-Rezeptoren DR4 und DR5 sowie der Zunahme nicht funktioneller Decoyrezeptoren DcR1/2 in Zusammenhang zu stehen. Interessanterweise zeigte sich keine Korrelation zwischen der Genexpression der TRAIL-Rezeptoren und der auf Proteinebene gemessenen TRAIL-Rezeptoren. OPG scheint ebenfalls die Resistenz gegenĂŒber TRAIL zu fördern (BxPc3>Panc1>Colo357), es konnte bei MiaPaCa nicht gemessen werden. RANKL konnte nur in geringen Konzentrationen bei der Zelllinie Panc1 nachgewiesen werden. LPS, welches ein inflammatorisches MolekĂŒl darstellt zeigte insgesamt keinen Effekt, bzw. nur einen moderaten Anstieg von OPG bei Colo357. Chronischer Stress scheint ebenfalls keinen Effekt auf die TRAIL Wirkung zu haben.
Trotz groĂer Verbesserungen bei der intensivmedizinischen Behandlung ist das Krankheitsbild Sepsis auch heute noch mit erschreckend hoher MorbiditĂ€t und LetalitĂ€t assoziiert. Ob B-Zellen in der Sepsis eine Rolle spielen und wie das adaptive humorale Immunsystem insgesamt durch Sepsis beeinflusst wird, wurde bisher wenig erforscht. Weil bei einer Sepsis viele Immunzellen in Apoptose gehen und die Immunantwort insgesamt supprimiert ist, wurde bisher angenommen, dass nach Sepsis auch die B-Zellantwort vermindert ist. Die Befunde dieser Arbeit zeigen, dass das adaptive Immunsystem bei polymikrobieller Sepsis entgegen den Erwartungen initial nicht supprimiert war. B-Zellen der Milz wurden sehr frĂŒh aktiviert. Es kam zur Keimzentrums- und Plasmazellbildung, infolgedessen die IgM- und IgG-Konzentrationen im Serum anstiegen. Darunter befanden sich selbstreaktive Antikörper, die allerdings keine Symptome einer Autoimmunerkrankung auslösten. Produzenten dieser Antikörper waren vermutlich B1-Zellen, die B-ZellrezeptorunabhĂ€ngig, also polyklonal, aktiviert wurden. T-Zellen konnten sehr frĂŒh nach Sepsis antigenspezifisch aktiviert werden, und waren fĂŒr einen Teil der B-Zellantwort nach Sepsis notwendig. SpĂ€ter war die antigenspezifische PrimĂ€rantwort der T-Zellen eingeschrĂ€nkt. Obwohl die Milz und die in der Maus dort ansĂ€ssigen Marginalzonen-B-Zellen entscheidend an der Abwehr von Infektionen beteiligt sind, schienen sie fĂŒr die Antikörperproduktion entbehrlich zu sein. Eine weitere wichtige Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass Sepsis mit dem humoralen ImmungedĂ€chtnis interferierte. Ob dies allerdings den Immunschutz beeintrĂ€chtigt, kann nicht abschlieĂend geklĂ€rt werden. Klinische Studien konnten einen Einfluss einer Sepsis auf die humorale ImmunitĂ€t beim Menschen weder bestĂ€tigen noch ausschlieĂen. Nach schwerer Operation allerdings schien das ImmungedĂ€chtnis in Form antigenspezifischer Antikörper verstĂ€rkt.
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.
Das in der Transplantationsmedizin hĂ€ufig verwendete Immunsuppressivum Cyclosporin A (CsA) hemmt wichtige Transportproteine in der Niere, induziert oxidativen Stress und trĂ€gt zur Entwicklung einer Dysfunktion des GefĂ€Ăsystems bei. Neben der durch CsA vermittelten arteriellen Hypertonie sind die akute und die chronische NephrotoxizitĂ€t weitere Folgen des Medikamenteneinsatzes. Die akute CsA-Nephropathie ist reversibel und geht mit hĂ€modynamischen VerĂ€nderungen einher, die in einer Reduktion des renalen Blutflusses, einer Erhöhung des renalen GefĂ€Ăwiderstandes und einer Verminderung der glomerulĂ€ren Filtrationsrate bestehen. Die genauen Mechanismen, die zu diesen hĂ€modynamischen VerĂ€nderungen fĂŒhren, sind allerdings unklar. Cyclosporin A wird hauptsĂ€chlich hepatisch eliminiert, aber auch renal unter Beteiligung transepithelialer Transportprozesse ausgeschieden. Zu den Transportproteinen, die das Pharmakon ĂŒber die apikale Membran der proximalen Tubulusepithelzellen sezernieren, zĂ€hlt multidrug resistance-related protein 2 (Mrp2). Experimentelle Studien zeigen, dass eine generalisierte Mrp2-Defizienz mit der Akkumulation von Mrp2-Substraten in Geweben und extrazellulĂ€ren FlĂŒssigkeiten assoziiert ist. Die Bedeutung einer Fehlfunktion dieser Effluxpumpe fĂŒr die renale CsA-Substanzelimination und die CsA-NephrotoxizitĂ€t 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 fĂŒr die Bearbeitung der Fragestellung dar, ob eine renale Mrp2-Funktionsminderung die akute CsA-NephrotoxizitĂ€t verstĂ€rkt. Der Fokus wurde dabei auf die in-vivo-Untersuchung vaskulĂ€rer Mechanismen gelegt, die zum nichtimmunologisch bedingten Versagen von Nierentransplantaten beitragen können. Zu diesem Zweck wurden Nierenkreuztransplantationsexperimente durchgefĂŒhrt, bei denen durch die Wahl des Spendertieres bzw. Transplantates eine nierenspezifische Mrp2-Defizienz in den EmpfĂ€ngertieren erzeugt werden konnte. Bei den gewĂ€hlten RattenstĂ€mmen tritt aufgrund der hochgradigen genetischen Ăbereinstimmung keine TransplantatabstoĂung auf, wodurch potenziell toxische Cyclosporin-A-Effekte weitgehend unabhĂ€ngig von entzĂŒndlichen Prozessen untersucht werden können. Den Versuchstieren wurde peroral entweder CsA in einer Dosierung von 30 mg*kg-1*d-1 oder Placebo ĂŒber einen Zeitraum von sieben Tagen verabreicht. An Tag 28 post transplantionem wurden die akuten Experimente zur Untersuchung der renalen HĂ€modynamik durchgefĂŒhrt. Nach Instrumentierung der narkotisierten Tieren und Erhebung der Messwerte fĂŒr die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck sowie die basalen renalen hĂ€modynamischen Parameter wurde Urin zur spĂ€teren Bestimmung der glomerulĂ€ren Filtrationsrate mittels Inulin-Clearance gewonnen. FĂŒr die Untersuchung der endothelialen Funktion und der Agonist-induzierten Vasokonstriktion der renalen NierentransplantatgefĂ€Ăe 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 auszuschlieĂen. Die Auswertung der basalen hĂ€modynamischen Daten fĂŒr die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck, den renalen Blutfluss und den renalen GefĂ€Ăwiderstand zeigte keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede in dem fĂŒr 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 GefĂ€Ăantworten, den reaktiven renalen GefĂ€Ăwiderstand und die renale Morphologie. Die hochdosierte CsA-Be-handlung verminderte jedoch statistisch signifikant die glomerulĂ€re Filtrationsrate und das Gewicht der EmpfĂ€ngertiere. Zusammenfassend zeigen die Untersuchungen, dass die durch die hochdosierte CsA-Behandlung in dem verwendeten Transplantationsmodell induzierten hĂ€modynamischen Effekte unabhĂ€ngig von der nierenspezifischen Mrp2-Expression waren, was gegen einen entscheidenden Einfluss dieses Transportproteins auf die akute CsA-induzierte Nephropathie spricht.
EinfĂŒhrung Das humane Neutrophilen-Antigen HNA-3a steht in ursĂ€chlichem Zusammenhang mit der Entstehung transfusions- assoziierter Lungeninsuffizienz und weiteren Erkrankungen. Die Isolierung des Antigens ermöglichte eine Identifizierung und den Aufbau von routinemĂ€Ăig durchfĂŒhrbaren 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. ImmunprĂ€zipitation. 5. Detektion mittels Gelelektrophorese und Immunoblotting. Material und Methode Mit Agglutinationstests und DurchfluĂzytometrie wurde das Screening durchgefĂŒhrt. Um das Antigen nach einer Isolierung nachweisen zu können, erfolgte eine Biotinylierung der OberflĂ€chen-Proteine. Die Isolierung erfolgte mittels ImmunprĂ€zipitation, 1-DâGel- elektrophorese und einen Nachweis im Western-Blot mit konjugiertem Streptavidin. Ergebnisse Im Screening wurden mehrere HNA-3a-negative Spender identifiziert. Die HĂ€ufigkeit des Antigens lag bei 98,5 %. Die Biotinylierung beeinflusste die verwendeten Verfahren nicht bemerkbar. Bei der ImmunprĂ€zipitation 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 ImmunprĂ€zipitation mit aHNA-3a Plasma und HNA-3a positiven Lysaten spezifisch ist, um das das Epitop HNA-3a tragende Protein handelt. FĂŒr eine Identifizierung des Antigens konnte die Bande aus dem Gel ausgeschnitten werden und mit weitergehenden Methoden charakterisiert werden. Exakt dieses Vorgehen fĂŒhrte zu der erfolgreichen Identifizierung des Epitops HNA-3a.
Zusammenfassung Die Anwendung LWS-Funktionsaufnahmen im lateralen Strahlengang sind trotz aller damit verbundenen Probleme ein Teil in der Diagnostikkaskade der lumbalen SegmentinstabilitĂ€t. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass eine Beurteilung von Funktionsröntgenaufnahmen mit einem individuellen Fehler verbunden ist. Eine Korrelationsanalyse ist fĂŒr diese Fragestellung nicht geeignet, da alle Korrelationskoeffizienten > 0,61 (=gute Ăbereinstimmung) waren. Werte mit der höchsten Rate an Ăbereinstimmung wurden bei der Anwendung des translatorischen Verfahrens nach Panjabi [54] erhoben, womit dieses Verfahren zu empfehlen ist. Der Fehler bei zweimaliger Beurteilung ein und desselben Röntgenbildes (IntraobservervariabilitĂ€t) ĂŒber alle drei Untersucher hinweg betrug 61,7% Hierbei zeigten sich translatorische Verfahren etwas genauer als angulatorische. Die Untersuchervergleiche ĂŒber alle drei Untersucher hinweg ergaben eine Abweichung (InterobservariabilitĂ€t) von 54,9%. Somit ist die Nicht-Ăbereinstimmung aller Messungen bei der InterobservariabilitĂ€t niedriger gegenĂŒber IntraobservervariabilitĂ€t. Eine mehrmalige Messung durch ein und denselben Untersucher bringt keinen Vorteil. Beurteilt man nur die Abweichungen der Messungen, die von den einzelnen Untersuchern in die nĂ€chst höher pathologische Kategorie klassifiziert wurden, findet sich ĂŒber alle Messungen, Untersuchungen und Verfahren hinweg eine Abweichung von 8,6%.
