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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.
Thiol or sulfhydryl groups are highly reactive functional groups in cellular systems. Molecules carrying thiol groups are mostly derivatives of the amino acid cysteine and are grouped as low molecular weight (LMW)-thiols: coenzyme A (CoA), glutathione (GSH) or bacillithiol (BSH). LMW-thiols can help in the maintenance of the reduced cellular environment as so called redox-buffers. Additionally, they act as co-factors in enzyme reactions or help in the detoxification of reactive oxygen or nitrogen species, electrophilic compounds or thiophilic metalloids (arsenite, tellurite). In proteins from different organisms cysteine is underrepresented compared to other amino acids, but still overtakes diverse roles. It is an important determinant in the tertiary and quaternary structure of proteins. The nucleophilic character of the thiol or thiolate group, respectively, makes cysteine the catalytically active amino acids of different enzymes. As a precursor cysteine participates in the formation of Fe-S clusters and coordinates different co-factors like heme, iron or zinc. The main goal of this study was the investigation of the different cellular thiol pools, now defined as the thiolome. The thiolome is the entity of the cellular thiol pools, i.e. LMW-thiols and protein thiols, and the dynamics between these pools. In Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus mixed disulfides between protein thiols and free LMW-thiols, so called S-thiolations, were identified in different proteins in response to the thiol specific reagent diamide. Some of these S-thiolations were located at catalytically active cysteine residues. Subsequent analysis of metabolites supports this: the S-thiolation of the cobalamine-independent methionine-synthase MetE led to a decrease of the cellular methionine content. Additionally, the conversion of threonine to different branched-chain amino acids (BCAAs) was disrupted by the S-thiolation of the branched-chain amino acid aminotransferase YwaA, thereby probably inducing the synthesis of ppGpp, the alarmon of the stringent response. In addition to the identification of S-thiolations a technique was established which allowed the discrimination between intra- and intermolecular disulfides. The non-reducing/ reducing diagonal gel electrophoresis was applied to B. subtilis and S. aureus and confirmed known existing disulfide bonds, e.g. in alkyl hydroperoxide reductase AhpC or the thiol peroxidase Tpx. In response to diamide an increase of specific disulfide bonds in different proteins was observed. The analysis of the LMW-thiol content by an HPLC-approach allowed the observation of the dynamics of the thiolome. In response to diamide the reduced LMW-thiol content decreased by 75%, reduced protein thiols by 60%. Collaborations with other working groups allowed the identification of BSH in this approach. Additionally, an unknown thiol was found that is likely a derivative of BSH. Screening of the LMW-thiol content of different S. aureus-strains under various growth conditions revealed that strains 8325-4 and SH1000 lack BSH. The lack of BSH was attributed to an 8 bp-duplication in the bshC-gene that encodes the last enzyme of the BSH-synthesis. BSH-production was restored by transducing plasmid-borne functional BshC from strain Newman into strains 8325-4 and SH1000. The reconstitution of the BSH-synthesis aided in the resistance to the antibiotic fosfomycin but did not increase the resistance to different oxidants (diamide, sodium hypochlorite, hydrogen peroxide). The production of BSH had also positive effects on the survival of S. aureus inside human bronchial epithelial cells and murine macrophages in phagocytosis assays. Additionally, a GSH-uptake was observed into S. aureus which has before been known as a GSH-free bacterium. Taken together, this thesis provides the first insights into both, the LMW-thiol- and protein thiol pool of low GC, Gram-positive bacteria under different conditions. A plethora of different methodologies was used to describe the thiolome. The bacterial thiolome is a sophisticated system which is tightly regulated, but also flexible enough to not rely on determined molecules like BSH. The influences of the thiolome are not restricted to its own system and regulation, but also affect different branches of cellular physiology like the metabolism of BCAAs.
In aged humans, stroke is a major cause of disability for which no neuroprotective measures are available. In animal studies of focal ischemia, short-term hypothermia often reduces infarct size. Nevertheless, efficient neuroprotection requires long-term, regulated lowering of whole-body temperature. Previously, it is reported that post-stroke exposure to hydrogen sulfide (H2S) effectively lowers whole-body temperature and confers neuroprotection in aged animals. Here we report for the first time that the animals exposed to H2S the normal sleep–wake oscillations are replaced by a low-amplitude EEG dominated by a 4-Hz rhythmicactivity, reminiscent of EEG recordings in hibernating animals. In the present study using magnetic resonance imaging, reverse transcriptase polymerase chain reaction, western blotting and immunofluorescence, we characterized the central nervous system response to H2S -induced hypothermia and report, that annexin A1, a major constituent of peripheral leukocytes that is upregulated after stroke, was consistently downregulated in polymorphonuclear cells in the peri-lesional cortex of post-ischemic, aged rat brain after 48 hours of hypothermia induced by exposure to H2S. This might be due to the reduced kinetics of recruitment, adherence and infiltration of PMN cells by H2S -induced hypothermia. Our findings further suggest that, in contrast to monotherapies that have thus far uniformly failed in clinical practice, prolonged hypothermia has pleiotropic effects on brain physiology that may be necessary for effective protection of the brain after stroke.
