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Durch den CO2-Anstieg in der Atmosphäre kann es zu einer zunehmenden Veränderung im gelösten Karbonatsystem sowie des pH-Wertes der Oberflächenwässer der Ozeane kom-men (IPCC, 1996). Die potenziellen Auswirkungen dieser so genannten Ozeanversauerung auf die Ökosysteme der Meere gewinnen zunehmend an Bedeutung (Buck und Folger, 2009). Beispielsweise verursacht eine Versauerung der Meere eine Verschiebung der Kar-bonatsättigungswerte im Wasser, welches Auswirkungen auf die Schalenbildung von Or-ganismen aber auch auf die Remineralisierung von organischem Material und auf die Lö-sung von Karbonaten im Meeresboden hat (Guinotte und Fabry, 2008). Im Rahmen des Projektes BIOACID wurde die vorliegende Arbeit durchgeführt. Ziel der Arbeit war, die aktuelle Pufferwirkung des Wattenmeeres für das gesamte Karbonatsystem der Nordsee zu bestimmen. Um das Karbonatsystem der Wassersäule und deren Interakti-on mit dem Sediment zu verstehen, war es notwendig, vorher die biogeo- und physiko-chemischen Grundlagen der Auflösung von biogenen und abiogenen Karbonaten im Sedi-ment zu untersuchen. Hierfür wurden zum einen Laborexperimente und zum anderen in-situ Feldexperimente durchgeführt, um das Reaktionsverhalten von Karbonaten aus dem Wattenmeer zu bestimmen. Für die Untersuchung des aktuellen pelagischen Karbonatsys-tems und der benthisch-pelagischen Kopplung wurden umfangreiche Beprobungen der Wassersäule (tidal, räumlich, saisonal) und zusätzlich von kleinen Prielen und vom Poren-wasser durchgeführt. Aus den Daten wurde ein auf delta13C(DIC) und DIC basierendes Modell entwickelt, welches zur Interpretation von Karbonatsystemen benutzt werden kann. Für alle Probennahmen und Experimente wurde verschiedene Parameter bestimmt, wie die Struktur und Zusammensetzung der Karbonate, die Temperatur, der pH-Wert, die Haupt- und Spurenelemente, TA, delta13C (DIC), DIC. Zusätzlich wurden im Porenwasser die Sulfid- und Sulfatkonzentrationen gemessen. Das Sediment wurde auf Fe*, Mn* und Ca* sowie TC, TN, TS, TIC und TOC untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten biogenen Karbonate (Mytilus edulis, Ce-rastoderma edule, Crassostrea spp., Ensis americanus, Spisula spp.) bis zu 0,1 logarithmi-sche Einheiten instabiler als die jeweiligen abiogenen Karbonate (Aragonit, Kalzit) waren. Dies war durch den Aufbau des Kristallgitter und deren eingebaute Organik erklärbar. Die Auflösungsraten wurden vom PCO2, der Temperatur, dem Salzgehalt, der Karbonatzusam-mensetzung, der Karbonatstruktur, der Korngröße und der Anwesenheit von Fremdionen beeinflusst. Es wurde eine Reaktionsordnung der biogenen und abiogenen Karbonate von 1 bis 2 bestimmt. Durch den Zusatz von Mn bzw. PO4 erhöhte sich die Reaktionsordnung auf 2,5 bis 3. Bei einer theoretischen Reaktionsordnung von 1 wurden Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten von lg (-4) bis lg (-3) bestimmt diese änderten dich durch die Zugabe von Fremdionen nur leicht zu negativeren Werten. Es konnte gezeigt werden, dass die Oberfläche durch Abschätzung über die Reaktionsrate am genausten war. Im Sediment konnten bei den in-situ Feldexperimenten eindeutige Lösungsvorgänge der Karbonate beobachtet werden. Es zeigten sich deutlich stärkere Lösungserscheinungen, wie Löcher und abgerundete Kanten, in den obersten Zentimetern als in tieferen Schichten. Dies ist durch die oxische bzw. suboxische Bedingungen erklärbar, die die besten Vorraus-setzungen für die Karbonatlösung gegeben. Durch die oxischen bzw. suboxischen Bedin-gungen sind die Fremdionen in Oxidiertem Zustand im Sediment vorhanden, dadurch sind diese inaktiv in Bezug auf inhibitorische Wirkungen auf die Karbonatlösung. Zusätzlich ist durch die Remineralisierungsprozesse (Manganreduktion, Eisenreduktion, Sulfatreduktion) das Porenwasser leicht an Karbonat untersättigt. Es konnte als vorherrschender Prozess eine Karbonatlösung festgestellt werden, die während der Jahreszeiten unterschiedlich stark ausgeprägt war. Das Karbonatsystem in der Wassersäule zeigte deutliche tidale, räumliche und saisonale Änderungen. Diese zeigten Mischungsprozesse mit der Nordsee und Süßwasser an, aber auch Einflüsse von benthischen (Remineralisierung) und pelagischen (Primärproduktion) Prozessen. Die Einflüsse waren über die Jahreszeiten unterschiedlich stark ausgeprägt. Während abfließenden Wassers trat Porenwasser aus dem Sediment und beeinflusste das Karbonatsystem des Wattemeers. delta13C (DIC) zeigte im Winter eine Korrelation mit dem Salzgehalt, was deutlich auf einen Mischungsprozess mit der Nordsee und den anderen Faktoren (Porenwasser, Süßwasser) schließen ließ. Dabei war die Nordsee der deutlich größere Einflussfaktor im Vergleich zu Porenwasser. Der Einfluss von Süßwasser direkt im Wattenmeer war sehr gering und auf Grund stark schwankender Abflussraten unregel-mäßig. Im Sommer konnten auf Grund einer Überlagerung des Mischungssignals durch biologische Aktivität in der Wassersäule keine Mischungsprozesse direkt gezeigt werden. Beim Vergleich von ostfriesischen und nordfriesischen Wattenmeer konnte gezeigt werden, dass dieselben Einflussfaktoren eine Rolle spielen. Die Variationsbereiche in diesen Gebieten waren wegen verschiedener Wasservolumina und Sedimente im Untergrund der einzelnen Tidebecken unterschiedlich hoch. Die Sedimenttypen hatten durch ihre unter-schiedlichen Transportmechanismen des Porenwassers einen Einfluss auf das Karbonatsys-tem der Wassersäule. Basierend auf diesen Daten konnte ein Modell zur Abschätzung der Quellen und Senken der Variablen des CO2-Systems entwickelt werden. Zur Modellierung werden lediglich die Werte von delta13C (DIC) und DIC benötigt, um alle Prozesse, welche das Karbonatsystem in der Wassersäule beeinflussen können, zu identifizieren. Das Modell kann tidale, saisonale und räumliche Prozesse trennen, welche zur Identifizierung der Quellen und Senken in Küstengebiete notwendig sind. Das Modell kann für alle Küstengebiete und Ästuare ange-wendet werden, aber auch für den offenen Ozean. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Wattenmeer eine Quelle von Karbonat sein kann. Um dies quantitativ abzuschätzen zu können, werden die hier erhobenen Daten in prognostische Modelle (Pätsch und Kühn, 2008; Kühn et al., 2010) einfließen, um abzu-grenzen in welchen Jahreszeiten das Watt als Quelle und wann als Senke für das Karbonat-system fungiert. In weiteren Arbeiten sollte der Einfluss der Fremdionen auf die Karbonatauflösung näher untersucht werden. In dieser Arbeit konnte der Einfluss in Laborexperimenten nachgewie-sen werden, in den in-situ Feldexperimenten aber nicht. Es sollte geklärt werden, auf wel-che Weise die Inhibition funktioniert und welche minimalen und möglicherweise maxima-len Konzentrationen inhibierend wirken. In diesem Zusammenhang wäre auch eine Unter-suchung sinnvoll, die auch oxidiertes Mangan in Form von Manganoxiden einsetzten bzw. Mangankrustenbildung in Zusammenhang mit Karbonatlösung und –fällung betrachten. Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Einfluss der Mikroorganismen auf die Karbonatauflö-sung im Sediment zu untersuchen, bereits Knauth-Köhler, K. (1995) hat in ihrer Diplomar-beit in Miesmuschelbänken gezeigt, dass Mikrooganismen die Karbonatschalen beeinflus-sen.

In Form einer kasuistischen Darstellung wird die Entwicklung von 5 Patienten vor dem Hintergrund der individuellen Voraussetzungen im Verlauf eines Jahres beschrieben. Berücksichtigt werden dabei auch retrospektive Informationen, um ein genaues Patientenprofil zu erstellen. Während dieser Zeit nahmen die Patienten und Angehörige an einem im Rahmen der medizinischen Versorgung von Schizophreniepatienten poststationären Nachbetreuungsprogramm teil, welches sich an den aktuellen Leitlinien orientierte. Die therapeutischen Interventionen beinhalteten eine psychoedukative Familienintervention, kognitive Verhaltenstherapie in Form von Einzelgesprächen und eine Betreuung durch den Sozialarbeiter. Im Verlauf wurde die Entwicklung der einzelnen Patienten in Form einer kasuistischen Darstellung beschrieben. Neben der subjektiven Beobachtung wurden unterstützend etablierte Selbst- und Fremdratings durchgeführt, um Daten bezüglich der Psychopathologie, Lebensqualität, Compliance und des Wissenszuwachses zu erheben. Ein weiterer Schwerpunkt stellte die Entwicklung der Hospitalisierungsrate bei den einzelnen Patienten dar. Die Erhebung der Daten erfolgte vor Beginn, intermittierend und im Anschluss der Intervention. Als Messinstrumente wurden u.a. die „Positive and Negative Symptom Scale“ (PANSS), der „WHO-Quality of life-Bogen“ (WHO-QOL-BREF), der Fragebogen zur Erfassung des „Subjektiven Wohlbefindens unter Neuroleptika“ (SWN) sowie die Einschätzung der Compliance nach Kemp eingesetzt. In einem Interview erfolgte die Analyse der Zeiträume und individuellen Lebenssituation vor einem stationären Aufenthalt, um eventuelle Stressfaktoren herauszustellen, welche zu einer Verschlechterung der Symptomatik beigetragen haben könnten. Die Datenauswertung erfolgte dabei bewusst qualitativ-deskriptiv mit der schwerpunktmäßigen Beobachtung der einzelnen Gruppenteilnehmer. Ergebnisse: Die Entwicklung der einzelnen Patienten während des Beobachtungszeitraumes war sehr geprägt von den individuellen Voraussetzungen. Dabei bestimmten der Erkrankungsstatus, das soziale Umfeld und die jeweiligen Lebensumstände sowie die kognitive Leistungsfähigkeit entscheidend den Verlauf des Einzelnen. Die Auswertung der Gesamtstatistiken steht aufgrund der insgesamt sehr kleinen Patientengruppe und der damit verbundenen geringen Aussagekraft im Hintergrund. Das Rekrutieren der Patienten und Angehörigen sowie das Aufrechterhalten des Behandlungsverhältnisses waren vermutlich wegen der unterschiedlichen Bewertung der Intervention hinsichtlich des persönlichen Gewinns und Nutzens mit großem Aufwand verbunden. Insgesamt zeigte sich bei dem überwiegenden Teil der Patienten eine geringe Verbesserung der Psychopathologie. Die Lebensqualität wurde von den einzelnen Individuen im Beobachtungszeitraum sehr unterschiedlich bewertet. Eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität ist insgesamt nicht zu erkennen. Die Anzahl der Krankenhausaufenthalte veränderte sich nicht, jedoch verringerte sich die durchschnittliche Krankenhausverweildauer und Rate der davon betroffenen Patienten. Das Krankheitswissen, welches mit Hilfe der verschieden Fragebögen erfasst wurde, war vom Bildungsstand und der aktuellen Symptomatik des Patienten abhängig. In den Interviews ließen sich bei allen Patienten bestimmte Stressfaktoren finden, die als negative Verstärker des Krankheitsverlaufes gewertet werden könnten.