FĂŒr die DurchfĂŒhrung der Studie Biofeedback zur UnterstĂŒtzung des Weaning-Prozesses vom Respirator bei langzeitbeatmeten Intensivpatienten wurden von April 2006 bis Mai 2008 konsekutiv 20 Patienten aus dem Kollektiv der Weaning-Station der Klinik fĂŒr Innere Medizin B der Greifswalder UniversitĂ€tsklinik ausgewĂ€hlt. Darunter befanden sich 4 Frauen und 16 MĂ€nner im Alter von durchschnittlich 68 Jahren mit initialen Beatmungsdauern von minimal 14 bis zu maximal 195 Tagen. Die Patienten bekamen wĂ€hrend des Beobachtungszeitraumes von sieben Tagen tĂ€glich zweimal jeweils zwanzigminĂŒtige Sitzungen mit akustischem Biofeedback â wobei davon jeweils zehn Minuten auf das eigentliche Biofeedback-Training entfielen. Jeweils fĂŒnf Minuten vor und nach DurchfĂŒhrung des Biofeedbacks gab es eine Beobachtungsphase. WĂ€hrend dieser Sitzungen wurden verschiedene Parameter â wie die Atemfrequenz, die Herzfrequenz, das Atemzugvolumen sowie das Atemminutenvolumen â gemessen, um daran den Effekt des akustischen Biofeedbacks ablesen zu können. Die Arbeitshypothesen waren das Absinken der Atemfrequenz, die Normalisierung der Herzfrequenz und des Atemzugvolumens sowie die Abnahme des Atemminutenvolumens durch den Einsatz von Biofeedback. WĂ€hrend der Biofeedback-Sitzungen kam es zu einem statistisch signifikanten Abfall der Atemfrequenzen im Vergleich zur Baseline. Die Herzfrequenz lieĂ sich nicht beeinflussen. Auch beim Atemzugvolumen zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Zeiten mit und ohne Biofeedback-Training. Das Atemminutenvolumen sank wĂ€hrend der Sitzungen statistisch signifikant ab, stieg allerdings danach wieder leicht an. Dies war vor allem bedingt durch eine Ănderung der Atemfrequenz. AbschlieĂend kann man also konstatieren, dass sich die Atemfrequenz am stĂ€rksten Ă€nderte. Zwar wurden gegen Ende des Biofeedback-Trainings immer noch zum Teil tachypnoische Werte gemessen, was jedoch auf die hohe VariabilitĂ€t des Patientenguts zurĂŒckzufĂŒhren ist. Mit Sicherheit fĂŒhren auch andere Faktoren â wie z. B. die normal weitergefĂŒhrten konventionellen Weaning-Protokolle und die Verbesserung der klinischen Situation â zu einer Verminderung der Atemfrequenz. Um diese Faktoren zu berĂŒcksichtigen, sollten in der Zukunft kontrollierte Studien mit einer Kontrollgruppe, die ohne Biofeedback vom Respirator entwöhnt wird, durchgefĂŒhrt werden.
Wie kaum eine andere Spezies weist der moderne Mensch eine auĂerordentlich groĂe geographische Verbreitung auf. Die damit verbundene notwendige Anpassung an unterschiedlichste geographische Bedingungen fĂŒhrte unter anderem auch zu morphologischen VerĂ€nderungen am SchĂ€del. Die Bedeutung geographischer Faktoren fĂŒr bestimmte SchĂ€delkomponenten wird jedoch sehr unterschiedlich diskutiert. Das trifft insbesondere auch auf die GröĂe und Form der Nasenhöhle zu. Da die KlĂ€rung solcher ZusammenhĂ€nge von Bedeutung fĂŒr verschiedene Fachgebiete wie Anatomie, Physiologie, Forensische Medizin und Anthropologie ist, wurde in dieser Studie die Beziehung zwischen der Morphologie der Nasenhöhle zum Mittelgesicht unter BerĂŒcksichtigung klimatischer Faktoren untersucht. Die Untersuchungen der Nasenhöhlen erfolgte an 62 mazerierten adulten SchĂ€deln von vier definierten menschlichen Populationen, die sich in ihrer geographischen Herkunft unterscheiden. Von allen SchĂ€deln wurden zunĂ€chst koronare computertomographische Schichtaufnahmen angefertigt. AnschlieĂend wurden an den CT-Schichtaufnahmen lineare StreckenmaĂe der Nasenhöhle erhoben. Des Weiteren erfolgte die Volumenbestimmung der Nasenhaupthöhle mit Hilfe der WinSurf-Software. Weiterhin erfolgte auch die Vermessung des Ă€uĂeren SchĂ€dels mit linearen MaĂen, um Beziehungen zwischen der Nasenhöhle und dem GesichtsschĂ€del zu untersuchen. Die externen SchĂ€delmaĂe dienten auĂerdem der Berechnung des GesichtsschĂ€delvolumens. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten auf Populationsunterschiede bezĂŒglich der absoluten und relativen GröĂe des Nasenhöhlenvolumens hin, wĂ€hrend das GesichtsschĂ€delvolumen zwischen den Populationen keine signifikanten Unterschiede aufweist. Die hier beobachteten Populationsunterschiede deuten darauf hin, dass ein Einfluss klimatischer Faktoren auf die GröĂe der Nasenhöhle nicht ausgeschlossen werden kann. Der von uns verwendete Nasenhöhlen-GesichtsschĂ€del-Index, der das VerhĂ€ltnis zwischen dem Volumen der Nasenhöhle und dem GesichtsschĂ€delvolumen beschreibt, weist zwischen der Population Kyoto und den drei anderen Populationen statistisch signifikante Unterschiede auf. Der Nasenhöhlen-GesichtsschĂ€del-Index fĂŒr die Kyoto-Population ist signifikant kleiner als bei den anderen drei Populationen. Unsere Untersuchungen ergaben einen Zusammenhang zwischen dem Nasenhöhlen-GesichtsschĂ€del-Index und der geographischen Herkunft der SchĂ€del. Im Populationenvergleich konnten wir GröĂenunterschiede der Nasenhöhle feststellen, wĂ€hrend Formunterschiede in Bezug auf die Cavitas nasi zwischen den Populationen nicht zu beobachten sind. Bei der asiatischen Population war ein signifikant höherer unterer Nasengang nachweisbar. Hinsichtlich der Asymmetrie des unteren Nasenganges lieĂen sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Populationen erkennen. Es handelt sich bei den von uns betrachteten Populationen um eine fluktuierende Asymmetrie des unteren Nasenganges. Die durchgefĂŒhrten Korrelations- und Regressionsanalysen erfolgten separat fĂŒr jede Population. Als besonders aussagekrĂ€ftiger Parameter der Cavitas nasi ist die Höhe der Nasenhöhle im Bereich des zweiten Molaren im Oberkiefer zu nennen, da dieser Parameter bei allen Populationen viele Korrelationen zu externen SchĂ€delmaĂen und dem GesichtsschĂ€delvolumen aufweist. Das Nasenhöhlenvolumen lĂ€sst sich am ehesten aus der Breite der Nasenhöhle ableiten, da fĂŒr drei der vier Populationen fĂŒr dieses Merkmalspaar signifikante Korrelationen nachweisbar sind. Obgleich die vorliegende Studie Hinweise auf einen Einfluss des Klimas auf die VariabilitĂ€t der Morphologie der Nasenhöhle zeigen, ist das Design dieser Studie nicht geeignet, einen direkten Einfluss klimatischer Faktoren zu belegen. HierfĂŒr sind weiterfĂŒhrende Studien notwendig, die auch den komplexen Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Strukturelementen der Nasenhöhle Rechnung tragen.
The worldwide distribution and prevalence of melioidosis, an infectious disease caused by the soil-dwelling Gram-negative bacterium Burkholderia pseudomallei, is unknown. In Vietnam, sporadic cases of melioidosis have been reported for decades, but clinical and epidemiological data for the indigenous population are still scarce. In this study, we reviewed clinical and demographic data of patients with culture-proven melioidosis diagnosed at a single large referral hospital in Hanoi between November 1997 and December 2005. The clinical manifestations of melioidosis with fatal septicaemia as the most common presentation, a high rate of underlying diseases and a peak of cases admitted during the wet season were similar to studies from other endemic areas. The geographical origin of melioidosis patients shows that melioidosis exists in at least 18 northern provinces. The characterization of clinical B. pseudomallei strains by multilocus sequence typing identified 17 different sequence types (STs), ten of which have (as yet) not been found outside Vietnam. Several of these STs presumably were generated through recent evolutionary events in this rapidly diversifying bacterial species, and thus restricted geographic distribution may be a consequence of limited time passed since emergence. In order to define the distribution of the bacterium in the environment, our study also aimed to develop a more sensitive culture method for the detection of B. pseudomallei from soil samples in endemic areas compared to the currently used culture method based on soil dispersion in water. Our newly developed protocol involving soil dispersion in a polyethylene glycol and sodium deoxycholate solution increased the yield of viable B. pseudomallei from soil samples. Comparative testing of soil samples from Northeast Thailand covering a wide range of B. pseudomallei concentrations demonstrated a significantly higher recovery (p < 0.0001) of B. pseudomallei colony forming units by the new method compared to the conventional method. Our data indicate that using the detergents polyethylene glycol and sodium deoxycholate not only results in a higher recovery of viable B. pseudomallei, but also results in a shift in the bacterial species recovered from soil samples. Molecular methods based on direct bacterial nucleic acid extraction from environmental samples and subsequent amplification have the potential to overcome many restrictions of traditional microbiological approaches. Moreover, culture-dependent methods require special expertise in recognizing B. pseudomallei colony morphologies. Thus, a highly sensitive culture-independent DNA-based method that allows direct quantification of B. pseudomallei from soil is needed, particularly in diagnostic laboratories outside endemic areas. We therefore aimed to establish a protocol for B. pseudomallei soil DNA isolation, purification and quantification by qPCR targeting a type three secretion system 1 single copy gene. This assay was validated using 40 soil samples from Northeast Thailand that underwent parallel bacteriological culture. All 26 samples that were B. pseudomallei-positive by direct culture were B. pseudomallei qPCR-positive, with a median of 1.84 x 104 genome equivalents (range 3.65 x 102 to 7.85 x 105) per gram of soil. This was 10.6 fold (geometric mean; range 1.1 to 151.3) higher than the bacterial count as defined by culture. Moreover, the qPCR detected B. pseudomallei in seven samples (median 36.9 genome equivalents per g soil; range 9.4 to 47.3), which were negative on direct culture. These seven positives were reproduced using a nested PCR targeting a second, independent B. pseudomallei-specific sequence. Two samples were direct culture and qPCR negative but nested PCR positive. Five samples were negative by both PCR methods and culture. In conclusion, this is the first report on a series of cases describing clinical and epidemiological features of melioidosis and corresponding Burkholderia pseudomallei strains from northern Vietnam. Moreover, our newly developed culture-based and PCR-based methods provide highly specific and sensitive tools for the quantitative environmental surveillance of B. pseudomallei.
Die Serin/Threonin Proteinkinase pUS3 ist innerhalb der Alphaherpesvirinae konserviert. FĂŒr pUS3-Homologe der Subfamilie wurden bereits zahlreiche Funktionen bei der Beeinflussung des Zellstoffwechsels und der Virusreplikation gezeigt, dennoch ist pUS3 fĂŒr die Virusreplikation in vitro nicht essentiell. PrV exprimiert zwei unterschiedlich lange Isoformen dieses Proteins in unterschiedlicher Menge, so dass das kĂŒrzere pUS3S im Vergleich zu pUS3L die abundante Isoform darstellt. WĂ€hrend die carboxyterminalen Sequenzen beider Isoformen identisch sind, weist der Amino-Terminus der langen Form 54 zusĂ€tzliche AminosĂ€uren auf. Innerhalb der Wirtszelle liegt pUS3S vor allem im Nukleus vor, wohingegen pUS3L vorwiegend im Zytoplasma, der Plasmamembran und den Mitochondrien lokalisiert ist. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der möglichen unterschiedlichen Funktionen der beiden pUS3-Isoformen und der Bedeutung des Expressionsniveaus dieser Isoformen wĂ€hrend der Virusmorphogenese. Im Vordergrund stand dabei die Analyse von Virusmutanten, bei denen die Expression von pUS3S bzw. pUS3L auf unterschiedliche Weise manipuliert wurde oder bei denen eine Inaktivierung der enzymatischen AktivitĂ€t erfolgte. Diese wurden auf empfĂ€nglichen Zelllinien dreier Tierarten phĂ€notypisch charakterisiert und auf Unterschiede hinsichtlich ihres Replikationsverhaltens untersucht. Ein weiterer Teil dieser Arbeit umfasste Untersuchungen zur Identifizierung potentieller Substrate der Proteinkinase pUS3 mittels 32P-RadioimmunprĂ€zipitation und Proteomanalytik, die eine weitere Analyse der Strukturkomponenten von PrV-Partikeln sowie die PrĂŒfung einer Methode zur PrĂ€paration nukleĂ€rer Proteine einschloss.