Die Herausforderung des Notarztes in der Präklinik besteht darin, innerhalb kürzester Zeit mittels begrenzter medizinischer Ausstattung und oftmals nur anhand von Symptomen eine suffiziente Diagnostik und Therapie zur Versorgung des Patienten zu gewährleisten. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, ist eine möglichst standardisierte Vorgehensweise in Form von Algorithmen notwendig. Hierzu werden von regionalen Wiederbelebungsorganisationen (ERC/AHA) auf der Grundlage des ILCOR anhand von – soweit möglich – evidenzbasierten Erkenntnissen die international geltenden Leitlinien zur Wiederbelebung entwickelt. Inwieweit in MV tätige Notärzte diesen zustimmen und welche persönlichen Merkmale des Notarztes (z. B. Alter, Weiterbildungsstatus) zu einer konsequenteren Umsetzung dieser führen, beschreibt diese Dissertation. Ziel dabei ist, Überlegungen hinsichtlich der notfallmedizinischen Aus- und Weiterbildung anzustellen und letztlich durch Optimierung der Strukturqualität einen Beitrag zur Verbesserung des Qualitätsmanagements in der prähospitalen Notfallmedizin zu leisten. Letztlich soll die Versorgung von Notfallpatienten verbessert und gleichermaßen die Zufriedenheit der Notärzte gesteigert werden. Anhand eines in MV im Zeitraum von Juli 2010 bis Mai 2012 an Notärzte gerichteten Fragebogens wurden u. a. die auch im A(C)LS-Kurs vermittelten Inhalte der Leitlinien von 2005/2010 zur Versorgung des akuten Koronarsyndroms, des Herz-Kreislauf-Stillstandes sowie zur Versorgung tachykarder und bradykarder Herzrhythmusstörungen thematisiert. Zudem wurden die genannten persönlichen Merkmale in Form von soziodemografischen Daten erfasst. Nach Erstellung eines Summenscores in Verbindung mit den soziodemografischen Daten konnte durch Anwendung statistischer Tests der Einfluss der persönlichen Merkmale auf die Umsetzung der Leitlinien analysiert werden. Einzelne Teilnehmer wurden aus den jeweiligen Tests ausgeschlossen aufgrund fehlender Angaben zu einzelnen Fragen bzw. soziodemografischen Daten. Insgesamt beteiligten sich 98 Notärzte. Mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von α ≤ 0,05 und entsprechender Ausschlussverfahren konnte festgestellt werden, dass die Beteiligung an den Zusatzausbildungen (ERC, AHA, Organisationen zur Traumaversorgung) mit p=0,036 und der Besitz der Qualifikation „Intensivtransport“ nach DIVI-Empfehlung (p=0,029) zu einer konsequenteren Umsetzung der Leitlinien führt. Bei den Variablen Alter, Geschlecht, Fachrichtung, Weiterbildungsstatus, Dauer der Notarzttätigkeit, durchschnittliche Anzahl an Notarztdiensten im Monat und Einsatzort des Notarztes ließ sich hingegen kein Zusammenhang in Bezug auf die Umsetzung der Leitlinien herstellen. Die Teilnahme am A(C)LS-Kurs beträgt 3,06%. An mindestens einer der Zusatz¬ausbildungen nahmen 11,7% der Notärzte teil. Verglichen mit dem verpflichtenden 80-stündigen Notfallmedizinkurs werden bei den o. g. Zusatzausbildungen zur Vermittlung der Leitlinien Stärken vor allem im effizienten Instruktoren-Teilnehmer-Verhältnis, in der standardisierten Instruktorenausbildung und dem gut strukturierten Kurs- und Fortbildungsprogramm gesehen. Um den Kursstatus beizubehalten, ist eine Auffrischung im Abstand von zwei Jahren notwendig. In diesem Zusammenhang wäre es wünschenswert, wenn wie z. B. in Österreich oder Hessen auch in MV eine gesetzlich geregelte Fortbildungspflicht der Notärzte in festgelegten Abständen eingeführt würde. Zur Sicherstellung der Vermittlung aktueller Leitlinien könnte der Notarztkurs mit einem A(C)LS-Providerkurs kombiniert werden. Um die niedrige Teilnahme am A(C)LS-Kurs zu steigern, sollten berufliche und finanzielle Anreize sowie ein regionales Kurszentrum in MV geschaffen werden. Die Beziehung zwischen der Qualifikation „Intensivtransport“ nach DIVI-Empfehlung und der konsequenteren Umsetzung der Leitlinien ist am ehesten auf die Kombination der ihr zu Grunde liegenden Anforderungen zurückzuführen. Hierzu gehören der Nachweis klinischer Tätigkeit in der Intensivmedizin, die Notarztqualifikation, regelmäßige Notarztdienste und die Absolvierung eines 20-stündigen Kurses Intensivtransport. In Anlehnung an den ADAC wäre in der Luftrettung grundsätzlich die Qualifikation vorauszusetzen. Aus den voranstehenden Aussagen ergibt sich, dass eine regelmäßige Fortbildung der Notärzte Grundvoraussetzung für die Kenntnis und Umsetzung der Leitlinien im Umgang mit kardialen Notfällen ist. Ideen zur Verbesserung der Aus- und Weiterbildung von Notärzten bestehen, jedoch wurden diese bisher nur in Ansätzen verwirklicht. Durch das Zusammenwirken der Gesetz- und Verordnungsgeber, Ärztekammern und Arbeitgeber ist eine Verbesserung der Notfallversorgung zu erwarten.

Theoretischer Hintergrund: Ausdauerndes Handeln (Persistenz) ist für das Erreichen schwieriger Ziele notwendig. Ohne Persistenz und die zugrundliegenden motivational-kognitiven Prozesse würde eine Person bei auftretenden Schwierigkeiten jede Handlung sofort abbrechen. Allerdings stellen sich manche Ziel-Intentionen als kaum umsetzbar heraus, sodass das Ziel, wenn überhaupt, nur unter unverhältnismäßig hohen Kosten erreicht werden kann. Persistenz würde dann zu einer Verschwendung von Anstrengung, Zeit oder Geld führen. Wie vorangegangene Studien gezeigt haben, neigen Menschen dazu, an solchen fehlgehenden oder verlustreichen Handlungen festzuhalten. Somit kann Persistenz nicht der einzige Faktor sein, der für eine effektive und ressourcenschonende Zielverfolgung wichtig ist. Zielgerichtetes Verhalten muss auch an relevante Veränderungen, die während des Zielstrebens auftreten, angepasst werden, was gegebenenfalls, z. B. bei Lebensgefahr, auch zum Handlungsabbruch führen sollte. In der vorliegenden Arbeit wird eskalierende Persistenz als spezifischer Aspekt dieses Persistenz-Flexibilitäts-Dilemmas (Goschke, 2008) analysiert. Der volitionale Zustand, der die Grundlage zielgerichteter Persistenz bildet, wird üblicherweise als Commitment bezeichnet. Gemäß volitionspsychologischer Ansätze, 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, präzisere Perspektive auf Commitment und dessen Implikationen für eskalierende Persistenz bietet. Im CMHP wird Commitment als relative stabile Eigenschaft der Ziel-Intention verstanden, die die Aufrechterhaltung der Intention motivational und kognitiv unterstützt. Somit bleiben die Intention und ihre Umsetzung bei hohem Commitment relativ unbeeinflusst von Problemen, Unannehmlichkeiten oder anderen negativen Veränderungen. In solchen Fällen konzentriert sich die Person unbeirrt auf die Umsetzung und bewertet das Ziel weiterhin positiv. Diese anfänglich funktionale Stabilität der Intention kann zu eskalierender Persistenz führen, wenn Risiken und Kosten der Zielverfolgung weiter ansteigen oder auf unvorteilhaftem Niveau verbleiben. Gemäß dem CMHP wird eskalierende Persistenz durch eine reduzierte kognitive Repräsentation von Problemen verursacht, die besonders bei hohem Commitment auftritt. Je höher das Commitment der Intention ist, desto stärker reduziert sich die kognitive Repräsentation von Problemen und desto unwahrscheinlicher ist es, dass ein Handlungsabbruch erwogen wird. Somit führen 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 abgeschwächt kognitiv repräsentiert werden. Dazu wurden die Faktoren Commitment und Probleme bei einer computergestützten Leistungsaufgabe experimentell variiert. Es zeigte sich modellkonform, dass bei geringem Commitment die kognitive Repräsentation der Probleme deutlich positiv vom Faktor Probleme abhing, wohingegen bei hohem Commitment sowohl geringe als auch starke Probleme kaum repräsentiert wurden. In Studie 2 gelang es Commitment (als stabilen Parameter der Intention) und Volitionsstärke (als flexiblen Parameter der Intention) empirisch zu differenzieren. In diesem Längsschnittexperiment (N = 149) konnte gezeigt werden, dass das Commitment für ein persönliches Ziel über drei Wochen stabil verlief, während die Volitionsstärke eine flexible Charakteristik aufwies. Zudem stimmte ein Modell mit zwei spezifischen Faktoren der Handlungsregulation (Commitment und Volitionsstärke) zu allen Messzeitpunkten deutlich besser mit den empirischen Daten überein, als ein Modell mit nur einem globalen Faktor (Commitment = Volitionsstärke). In Studie 3 (N = 120) wurden Validitätsprobleme des Commitment-Selbstberichts untersucht, die offenbar dem konstruierten Charakter von Intentionen in Laboruntersuchungen geschuldet sind. Bei persönlichen Zielen liegen demgegenüber keine Validitätsprobleme des Commitment-Selbstberichts vor. Diskussion: Die Annahmen des CMHP wurden durch die Ergebnisse überwiegend bestätigt. In allen drei Studien wurde umso ausdauernder an problematischen Intentionen festgehalten, je höher das Commitment war. Die Konstrukte Commitment und Volitionsstärke konnten empirisch differenziert werden. Zudem wurde die spezifische Rolle von Commitment bei der kognitiven Repräsentation von problembezogenen Informationen gezeigt. Abschließend wird die Bedeutung der Ergebnisse für Maßnahmen zur Prävention von eskalierender Persistenz diskutiert.

Zielstellung des SHIP_1 assoziierten Projektes „Melanomscreening“ war die Erfassung der Häufigkeit und Ausprägung von melanozytären Naevi, lichtbedingten Zeichen der Hautalterung und tumorösen Hautschäden innerhalb eines großen Probandengutes aus der Normalbevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns. Die Basiserhebung der SHIP ist eine Querschnittuntersuchung, die eine zufällig erhobene Bevölkerungsstichprobe, stratifiziert nach den Altersklassen zwischen 20 und 79 Jahren aus den Städten Greifswald, Stralsund und Anklam sowie 29 umgebenden Gemeinden, untersucht. In der assoziierten Studie „Melanomscreening“ des Fünf-Jahres-Follow-ups SHIP_1 wurden in den Jahren von 2002 bis 2006 insgesamt 2040 freiwillige Teilnehmer in der Haut-Poliklinik der Ernst-Moritz-Arndt Universität Greifswald begrüßt. Die Informationen der 971 Männer und 1069 Frauen im Alter zwischen 25 und 85 Jahren wurden zunächst in einem dermatologischen Fragebogen erfasst, woraufhin sich eine klinische Untersuchung des Probanden durch einen ärztlichen Mitarbeiter der Klinik und Poliklinik für Hautkrankheiten anschloss. Um Verzerrungen aufgrund des Drop-Outs von SHIP_0 zu SHIP_1 zu vermeiden und die Vergleichbarkeit bis zum assoziierten Projekt herzustellen, wurden die Ergebnisse mit einer Gewichtungsvariable erneut berechnet und kontinuierlich den Daten des „Melanomscreenings“ gegenüber gestellt. Zeichen der UV-Licht-bedingten Hautalterung konnten in Form von Elastose bei 64,2% der Teilnehmer festgestellt werden, Cutis rhomboidalis nuchae in 56,0% der Fälle und Erythrosis interfollicularis bei 60,6% der Probanden. Insgesamt wurden in der untersuchten Population des Melanomscreenings die Lichtschäden im Schnitt um 2% im Vergleich zur SHIP_0 Erhebung unterschätzt (Elastose: 66,8%; Cutis r.n.: 58,8%; Erythrosis: 63,2%). Gewöhnliche Naevuszellnaevi fanden sich bei 85,5% der Untersuchten (gewichtet: 84,1%). Am häufigsten wurde in 51,8% der Fälle bis zu zehn NZN festgestellt, in der SHIP_0 Population lag dieser Anteil leicht höher bei 52,3%. Bei acht Prozent der teilnehmenden Bürger ließen sich atypische Naevi ermitteln, in der Gewichtung wurde erkennbar, dass die Prävalenz dieser Hautveränderungen im „Melanomscreening“ um 0,3% überschätzt wurde. Präkanzerosen in Form einer aktinischen Keratose lag bei 5,3% der Probanden (n=108) vor, der gewichtete Anteil belief sich auf 6,1%. Solare Lentigines wurden bei 43,6% der Screening-Teilnehmer diagnostiziert (SHIP_0: 44,3%), pigmentierte Verruca seborrhoica zeigten sich in 24,5% der Fälle (SHIP_0: 26,5%) und Epheliden wurden bei 38,6% der Probanden gesehen (gewichtet: 37,6%). Hautbefund bösartiger Tumore: Ein Basalzellkarzinom zeigten 36 Teilnehmer (1,8%), die Prävalenz dieses Tumors wurde im „Melanomscreening“ im Vergleich zur SHIP_0 Untersuchung kaum unterschätzt (1,9%). Das spinozelluläre Karzinom konnte bei 0,2% der Fälle erkannt werden (keine Abweichung im Vergleich zu SHIP_0), ein malignes Melanom wurde ausschließlich bei einem Teilnehmer registriert. Analysen möglicher Risikofaktoren der in dieser Erhebung untersuchten Hautbefunde, ergaben folgende Ergebnisse. Alle Zeichen der lichtbedingten Hautalterung konnten signifikant häufiger bei Männern als bei Frauen nachgewiesen werden. Diese Assoziation trifft auch für die aktinische Keratose zu (p < 0,001). Zudem nahm mit steigendem Alter die Prävalenz dieser Erkrankungen deutlich zu. Es konnte zudem ein signifikant häufigeres Auftreten von Basalzellkarzinomen bei Patienten mit aktinischer Keratose (p < 0,001) und den Lichtschäden Elastose (p = 0,001), Cutis rhomboidalis nuchae (p < 0,001) und Erythrosis interfollicularis (p = 0,007) festgestellt werden. Deutlich häufiger traten auch Plattenepithelkarzinome bei Patienten mit aktinischer Keratose auf (p = 0,016). Die erhobenen Daten der untersuchten Bevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns untermauern die hohe Prävalenz solarer Hautschäden, beispielsweise sind starke Ausprägungen des Lichtschadens Elastose im SHIP_1 assoziierten Projekt „Melanomscreening“ (6,5%) häufiger als in der Augsburger KORA-Studie (1,9%). Zudem konnte die aktinische Keratose öfter bei Probanden der SHIP-Studie (5,3%) erkannt werden als beim Patientengut der Augsburger Untersuchung (2,8%). Begründbar ist dies möglicherweise durch die berufliche Struktur der Region, gekennzeichnet durch die Arbeit auf der See und in der Landwirtschaft, besonders, da es sich bei Mecklenburg-Vorpommern um ein Flächenland handelt, dessen Landesfläche zu fast 64% agrarisch genutzt wird.

Im modernen hygienischen Selbstverständnis westlicher und ostasiatischer Kulturen spielt die Reduktion des Schweißgeruchs eine zentrale Rolle. Dies wird durch eine Verringerung der Schweißsekretion, die Bekämpfung schweißgeruchverursachender Bakterien und die Maskierung des Restgeruchs erreicht. Ein Präventivkonzept auf der Basis der Reduktion von apokrinen Sekreten konnte bisher nicht etabliert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Stoffwechselwege, auf denen Schweißgeruchpräkursoren entstehen und sekretiert werden, nicht umfassend untersucht wurden. Vorarbeiten zu dieser Arbeit lieferten jedoch bereits Hinweise darauf, dass das Transportprotein ABCC11 eine bedeutende Komponente in der Entstehung von Schweißgeruch darstellt. Für den kaukasischen Körpergeruch ist u.a. das schwefelhaltige Geruchsmolekül 3-Methyl-3-sulfanylhexanol charakteristisch. In der vorliegenden Arbeit wurde durch Messung des ABCC11-vermittelten Transports in isolierten Membranvesikeln gezeigt, dass der postulierte Glutathionylpräkursor von 3-Methyl-3-sulfanylhexanol (SG3MHol) ein Transportsubstrat darstellt, während für das final auf der Haut nachweisbare Cysteinyl-Glycyl-Konjugat (CG3MHol) kein ABCC11-vermittelter Transport festgestellt werden konnte. Dies legt nahe, dass in den apokrinen sekretorischen Vesikeln SG3MHol zu CG3MHol umgewandelt wird. Diese Reaktion wird durch γ-Glutamyltransferasen katalysiert. Sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene konnte die Expression von γ-Glutamyltransferase 1 (GGT1) in der apokrinen Schweißdrüse nachgewiesen werden. Immunfluoreszenzmikroskopische Analysen gaben darüber hinaus den Hinweis auf eine Lokalisation in apikalen Vesikeln sekretorischer Zellen. Durch rekombinantes humanes GGT1 konnte die Abspaltung der γ-peptidisch gebundenen Glutaminsäure des SG3MHol in vitro katalysiert werden. Der Nachweis des entstehenden CG3MHol wurde durch massenspektrometrische Verfahren erbracht. Auf diese Weise konnten sowohl die Frage nach der Rolle des ABCC11-vermittelten Transports, als auch der intravesikulären Deglutamylierung durch GGT1 beantwortet werden. Für die Entstehung des Glutathionylkonjugats von 3-Methylhexanol (3MHol) wurde mit GSTM5 eine Glutathion-S-Transferase identifiziert, die auf mRNA- und Proteinebene abundant in apokrinen Schweißdrüsen exprimiert wird. Für die Konjugation mit GSH wurde mit 3-Methylhex-2-enal (3MHal) eine α, β-ungesättige Carbonylverbindung untersucht. Das aus der Konjugation hervorgehende aldehydische Glutathionylkonjugat SG3MHal wurde durch NMR-Spektroskopie nachgewiesen, allerdings entstand es unter in vitro Bedingungen auch in Abwesenheit Glutathion-transferierender Enzyme. Vor einem Transport durch ABCC11 muss SG3MHal jedoch noch zum alkoholischen SG3MHol reduziert werden. Hinweise auf das beteiligte Enzym Aldo-Keto-Reduktase 1 B10 (AKR1B10) konnten wiederum aus mRNA-Expressionsdaten entnommen werden. Auf Proteinebene konnte AKR1B10 ebenfalls nachgewiesen werden. Dieses Enzym ist unter anderem in der Lage aldehydische Glutathionylkonjugate zu reduzieren. Für die Reduktion von SG3MHal zu SG3MHol durch AKR1B10 konnten in vitro erste Anhaltspunkte gefunden und durch massenspektrometrische Verfahren bestätigt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig ein potentieller Entstehungsweg von schwefelhaltigen Schweißgeruchpräkursoren postuliert und durch experimentelle Befunde gestützt. Die beteiligten enzymatischen Umsetzungs- und Transportvorgänge wurden in vitro nachgestellt und die Entstehung der Schweißgeruchpräkursoren damit in die Nähe von Detoxifizierungsprozessen gerückt. Der in dieser Arbeit beschriebene trunkierte Mercapturatweg der apokrinen Schweißdrüse stellt damit einen ersten Ansatz dar, die Entstehung sekretierter Geruchsvorläufermoleküle zu erklären. Dies liefert einen Angriffspunkt zur kosmetischen Reduktion von Schweißgeruch an seiner Wurzel. Für die beteiligten Schlüsselenzyme konnten bereits erste Inhibitoren identifiziert werden.

Die vorliegende Arbeit sollte an einer Kohorte von N = 119 schwerstverletzten Patienten (ISS > 16 Punkte) die Polymorphismen IL-10-1087 und IL-10-597 in der Promotorregion des Interleukin-10 Gens hinsichtlich ihrer Fähigkeit als genetischer Marker für das Auftreten einer Sepsis nach schwerem Trauma untersuchen. Die Basisdaten (demographische Verteilung, Verletzungsschwere) des vorliegenden Patientenkollektivs sind mit Kollektiven anderer Studien zu verschiedenen Outcomeparametern nach schwerem Trauma vergleichbar. N = 43 der N = 119 Patienten starben im Verlauf, N = 15 Patienten in den ersten 24 Stunden nach dem Trauma. N = 37 Patienten entwickelten posttraumatisch eine Sepsis. Die univariate KAPLAN-MEIER-Analyse zeigte eine signifikant niedrigere Frequenz des Genotyps -1087AA bei den Patienten, die eine Sepsis entwickelten (0,189; p = 0, 032). Das Allel -1087G hatte bei den Patienten, die posttraumatisch eine Sepsis entwickelten, eine signifikant häufigere Frequenz (0,811; p = 0, 032). Für alle anderen Geno- und Alleltypen der beiden Polymorphismen fanden sich keine signifikanten Verteilungsmuster. Der Genotyp -597AA wurde im gesamten Kollektiv nur vier Mal beobachtet. Bei Patienten mit einer Sepsis wurde dieser Genotyp gar nicht nachgewiesen. Ein Homogenitätsnachweis für die jeweiligen Kollektive aller Genotypen ist erfolgt. Der Schockindex (p < 0, 0001), der ISS (p = 0, 001) und die Rarifizierung des Genotyps -1087AA (gleichbedeutend mit der Häufung des Allels -1087G) in der Gruppe der septischen Patienten (p = 0, 011) lieferten auch in der multivariaten Analyse signifikante Ergebnisse. Die signifikante Rarifizierung des Genotyps -1087AA bzw. signifikante Häufung des Alleltyps -1087G in der Gruppe der septischen Patienten könnten ein Hinweis für eine schützende Funktion des Genotyp -1087AA bzw. eine prädisponierende Funktion des Allels -1087G, eine Sepsis zu entwickeln, sein. Ein pathophysiologisches Erklärungsmodell für dieses beobachtete Phänomen liefert die „two-hit“-Theorie (nach MOORE et al., modifiziert nach MONNERET et al.). Unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufes nach einem schweren Trauma könnte durch die vermehrte antiinflammatorische Aktivität der Träger des Allels -1087G auf Grund eines dadurch ausgeprägteren CARS (Compensatory Antiinflammatory Response Syndrome) eine Prädisposition bestehen, auf dem Boden einer relativen Immunsuppression eine Sepsis zu entwickeln. Der Einfluss der Polymorphismen auf molekulare Mechanismen der Signalübertragung für unterschiedliche Effektorfunktionen des Interleukin-10 ist zur Zeit noch unklar. Verschiedene Mechanismen der Signaltransduktion vermitteln unterschiedliche, zum Teil sogar gegensätzliche Effektorfunktionen des Interleukin-10. Zur weiteren Verifizierung des Einflusses der IL-10 Polymorphismen nach einem schwerem Trauma sind zusätzliche Studien notwendig, welche für die entsprechenden Genotypen die Outcomeparameter SIRS, Sepsis, septischer Schock sowie infektiöses und nichtinfektiöses MODS und deren Mortalität als Funktion der Zeit analysieren. Auf Grund der dazu notwendigen Stratifizierung scheint die Realisierung eines repräsentativen Patientenkollektivs nur im Rahmen einer Multicenterstudie möglich.