Die Dissertation beschreibt umfassende Untersuchungen zu den hĂ€ufig miteinander assoziierten Tetraspaninen CD9, CD81 und CD151 an einer permanenten murinen Podozytenzelllinie. Sie gibt Aufschluss ĂŒber die Bedeutung der Tetraspanine, insbesondere von CD151 in Podozyten. PodozytĂ€re VerĂ€nderungen stehen hĂ€ufig im Zusammenhang mit schweren glomerulĂ€ren Defekten und bilden damit eine Ursache fĂŒr renale Erkrankungen. Mit dieser Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass die Tetraspanine CD9, CD81 und CD151 einen maĂgeblichen Einfluss auf die Morphologie und die AdhĂ€renz von kultivierten Podozyten ausĂŒben. Dabei trĂ€gt vor allem die Einflussnahme der Tetraspanine auf die Zellfortsatzbildung sowie auf die Expression von ÎČ1-Integrin zu einem besseren VerstĂ€ndnis ihrer Rolle in Podozyten bei.
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 DurchfĂŒhrung Phenoloxidase-katalysierter Biotransformationsreaktionen zur Derivatisierung von ortho- bzw. para-dihydroxylierten Verbindungen. Der zunĂ€chst 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 AbhĂ€ngigkeit von verschiedenen Kultivierungsparametern zahlreich auftretenden Zelldifferenzierungsprozesse des Stammes untersucht und eine standardisierte Kultivierungsmethode zur Erzielung hoher Phenoloxidase-AktivitĂ€ten entwickelt werden. Die Untersuchung wesentlicher Eigenschaften der neubeschriebenen Phenoloxidase war fĂŒr eine Zuordnung in die Gruppe der Multikupfer-Oxidasen und eine PrĂŒfung der Eignung des Enzyms fĂŒr 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 AufklĂ€rung von Reaktionsmechanismen bei homo- und heteromolekularen Kopplungsreaktionen sowie die PrĂŒfung 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 (sekundĂ€re Amine). Eine strukturchemische Analyse der Syntheseprodukte war dazu unerlĂ€sslich.
Charakterisierung plasmamembrangebundener Proteasen von Nicotiana tabacum und Hordeum vulgare
(2012)
Es wurden erstmals zwei plasmamembrangebundene Proteaseformen in den Wurzeln der Gerste massenspektrometrisch identifiziert und den Metalloaminopeptidasen der Peptidasefamilien M17 und M24 zugeordnet. Ausgehend von EnzymaktivitĂ€tstests mit verschiedenen Substraten und gelelektrophoretischer Fraktionierungen existieren darĂŒber hinaus weitere PM-Proteasen des Aminopeptidase-, Carboxypeptidase- und Endoproteasetyps an der pflanzlichen Plasmamembran (PM). Die untersuchten PM-Proteasen stellen Triton X-114-resistente Proteine dar, die erfolgreich mit Octylglucosid solubilisiert wurden und sowohl an der inneren als auch an der apoplastischen Seite der PM lokalisiert sein könnten. Durch endogene Proteolyse werden andere PM-Proteine wie Aquaporine und P-Typ-H+-ATPasen durch die PM-Proteasen reguliert. Dabei zeigen einige dieser Proteolyseprodukte ProteaseaktivitĂ€t, die fĂŒr vier Proteaseformen der Gerste erst nach der Abtrennung von der PM nachweisbar war.
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.
Theoretischer Hintergrund: Ausdauerndes Handeln (Persistenz) ist fĂŒr das Erreichen schwieriger Ziele notwendig. Ohne Persistenz und die zugrundliegenden motivational-kognitiven Prozesse wĂŒrde eine Person bei auftretenden Schwierigkeiten jede Handlung sofort abbrechen. Allerdings stellen sich manche Ziel-Intentionen als kaum umsetzbar heraus, sodass das Ziel, wenn ĂŒberhaupt, nur unter unverhĂ€ltnismĂ€Ăig hohen Kosten erreicht werden kann. Persistenz wĂŒrde dann zu einer Verschwendung von Anstrengung, Zeit oder Geld fĂŒhren. Wie vorangegangene Studien gezeigt haben, neigen Menschen dazu, an solchen fehlgehenden oder verlustreichen Handlungen festzuhalten. Somit kann Persistenz nicht der einzige Faktor sein, der fĂŒr eine effektive und ressourcenschonende Zielverfolgung wichtig ist. Zielgerichtetes Verhalten muss auch an relevante VerĂ€nderungen, die wĂ€hrend des Zielstrebens auftreten, angepasst werden, was gegebenenfalls, z. B. bei Lebensgefahr, auch zum Handlungsabbruch fĂŒhren sollte. In der vorliegenden Arbeit wird eskalierende Persistenz als spezifischer Aspekt dieses Persistenz-FlexibilitĂ€ts-Dilemmas (Goschke, 2008) analysiert. Der volitionale Zustand, der die Grundlage zielgerichteter Persistenz bildet, wird ĂŒblicherweise als Commitment bezeichnet. GemÀà volitionspsychologischer AnsĂ€tze, wie der Goal-Setting Theorie (Locke & Latham, 2002) oder dem Rubikon-Model der Handlungsphasen (Gollwitzer, 1990), wird Commitment als Festlegung auf die Erreichung eines Ziels beschrieben. Das Konstrukt wird jedoch eher allgemein definiert. Mit der vorliegenden Arbeit wird das Commitment-Modell der Handlungsphasen (CMHP) vorgeschlagen, das auf dem Rubikon-Modell aufbaut und eine neue, prĂ€zisere Perspektive auf Commitment und dessen Implikationen fĂŒr eskalierende Persistenz bietet. Im CMHP wird Commitment als relative stabile Eigenschaft der Ziel-Intention verstanden, die die Aufrechterhaltung der Intention motivational und kognitiv unterstĂŒtzt. Somit bleiben die Intention und ihre Umsetzung bei hohem Commitment relativ unbeeinflusst von Problemen, Unannehmlichkeiten oder anderen negativen VerĂ€nderungen. In solchen FĂ€llen konzentriert sich die Person unbeirrt auf die Umsetzung und bewertet das Ziel weiterhin positiv. Diese anfĂ€nglich funktionale StabilitĂ€t der Intention kann zu eskalierender Persistenz fĂŒhren, wenn Risiken und Kosten der Zielverfolgung weiter ansteigen oder auf unvorteilhaftem Niveau verbleiben. GemÀà dem CMHP wird eskalierende Persistenz durch eine reduzierte kognitive ReprĂ€sentation von Problemen verursacht, die besonders bei hohem Commitment auftritt. Je höher das Commitment der Intention ist, desto stĂ€rker reduziert sich die kognitive ReprĂ€sentation von Problemen und desto unwahrscheinlicher ist es, dass ein Handlungsabbruch erwogen wird. Somit fĂŒhren bei hohem Commitment selbst schwerwiegende Problem nicht unmittelbar zum Handlungsabbruch. Empirische Studien: In Studie 1 (N = 115) sollte gezeigt werden, dass problembezogene Informationen bei hohem Commitment nur abgeschwĂ€cht kognitiv reprĂ€sentiert werden. Dazu wurden die Faktoren Commitment und Probleme bei einer computergestĂŒtzten Leistungsaufgabe experimentell variiert. Es zeigte sich modellkonform, dass bei geringem Commitment die kognitive ReprĂ€sentation der Probleme deutlich positiv vom Faktor Probleme abhing, wohingegen bei hohem Commitment sowohl geringe als auch starke Probleme kaum reprĂ€sentiert wurden. In Studie 2 gelang es Commitment (als stabilen Parameter der Intention) und VolitionsstĂ€rke (als flexiblen Parameter der Intention) empirisch zu differenzieren. In diesem LĂ€ngsschnittexperiment (N = 149) konnte gezeigt werden, dass das Commitment fĂŒr ein persönliches Ziel ĂŒber drei Wochen stabil verlief, wĂ€hrend die VolitionsstĂ€rke eine flexible Charakteristik aufwies. Zudem stimmte ein Modell mit zwei spezifischen Faktoren der Handlungsregulation (Commitment und VolitionsstĂ€rke) zu allen Messzeitpunkten deutlich besser mit den empirischen Daten ĂŒberein, als ein Modell mit nur einem globalen Faktor (Commitment = VolitionsstĂ€rke). In Studie 3 (N = 120) wurden ValiditĂ€tsprobleme des Commitment-Selbstberichts untersucht, die offenbar dem konstruierten Charakter von Intentionen in Laboruntersuchungen geschuldet sind. Bei persönlichen Zielen liegen demgegenĂŒber keine ValiditĂ€tsprobleme des Commitment-Selbstberichts vor. Diskussion: Die Annahmen des CMHP wurden durch die Ergebnisse ĂŒberwiegend bestĂ€tigt. In allen drei Studien wurde umso ausdauernder an problematischen Intentionen festgehalten, je höher das Commitment war. Die Konstrukte Commitment und VolitionsstĂ€rke konnten empirisch differenziert werden. Zudem wurde die spezifische Rolle von Commitment bei der kognitiven ReprĂ€sentation von problembezogenen Informationen gezeigt. AbschlieĂend wird die Bedeutung der Ergebnisse fĂŒr MaĂnahmen zur PrĂ€vention von eskalierender Persistenz diskutiert.
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., BĂŒttner, K., Moche, M., Hessling, B., Hecker, M., 2011. From the genome sequence to the protein inventory of Bacillus subtilis. Proteomics 11, 2971â2980. 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., MĂ€der, 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, 7451â7456. Article IV Chi, B.K., Gronau, K., MĂ€der, 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, 1099â1103. Article VI Maass, S., Sievers, S., ZĂŒhlke, 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, 2677â2684. Article VII Hessling,B., BĂŒttner,K., Hecker,M. and Becher,D. Global relative quantification with LC-MALDI â cross-validation with LTQ-Orbitrap proves reliability and reveals complementary ionization preferences. Submitted to Mol. Cell Proteomics.