Das in der Transplantationsmedizin häufig verwendete Immunsuppressivum Cyclosporin A (CsA) hemmt wichtige Transportproteine in der Niere, induziert oxidativen Stress und trägt zur Entwicklung einer Dysfunktion des Gefäßsystems bei. Neben der durch CsA vermittelten arteriellen Hypertonie sind die akute und die chronische Nephrotoxizität weitere Folgen des Medikamenteneinsatzes. Die akute CsA-Nephropathie ist reversibel und geht mit hämodynamischen Veränderungen einher, die in einer Reduktion des renalen Blutflusses, einer Erhöhung des renalen Gefäßwiderstandes und einer Verminderung der glomerulären Filtrationsrate bestehen. Die genauen Mechanismen, die zu diesen hämodynamischen Veränderungen führen, sind allerdings unklar. Cyclosporin A wird hauptsächlich hepatisch eliminiert, aber auch renal unter Beteiligung transepithelialer Transportprozesse ausgeschieden. Zu den Transportproteinen, die das Pharmakon über die apikale Membran der proximalen Tubulusepithelzellen sezernieren, zählt multidrug resistance-related protein 2 (Mrp2). Experimentelle Studien zeigen, dass eine generalisierte Mrp2-Defizienz mit der Akkumulation von Mrp2-Substraten in Geweben und extrazellulären Flüssigkeiten assoziiert ist. Die Bedeutung einer Fehlfunktion dieser Effluxpumpe für die renale CsA-Substanzelimination und die CsA-Nephrotoxizität ist bisher jedoch nur wenig definiert. In unseren Untersuchungen stellte die hochdosierte Cyclosporin A-Behandlung in Kombination mit der nieren-spezifischen Ausschaltung des Transporters Mrp2 den experimentellen Ansatz für die Bearbeitung der Fragestellung dar, ob eine renale Mrp2-Funktionsminderung die akute CsA-Nephrotoxizität verstärkt. Der Fokus wurde dabei auf die in-vivo-Untersuchung vaskulärer Mechanismen gelegt, die zum nichtimmunologisch bedingten Versagen von Nierentransplantaten beitragen können. Zu diesem Zweck wurden Nierenkreuztransplantationsexperimente durchgeführt, bei denen durch die Wahl des Spendertieres bzw. Transplantates eine nierenspezifische Mrp2-Defizienz in den Empfängertieren erzeugt werden konnte. Bei den gewählten Rattenstämmen tritt aufgrund der hochgradigen genetischen Übereinstimmung keine Transplantatabstoßung auf, wodurch potenziell toxische Cyclosporin-A-Effekte weitgehend unabhängig von entzündlichen Prozessen untersucht werden können. Den Versuchstieren wurde peroral entweder CsA in einer Dosierung von 30 mg*kg-1*d-1 oder Placebo über einen Zeitraum von sieben Tagen verabreicht. An Tag 28 post transplantionem wurden die akuten Experimente zur Untersuchung der renalen Hämodynamik durchgeführt. Nach Instrumentierung der narkotisierten Tieren und Erhebung der Messwerte für die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck sowie die basalen renalen hämodynamischen Parameter wurde Urin zur späteren Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate mittels Inulin-Clearance gewonnen. Für die Untersuchung der endothelialen Funktion und der Agonist-induzierten Vasokonstriktion der renalen Nierentransplantatgefäße wurde ein um die A. renalis des Transplantates platzierter Ultraschalltransitzeit-Durchflussmesser genutzt, mit welchem der renale Blutfluss nach Applikation der vasoaktiven Substanzen Acetylcholin, Phenylephrin und Angiotensin II gemessen werden konnte. Die Pharmaka-Applikation erfolgte unter Nutzung einer Minikassettenpumpe lokal in die Nierenarterie, um systemische Effekte der Pharmaka auf den Blutdruck und Blutdruck regulierende Systeme weitgehend auszuschließen. Die Auswertung der basalen hämodynamischen Daten für die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck, den renalen Blutfluss und den renalen Gefäßwiderstand zeigte keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede in dem für die vorliegenden Untersuchungen genutzten Transplantationsmodell. Auch hatten weder die hochdosierte CsA-Behandlung noch der renale Mrp2-Expressionsstatus einen signifikanten Einfluss auf die endotheliale Funktion, die Agonist-induzierten renalen Gefäßantworten, den reaktiven renalen Gefäßwiderstand und die renale Morphologie. Die hochdosierte CsA-Be-handlung verminderte jedoch statistisch signifikant die glomeruläre Filtrationsrate und das Gewicht der Empfängertiere. Zusammenfassend zeigen die Untersuchungen, dass die durch die hochdosierte CsA-Behandlung in dem verwendeten Transplantationsmodell induzierten hämodynamischen Effekte unabhängig von der nierenspezifischen Mrp2-Expression waren, was gegen einen entscheidenden Einfluss dieses Transportproteins auf die akute CsA-induzierte Nephropathie spricht.

Das im Rahmen dieser Arbeit etablierte Verfahren zur morphometrischen Bewertung der lokalen Entzündungsreaktion nach Implantation von Biomaterialien stellt eine reproduzierbare, vielfältig anwendbare Methode dar. Das Programm ImageJ ermöglicht ein einfaches, modifiziertes Adaptieren dieses Analyseverfahrens an verschiedene immunhistochemische Untersuchungen. Die Anwendung des etablierten manuellen Zählverfahrens ermöglichte in den nachfolgenden Untersuchungen den Nachweis, dass das Konzept der Beschichtung von Implantatmaterialien mit einer biomimetischen Membran, basierend auf dem Phospholipid POPE, keine negativen Einflüsse auf die akute und chronische Entzündungsreaktion im das Implantat umgebenden Gewebe zeigte. Die Herstellung von biomimetischen Oberflächen als Implantatbeschichtung, die von den Zellen als körpereigen erkannt wird, könnte somit die langfristige Integration des Implantats in den Wirtsorganismus verbessern. Zusammen mit den In-vitro-Ergebnissen [Willumeit et al., 2007], in denen günstige Auswirkungen dieser Beschichtung auf Zell- und Bakterienadhäsion nachgewiesen wurden, zeigen die In-vivo-Befunde der vorliegenden Arbeit das Potential von Phospholipidbeschichtungen zum Erreichen von lang andauernder Integrität und Biofunktionalität metallischer Implantate in der klinischen Anwendung.

Im Rahmen dieser Dissertation wurden Gene von Baeyer-Villiger-Monooxygenasen (BVMOs) aus Cylindrocarpon radicicola ATCC 11011 identifiziert und die Enzyme im Vergleich mit prokaryotischen BVMOs charakterisiert. Ziel dabei war es, das enzymatische Potenzial dieses filamentösen Pilzes bezüglich der biokatalytischen Baeyer-Villiger-Oxidation zu evaluieren. Da das Genom von C. radicicola nicht sequenziert war, wurden zur Auffindung neuer BVMO-Sequenzen Methoden der Proteinaufreinigung sowie eine Identifizierung über molekularbiologische Ansätze angestrebt. Die BVMO konnte jedoch nicht über eine Aufreinigung aus dem Zellextrakt von C. radicicola, unter Anwendung eines dreistufigen Reinigungsprotokolls, in der für nachgelagerte Untersuchungen erforderlichen Reinheit gewonnen werden. Aus diesem Grund erfolgte die Identifizierung von BVMO-Sequenzen mit Hilfe molekularbiologischer Methoden. Mit degenerierten Primern, welche konservierte Sequenzbereiche bekannter BVMOs enthielten und über die CODEHOP-Strategie abgeleitet wurden, konnten drei zu BVMOs homologe Sequenzfragmente amplifiziert und identifiziert werden. Zwei der Sequenzen waren homolog zu putativen pilzlichen Steroidmonooxygenasen (STMOs). Durch Sequenzvergleiche konnte gezeigt werden, dass diese Sequenzen vermutlich kryptische Gene darstellen. Aus diesem Grund erfolgten keine weiteren Untersuchungen zu diesen zwei Sequenzen. Es gelang jedoch, eine der aus C. radicicola neu identifizierten Sequenzen funktionell in E. coli überzuexprimieren, wobei diese in weiteren Untersuchungen als Cycloalkanonmonooxygenase (CAMO) identifiziert werden konnte. Die Primärstruktur dieser BVMO besteht aus 531 Aminosäureresten, welche ca. 45% Sequenzidentität zu bekannten Cyclohexanonmonooxygenasen (CHMOs) aufweisen. Die Expression des mit aminoterminalem Hexahistidintag fusionierten Proteins wurde erfolgreich auf einen 20-Liter-Maßstab vergrößert und die CAMO nachfolgend aufgereinigt. Die CAMO weist ein breites Substratspektrum auf, wobei ein Umsatz vieler cycloaliphatischer und bicycloaliphatischer Ketone ermittelt werden konnte. Dabei ist die hohe katalytische Effizienz gegenüber Cyclobutanon als eine besondere Eigenschaft dieser BVMO hervorzuheben. Für die CAMO konnte kein Umsatz von Steroiden ermittelt werden. Neben der Oxygenierung von Cycloalkanonen konnte für das Enzym eine Aktivität gegenüber offenkettigen Ketonen wie Cyclobutyl-, Cyclopentyl- und Cyclohexylmethylketon nachgewiesen werden. Die neu beschriebene eukaryotische BVMO katalysiert folglich Reaktionen, die bisher für viele prokaryotische BVMOs - so insbesondere CHMOs - nicht beschrieben wurden. Die nachgewiesene Fähigkeit von C. radicicola, mit Cyclohexanon als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle zu wachsen, deutet auf eine katabole Funktion der Umsetzung von Cycloalkanonen hin. Diese Eigenschaft ist für Sanierungsverfahren mineralölbelasteter Umweltkompartimente von Bedeutung und war bisher nur für wenige Pilze bekannt. Da bisher keine BVMOs aus eukaryotischen Organismen rekombinant hergestellt wurden, stellt die im Rahmen dieser Arbeit erfolgreich durchgeführte rekombinante Expression der CAMO aus C. radicicola das erste Beispiel für ein derartiges Enzym dar. Für einen Großteil der für C. radicicola beschriebenen biokatalytischen Fähigkeiten ist eine Steroidmonooxygenase (STMO) von besonderer Bedeutung. Daher wurde zu Vergleichszwecken das Substratspektrum einer STMO aus Rhodococcus rhodochrous DSM 43269 analysiert. Hierbei konnte erstmals gezeigt werden, dass dieses Enzym neben Steroiden auch weitere offenkettige Ketone wie Cyclopentyl- und Cyclohexylmethylketon umsetzt. Besonders interessant war dabei die nachgewiesene STMO-katalysierte Oxygenierung von Cyclobutanonderivaten, da das Enzym mit Ausnahme dieser Substratgruppe nur lineare Ketone umsetzt. Da sowohl für die CAMO aus C. radicicola als auch für die STMO aus R. rhodochrous ein Umsatz von Cyclobutanonderivaten nachgewiesen werden konnte, wurde deren Enantioselektivität in Biokatalysen mit dem Substrat 3-Phenylcyclobutanon untersucht und mit der CHMO aus Acinetobacter calcoaceticus verglichen. Die CAMO zeigte dabei eine höhere Enantioselektivität als die CHMO. Dagegen ist die STMO enantiodivergent zur CHMO und weist eine höhere Enantioselektivität als bisher bekannte (S)-selektive BVMOs auf. Die untersuchten BVMOs bieten somit ein hohes Potenzial im Bereich der Herstellung chiraler Butyrolactonderivate, welche wertvolle Bausteine für die Naturstoffsynthese darstellen. Ein weiterer Aspekt lag in der Erweiterung des Substratspektrums der STMO aus R. rhodochrous über rationales Protein-Design, um so ein tieferes Verständnis der Sequenz-Aktivitäts-Beziehungen zu gewinnen. Basierend auf Ergebnissen der Literatur bezüglich Mutanten der zu dieser STMO homologen Phenylacetonmonooxygenase aus Thermobifida fusca wurden Varianten der STMO aus R. rhodochrous erzeugt. Für diese konnte jedoch kein erweitertes Substratspektrum ermittelt werden.

Das gramnegative Bakterium Burkholderia pseudomallei ist der Erreger der Melioidose. Die Virulenz von B. pseudomallei steht in engem Zusammenhang mit dessen Fähigkeit,intrazellulär überleben zu können. B. pseudomallei verfügt über eine Vielzahl von Sekretionssystemen, von denen das Typ-III-Sekretionssytem-3 (T3SS-3) und das Typ-VI-Sekretionssystem-1 (T6SS-1) eine wichtige Rolle für den intrazellulären Überlebenszyklus und die Virulenz des Erregers im Säuger spielen. Das Gen bsaU ist im Gencluster des T3SS-3 und das Gen BPSS1504 im Cluster des T6SS-1 lokalisiert. Beide gehören nicht zu den konservierten Genen dieser Sekretionssysteme und kodieren für hypothetische Proteine mit unbekannter Funktion. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Rolle von bsaU und BPSS1504 im intrazellulären Lebenszyklus von B. pseudomallei und für die Virulenzeigenschaften dieses Erregers näher zu untersuchen, sowie Hinweise auf die Funktionen der durch bsaU und BPSS1504 kodierten Proteine zu gewinnen. Hierfür wurden markerlose Deletionsmutanten der Gene bsaU und BPSS1504 hergestellt und die Mutanten B. pseudomallei ΔBPSS1504 und B. pseudomallei ΔbsaU komplementiert. Die Mutante B. pseudomallei ΔBPSS1504 zeigte im Zellkulturmodel Defekte in der intrazellulären Replikation, eine reduzierte Zytotoxizität und war unfähig, die Bildung von vielkernigen Riesenzellen zu induzieren, während die Fähigkeit Aktinpolymerisationen zu induzieren scheinbar nicht von der BPSS1504-Deletion beeinträchtigt wurde. Die Charakterisierung von B. pseudomallei ΔBPSS1504 in vivo zeigte eine etwa 1000-fache Virulenzattenuierung nach intranasaler Infektion von BALB/c-Mäusen. Durch Komplementation von BPSS1504 konnte der Wildtyp-Phänotyp wieder hergestellt werden. Ähnliche Phänotypen wie die von B. pseudomallei ΔBPSS1504 wurden kürzlich auch von Mutanten des T6SS-1-Effektorproteins Hcp1, der T6SS-1-Strukturkomponenten TssA/B und der T6SS-1 Regulatoren VirA/G und BprC berichtet. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass B. pseudomallei ΔBPSS1504 eine normale Expression von Schlüsselgenen des T6SS-1 inklusive hcp1, vgrG, tssA und dessen Regulatoren virA/G, bprC und bsaN aufwies. Weiterhin wies eine normale Hcp1-Sekretion darauf hin, dass die Funktionalität des T6SS-1 nicht von der BPSS1504-Deletion von beeinträchtigt wurde. Diese Daten legen nahe, dass die beobachteten Phänotypen von B. pseudomallei ΔBPSS1504, im Gegensatz zu den Phänotypen bisher bekannter Mutanten des T6SS-1,unabhängig von Hcp1 sind. Des Weiteren blieb auch die Funktion des T3SS-3 von der BPSS1504-Deletion unbeeinträchtigt, da das T3SS-3-Effektorprotein BopE und das Translokatorprotein BipD von B. pseudomallei ΔBPSS1504 normal sekretiert wurden. Ähnlich wie bei B. pseudomallei ΔBPSS1504, jedoch weniger stark ausgeprägt,konnten auch bei B. pseudomallei ΔbsaU Einschränkungen in der intrazellulären Replikation, eine verringerte Zytotoxizität sowie eine verzögerte Induktion der Riesenzellbildung gefunden werden. Die reduzierte Zytotoxizität von B. pseudomallei ΔbsaU ging mit Defekten in der Aktivierung der apoptotischen Caspase-7 sowie der pyroptotischen Caspase-1 einher. B. pseudomallei ΔbsaU konnte, wie Mutanten der T3SS-3-Gene bsaZ,bsaQ und bipD nur verzögert aus dem Endolysosomen ausbrechen. Dieser Effekt konnte durch Komplementation des bsaU-Gens zumindest teilweise wieder aufgehoben werden, was zeigt, dass es sich hierbei nicht um polare Effekte auf andere Gene handelt.

Plättchenfaktor 4 (PF4, CXCL4) ist ein 7.8 kDa stark positiv geladenes Protein, das zur Familie der CXC-Chemokine gehört. PF4 wird als Tetramer in den alpha-Granula von Thrombozyten gespeichert und bei deren Aktivierung freigesetzt. Seine biologische Funktion ist weitgehend unbekannt. Allerdings spielt PF4 eine wichtige Rolle bei der Heparin-induzierten Thrombozytopenie (HIT), einer der häufigsten immunologisch bedingten Arzneimittelkomplikationen, die Blutzellen betreffen. PF4 und Heparin bilden Komplexe, die Neoepitope generieren und die Produktion von anti-PF4/Heparin-Antikörpern induzieren. Resultierende Immunkomplexe aktivieren Thrombozyten Fc-Rezeptor-vermittelt und führen zu einer paradoxen Thrombinbildung. Die Folgen können Thrombozytopenie und lebensbedrohliche Thrombosen sein. Die pathogenen Antikörper sind nicht spezifisch für Heparin und erkennen auch PF4 gebunden an andere Polyanionen. Die Immunantwort der HIT zeigt einige Besonderheiten. Bereits bei erstmaliger Heparinexposition treten anti-PF4/Heparin-Antikörper der Klasse IgG bereits nach 4-6 Tagen auf. Dies kann keine primäre Immunantwort sein, da bei dieser IgG-Antikörper erst deutlich später gebildet werden. Damit muss eine Vorimmunisierung mit natürlich auftretenden PF4/Polyanion-Komplexen stattgefunden haben. Eine mögliche Quelle wären negativ geladene Strukturen, die auf bakteriellen Zelloberflächen vorkommen. Ziel dieser Arbeit war es, die Bindung von PF4 an Zelloberflächen zu charakterisieren und insbesondere die Frage zu klären, ob PF4 auf der Bakterienoberfläche Komplexe bildet. Zunächst erfolgte die Etablierung einer durchflusszytometrischen Analysemethode zur Messung der PF4-Bindung an Thrombozyten in Abhängigkeit von antikoagulatorischen Polyanionen. Die PF4-Bindung war nicht von der antikoagulatorischen Wirksamkeit der Polyanionen abhängig, sondern von der negativen Ladungsdichte. Geringe Konzentrationen von Heparin haben die PF4-Bindung an Thrombozyten verstärkt, wohingegen hohe Konzentrationen die PF4-Bindung inhibierten. Auch mit PF4 exprimierenden HEK-Zellen konnte eine ladungsabhängige Bindung von PF4 nachgewiesen werden. Als nächstes wurde die Bindung von PF4 an Bakterien untersucht. PF4 hat auch hier, konzentrations- und ladungsabhängig, an Gram-positive und Gram-negative Bakterien gebunden. Mittels der Adsorptions-Elutions-Technik konnte dann gezeigt werden, dass es durch die Bindung von PF4 an Bakterien zur Ausbildung PF4/Heparin-ähnlicher Epitope kommt, welche von anti-PF4/Heparin-Antikörpern aus Patientenserum erkannt werden. Mit einem Phagozytoseassay wurde dann nachgewiesen, dass die durch PF4 vermittelte Bindung der anti-PF4/Heparin-Antikörper an Bakterien die Phagozytose durch polymorph nukleäre Zellen (PMN) fördert. Dass dieser Abwehrmechanismus tatsächlich in vivo bedeutsam ist, konnte in dem Maus-Sepsis-Modell Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) gezeigt werden. Die 6-8 Wochen jungen Mäuse entwickelten ab 3 Tagen nach der CASP-Operation anti-PF4/Heparin-Antikörper der Klasse IgM und ab 14 Tagen der Klasse IgG. Dieser Antikörperverlauf passt zur Immunreaktion nach erstmaligem Antigenkontakt und beweist, dass Bakterienkontakt im Rahmen der Sepsis eine primäre Immunisierung gegen PF4/Heparin induzieren kann. Jedoch ist die Sepsis, eine lebensbedrohliche Erkrankung, viel zu selten um das Auftreten von anti-PF4/Heparin-Antikörpern in der Normalbevölkerung (18.8% anti-PF4/Heparin IgM, 6.1% anti-PF4/Heparin IgG) und bei 50% der Patienten nach kardiochirurgischem Eingriff erklären zu können. Eine häufiger auftretende, chronische, bakterielle Infektion ist die Parodontitis. Im Rahmen der SHIP-Studie (Study of Health in Pomerania) konnte dann gezeigt werden, dass der Parodontitis-Status mit dem Auftreten von anti-PF4/Heparin-Antikörpern korreliert. Unterstützend konnte gezeigt werden, dass PF4 auch von parodontalpathogenen Bakterien gebunden wird und darüber die Bindung von anti-PF4/Heparin-Antikörpern ermöglicht wird. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit eine bislang unbekannte Funktion von PF4 in der anti-bakteriellen Wirtsabwehr. Gleichzeitig wurde die Frage geklärt, warum Patienten, die das erste Mal Heparin erhalten bereits an Tag 4-6 IgG-Antikörper gegen PF4/Heparin bilden. Somit konnte ein wichtiger Beitrag zur pathophysiologischen Erklärung einer der derzeit häufigsten immunvermittelten, unerwünschten Arzneimittelwirkungen geleistet werden. Hinsichtlich der biologischen Bedeutung von PF4 ist von besonderer Wichtigkeit, dass PF4 ladungsabhängig an viele verschiedene Bakterienspezies bindet. Damit sind Antikörper gegen PF4/Polyanion-Komplexe nicht spezifisch für eine Bakterienspezies, sondern können eine Form der Wirtsabwehr darstellen, bei der eine IgG-Spezifität eine Vielzahl von PF4-markierten Bakterien bindet. Es wäre denkbar, dass es sich hierbei um ein grundlegendes, evolutionär altes Abwehrprinzip handelt, dass möglicherweise auch bei anderen immunvermittelten Erkrankungen Relevanz hat.