Der Einsatz von Enzymen ist inzwischen fĂŒr viele Bereiche der chemischen und pharmazeutischen Industrie beschrieben. Dabei ermöglichen die Enzyme als Biokatalysatoren in vielen FĂ€llen Syntheserouten, die umweltvertrĂ€glichere Wege zum gewĂŒnschten Produkt darstellen als die vergleichbaren etablierten chemischen Routen. Insbesondere ihre oft stereo-, regio- und chemoselektiven UmsĂ€tze 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 erfĂŒllen die zur Zeit vorhandenen Biokatalysatoren oftmals nicht die Anforderungen hinsichtlich AktivitĂ€t, StabilitĂ€t oder SelektivitĂ€t. Das Auffinden neuer Biokatalysatoren, die eine Transformation von chemokatalysierten zu enzymatischen Prozessen ermöglichen, stellt die Motivation fĂŒr 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 gewĂŒnschten EnzymaktivitĂ€t, 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 anschlieĂend entweder ĂŒber ein AktivitĂ€ts-basiertes oder ĂŒber ein Sequenz-basiertes Screening auf bestimmte Enzyme hin untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der AktivitĂ€ts-basierte Ansatz gewĂ€hlt, da auf diese Weise völlig neue Enzyme gefunden werden können, die keine Homologie zu bereits beschriebenen aufweisen. Als Grundlage fĂŒr das Screening wurden metagenomische Bibliotheken aus verschiedenen Umweltproben angelegt. Um die Zahl der zu durchmusternden Klone gering zu halten, wurde ein GroĂteil der DNA in Cosmide kloniert. Als mikrobieller Wirt fĂŒr die rekombinante Expression der Proteine wurde Escherichia coli gewĂ€hlt. 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 FĂ€llen 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. AuĂerdem 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, ĂŒber den AktivitĂ€ts-basierten Metagenom-Ansatz zu neuen oxidativen Enzymen zu gelangen, ausfĂŒhrlich diskutiert. Der Fokus lag dabei auf der Wahl der Biotope fĂŒr das Anlegen der metagenomischen Bibiotheken, den DNA-Isolierungsmethoden sowie der Nachweisempfindlichkeit und Hochdurchsatz-FĂ€higkeit der verwendeten Assays. Des Weiteren wurde der Zusammenhang zwischen der erwarteten GröĂe der Gene und der durchmusterten Bibliothek diskutiert. Dabei wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass der Metagenom-Ansatz grundsĂ€tzlich ein groĂes Potential zur Identifizierung neuer Enzyme fĂŒr die Biotechnologie birgt, aber Grenzen beim Auffinden groĂer, komplexer oder seltener Enzyme aufweist.
Streptococcus pneumoniae (pneumococci) are Gram-positive cocci and commensals of the human upper respiratory tract. Pneumococcal pathogenesis requires adherence to host cells and dissemination through cellular barriers and to evade host defense mechanisms. The Pneumococcal surface protein C (PspC) is an important virulence factor which has a crucial role in pneumococcal adhesion to host cells and immune evasion by manipulating the host complement system. To elucidate the pneumococcal adherence and uptake mechanism via factor H glycosaminoglycans (dermatan sulfate and heparin) were employed as competitive inhibitors in infection experiments with epithelial cells or human polymorphonuclear leukocytes (PMNs). Glycosaminoglycans significantly inhibited the FH mediated pneumococcal adherence and subsequent invasion to host epithelial cells. Furthermore, the short consensus repeats of FH which promotes the adhesion of pneumococci to host cells were identified by blocking experiments with domain mapped antibodies for specific regions of FH. Moreover, this study indicates that FH acts as adhesion molecule via cellular receptors recognized as integrin CR3 on human PMNs. Binding of Factor H loaded pneumococci to integrins CR3 was assessed by flow cytometry. Pneumococci coated with Factor H showed a significantly increased association with PMNs. This interaction was blocked by anti-CR3 antibodies and Pra1. This project further aims to study mechanisms of pneumococcal endocytosis by host cells, their intracellular fate, and the pathogen induced host cell signal transduction cascades including the calcium signaling upon pneumococcal infection of host cells via the PspC-hpIgR interaction. To assess now the role of protein tyrosine kinases (PTKs) during pneumococcal infection via PspC, cell culture infections were performed in presence of pharmacological inhibitors of PTKs and MAPKs or by employing genetic interference techniques. Blocking the function of Src or ER1/2 and JNK and genetic-knock down of Src and FAK reduced significantly internalization of pneumococci. These data indicated the importance of a coordinated signaling between Src PTKs, ERK1/2, and JNK during PspC-pIgR-mediated uptake of pneumococci by host epithelial cells. The impact of host cells intracellular calcium concentrations on pneumococcal PspC-hpIgR mediated internalization was studied. Intracellular calcium measurement of epithelial cells performed in the presence of pneumococci suggested a calcium influx in host epithelial cells and importantly this calcium influx was PspC- hpIgR specific as pspC-deficient pneumococci were unable to mediate calcium mobilization in host cells. The increase in intracellular calcium [Ca2+]i was dependent on phospholipase C as pretreatment of cells with a phospholipase C-specific inhibitor abolished the increase in [Ca2+]i. Furthermore, role of host intracellular calcium concentrations during pneumococcal internalization was demonstrated by employing specific pharmacological inhibitors and calcium chelators in epithelial cell culture infection assays. The results revealed that elevated host cells calcium concentrations diminished pneumococcal internalization while lower calcium concentration in host epithelial cells promoted pneumococcal uptake. This study further demonstrates that dynamin, clathrin and caveolin play a key role during pneumococcal endocytosis into host cells via PspC-hpIgR. The use of specific pharmacological inhibitors or genetic interference approaches against dynamin, clathrin and caveolin in epithelial cell culture infection assays significantly blocked pneumococcal uptake. Furthermore, confocal microscopy revealed that pneumococci co-localize with clathrin. At later stages of the infection the pathogen is sorted to early, late and recycling endosomes as indicated by co-localization of pneumococci with endosomal markers such as Rab5, Rab4, Rab 7, and Lamp1. In order to get further insights into PspC-hpIgR mediated uptake mechanisms, a chimeric PspC was constructed and expressed heterologously on the surface of Lactococcus lactis. Immunofluorescence staining, immunoblot and flow cytometric analysis of L. lactis confirmed the expression of PspC on the bacterial surface. Moreover the ability of recombinant lactococci expressing PspC to adhere to and to invade pIgR-expressing epithelial cells confirmed the functional activity of PspC when exposed on the lactococcal surface. PspC expressing lactococci confirmed the specificity of PspC-hpIgR mediated endocytosis in host epithelial cells as PspC deficient lactococci were not taken up by these host cells. Confocal microscopic analysis demonstrated that only PspC expressing lactococci were sorted to early, late and recycling endosomes, similar to the intracellular fate of S. pneumoniae.
The learning theory of panic disorder differs between panic attacks and anxious apprehension as distinct emotional states. Acute panic is accompanied by extreme fear, experience of strong body symptoms reflecting autonomic surge and flight tendencies. In contrast, anxious apprehension is associated with hypervigilance towards bodily sensations and increased distress when subtle somatic symptoms are identified. Following animal models, these clinical entities reflect different stages of defensive reactivity depending upon the imminence of interoceptive or exteroceptive threat cues with lowest distance to threat during panic attacks. We tested this model by investigating the dynamics of defensive reactivity in a large group of patients suffering from panic disorder and agoraphobia (PD/AG) prior to a multicenter controlled clinical trial. Three hundred forty-five patients participated in a standardized behavioral avoidance test (being entrapped in a small, dark chamber for 10 minutes). Defensive reactivity was assessed measuring avoidance and escape behavior, self reports of anxiety and panic symptoms, autonomic arousal (heart rate and skin conductance), and potentiation of the startle reflex before and during the exposure period of the behavioral avoidance test. While 125 patients showed strong anxious apprehension during the task (as indexed by increased reports of anxiety, elevated physiological arousal, and startle potentiation), 72 patients escaped from the test chamber. Active escape was initiated at the peak of the autonomic surge accompanied by an inhibition of the startle response as predicted by the animal model. These physiological responses were observed during 34 reported panic attacks as well. We found evidence that defensive reactivity in PD/AG patients is dynamically organized ranging from anxious apprehension to panic with increasing proximity of interoceptive threat. Importantly, the patients differed quite substantially according defensive reactivity during the behavioral avoidance test despite all patients received the same principal diagnosis. These differences can be explained in part by differences in the disposition according to two genetic variants previously associated with panic disorder. Patients carrying the risk variant of a polymorphism in the neuropeptide S receptor gene showed an overall increased heart rate during the whole behavioral avoidance test reflecting an enhanced sympathomimetic activation and consequently arousal level. During the entrapment situation in which heart rate further increased over an already elevated baseline level, risk variant carriers were prone to experience more panic symptoms. This is in line with the learning perspective of panic disorder, postulating that internal cues of elevated arousal increase the chance of experiencing another panic attack once they have been associated with aversive responses. Furthermore, the risk variant of a polymorphism in the monoamine oxidase A gene was observed to augment the occurrence of panic attacks and escape behavior preparation. In addition, we find evidence that suggest an enhanced resistance to corrective learning experiences as indicated by a lack of a reduction of avoiding and escaping behavior during repeated test chamber exposures in wait-list control patients carrying the risk gene variant. Both effects may strengthen the learning mechanism hypothesized to be involved in the pathogenesis of panic disorder. Exteroceptive and interoceptive cues previously associated with the initial panic attack might trigger subsequent attacks in risk allele carriers more rapidly while simultaneously the opportunity to dissolve once established associations due to contradictory experiences is limited. Now, differential dispositions regarding defensive reactivity in PD/AG patients has to be linked to mechanisms supposed to be involved in exposure based therapy. First outcome evaluations of the clinical trial indicated that a behavioral therapy variant suggested to be linked with higher fear activation during exposure exercises is more effective than another. Further analyses have to proof whether those patients showing a clear specific fear response during the behavioral avoidance test benefit more than others from exposure based therapy.