Wie kaum eine andere Spezies weist der moderne Mensch eine außerordentlich große geographische Verbreitung auf. Die damit verbundene notwendige Anpassung an unterschiedlichste geographische Bedingungen führte unter anderem auch zu morphologischen Veränderungen am Schädel. Die Bedeutung geographischer Faktoren für bestimmte Schädelkomponenten wird jedoch sehr unterschiedlich diskutiert. Das trifft insbesondere auch auf die Größe und Form der Nasenhöhle zu. Da die Klärung solcher Zusammenhänge von Bedeutung für verschiedene Fachgebiete wie Anatomie, Physiologie, Forensische Medizin und Anthropologie ist, wurde in dieser Studie die Beziehung zwischen der Morphologie der Nasenhöhle zum Mittelgesicht unter Berücksichtigung klimatischer Faktoren untersucht. Die Untersuchungen der Nasenhöhlen erfolgte an 62 mazerierten adulten Schädeln von vier definierten menschlichen Populationen, die sich in ihrer geographischen Herkunft unterscheiden. Von allen Schädeln wurden zunächst koronare computertomographische Schichtaufnahmen angefertigt. Anschließend wurden an den CT-Schichtaufnahmen lineare Streckenmaße der Nasenhöhle erhoben. Des Weiteren erfolgte die Volumenbestimmung der Nasenhaupthöhle mit Hilfe der WinSurf-Software. Weiterhin erfolgte auch die Vermessung des äußeren Schädels mit linearen Maßen, um Beziehungen zwischen der Nasenhöhle und dem Gesichtsschädel zu untersuchen. Die externen Schädelmaße dienten außerdem der Berechnung des Gesichtsschädelvolumens. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten auf Populationsunterschiede bezüglich der absoluten und relativen Größe des Nasenhöhlenvolumens hin, während das Gesichtsschädelvolumen zwischen den Populationen keine signifikanten Unterschiede aufweist. Die hier beobachteten Populationsunterschiede deuten darauf hin, dass ein Einfluss klimatischer Faktoren auf die Größe der Nasenhöhle nicht ausgeschlossen werden kann. Der von uns verwendete Nasenhöhlen-Gesichtsschädel-Index, der das Verhältnis zwischen dem Volumen der Nasenhöhle und dem Gesichtsschädelvolumen beschreibt, weist zwischen der Population Kyoto und den drei anderen Populationen statistisch signifikante Unterschiede auf. Der Nasenhöhlen-Gesichtsschädel-Index für die Kyoto-Population ist signifikant kleiner als bei den anderen drei Populationen. Unsere Untersuchungen ergaben einen Zusammenhang zwischen dem Nasenhöhlen-Gesichtsschädel-Index und der geographischen Herkunft der Schädel. Im Populationenvergleich konnten wir Größenunterschiede der Nasenhöhle feststellen, während 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 ließen 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 durchgeführten Korrelations- und Regressionsanalysen erfolgten separat für jede Population. Als besonders aussagekräftiger 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 Schädelmaßen und dem Gesichtsschädelvolumen aufweist. Das Nasenhöhlenvolumen lässt sich am ehesten aus der Breite der Nasenhöhle ableiten, da für drei der vier Populationen für dieses Merkmalspaar signifikante Korrelationen nachweisbar sind. Obgleich die vorliegende Studie Hinweise auf einen Einfluss des Klimas auf die Variabilität der Morphologie der Nasenhöhle zeigen, ist das Design dieser Studie nicht geeignet, einen direkten Einfluss klimatischer Faktoren zu belegen. Hierfür sind weiterführende Studien notwendig, die auch den komplexen Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Strukturelementen der Nasenhöhle Rechnung tragen.

Die Pflanze Pittosporum angustifolium („GymbiGymbi“) wird von der indigenen Bevölkerung Australiens für verschiedene medizinische Indikationen verwendet. Anwendungsbeobachtungen und erste zellbiologische Untersuchungen geben Hinweise auf den potentiellen Nutzen dieser Pflanze für die Therapie maligner Neoplasien. Ziele dieser Arbeit: Erkenntnisse zu den zellbiologischen Interaktionen zwischen Pittosporum angustifolium und der Tumorzelllinie (U-5637). Material: vier alkoholische, ein wässriger und ein mit Amylase behandelter Extrakt, außerdem sieben isolierte Reinsubstanzen. Methoden: Neutralrottest, Durchflusszytometrie. Wichtige Ergebnisse: Neutralrottest: IC50-Werte zwischen 10 µg/ml (Hydrolysat des Aq.EtOH-Extraktes ) und 66 µg/ml (Amylase-Extrakt). Substanz 4 mit IC50 : 4 µg/ml, Substanz 6 mit IC501 µg/ml. Durchflusszytometrie: Keine Zellphasenarretierung durch die Extrakte. Als Wirkmechanismus zeigten sich sowohl Apoptose- als auch Nekroseinduktion sowohl durch die Extrakte als auch durch Substanz 4 [12 µg/ml] und Substanz 6 [1 µg/ml].

Vasospasmen stellen noch immer eine der schwerwiegendsten Komplikationen nach aneurysma-tischer Subarachnoidalblutung dar. 15-36 % der Patienten erleiden einen ischämischen Infarkt, der in bis zu 23 % der Fälle zum Tod führt. Jedoch ist der frühzeitige Nachweis klinisch relevanter Vasospasmen aktuell nur eingeschränkt möglich. Neurologische Untersuchungen können lediglich bei wachen Patienten durchgeführt werden und die transkranielle Doppler Sonographie sowie die digitale Subtraktionsangiographie erlauben keine Aussage über das Ausmaß einer möglichen Perfusionsstörung. Im Rahmen dieser Studie wurde daher die Aussagekraft der Perfusionscomputertomographie in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen untersucht. Es wurde eine semi-quantitative Analyse, sowie eine rein visuelle Beurteilung der Perfusionsbilder untersucht. Zudem wurden Grenzwerte für die semi-quantitative Analyse ermittelt. Insbesondere die Time to Peak stellte sich als geeigneter Perfusionsparameter in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen heraus. Patienten mit zerebralen Infarkten oder verzögerten neuro-logischen Defiziten zeigten signifikant niedrigere Time to Peak-Quotienten vor Eintreten des jeweiligen Ereignisses. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Aussagekraft der Perfusionscompu-tertomographie erhöht wird, wenn zusätzlich dopplersonographische Vasospasmuskriterien erfüllt werden. Bei der visuellen Analyse waren ebenfalls die farbcodierten Time to Peak-Bilder am aussagekräftigsten. Alle Patienten mit zerebralen Infarkten im Verlauf zeigten sichtbare interhemi-sphärische Differenzen, mehrheitlich vor Infarktdemarkierung im nativen CCT. Eine Falsch-Negativ-Rate von 0 % konnte in dieser Studie von keinem anderen diagnostischen Verfahren erreicht werden. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchung lässt sich zusammenfassend sagen, dass die Time to Peak einen sensitiven und spezifischen Perfusionsparameter in der Vorhersage klinisch relevanter Vasospasmen darstellt. Der Einsatz der Perfusionscomputertomographie könnte die früh-zeitige Therapie von Patienten mit hohem Risiko für relevante Vasospasmen optimieren. Für die klinische Routine sollte der kombinierte Einsatz von Perfusions-CT und transkranieller Doppler Sonographie erwogen werden.

Die vorliegende Dissertation untersuchte die Determinanten subjektiven Freiheitserlebens in Entscheidungen und legte den Schwerpunkt auf die Frage, ob es Divergenzen zwischen dem Freiheitserleben und einer theoretisch begründbaren Entscheidungsfreiheit gibt. Um die Entscheidungsfreiheit theoretisch zu fundieren wurde das Handlungsmodell funktionaler Freiheit konstruiert. Die Grundlage hierfür bildete eine Vielzahl philosophischer und psychologischer Arbeiten zu den Begriffen Willensfreiheit, Entscheidungsfreiheit und Handlung. Funktionale Freiheit stellt ein kompatibilistisch und naturalistisch ausgerichtetes Konzept innerer Freiheit dar, welches eine sinnvolle und nützliche psychologische Fähigkeit beschreibt. Funktionale Freiheit gründet sich auf drei kompensatorische Dimensionen und ist maximal ausgeprägt wenn ein Entscheider über sehr hohe Rationalität (kognitive und selbstregulatorische Kompetenzen) verfügt, die Entscheidungssituation stark unterdeterminiert (neu/unbekannt, komplex, ohne dominante Alternativen) ist und der Prozess der Entscheidungsfindung bewusst und überlegt (reflektiert, argumentativ, unter Einsatz mentaler Simulationen und Einsicht) verläuft. Es lässt sich dafür argumentieren, dass funktionale Freiheit langfristig zu vorteilhaften Entscheidungen führt, da hohe Flexibilität, situative Anpassungsfähigkeit, und eine besondere Berücksichtigung von Selbst-Bedürfnissen und Umweltgegebenheiten vorhanden sind. Das Modell sagt außerdem Unterschiede zwischen funktional freien und funktional unfreien, beispielsweise unbewusst getroffenen, Entscheidungen vorher. Abgrenzungsmerkmale wären hohe Ausprägungen von Bedenkzeit, tiefe Elaboration der Entscheidung, Unvorhersagbarkeit der Wahl, kognitive Anstrengung, sowie Unsicherheitserleben. Die zentrale Prämisse für die empirische Arbeit war, dass funktionale und erlebte Freiheit in einer Entscheidung proportional und kongruent zueinander sind. In sechs Experimenten wurden Modellhypothesen sowie Gegenhypothesen abgeleitet und getestet, wobei die Gegenhypothesen eine Divergenz von erlebter und funktionaler Freiheit annahmen. Die Manipulationen bezogen sich primär auf die situationale Dimension funktionaler Freiheit. Das auf die Entscheidung bezogene subjektive Freiheitserleben bildete die abhängige Variable. Die experimentellen Ergebnisse bestätigten überwiegend die Gegenhypothesen. Weder war erhöhtes Freiheitserleben mit vergrößerter Optionszahl und Entscheidungskomplexität assoziiert, noch mit erhöhter Unterdetermination in Form von Entscheidungskonflikt oder zusätzlichen Abbruchoptionen. Stattdessen ergab sich hohes Freiheitserleben durchgängig in Entscheidungssituationen die einfach waren, über eine dominante Option verfügten, positive Konsequenzen besaßen oder in Aussicht stellten, sowie mit verringerter Schwierigkeit und Unsicherheit und erhöhtem positiven Affekt assoziiert waren. Folglich ließ sich eine bedeutsame Divergenz zwischen dem theoretisch entwickelten Konstrukt funktionaler Freiheit und dem Freiheitserleben erkennen. Um trotz der Abweichung vom Modell das subjektive Freiheitserleben erklären zu können, wurde auf Basis der Resultate eine Erklärung mit Bezug zum Erwartungskonzept entwickelt. Demnach ist das Freiheitserleben in einer Handlungsepisode umso größer ausgeprägt, je höher die subjektive Erfolgswahrscheinlichkeit einer positiven Zielerreichung ist. Folglich wird erlebte Freiheit durch alle Faktoren einer Entscheidung beeinflusst, die die Handlungs-Ergebnis-Erwartung und die Kompetenzerwartung verringern oder erhöhen. Handlungsbezogenes Freiheitserleben kann daher als eine Form von Zuversicht aufgefasst werden. Die Resultate der Experimente sind mit dieser Erklärung gut zu vereinbaren. Die theoretischen und empirischen Erkenntnisse dieser Arbeit erlauben mehrere bedeutsame Schlussfolgerungen. Erstens, kann das Freiheitserleben bei strenger Betrachtung nicht mehr als Argument für eine Existenz des freien Willens herangezogen werden. Zweitens, bietet das Konzept der funktionalen Freiheit eine naturalistische Alternative zur klassischen Willensfreiheit. Es ist gut vereinbar mit den kompatibilistischen Ansätzen vieler Autoren, im Rahmen psychologisch-deterministischer Mechanismen konzeptualisiert und prüfbar. Doch kann das Freiheitserleben auch für funktionale Freiheit nicht als manifester Indikator gelten. Drittens, scheint deshalb bezüglich des handlungsbezogenen Freiheitsbegriffs ein grundsätzliches Missverständnis zwischen theoretischen Konzeptionen akademischer Autoren und der alltagspsychologischen sozialen Repräsentation von Freiheit vorzuliegen. Dies trägt zur ohnehin großen Konfusion um die Bedeutung von „Freiheit“ bei. Ein am Erleben orientierter Freiheitsbegriff bezieht sich vorrangig auf positive Zielerreichung. Das Streben nach solcherart Freiheit ist mit vielen kurzfristig positiven Konsequenzen verbunden. Es lässt jedoch die langfristigen Vorteile der funktionalen Freiheit vermissen, wie erhebliche Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, sowie eine höhere Befähigung zu ethischem Handeln. Zukünftige Studien sollten prüfen, ob die Divergenz auch außerhalb von Laborsituationen zu finden ist und ob ein funktionales Freiheitserleben erlernt werden kann.