In der zu Grunde liegenden Dissertationsschrift wird ein interkulturell fokussiertes UniversitĂ€ts- und Schulprojekt, welches seinen Schwerpunkt auf die Behandlung der kanadischen Ethnie der âMĂ©tisâ legt, fachdidaktisch beschrieben, erörtert und ausgewertet. Grundlage der Untersuchungen war ein im Jahr 2005 veröffentlichtes multimediales, multikulturelles und interdisziplinĂ€res Lehrwerk, das PEMA Program, welches als erstes seiner Art von der MĂ©tis Autorin Rene Inkster fĂŒr kanadische Grundschulen entwickelt wurde. Trotz der Ausrichtung der Lehrmaterialien auf den Elementarbereich und damit einer zu erwartenden âAltersdiskrepanzâ, konnte mit Hilfe der empirischen Untersuchungen die entsprechende Adaptation der Unterrichtsmaterialien als empfehlenswert fĂŒr interkulturelles Lernen im Englischunterricht der Mittelstufe des deutschen Gymnasiums herausgestellt werden. DarĂŒber hinaus verfolgt die Dissertation eine Argumentationslinie, die einen auf Inhalte ausgerichteten Englischunterricht in der Sekundarstufe I als lohnenswerte Alternative beziehungsweise parallelen Ansatz neben einem auf Sprachvermittlung zentrierten Sprachunterricht etablieren möchte. Im Zuge dessen wird im Rahmen der fachdidaktischen Beleuchtung der Begriffe âinterkulturelles Lernenâ, âinterkulturelle Kompetenzâ und der klassischen âLandeskundeâ untersucht, inwiefern eine Dependenz beziehungsweise Opposition der zuvor genannten Begriffe in der Fachdidaktik Englisch etabliert ist. Die Untersuchungsergebnisse und die fachdidaktische Tiefenanalyse der Dissertationsschrift konstituieren die Landeskunde als weiterhin legitimen Eckpfeiler des Englischunterrichts in der Mittelstufe an deutschen Gymnasien und widersprechen den im fachdidaktischen Diskurs hervorgebrachten Zweifeln bezĂŒglich der RechtmĂ€Ăigkeit und AktualitĂ€t derselben. Das Thema Kanada und im Speziellen die marginalisierten âMĂ©tisâ, eine der drei indigenen Volksgruppen Kanadas, wird durch die Dissertation als wertvoller Inhalt des Englischunterrichts herausgestellt. DarĂŒber hinaus wird argumentiert, dass sich im Englischunterricht des deutschen Gymnasiums der Sekundarstufe I durch die Dominanz der Lehrwerke ein Kulturkanon bezĂŒglich der (ziel-)kulturellen Inhalte verfestigt zu haben scheint, der nur durch praktikable, an der Unterrichtswirklichkeit orientierter Unterrichtsreihen, wie es das vorliegende Forschungsprojekt darstellt, aufzubrechen ist. Nur so können weitere wichtige Zielkulturen des Englischunterrichts, wie es Kanada ohne Zweifel darstellt, ihren Weg in die praktische Umsetzung des Englischunterrichts in der Mittelstufe des deutschen Gymnasiums finden. In der Dissertation wird neben dem zielkulturerweiternden PlĂ€doyer ebenso das entkolonialisierende Moment eines auf weitestgehend authentischen Lehrmaterialien ĂŒber indigene Kulturen Nordamerikas basierenden Englischunterrichts vor Augen gefĂŒhrt. Der Einsatz der PEMA Program Adaptation leistet demnach in seiner umfangreichen Betrachtung einer marginalisierten, indigenen Ethnie Kanadas einen Beitrag zur Entkolonialisierung und EntkrĂ€ftung von Stereotypen. Mit Hilfe praktischer Beispiele wird gezeigt, wie das deutsche âIndianerbildâ, genĂ€hrt durch das deutsche PhĂ€nomen der âIndianertĂŒmeleiâ, einem durch LUTZ geprĂ€gten Begriff, auch Lehrwerke des Englischunterrichts zu dominieren scheint beziehungsweise die UnterreprĂ€sentation oder gar Abwesenheit indigener Inhalte in Lehrwerken fĂŒr den Englischunterricht der Mittelstufe Anlass zum Handeln geben. AbschlieĂend werden praktikable Alternativen und Erweiterungsmöglichkeiten hinsichtlich der Implementierung von Inhalten ĂŒber die MĂ©tis im Verlaufe der Mittelstufe und gymnasialen Oberstufe gegeben.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des KohĂ€renzgefĂŒhls auf die Entwick-lung der gesundheitlichen Situation im höheren Lebensalter untersucht. Im Sinne des salutogentischen Modells nach Antonovsky stellt dieses zentrale Konstrukt einen Medi-ator in der Beziehung von biopsychosozialen Ressourcen und Gesundheit dar. Die fĂŒr diese Analyse benötigten lĂ€ngsschnittlichen Daten wurden im Rahmen des Forschungs-verbandes âLebensqualitĂ€t fĂŒr Ă€ltere Menschen in Greifswald - Gesundheit und Bewe-gung im Alltag Ă€lterer Menschenâ (Greifswalder Altersstudie, GASt) in den Jahren 2001 und 2006 erhoben. Die Studienteilnehmer, die zum jungen und aktiven Teil der Bevölkerung zĂ€hlen sollten, wurden ĂŒber Aufrufe in den lokalen Medien und FaltblĂ€tter rekrutiert. Insgesamt konnte fĂŒr 125 Personen im Alter zwischen 59 und 89 Jahren ein lĂ€ngsschnittlicher Datensatz erhoben werden. Das subjektive Gesundheitsniveau der Studienteilnehmer wurde mit Hilfe der Philadelphia Geriatric Centre Morale Scale (PGCMS), dem Fragebogen zum subjektiven Gesundheitszustand (SF-36) mit seiner psychischen und körperlichen Summenskala sowie der Beschwerdeliste nach Zerssen (BL) erhoben. Die Analyse der Daten ergab zunĂ€chst, dass die Teilnehmer im Sinne des salutogeneti-schen Studienansatzes zu den jĂŒngeren und erfolgreich alternden Personen in der Ge-sellschaft gehörten. Die Analyse der Studienabbrecher hingegen ergab keine signifikan-ten Ergebnisse, so dass die Studie keine eindeutigen Hinweise lieferte, wie die Zahl der Studienabbrecher in zukĂŒnftigen lĂ€ngsschnittlichen Studien reduziert werden könnte. Im Gegensatz zu der ursprĂŒnglichen Annahme von Antonovsky konnte ĂŒber die Dauer der Studie eine Zunahme des KohĂ€renzgefĂŒhls gezeigt werden. Allerdings wurde das Signifikanzniveau knapp verpasst. Das KohĂ€renzgefĂŒhl zum Zeitpunkt der zweiten Datenerhebung korrelierte mit sieben der zehn erhobenen biopsychosozialen Ressourcen zum ersten Messzeitpunkt. In einer einfachen linearen Regression waren die Selbstwirksamkeitserwartung und die erwartete soziale UnterstĂŒtzung signifikante PrĂ€diktoren fĂŒr die Entwicklung des KohĂ€renzgefĂŒhls. In Bezug auf die GesundheitsmaĂe zum zweiten Messzeitpunkt zeigte sich das KohĂ€renzgefĂŒhl zum Zeitpunkt der ersten Datenerhebung nur fĂŒr das Wohlbefinden und das körperliche Beschwerdeniveau als signifikanter PrĂ€diktor. Allerdings klĂ€rte es fĂŒr drei der vier GesundheitsmaĂe jeweils zusĂ€tzliche Varianz auf. Dies konnte fĂŒr die psychische Gesundheit jedoch nicht gezeigt werden. Die Hypothese der Mediatorfunktion fand durch die Studienergebnisse BestĂ€tigung. Die Analyse der Daten zeigte, dass das KohĂ€renzgefĂŒhl einen Mediator zwischen den getesteten Ressourcen und dem Wohlbefinden, der psychischen Gesundheit sowie dem körperlichen Beschwerdeniveau darstellte. FĂŒr die körperliche Gesundheit konnte dies nicht nachgewiesen werden. Zudem fiel auf, dass in Bezug auf die drei vom KohĂ€renzgefĂŒhl moderierten GesundheitsmaĂe jeweils fĂŒnf Modelle mit den gleichen Ressourcen die Ergebnisse mit dem höchsten Signifikanzniveau aufwiesen. Diese waren die körperliche Belastbarkeit, das SelbstwertgefĂŒhl, die Selbstwirksamkeitserwartung, die erwartete soziale UnterstĂŒtzung und die AlltagsaktivitĂ€ten.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Funktionsweise und das Lösekraftverhalten von gegossenen Konusteleskopen untersucht und einer Wertung unterzogen. Unter standar-disierten Bedingungen wurden drei Hohlschliffe hergestellt, die in unterschiedlichen Winkeln zur Einschubrichtung auslaufen (γ=17°, 45°, 91°) und mit einem klassischen Konusteleskop (γ=0°) verglichen.
Ziel: Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den Beitrag den regionale Industrieunternehmen gegen Rechtsextremismus in ihrer Belegschaft leisten zu ermitteln und zu analysieren, welche MaĂnahmen sie darĂŒber hinaus ergreifen können, um dem Erwerb und der Verfestigung rechtsextremistischer Orientierungen bei ihren Arbeitnehmern entgegenzuwirken. Ausgegangen wurde von der Annahme, dass Unternehmen die Abwehr gegenĂŒber rechtsextremistischen Orientierungen bei ihren Mitarbeitern begĂŒnstigen können, indem sie ein Arbeitsumfeld schaffen, das deprivationsbedingte Risikofaktoren wie Unzufriedenheit, geringes Commitment und subjektive Arbeitsplatzunsicherheit weitestgehend reduziert. Eine entsprechend gelebte Unternehmenskultur sollte sich demnach positiv auf die Abwehr der Mitarbeiter gegenĂŒber rechtsextremistischen Orientierungen auswirken. Methode: Acht Industrieunternehmen aus vier verschiedenen Branchen nahmen an dieser Studie teil. Alle wurden in der Region Vorpommern, Deutschland, rekrutiert und hatten mehr als 100 Mitarbeiter. Insgesamt wurden die Daten von 485 Mitarbeitern zur endgĂŒltigen Analysen berĂŒcksichtigt. Es waren 141 Frauen im Alter zwischen 24 und 59 Jahre (M = 46.16, SD = 8.65) und 344 MĂ€nner im Alter zwischen 20 und 64 Jahre (M = 45.91, SD = 9.08). Ergebnisse: Eine subjektiv geringe Arbeitsplatzunsicherheit und ein hohes affektives Commitment wirken sich gĂŒnstig auf die Abwehrbereitschaft der Arbeitnehmer gegenĂŒber rechtsextremistischen Orientierungen aus. BezĂŒglich der Arbeitszufriedenheit lieĂen sich keine bedeutsamen Effekte feststellen. DarĂŒber hinaus ist die subjektive Arbeitsplatzunsicherheit von der Höhe des affektiven Commitments abhĂ€ngig. Die der Unternehmenskultur zugrundeliegenden Wertvorstellungen des Unternehmens beeinflussen die StĂ€rke des affektiven Commitments und die Höhe der subjektiven Arbeitsplatzunsicherheit der Mitarbeiter. Es zeigt sich, dass die Unternehmenswerte damit in einem indirekten Zusammenhang mit der Abwehrbereitschaft der Mitarbeiter gegenĂŒber rechtsextremistischen Orientierungen stehen. ZusĂ€tzlich wurde analysiert, welchen Einfluss die Persönlichkeit der Arbeitnehmer auf die untersuchten WirkzusammenhĂ€nge hat. So wirkt sich die subjektive Arbeitsplatzunsicherheit nur bei Personen mit hoch autoritĂ€rer Persönlichkeit bzw. mit niedriger sozialer Dominanzorientierung auf die Abwehr rechtsextremistischer Einstellungen aus. FĂŒr niedrig autoritĂ€re sowie fĂŒr die hoch sozial dominanzorientierten Persönlichkeiten zeigt sich dagegen eher die Höhe des affektiven Commitment als ausschlaggebend fĂŒr die Abwehrbereitschaft gegenĂŒber rechtsextremistischen Einstellungen.
Einige OberflĂ€chenstrukturen, die sogenannten aktiven Zentren, sind Katalysatoren fĂŒr heterogene Reaktionen. Ihre BestĂ€ndigkeit ist von Art und Zusammensetzung der Phasengrenze abhĂ€ngig. Eine Wechselwirkung mit reaktiven MolekĂŒlen Ă€ndert die OberflĂ€che durch Auflösung, Adsorption oder OberflĂ€chendiffusion. In dieser Arbeit werden die Ănderungen der OberflĂ€chenaktivitĂ€t und âstruktur von Gold und Platin nach der Behandlung mit den Hydroxyl-Radikalen aufgezeigt.
Die elektrochemische AktivitĂ€t von Platin gegenĂŒber Hydrochinon, K3Fe(CN)6 und [Ru(NH3)6]Cl2 wurde durch die Behandlung mit Hydroxyl-Radikalen nicht beeinflusst. Die OberflĂ€che wurde allerdings, durch die Bildung einer Oxidschicht, rauer. Die Oxidschichtbildung konnte zyklovoltammetrisch und potentiometrisch nachgewiesen werden. Im Verlauf der Wechselwirkung von H2O2 mit Platin ging Platin in Lösung (ICP-AES).
Bei Gold wurden im letzten Jahrzehnt OberflÀchenstrukturen mit vielfach erhöhter AktivitÀt nachgewiesen. Die Experimente zeigten, dass Hydroxyl-Radikale die reaktiven Goldstrukturen (aktiven Zentren) selektiv beeinflussen. Die elektrokatalytische Sauerstoffreduktionsreaktion und die defektorientierte Platinabscheidung wurden durch die vorherige Behandlung mit Hydroxyl-Radikalen inaktiver. Der Keimbildungsmechanismus blieb hingegen unverÀndert (instantaneous). Dies wurde mit Hilfe der Zyklovoltammetrie und der Chronoamperometrie nachgewiesen. Topographische Experimente mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) zeigten ein Platinwachstum auf den oberen Teilen der polykristallinen polierten Goldelektrode. Verschiedene Politurmethoden (fein und grob) wiesen zudem eine komplett unterschiedliche AktivitÀt und Reproduzierbarkeit auf. Mit einer groben Politur konnte eine deutlich bessere Reproduzierbarkeit erreicht werden.
Die Identifizierung chemisch aktiver Zentren ist sehr reizvoll. Mit Hilfe von AFM Experimenten konnte die Auflösung von Gold direkt verfolgt werden und damit die aktiven Zentren charakterisiert werden. Morphologische Untersuchungen mit dem Rasterkraftmikroskop belegen eine selektive Ănderung der Kristallite und Korngrenzen nach der Wechselwirkung einer ausgeheilten GoldoberflĂ€che mit Hydroxyl-Radikalen (in- und ex-situ). Es kann angenommen werden, dass die selektive OberflĂ€chenĂ€nderung bei Gold durch die inhomogene Verteilung der Elektronendichte und verschiedene BindungszustĂ€nde der OberflĂ€chengoldatome beeinflusst ist. Herausstehende Kristallstrukturen sind nach der Wechselwirkung mit den Hydroxyl-Radikalen kleiner und die Korngrenzen zwischen den Goldkristallen tiefer. Die nach der einmaligen elektrochemischen Zyklisierung auftretenden OberflĂ€chenĂ€nderungen sind den Ănderungen nach Behandlung mit Hydroxyl-Radikalen Ă€hnlich. Ein mehrmaliges Zyklisieren fĂŒhrt hingegen zu ein er deutlich verĂ€nderten OberflĂ€chenstruktur.
Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen motorischen Prozessen und der Vorstellung aus entwicklungspsychologischer Perspektive wurden insgesamt sechs Experimente durchgefĂŒhrt. Im Mittelpunkt stand dabei der Einfluss der Motorik auf Vorstellungsprozesse. Dies ist vor dem Hintergrund einer gegenwĂ€rtig unter dem Schlagwort âembodied cognitionâ 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 AnnĂ€herung an die Thematik erfolgte zum einen ĂŒber die Beobachtung von Auswirkungen physiologischer BewegungseinschrĂ€nkungen auf die mentale Transformation körperbezogener Reize und zum anderen ĂŒber die Auswirkung motorischer Handlungen auf die Vorstellung. WĂ€hrend andere Autoren davon ausgehen, dass dieser Einfluss bei jĂŒngeren Kindern besonders stark ausgeprĂ€gt ist, und daher auf eine sich langsam lösende Bindung zwischen Motorik und Kognition schlieĂen, hat sich dieser Trend in unserer Forschung nicht bestĂ€tigt. 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.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen anteriorem Kopfbiss, anteriorem Kreuzbiss, tiefem Biss und der Kiefergelenksmorphologie in der Vertikalebene mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) zu ĂŒberprĂŒfen. Eine Gruppe von 148 Teilnehmern (90 Frauen, 58 MĂ€nner) der bevölkerungsreprĂ€sentativen Studie âLeben und Gesundheit in Vorpommernâ (Study of Health in Pomerania - SHIP) wurde fĂŒr diese Untersuchung zugelassen. Jeder Teilnehmer wurde dabei einer klinischen kieferorthopĂ€dischen Untersuchung nach zuvor festgelegtem Verfahren unterzogen. Die Magnetresonanztomogramme wurden mit Hilfe von vier linearen Messungen und einer VerhĂ€ltnisvariable untersucht. Als statistische Methode wurde die lineare Regression angewandt, um den Einfluss von anteriorem Kopfbiss, anteriorem Kreuzbiss und tiefem Biss auf die Kiefergelenksmorphologie zu bestimmen. Die Analysen waren dabei nach Geschlecht, Alter, Schulbildung und vorangegangener kieferorthopĂ€discher Behandlung adjustiert. Bei frontalem Kopf-/ Kreuzbiss war die Verringerung der Tuberkulumhöhe (eh) auf beiden Gelenkseiten statistisch signifikant (p < 0,01), die Gelenkfortsatzhöhe (pgph) war lediglich in den rechten Kiefergelenken signifikant erhöht (p = 0,018). Bei den tiefen Bissen ohne Gingivakontakt war die Gelenkfortsatzhöhe (pgph) signifikant in den linken Kiefergelenken reduziert (p = 0,018), in den rechten Kiefergelenken bestand eine Tendenz dazu (p = 0,059). Das VerhĂ€ltnis von Tuberkulum- zu Gelenkfortsatzhöhe (eh/pgph) wiederum war sowohl im linken (p < 0,001) als auch im rechten (p = 0,002) Kiefergelenk signifikant erhöht. Als Schlussfolgerung konnte ein Zusammenhang zwischen frontalem Kopf-/ Kreuzbiss und einer verringerten Tuberkulumhöhe (eh) sowie zwischen tiefem Biss ohne Gingivakontakt und einem reduzierten VerhĂ€ltnis von Tuberkulum- zu Gelenkfortsatzhöhe (eh/pgph) festgestellt werden. Die Gelenkbahnneigung der frontalen Kopf-/ Kreuzbisse kann dementsprechend als abgeflacht und bei tiefem Biss ohne Gingivakontakt als steiler interpretiert werden.
In ErgĂ€nzung der Erfassung und Auswertung von Krebserkrankungen unter dem Aspekt der Vorsorge- und Gesundheitsplanung durch die epidemiologischen Krebsregister bieten klinische Krebsregister (KKR) durch patientenbezogene Analysen kompletter BehandlungsverlĂ€ufe die Möglichkeit der Darstellung einer regionalen Versorgungsstruktur und BehandlungsqualitĂ€t. Im Rahmen dieser Dissertation erfolgte eine Deskription der neudiagnostizierten Lungenkarzinom-Patienten des universitĂ€ren Thoraxzentrums im Zeitraum 2005-2009 anhand der Daten des klinischen Krebsregisters des Tumorzentrums Vorpommern e.V., ergĂ€nzt durch die Daten des Klinikinformationssystems der UniversitĂ€tsmedizin Greifswald. Bei den insgesamt 511 Patienten mit neudiagnostiziertem Lungenkarzinom zeigten sich hinsichtlich der Alters-, Stadien- und Histologieverteilungen Ă€hnliche Ergebnisse wir in epidemiologischen Studien und den bundesdeutschen und landesweiten Registerdaten. Hinsichtlich der Therapieformen zeigte sich fĂŒr die SCLC in allen Tumorstadien ein hoher Anteil an Chemotherapien. Bei den NSCLC ĂŒberwog im Stadium I die primĂ€re Operation. In den Stadien II und IIIA wurden bevorzugt multimodale Therapiekonzepte mit Operation und Chemotherapie durchgefĂŒhrt. Im Stadium IIIB/IV nahm die palliative Chemotherapie den gröĂten Stellenwert ein. Zudem gab es mit 25% einen hohen Anteil an best-supportive-care Konzepten. Die Prognose und Ăberlebensraten zeigten bei insgesamt schlechter Prognose stadienabhĂ€ngige Unterschiede mit 1- und 5-JĂR von 80% bzw. 51% fĂŒr das UICC-Stadium I bis zu 31% bzw. 7% fĂŒr das Stadium IIIB/IV. Die AufschlĂŒsselung patientenbezogener Therapien ermöglicht eine stadien- und therapiebezogene Betrachtung der KrankheitsverlĂ€ufe. Aufgrund geringer Fallzahlen in den Therapiegruppen ist kein Vergleich der Ăberlebenszeiten erfolgt. Hierzu bieten zukĂŒnftig Datenauswertungen des zentralen klinischen Krebsregisters in Mecklenburg-Vorpommern mit der Erfassung aller in diesem Bundesland therapierten Patienten Gelegenheit.
Die lysosomale Hydrolase Cathepsin B (CTSB) spielt in der Pathogenese der akuten Pankreatitis eine zentrale Rolle. Sie gilt als wichtiges Aktivatorenzym von Trypsinogen, welches einen kaskadenartigen Aktivierungsprozess weiterer Zymogene (inaktiver Vor- stufen von Proteasen) auslöst. Seit 1987 geht man davon aus, dass es in der frĂŒhen Phase der Pankreatitis zu einer Umverteilung der CTSB-AktivitĂ€t von den Lysosomen in das sekretorische Kompartiment der Azinuszelle kommt. Ziel meiner Arbeit war es, diese Umverteilung am Modell der Caerulein-induzierten Pankreatitis in FVB-MĂ€usen nĂ€her zu untersuchen. DafĂŒr nutzte ich die Methode der subzellulĂ€ren Fraktionierung, die mittels Sucrosegradient und verschiedener Zentrifugierungsschritte die Komparti- mente (Zymogene, Lysosomen und Cytosol) der Azinuszelle ihrer Dichte nach trennt. In den einzelnen Kompartimenten habe ich sowohl fluorometrisch die AktivitĂ€t, als auch mittels Western Blot den Proteingehalt von CTSB im Verlauf der Pankreatitis gemes- sen. ErgĂ€nzend untersuchte ich die Prozessierung der Hydrolase unter Verwendung eines neuen hochspezifischen Inhibitors (NS-196-CTSB-Inhibitor) von Cathepsin B. Meine Er- gebnisse bestĂ€tigen die AktivitĂ€tsumverteilung des CTSB von der lysosomalen Fraktion unter physiologischen Bedingungen in die Zymogengranula-angereicherte Fraktion in der Pankreatitis bereits nach 1 h. DarĂŒber hinaus zeigte sich eine signifikante Erhöhung der GesamtaktivitĂ€t in der frĂŒhen Phase der Erkrankung. Der CTSB-Proteingehalt blieb allerdings in der genannten Zeitspanne in den drei Kompartimenten mehr oder weniger unverĂ€ndert und stieg erst nach 8 h an. Weiterhin konnte ich feststellen, dass die Pro- zessierung von CTSB hauptsĂ€chlich im lysosomalen und sekretorischen Kompartiment der Azinuszelle stattfindet und sich wĂ€hrend der akuten experimentellen Pankreatitis nicht erhöht. Im Cytosol fand sich trotz erheblicher Proteinmengen nur wenig prozes- siertes CTSB und kaum messbare AktivitĂ€t. Diese Ergebnisse lassen daher den Schluss zu, dass die Umverteilung der CTSB-AktivitĂ€t weder auf einer Kompartimentverschie- bung von Protein noch auf einer verĂ€nderten Prozessierung des Enzyms basiert, sondern auf einer Zunahme der AktivitĂ€t der gleichen Menge von prozessiertem CTSB. Insofern erfolgt keine Umverteilung des Proteins CTSB in das sekretorische Kompartiment, noch eine verĂ€nderte Prozessierung von CTSB im sekretorischen Kompartiment, sondern eine Zunahme der AktivitĂ€t von CTSB in diesem Kompartiment. Mögliche Ursachen hier- fĂŒr wĂ€ren eine Ănderung der biophysikalischen Umgebung (z.B. pH, Ca++) oder eine VerĂ€nderung im Gehalt physiologischer CTSB-Inhibitoren (z. B. Cystatine).
Die Entstehung einer craniomandibulĂ€ren Dysfunktion und deren Schweregrad hĂ€ngen maĂgeblich von verschiedenen Faktoren ab, die unabhĂ€ngig voneinander, aber auch zusammen auftreten können. Traumata, Depressionen, Parafunktionen, Stress, chronischer Schmerz, Geschlecht, Alter und die genetische Disposition spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Die aus dieser Studie vorliegenden Ergebnisse bekrĂ€ftigen den klinischen und epidemiologischen Beweis zwischen einem Zusammenhang des COMT-Gens und Schmerz, wenn man ausdrĂŒcklich depressive Symptome als beeinflussende Faktoren berĂŒcksichtigt. Dadurch, dass subklinische Formen einer Depression und Schmerzsyndrome in der Allgemeinbevölkerung sehr hĂ€ufig auftreten, hat diese Studie potentielle Auswirkungen auf die klinische Behandlung. Eine erfolgreiche und andauernde Schmerzbehandlung könnte somit abhĂ€ngig vom jeweiligen Genotyp sein. Des Weiteren könnte eventuell die Behandlung einer craniomandibulĂ€ren Dysfunktion bei Patienten mit Depression eine andere sein, gegenĂŒber den Patienten ohne Anzeichen einer Depression.