Im Rahmen dieser Arbeit standen Kulturüberstände von je 20 S. aureus-Stämmen von gesunden Probanden und von an einer Sepsis erkrankten Patienten zur Verfügung. Die verwendeten Kulturüberstände waren in Vorarbeiten unter anderem hinsichtlich ihrer Superantigeneigenschaften gut charakterisiert worden. Mittels eines Assays zur Bestimmung der procoagulatorischen Aktivität von Monozyten konnte nachgewiesen werden, dass S. aureus-Überstände konzentrationsabhängig eine TF-Aktivierung auf Monozyten induzieren. Dieser Effekt war nicht davon abhängig, ob es sich um ein Isolat gesunder Spender oder erkrankter Patienten handelte, auch die Menge an produziertem FXa durch einen Stamm aus Rachenabstrichen oder Blutkulturen unterschied sich nicht. Monozyten verschiedener Spender reagierten unterschiedlich auf den gleichen Kulturüberstand. Die Superantigen-Eigenschaften der Kulturüberstände nahmen keinen Einfluss auf die prokoagulatorische Aktivität von Monozyten. Sechs Kulturüberstände waren nicht in der Lage eine PCA zu induzieren, daher erfolgten verschiedene Untersuchungen zu Ermittlung der Zellvitalität. Im MTT-Test zeigte sich ein konzentrationsabhängiger zytotoxischer Effekt der Überstände, allerdings betrug der Anteil vitaler Zellen stets über 60 %. Ergänzende durchflusszytometrische Messungen konnten jedoch zeigen, dass Monozyten teilweise nur noch sporadisch nachweisbar waren. Um die prokoagulatorischen Eigenschaften der Sekretionsprodukte von S. aureus genauer zu charakterisieren, kamen der Laborstamm RN6390 und seine isogenetischen agr(-)- und sar(-)-Mutanten zum Einsatz. Der Wildtyp RN6390 sowie dessen Mutanten induzierten in hohen Konzentrationen eine geringere Faktor Xa-Generierung auf Monozyten als nur mit Medium behandelte Zellen. Während sich durch den Wildtyp und die agr(-)-Mutante auch in höheren Verdünnungsstufen keine PCA von Monozyten induzieren ließ, war dies mit der sar(-)-Mutante möglich. Dieses Aktivierungsmuster ließ sich auf ausgeprägte zytotoxische Eigenschaften zurückführen, sodass es nicht möglich war, den für die Faktor Xa-Generierung verantwortlichen Faktor genauer zu charakterisieren. Als eine mögliche Monozyten aktivierende Komponente untersuchten wir Peptidoglykan im Faktor Xa-Assay. Bereits geringste Konzentrationen von Peptidoglykan konnten eine PCA induzieren. In den Kulturüberständen selbst konnten wir PG semiquantitativ nachweisen. Ob Peptidoglykane allein oder in Synergie mit anderen Sekretionsfaktoren von S. aureus die TF-Aktivierung auslösen, ließ sich mit dieser Arbeit nicht abschließend klären.

In der vorliegenden Arbeit wurden 140 Bandscheiben vor und nach Nukleoplastie im 7-Tesla-Kleintier-MRT untersucht. Ziel war es, eine Volumenänderung durch Nukleoplastie im Nucleus der Bandscheibe am Schweinemodell nachzuweisen. Nachdem aus benachbarten Bandscheiben Pärchen gebildet wurden, folgte jeweils eine zufällige Zuordnung zur Versuchs- oder Kontrollgruppe. Beide Gruppen umfassten 70 Bandscheiben. In der Versuchsgruppe (n=70) wurde die Nukleoplastie, wie vom Hersteller empfohlen, in 6 Arbeitskanälen durchgeführt. In der Kontrollgruppe (n=70) ist das Verfahren der Nukleoplastie analog der Versuchsgruppe durchgeführt worden. Es wurde jedoch in Schein-Nukleoplastie ohne Applikation der Coblations- Energie durchgeführt. Die Durchführung der Nukleoplastie erfolgte in den Gruppen für den Operateur geblindet. Es wurden von allen Bandscheiben prä- und postoperative MRT-Bilddatensätze erhoben. Zum Vergleich der Volumenänderung zwischen der Versuchs- und der Kontrollgruppe erfolgte die Volumetrie des Bandscheibenkerns durch eine geblindete Auswertung der Bilder mit dem für wissenschaftliche Zwecke zugelassenen Programm OsiriX R . Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mit dem Wilcoxon-Rangsummen-Test mittels SAS. Es wurde die zentrale Tendenz der Volumenänderung zwischen beiden Gruppen untersucht. Die Daten wurden zusätzlich in drei Untergruppen aufgeteilt (BWS, thorako-lumbaler Übergang, LWS). Es zeigt sich in allen Gruppen ein hochsignifikanter (p<0.0001) Unterschied zwischen der Versuchs- und der Kontrollgruppe. Die Volumenreduktion durch Nukleoplastie beträgt 0,127 ml oder 14,23% (n=140). Bei Betrachtung der Gruppen getrennt voneinander ergibt sich eine Volumenreduktion zum Ausgangsvolumen von 0,073 ml oder 7,12% (n=70, p<0,001) in der Versuchsgruppe und eine Volumenzunahme von 0,055 ml oder 7,12% (n=70, p<0,001) in der Kontrollgruppe. Die Arbeit ist somit die erste, die in dem gewählten Tiermodell in vitro zeigen konnte, dass es neben den bisher nachgewiesenen klinischen und druckreduzierenden Effekten auch zu einer Volumenreduktion durch Nukleoplastie kommt. 46

Die Ziele der vorliegenden Arbeit ergaben sich aus zwei Arbeitsschwerpunkten - dem Nachweis einer neuartigen prokaryotischen Phenoloxidase bei dem Bakterienisolat Azotobacter chroococcum SBUG 1484 und der Durchführung Phenoloxidase-katalysierter Biotransformationsreaktionen zur Derivatisierung von ortho- bzw. para-dihydroxylierten Verbindungen. Der zunächst unbekannte, eine neue Phenoloxidase bildende, Bakterienstamm sollte mittels morphologischer und physiologischer Tests sowie 16S-rDNA-Analysen einer Art zugeordnet werden. Da die Expression der Phenoloxidase nur unter bestimmten Bedingungen auftrat sollten die in Abhängigkeit von verschiedenen Kultivierungsparametern zahlreich auftretenden Zelldifferenzierungsprozesse des Stammes untersucht und eine standardisierte Kultivierungsmethode zur Erzielung hoher Phenoloxidase-Aktivitäten entwickelt werden. Die Untersuchung wesentlicher Eigenschaften der neubeschriebenen Phenoloxidase war für eine Zuordnung in die Gruppe der Multikupfer-Oxidasen und eine Prüfung der Eignung des Enzyms für biotechnologische Anwendungen eine unbedingte Voraussetzung. In Phenoloxidase-katalysierten Reaktionen sollte die Aminierung von einfach alkylsubstituierten Brenzkatechinen und Hydrochinonen sowie mehrfach-substituierten ein- bzw. zweikernigen dihydroxylierten Aromaten mit aliphatischen sowie alicyclischen Amindonoren untersucht werden. Im Mittelpunkt der Betrachtungen standen dabei die Aufklärung von Reaktionsmechanismen bei homo- und heteromolekularen Kopplungsreaktionen sowie die Prüfung des Einflusses verschiedener Reaktionsparameter (u.a. Hydroxylierungspositionen der Enzymsubstrate, Substituenten, Eduktkonzentrationen, Katalysatoren, pH-Werte der Reaktionssysteme, Lösungsmittel) auf die Nebenreaktionen und Ausbeuten der anvisierten Zielverbindungen (sekundäre Amine). Eine strukturchemische Analyse der Syntheseprodukte war dazu unerlässlich.

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.

Dilated Cardiomyopathy is a chronic myocardial disease characterized by progressive depression of contractile function and ventricular dilatation. It is the leading cause of heart failure and the most common reason for heart transplantation. Besides genetic causes, viral infection and autoimmune response are considered to play a major role in the etiology of the disease. Among different viruses that cause the disease, Coxsackievirus B3 (CVB3) is predominantly associated with the development and progression of the disease. Moreover, Coxsackievirus induced myocarditis in the mouse mimics human myocarditis and dilated cardiomyopathy. In the murine model, the disease progresses over a period of 90 days from acute myocarditis to chronic myocarditis and further develops into dilated cardiomyopathy and congestive heart failure. Though much is known about the progression of the disease, the molecular events occurring after infection with CVB3 are not completely understood. In the current study, comparative proteomic analysis of A.BY/SnJ mouse hearts 84 days post infection (84 d p.i.) with CVB3 and age-matched non-infected mouse hearts was performed. 2D-DIGE and gel-free LC-MS/MS were used to characterize the changes occurring at the molecular level and Western Blot analysis as well as immunohistochemical staining was carried out for validation of results. A total of 101 distinct proteins were identified as displaying dilated cardiomyopathy-associated changes in A.BY/SnJ mouse hearts 84 d p.i. compared to age matched controls. Comprehensive analysis by both DIGE and gel-free proteomics revealed proteins related to lipid metabolism (18%), carbohydrate metabolism (14%), cell morphogenesis (14%) and respiratory electron transport chain (9%) to display significantly altered levels in diseased mouse hearts. The significant increase in extracellular matrix proteins observed in mouse hearts 84 d p.i. indicated extensive fibrosis. On the other hand, proteins related to energy metabolism were identified at lower levels in infected mouse hearts than in controls. These proteomics data and the decrease in activities measured for complexes I-IV of the respiratory electron transport chain in A.BY/SnJ mouse hearts 84 d p.i compared to age matched controls, indicate a diminished energy supply in the dilated hearts of CVB3 infected mice. Furthermore, proteins associated with muscle contraction were identified at lower levels in mouse hearts 84 d p.i. compared to age matched controls indicating compromised myocardial contractility due to virus induced dilated cardiomyopathy. While extracellular matrix proteins and contractile proteins were identified in the DIGE analysis, proteins of lipid metabolism which are mostly mitochondrial in origin and have a pI > 7 were identified by gel-free proteomics indicating the advantages of both methods. Gel based analysis also aided in the identification of protein isoforms/ species which allows conclusions on post translational modifications and protein processing. Thus, the current study also identified infection related changes in the phosphorylation of selected proteins. Phosphospecific staining of the gels demonstrated increased phosphorylation of myosin regulatory light chain - ventricular isoform, actin - aortic smooth muscle isoform, heat shock protein 90B, and heat shock protein beta-1 in infected mouse hearts. Extensive degradation of proteins was not observed in the dilated heart. As described earlier, virus induced dilated cardiomyopathy develops over a period of 90 days in the murine model during which the mice also grow and undergo aging. Since aging is one of the factors influencing the susceptibility of animals to disease, age dependent changes in the proteome of mouse hearts were also studied by comparing 4 months old (84d) A.BY/SnJ mice with 1 month old mice as controls. Complementary analyses by 2D-DIGE and gel-free LC-MS/MS analysis revealed 96 distinct proteins displaying age associated differences in intensity. These proteins are related to lipid metabolism (19%), protein transport (17%) and electron transport chain (12%). Mitochondrial proteins such as carnitine-o-palmitoyltranferase 1, carnitine-o-palmitoyltranferase 2, and carnitine-O-acetyltransferase involved in lipid metabolism and transport were identified at significantly higher levels indicating higher energy demand in 4 months old mice compared to controls. This conclusion is complemented by observation of decreases in the levels of respiratory electron transport chain proteins especially of subunits of ATP synthase as a member of complex V. Furthermore, an increase in intracellular transport proteins was also observed in 4 months old mouse hearts compared to one month old controls. An increase in the level of vesicular transport proteins likely constitutes a secondary effect leading to endoplasmic reticulum associated protein degradation. In the two studies described above, altered mitochondrial functioning and thereby decreased energy/ATP production was very prominent indicating the role of mitochondria in health and disease. The exchange of ADP/ATP across the mitochondrial membrane is carried out by the carrier protein adenine nucleotide translocase1 (ANT1). To improve understanding of the influence of ANT1 in the heart, comparative proteomic analysis using gel-free LC-MS/MS was performed with hearts of 3 months old rats over-expressing ANT1 using hearts from age-matched wild type animals as controls. A total of four hundred and thirty three proteins were identified with at least two peptides, of which eighty seven proteins displayed small but significant (p<0.05) changes in intensity. Proteins related to integrin linked kinase signalling and myocardial contraction displayed increased levels whereas proteins of the mitochondrial respiratory electron transport chain displayed decreased levels in ANT1 overexpressing hearts compared to wild type animals. Oxyblot analysis performed to study changes in the protein oxidation did not reveal any significant difference in the oxidative state of the proteins between the wild type and transgenic animals. To understand the influence of ANT1 overexpression in virus induced dilated cardiomyopathy, comparative proteomic analyses was performed for the mitochondrial fractions from the hearts of 8 months old rats of the wild type and ANT1 transgenic animals infected with CVB3. Of a total of 370 identified proteins, 83 proteins displayed altered levels in ANT1 overexpressing animals compared to controls. Proteins related to mitochondrial electron transport chain, fatty acid metabolism, contractility and cell structure displayed decreased levels in the infected transgenic animals compared to controls indicating decreased energy metabolism and myocardial contractility besides compromised cell structure. Besides viral causes of dilated cardiomyopathy, autoimmunity also plays a major role in the development of myocarditis and dilated cardiomyopathy. Therefore proteomic analyses of experimental models of autoimmune myocarditis generated by active immunization of rats with peptides of FcγIIa receptor -CEPPWIQVLKEDTVTL (peptide 1) designated as FcR animals and CRCRMEETGISEPI (peptide 2) designated as FcR2 animals- was performed. Of the 303 proteins identified with at least two peptides by gel-free LC-MS/MS analysis. 43 proteins displayed intensities greater than 1.2 fold in FcR rat hearts and 49 proteins displayed intensities greater than 1.2 fold in FcR2 rat hearts compared to animals injected with KLH adjuvant treated as controls. The majority of the alterations (>70%) were observed in both autoimmune models. Thus, immunization leading to an induction of the acute phase response signalling was observed in both experimental setups. Furthermore, the increased amount of proteins such as lumican or procollagen alpha 1, type 1 indicated the presence of fibrosis after immunization independent of the peptide used. In summary, using proteomics the current thesis addresses the changes in protein profiles of two models of dilated cardiomyopathy, namely, virus induced dilated cardiomyopathy and autoimmunity induced dilated cardiomyopathy in mouse and rat models of disease. 2D-DIGE and gel-free LC-MS/MS analysis are complementary techniques which provided a comprehensive view of the changes in the protein profile of hearts of the different animal models. Altered mitochondrial function resulting in decreased energy metabolism and compromised myocardial contractility were prominent in viral models of cardiomyopathy whereas intense acute phase response signalling was observed as a characteristic feature of autoimmune dilated cardiomyopathy. Altered mitochondrial function was also prominent in age associated changes in the heart of A.BY/SnJ mice indicating the role and influence of mitochondria in health and in disease.

The goal of this thesis was to study the systematic relationships within the superfamily Sylvioidea (Aves: Passeriformes) in general and within the closely related families Acrocephalidae and Locustellidae in particular, by means of DNA sequences. Sylvioidea itself and families therein were the focus of many studies based as well on morphological characters as on DNA. Due to their morphological similarity and their presumably rapid radiation most studies failed to solve relationships between sylvioidean families and also demarcations of single families and relations within are still in progress. In this study, an enlargement of previous datasets, both taxa and number of DNA sequences, and more sophisticated analysis methods were used to improve the resolution in Sylvioidea, Acrocephalidae and Locustellidae. In addition, the applicability of barcoding in Acrocephalidae was tested. The monophyly of Sylvioidea could be supported and the families Paridae and Remizidae, which were sometimes still included, clustered among the outgroup taxa. Four families, Nicatoridae, Panuridae, Alaudidae, and Macrosphenidae constitute basal splits within Sylvioidea. The division of the former sylviid/timaliid clade in five families, Sylviidae, Leiothrichidae, Pellorneidae, Timaliidae, and Zosteropidae was supported. Scotocerca, Erythrocercus, and Hylia, previously supposed to be members of Cettiidae, were shown not to belong to this family. As the three genera are also morphologically and ecologically different, they were here proposed to be elevated to family rank, Scotocercidae, Erythrocercidae and Hyliidae, respectively. The family Acrocephalidae consisted of the four genera, Nesillas, Acrocephalus, Hippolais, and Chloropeta. In the analysis for this thesis, the latter three appeared to be non-monophyletic. One Acrocephalus species, A. aedon was sister to a clade containing four species of Hippolais as well as two out of three Chloropeta species. They were all merged in the genus Iduna, based on the DNA evidence and shared morphological and ecological characters. Iduna had priority over Hippolais or Chloropeta according to the International Code of Zoological Nomenclature. The one remaining Chloropeta species (C. gracilirostris) had to be renamed to Calamonastides as Chloropeta was no longer available for this taxon. Seven genera were included in the re-analysis of the family Locustellidae: Locustella, Bradypterus, Megalurus, Dromaeocercus, Schoenicola, Cincloramphus, and Eremiornis. Apart from the monotypic genera Dromaeocercus and Eremiornis and Schoenicola, of which only one species was included, the remaining genera were found to be non-monophyletic. One clade contained all Locustella species, Megalurus pryeri and all Asian/Oriental Bradypterus species. All species in this clade were synonymized with Locustella, as the type species of Locustella was included, whereas the type species of Bradypterus fell in a different clade. Therefore, the remaining African Bradypterus species retained their genus name, and Dromaeocercus was renamed to Bradypterus as it clustered within Bradypterus. Cincloramphus, intermingling with the remaining Megalurus species, was synonymized with the latter. Barcoding, growing in popularity for delimiting species, was tested in its applicability for Acrocephalidae. Fourteen taxa currently recognized as full species would fall under the 2% threshold of sequence divergence proposed for delimiting species using the mitochondrial cytochrome b gene. It was also shown that it is important to clarify which part of a DNA sequence is used, as different parts can give different results regarding the 2% threshold. In addition, the choice of “complete deletion” or “pairwise deletion” in calculating genetic distances is important, if incomplete are sequences used.

In this work we present a theoretical description of electron release in the collision of atomic and molecular projectiles with metallic and especially dielectric surfaces. The associated electron yield, the secondary electron emission coefficient, is an important input parameter for numerical simulations of dielectric barrier discharges and other bounded low-temperature gas discharges. The available reference data for emission coefficients is, however, very sparse and often uncertain, especially for molecular projectiles. With the present work we aim to contribute to the filling of these gaps by providing a flexible and easy-to-use model that allows for a convenient calculation of the emission coefficient and related quantities for a wide range of projectile-surface systems and the most dominant reaction channels.

Die Anzahl der getöteten Fußgänger im Straßenverkehr im Jahr 1970 bedingte den Wendepunkt für die Betrachtung des Fußgängerunfalles. Durch intensivierte Forschung und Umsetzung von Schutzbestrebungen konnten Unfallzahl und deren Folgenschwere bereits effektiv gesenkt werden. Durch stetigen Wandel der Fahrzeugtypen und oftmals unzureichende, medizinische und technische Verknüpfung der Untersuchungsbedingungen werden fortgeführte Untersuchungen benötigt. Durch Kombination technischer, medizinischer, psychologischer sowie weiterer Forschungsansätze konnte auf Grundlage einer in-depth-Unfalldatenerhebung die IMPAIR Studie (In-depth Medical Pedestrian Accident Investigation and Reconstruction Study) vom 1. Juli 2001 bis zum 31. Dezember 2004 als eine prospektive Beobachtungsstudie im Großraum Berlin durchgeführt werden. Diese erlaubt eine Darstellung von Zusammenhängen zwischen Unfallumgebung, Kinematik und Verletzungsmuster mit den Besonderheiten der Ursachenentstehung für den Fußgänger-Pkw-Unfall. Die vorliegende Arbeit trägt dabei zum systematischen Verständnis der speziellen Unfallsituation bei. Die geforderten Einschlusskriterien konnten 37 Unfälle erfüllen und diese wurden einer detaillierten Analyse unterzogen. Die Fallzahl respektierend wurde eine deskriptive statistische Auswertung vorgenommen. Mit einem mittleren MAIS (Maximum Abbreviated Injury Scale) von 3,9 und ISS (Injury Severity Score) von 33,8 lag eine hohe Verletzungsschwere vor. Die durchschnittliche Kollisionsgeschwindigkeit betrug 49,5 km/h (Spanne 28-93km/h). Eine hohe Verletzungsschwere war regelhaft mit einer hohen Anstoßgeschwindigkeit kombiniert. Der Kopfanprall fand mit 51 % (n=19) gehäuft auf der Frontscheibe statt und fiel mit einem mittleren MAIS von 3,4 auffallend hoch aus. Aus dem Sekundäranprall auf der Fahrbahn resultierten leichtere Verletzungen. Die Unfallschuld war in ca. zwei Drittel der Kollisionen durch Unachtsamkeit der Fußgänger zu erklären; die Pkw-Fahrer dominierten durch Fahren mit überhöhter Geschwindigkeit. Hervorzuheben ist die Häufung der Unfälle in Bereichen des öffentlichen Personennahverkehrs bei guten Sicht und Witterungsbedingen in der Hauptverkehrszeit.

Der Stellenwert der Lymphonodektomie beim Endometriumkarzinom im Stadium 1 nach UICC ist eine noch immer kontrovers diskutierte Frage. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwiefern bei Patientinnen, welche aufgrund bestimmter histopathologischer Parameter der Gruppe der „low risk“ Endometriumkarzinome zugeordnet werden können, auf eine Lymphonodektomie verzichtet werden kann. Außerdem sollte das notwendige Ausmaß der Lymphonodektomie (pelvin vs. pelvin und paraaortal) erforscht werden. Informationsquellen für diese retrospektive Analyse waren zum einen das Archiv der Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe der Universitätsmedizin Greifswald und das Archiv der Klinik für Strahlentherapie der Universitätsmedizin Greifswald. Komplettiert wurden die Informationen durch Fragebögen an die betreuenden niedergelassenen Gynäkologen zu Themen des weiteren Überlebens. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SAS® Enterprise Version 4. In dieser Arbeit konnte kein Überlebensvorteil für die Durchführung einer Lymphonodektomie bei Patientinnen mit niedrigem Risiko eines Lymphknotenbefalls („low risk“) ermittelt werden. Auch das Ausmaß der Lymphonodektomie hatte an dem in dieser Arbeit untersuchtem Kollektiv keinen Einfluss auf das Überleben, weder für Patientinnen mit dem prognostisch günstigeren Typ I Endometriumkarzinom noch für Patientinnen mit hohem Risiko für Lymphknotenbefall („high risk“). Etablierte Prognosefaktoren für einen ungünstigen Verlauf, wie Tumorgröße, Myometriuminvasion, das Vorliegen einer „high risk“ Konstellation und Blut- und Lymphgefäßbefall, konnten in dieser Arbeit zumindest im Trend bestätigt werden. Ein besonderes Augenmerk richtete sich dabei auf einen relativ neuen Prognoseparameter, die „Tumorfreie Distanz“. Aufgrund der geringen Anzahl an erreichten Endpunkten konnte jedoch kein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Tumorfreien Distanz und der Prognose des Endometriumkarzinoms in einem niedrigen Tumorstadium gefunden werden.