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 FĂ€higkeit als genetischer Marker fĂŒr 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 hĂ€ufigere Frequenz (0,811; p = 0, 032). FĂŒr 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 HomogenitĂ€tsnachweis fĂŒr 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 HĂ€ufung 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 HĂ€ufung des Alleltyps -1087G in der Gruppe der septischen Patienten könnten ein Hinweis fĂŒr eine schĂŒtzende Funktion des Genotyp -1087AA bzw. eine prĂ€disponierende Funktion des Allels -1087G, eine Sepsis zu entwickeln, sein. Ein pathophysiologisches ErklĂ€rungsmodell fĂŒr dieses beobachtete PhĂ€nomen liefert die âtwo-hitâ-Theorie (nach MOORE et al., modifiziert nach MONNERET et al.). Unter BerĂŒcksichtigung des zeitlichen Verlaufes nach einem schweren Trauma könnte durch die vermehrte antiinflammatorische AktivitĂ€t der TrĂ€ger des Allels -1087G auf Grund eines dadurch ausgeprĂ€gteren CARS (Compensatory Antiinflammatory Response Syndrome) eine PrĂ€disposition bestehen, auf dem Boden einer relativen Immunsuppression eine Sepsis zu entwickeln. Der Einfluss der Polymorphismen auf molekulare Mechanismen der SignalĂŒbertragung fĂŒr unterschiedliche Effektorfunktionen des Interleukin-10 ist zur Zeit noch unklar. Verschiedene Mechanismen der Signaltransduktion vermitteln unterschiedliche, zum Teil sogar gegensĂ€tzliche Effektorfunktionen des Interleukin-10. Zur weiteren Verifizierung des Einflusses der IL-10 Polymorphismen nach einem schwerem Trauma sind zusĂ€tzliche Studien notwendig, welche fĂŒr die entsprechenden Genotypen die Outcomeparameter SIRS, Sepsis, septischer Schock sowie infektiöses und nichtinfektiöses MODS und deren MortalitĂ€t als Funktion der Zeit analysieren. Auf Grund der dazu notwendigen Stratifizierung scheint die Realisierung eines reprĂ€sentativen Patientenkollektivs nur im Rahmen einer Multicenterstudie möglich.
Vasospasmen stellen noch immer eine der schwerwiegendsten Komplikationen nach aneurysma-tischer Subarachnoidalblutung dar. 15-36 % der Patienten erleiden einen ischĂ€mischen Infarkt, der in bis zu 23 % der FĂ€lle zum Tod fĂŒhrt. Jedoch ist der frĂŒhzeitige Nachweis klinisch relevanter Vasospasmen aktuell nur eingeschrĂ€nkt möglich. Neurologische Untersuchungen können lediglich bei wachen Patienten durchgefĂŒhrt werden und die transkranielle Doppler Sonographie sowie die digitale Subtraktionsangiographie erlauben keine Aussage ĂŒber das AusmaĂ 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 fĂŒr 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 zusĂ€tzlich dopplersonographische Vasospasmuskriterien erfĂŒllt werden. Bei der visuellen Analyse waren ebenfalls die farbcodierten Time to Peak-Bilder am aussagekrĂ€ftigsten. Alle Patienten mit zerebralen Infarkten im Verlauf zeigten sichtbare interhemi-sphĂ€rische 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 lĂ€sst 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 frĂŒh-zeitige Therapie von Patienten mit hohem Risiko fĂŒr relevante Vasospasmen optimieren. FĂŒr die klinische Routine sollte der kombinierte Einsatz von Perfusions-CT und transkranieller Doppler Sonographie erwogen werden.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der PrĂ€valenzanalyse des Down Syndroms in einem deutschen populationsbasierten Fehlbildungsregister (Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt). Erstmalig fĂŒr Deutschland werden dabei auch die EinflĂŒsse der PrĂ€nataldiagnostik und des mĂŒtterlichen Alters, einzeln sowie kombiniert, genauer betrachtet.Anhand der Daten vom Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt (1995-2010), des statistischen Bundesamtes (1990-2010), des statistischen Landesamtes Sachsen-Anhalt (1995-2010) sowie der KassenĂ€rztlichen Vereinigungen Mecklenburg-Vorpommern (1999-2009) und Sachsen-Anhalt (2005-2009) wurden PrĂ€valenzen des Down Syndroms, maternale Altersstrukturen in Deutschland, Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt, Inanspruchnahme verschiedener Formen prĂ€nataler Diagnostik und die EinflĂŒsse des mĂŒtterlichen Alters sowie einer prĂ€natalen Diagnose auf den Ausgang der Schwangerschaft untersucht. Im Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt ist das mĂŒtterliche Alter in 95,5% der FĂ€lle (386 von 404) angeben, fĂŒr 9,7% der FĂ€lle (39 von 404) fehlen Angaben zur prĂ€natalen Diagnostik. Die Daten des statistischen Bundesamtes zum mĂŒtterlichen Alter sind, bis auf 213 FĂ€lle mit unbekanntem Alter bis 1998, vollstĂ€ndig (99,9%). Wie erwartet zeigte sich ein Anstieg des mĂŒtterlichen Durchschnittsalters in Deutschland von 28,1 Jahren (1990) auf 30,5 Jahre (2010) mit einem Anstieg des Anteils der MĂŒtter ab 35 Jahren um 14% (1990: 9,9%, 2010: 23,9%). Dies lieĂ sich, in geringerem AusmaĂ, auch in den beiden BundeslĂ€ndern Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt nachweisen. Damit einhergehend stieg die erwartete PrĂ€valenz des Down Syndroms auf Lebendgeborene von 1:762 (1995) auf 1:543 (2010). Dies findet sich auch in der PrĂ€valenz des Down Syndroms auf Geborene mit einem Anstieg von 1:591 (1995-1998) auf 1:581 (2007-2010). Gleichzeitig sank jedoch die PrĂ€valenz des Down Syndroms auf Lebendgeborene von 1:1134 (1995-1998) auf 1:1338 (2007-2010). Analog internationaler Angaben entschieden sich 90,9% der Schwangeren gegen ein Kind mit Down Syndrom, wenn es prĂ€natal bekannt war. 79,8% der Lebendgeborenen mit Down Syndrom waren prĂ€natal unbekannt. Allerdings zeigte sich in den letzten Jahren, dass sich Frauen, vor allem Schwangere ab 35 Jahre, zunehmend bewusst fĂŒr ein Kind mit Down Syndrom entscheiden (1995-1998: 3,9%; 2007-2010: 10,5%). Es zeigte sich eine Zunahme der Inanspruchnahme invasiver prĂ€nataler Diagnostik in der Normalbevölkerung und in der Gruppe Schwangerer mit Feten mit Down Syndrom, hier vor allem jene, welche jĂŒnger als 35 Jahre alt waren. EinschrĂ€nkend ist zu sagen, dass es sich bei den verwendeten Daten zur PrĂ€nataldiagnostik, um sehr spezielle Daten handelt. So sind die Daten der KassenĂ€rztlichen Vereinigungen Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt nur abrechenbare FĂ€lle zu Lasten der gesetzlichen Krankenkassen und jene FĂ€lle des Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt ausschlieĂlich Frauen, deren Feten eine Pathologie aufwiesen. Des Weiteren erfolgt die Meldung im Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt freiwillig und die Erfassungsbögen sind den aktuellen Entwicklungen des prĂ€natalen Screenings nicht angepasst. Der angestrebte Vergleich der beiden BundeslĂ€nder Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt gestaltete sich aufgrund verschiedener dezentraler Erfassungsinstrumente und Weitergabepolitik als schwierig und nicht voll umsetzbar. Die PrĂ€valenz des Down Syndroms stieg bezogen auf die Geborenen leicht an, bezogen auf die Lebendgeborenen sank sie jedoch. Dies konnte man mithilfe der Fehlbildungsmonitoring Sachsen-Anhalt gut analysieren. Lider ist eine solche Fehlbildungserfassung in Deutschland nur gering, regional und auf freiwilliger Basis verbreitet. Die vermutete Ursache der PrĂ€valenzentwicklung in mĂŒtterlichem Alter und PrĂ€nataldiagnostik konnte bedingt gefunden werden, da die erhobenen Daten zur Inanspruchnahme der PrĂ€nataldiagnostik aufgrund ihrer SelektivitĂ€t als AnnĂ€herung an die RealitĂ€t zu betrachten sind. Zur genaueren Bearbeitung dieser Fragestellungen wĂ€re es notwendig eine gröĂere reprĂ€sentative Population unter Miteinbeziehung regionaler, wirtschaftlicher und sozialer Aspekte zu untersuchen.
Es gibt eine FĂŒlle von Veröffentlichungen, welche den besorgniserregenden gesundheitlichen Zustand der Lehrer in Deutschland aufzeigen. Ziel dieser Arbeit war es, diesen Zustand genauer zu erforschen und Hinweise fĂŒr eine effektivere Gestaltung von Interventions- bzw. PrĂ€ventionsmaĂnahmen zu finden, damit Lehrer gesĂŒnder und mit mehr Freude in ihrem Beruf arbeiten können. Die gesundheitlichen Beschwerden der Lehrer wurden in Bezug auf ihr Alter, ihr Geschlecht und auf ihre Zugehörigkeit zu einem bestimmten Verhaltens- und Erlebensmuster untersucht. Neu ist vor allem die Betrachtung ihrer Beschwerden im Zusammenhang mit den QualitĂ€tsmerkmalen einer Schule. Es wurden insgesamt 636 Lehrer aus Mecklenburg-Vorpommern unter Verwendung eines vierteiligen Fragebogens untersucht. Lehrerinnen gaben in dieser Untersuchung in einem gröĂeren AusmaĂ gesundheitliche Beschwerden an als MĂ€nner. FĂŒr einen Zusammenhang zwischen dem Alter der Lehrer und ihren gesundheitlichen Beschwerden gab es keinen Anhalt. Es konnte jedoch ein Zusammenhang zwischen den Beschwerden der Lehrer und ihren arbeitsbezogenen Verhaltens- und Erlebensmustern sowie dem Vorhandensein von QualitĂ€tsmerkmalen einer Schule festgestellt werden. Eine ErklĂ€rung fĂŒr das stĂ€rker ausgeprĂ€gte BeschwerdeausmaĂ der Lehrerinnen könnte die hĂ€ufig stĂ€rkere familiĂ€re Einbindung der Lehrerinnen sein, welche zur Arbeitsbelastung noch hinzutritt. Es kann auĂerdem angenommen werden, dass Lehrerinnen und Lehrer unabhĂ€ngig von ihrem Alter verschiedene Kompetenzen und Puffermechanismen besitzen. Vor allem das persönliche Stressempfinden der Lehrer und der individuelle Umgang damit, scheint einen besonders groĂen Einfluss auf ihren Gesundheitszustand zu haben. Es erscheint sinnvoll, PrĂ€ventions- und InterventionsmaĂnahmen zukĂŒnftig individueller auszurichten.
Das Ziel der Arbeit ist eine Erhebung gesundheitlicher Beschwerden von Greifswalder Studenten und dessen Darstellung und ErklÀrung aus existenzanalytischer Perspektive. Da gesundheitliche Beschwerden multifaktoriell bestimmt sind, werden Parameter des sozioökonomischen Status sowie das Element Sinnerfahrung als bedeutsame PrÀdiktoren untersucht.
In der vorliegenden Studie nutzten wir die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), um verschiedene Teilaspekte des kreativen Schreibprozesses zu untersuchen. 28 Probanden wurden dazu einem Testverfahren unterzogen, das auf einem gĂ€nzlich neuen fMRT-Paradigma basierte. Es beinhaltete die Aufgaben âBrainstormingâ (Ideengeneration hinsichtlich einer individuellen Textfortsetzung eines gegebenen literarischen Textausschnitts) und âKreatives Schreibenâ (tatsĂ€chliches Niederschreiben einer kreativen Fortsetzung des gegebenen Textausschnitts) sowie die Kontrollbedingungen âLesenâ und âAbschreibenâ. Die Erfassung der individuellen verbalen KreativitĂ€t eines jeden Probanden erfolgte zum einen mit Hilfe eines verbalen KreativitĂ€tstests, zum anderen durch eine professionelle Beurteilung aller Texte. Die Aufgabe des âBrainstormingsâ zeigte ein Netzwerk von parieto-fronto-temporalen Gehirnaktivierungen, das kognitive, sprachliche und kreative Prozesse widerspiegelte. Des Weiteren aktivierte die Aufgabe des âBrainstormingsâ visuelle Funktionen sowie das Vorstellungsvermögen und induzierte darĂŒberhinaus bereits die motorische Vorbereitung des Schreibens. Die HirnaktivitĂ€ten wĂ€hrend der Aufgabe des âKreativen Schreibensâ zeigten die motorischen und visuellen Funktionen des handschriftlichen Schreibens ebenso wie kognitive und sprachassoziierte Prozesse. Eine Subtraktionsanalyse zwischen den Aktivierungen des âKreativen Schreibensâ und des (bloĂen) âAbschreibensâ eines Textes stellte die folgenden kognitiv-kreativen Leistungen dar: den Abruf episodischer GedĂ€chtnisinhalte, eine hohe Beteiligung semantischer Integrationsprozesse sowie die Anwendung eines frei-assoziativen und spontanen Denkstils. Diese Prozesse zeigten sich in rechts-hemisphĂ€risch betonten Aktivierungen beider Temporalpole, beider Hippocampusformationen und des bilateralen posterioren cingulĂ€ren Kortex. Eine Korrelationsanalyse zwischen den Ergebnissen der Subtraktionsanalyse âKreatives Schreiben minus Abschreibenâ und den Ergebnissen des verbalen KreativitĂ€tstests stellte Aktivierungen im linken inferioren frontalen Gyrus (Brodmann Areal (BA) 45) und im linken superioren temporalen Gyrus am Ăbergang zum Temporalpol (BA 38) dar. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass an den untersuchten Schreibprozessen verbal-kreative FĂ€higkeiten wie Wortgewandtheit, semantischer GedĂ€chtnisabruf sowie semantische Integrationsprozesse beteiligt sind.
In der hier vorgelegten Studie wurde untersucht, ob mit der retrospektiven Berechnung der Permutationsentropie (PE) eine ergĂ€nzende und objektive Evaluation der VerlĂ€ufe bei Meningitiden möglich ist. Untersucht wurden 107 EEG von 25 Patienten der UniversitĂ€tskinderklinik Greifswald im Zeitraum vom 01.06.2005 bis zum 03.05.2011, die mit einer diagnostizierten Meningitis bzw. Enzephalitis behandelt wurden. In 3 der insgesamt 25 untersuchten FĂ€lle wurden die PE-VerlĂ€ufe bei primĂ€r lokalisierten VerlĂ€ufen im Rahmen einer Mastoiditis mit Abszess dargestellt werden. In 22 von insgesamt 25 untersuchten FĂ€llen wurden die VerlĂ€ufe generalisierter Verlangsamungen ausgewertet, wie sie bei nicht exakt lokalisierbaren entzĂŒndlichen Erkrankungen des ZNS zu finden sind. Verglichen wurden die PE-Werte mit den in den konventionellen EEG-Befunden festgestellten VerĂ€nderungen der GrundaktivitĂ€t. Es wurde festgestellt, dass in 69,5% der FĂ€lle die Evaluation des EEG mit der Entwicklung der berechneten PE ĂŒbereinstimmt. Weiterhin wurde ermittelt, dass die Evaluierung des Outcome mittels der konventionellen Befundung in 84% mit der PE-Berechnung ĂŒbereinstimmt. Bei der Evaluierung des Outcome mittels der PE hingegen wurde eine Ăbereinstimmung von 96% ermittelt. Die sich verĂ€ndernde GrundaktivitĂ€t korreliert mit der durchschnittlichen PE. Bei abgegrenzten Herdbefunden, wie z.B. Abszessen ist die PE des betroffenen Gebietes statistisch signifikant reduziert. Die PE bildet die SignalkomplexitĂ€t der einzelnen EEG-KanĂ€le in Form symbolischer Zeitreihen ab und gestattet so einen numerischen Vergleich. Es wurde festgestellt, dass die ordinale Zeitreihenanalyse fĂŒr die automatische Analyse und Klassifikation der sich bei entzĂŒndlichen Erkrankungen des ZNS verĂ€ndernden GrundaktivitĂ€t genutzt werden kann. Die berechnete PE stellt somit ein objektives MaĂ fĂŒr die EinschĂ€tzung einer AllgemeinverĂ€nderung bzw. eines Herdbefundes dar. Es konnte nachgewiesen werden, dass mit der Berechnung der PE eine sicherere PrognoseabschĂ€tzung möglich ist, als allein durch die konventionelle Befundung der EEG. Die Berechnung der PE scheint geeignet, zusĂ€tzliche Informationen im Rahmen der Diagnostik, Therapie und PrognoseabschĂ€tzung von entzĂŒndlichen ZNS-Erkrankungen zu liefern.
Das Zusammenspiel von Transportproteinen in den Nieren, der Leber und im Intestinaltrakt ist notwendig fĂŒr die effiziente Elimination von potentiell giftigen Metaboliten und die Erhaltung von essentiellen Metaboliten fĂŒr den Organismus. Dabei spielen die Effluxmechanismen der Multidrug Resistance-related Proteine (Mrp) eine wichtige Rolle in der Absorption, Verteilung und Elimination von endogenen und xenobiotischen Substanzen. In den Epithelzellen des Nierentubulus sind Mrp2 (Abcc2) und Mrp4 (Abcc4) apikal exprimiert wĂ€hrend sich Mrp3 (Abcc3) in der basolateralen Membran befindet. Die Rolle der Mrp-Transporter in der Regulation des zellulĂ€ren Redoxstatus ist noch nicht aufgeklĂ€rt. Die systemische Mrp2-Defizienz induziert die mRNA-Expression antioxidativer Proteine in der Niere. Auch die AktivitĂ€t des sympathischen Nervensystems ist wichtig fĂŒr die Nierenfunktion. Der Einfluss der renalen Innervation auf den Transport organischer Ionen ist bisher kaum untersucht. In der vorliegenden Arbeit sollte die Hypothese getestet werden, dass das sympathische Nervensystem einen Einfluss auf die Expression und Funktion der Mrp-Transporter hat. ZunĂ€chst sollte nach renaler Denervation von Lewisratten und kongenen Mrp2-defizienten Ratten die Transporterexpression und -funktion von Mrp2 und Mrp4 bestimmt werden. WeiterfĂŒhrend sollte als Modell fĂŒr eine NierenschĂ€digung die 5/6-Nephrektomie nach drei bzw. sieben Wochen beschrieben und der Einfluss der renalen Denervation auf die Expression von Mrp2, Mrp3 und Mrp4 bestimmt werden. Ein anderer Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Rolle von Mrp2 bei der zellulĂ€ren Redoxregulation unter nephrotoxischen Bedingungen. Es wurde die Hypothese getestet, dass die renale Mrp2-Defizienz eine akute CsA-induzierte NephrotoxizitĂ€t verstĂ€rkt. Die kongene Transplantation von Mrp2-defizienten Nieren auf WildtypempfĂ€nger (Lewisratten) erzeugte eine isolierte renale Mrp2-Defizienz. Als Kontrollen dienten syngene Transplantationen unter Lewisratten. Die Tiere wurden fĂŒr eine Woche mit CsA in einer immunsuppressiv wirkenden Dosis bzw. einer zusĂ€tzlich nephrotoxisch wirkenden Dosis oder mit einer PlacebodiĂ€t behandelt. Zur ĂberprĂŒfung der Hypothesen wurde die Transporterfunktion durch Clearance-Messungen und die Transporterexpression durch Real-time PCR, Western blot und Immunhistologie untersucht. DarĂŒber hinaus charakterisierte ein PCR-Array das nephrotoxisch-verĂ€nderte Expressionsmuster. AuĂerdem wurden EnzymaktivitĂ€ten durch Lucigenin-verstĂ€rkte Chemilumineszenz und fotometrische EnzymaktivitĂ€tsassays sowie die Glutathionkonzentration fotometrisch ermittelt. Die renale Denervation ohne Reduktion der Nierenmasse hatte keinen Einfluss auf die Transporterexpression und -funktion von Mrp2 und Mrp4 in der Niere. Die 5/6-Nephrektomie fĂŒhrte zu erhöhten Mrp2- und Mrp4-mRNA-Gehalten und zu einem reduzierten Mrp3-Proteingehalt im renalen Kortexgewebe. Durch zusĂ€tzliche renale Denervation bei 5/6-Nephrektomie war der mRNA-Gehalt von Mrp3 signifikant erhöht. Bei 5/6-Nephrektomie war nach drei Wochen ein erhöhter Glutathionquotient als Indikator fĂŒr oxidativen Stress im Nierengewebe messbar, der durch die renale Denervation signifikant reduziert wurde. Sieben Wochen nach der Denervation bei 5/6-Nephrektomie war die Expression und Lokalisation der Mrp-Transporter nicht verĂ€ndert. Des Weiteren war zu diesem Zeitpunkt der renale Gesamtglutathiongehalt unabhĂ€ngig von der renalen Denervation reduziert. Nach sieben Wochen vermehrt auftretende Hydronephrosen im Nierenkortex lassen sich als ein histologisches Anzeichen fĂŒr einen Nierenschaden deuten. Die durch CsA-Behandlung höheren mRNA-Gehalte der UDP-Glucuronosyltransferase 1a6 und der Glutathionperoxidase 2 waren im Falle einer nierenspezifischen Mrp2-Defizienz zusĂ€tzlich erhöht. Dieser Effekt und auch der durch Mrp2-Defizienz erhöhte mRNA-Gehalt des Cytochroms 1a1 weisen auf eine erhöhte metabolische und oxidative Belastung im Transplantatgewebe durch das Fehlen von Mrp2 bei CsA-induzierter NephrotoxizitĂ€t hin. Durch die Behandlung mit CsA trat dosisabhĂ€ngig ein erhöhter Glutathionquotient im Transplantatgewebe auf. Die nierenspezifische Mrp2-Defizienz fĂŒhrte nicht zu einem signifikant erhöhten Glutathionquotienten. Eine mögliche funktionelle Redundanz anderer renaler Transporter wie Mdr1 könnte den Effekt der Mrp2-Defizienz limitieren. In dieser Arbeit konnte eine mit oxidativem Stress assoziierte AbhĂ€ngigkeit des mRNA-Gehalts des basolateralen Transporters Mrp3 vom sympathischen Nervensystem unter Reduktion der Nierenmasse nachgewiesen werden. AuĂerdem verstĂ€rkt die renale Mrp2-Defizienz nicht die akute CsA-induzierte NephrotoxizitĂ€t, was möglicherweise auf eine kompensatorische Induktion der Glutathionperoxidase 2, der UDP-Glucuronosyl-transferase 1a6 oder des renalen Transporters Mdr1 zurĂŒckgeht.