In der Arbeit wird die Synthese und Charakterisierung von trans-Platin(IV)-Diaziden beschrieben. Es wird gezeigt, dass sie durch die Verwendung von UV- und Weißlicht photoaktiviert werden können, wobei Photoreduktionen, Photosubstitutionen oder Photoisomerisierungen auftreten können. Ähnlich wie der bekannte Antitumorwirkstoff Cisplatin, sind die Verbindungen in der Lage irreversiblel an DNA zu binden. In Zellversuchen konnte zusätzlich eine antiproliferierende Aktivität festgestellt werden, wenn mit Licht bestrahlt wurde. Im Dunkeln zeigten die Verbindungen keine Wirkung. Durch Zellzyklusanalysen und der Beobachtung von morphologischen Veränderung nach der Behandlung mit Platin(IV)-Diaziden kann jedoch auf einen zu Cisplatin unterschiedlichen Wirkmechanismus geschlossen werden.
IFN-β1b hat eine Vielzahl von Effekten auf das Immunsystem, die wir noch nicht ganz verstehen und deren Auswirkung auf die Behandlung von MS wir nicht transferieren können. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass der Einfluss des IFN-β1b auf die Zytokinsekretion abhängig vom Krankheits- und Zelltyp ist. Dazu wurde ein in-vitro System entwickelt, in dem die Effekte von IFN-β1b auf die Proliferation und die Zytokinsekretion proinflammatorischer Zytokine (IFN-gamma, TNF-alpha, IL-17) und antiinflammatorischer Zytokine (IL-4, IL-5 und IL-10) von mononukleären Zellen (PBMC) und T-Lymphozyten (CD4+ und CD8+ T-Zellen) von Gesunden und Patienten mit schubförmiger (RRMS) und primär progredienter Multiplen Sklerose (PPMS)untersucht werden. In den Ergebnissen zeigte sich eine deutlich größere IFN-β1b- Prävalenz in der RRMS-Gruppe, welches konform zu den bisherigen klinischen Beobachtungen in der MS-Therapie ist und einen möglichen Erklärungsansatz bietet, warum IFN-β1b in der RRMS-Behandlung etabliert ist, nicht jedoch in der PPMS. Zusammen mit den Beobachtungen der Mitoxantronstudie unterstützen diese Ergebnisse die Hypothese, dass der Schlüssel für die Therapie in der Multiplen Sklerose auf der immunmodulatorischen Ebene zu finden ist. Um auch Fortschritte in der Entwicklung wirksamer Langzeittherapien für PPMS-Patienten zu machen, ist es wichtig, die Pathogenese der PPMS besser zu verstehen. Erst das genaue Verständnis der pathologischen Mechanismen kann es ermöglichen, neue Angriffspunkte für Medikamente zu entdecken. Die Schwierigkeit für die neuroimmunologische Forschung besteht zusätzlich darin, dass die Veränderungen bei der PPMS, im Gegensatz zur RRMS, nicht sprunghaft, sondern schleichend verlaufen und damit klinische Effekte schwerer zu beurteilen sind.
TRAIL ist ein Mitglied der TNF-Familie und kann Apoptose in vielen Tumorzellen auslösen, ohne dabei nicht transformierte Zellen zu schädigen. 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 gegenüber 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 gegenüber 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 Molekül 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.
Es wurden 14 (fünf Spitzen im dreidimensionalen Raum und neun im zweidimensionalen Raum, darunter zehn Prototypen)unterschiedliche Ultraschallspitzendesigns auf ihr Schwingungsverhalten am distalen Spitzenende ohne Kühlung untersucht. Die Untersuchungen fanden, mittels Mikroskop(Fa. Olympus Soft Imaging Solutions GmbH, Hamburg, Deutschland) und die weiteren Versuche mittels einer Highspeedkamera SA-1.1 (Fa. Photron Limited, Tokyo, Japan), in drei Ebenen (xy, yz und zx)in Bensheim statt. Die Vermessung und Analyse ist mit der dazugehörigen Bildanalyse - Software analySIS Five (Fa. Olympus Soft Imaging Solutions GmbH, Hamburg, Deutschland) durchgeführt worden. Alle Untersuchungen erfolgten mit dem „PerioScan-alt-Greifswald“ (Fa. Sirona, Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland). Die „Greifswalder“ Werte wurden mit den Versuchen in Bensheim verglichen. Es konnten Rückschlüsse auf das Bewegungsmuster der Spitzen gezogen werden.
Das Zusammenspiel von Transportproteinen in den Nieren, der Leber und im Intestinaltrakt ist notwendig für die effiziente Elimination von potentiell giftigen Metaboliten und die Erhaltung von essentiellen Metaboliten für 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 während sich Mrp3 (Abcc3) in der basolateralen Membran befindet. Die Rolle der Mrp-Transporter in der Regulation des zellulären Redoxstatus ist noch nicht aufgeklärt. Die systemische Mrp2-Defizienz induziert die mRNA-Expression antioxidativer Proteine in der Niere. Auch die Aktivität des sympathischen Nervensystems ist wichtig für 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. Zunächst sollte nach renaler Denervation von Lewisratten und kongenen Mrp2-defizienten Ratten die Transporterexpression und -funktion von Mrp2 und Mrp4 bestimmt werden. Weiterführend sollte als Modell für eine Nierenschädigung 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 zellulären Redoxregulation unter nephrotoxischen Bedingungen. Es wurde die Hypothese getestet, dass die renale Mrp2-Defizienz eine akute CsA-induzierte Nephrotoxizität verstärkt. Die kongene Transplantation von Mrp2-defizienten Nieren auf Wildtypempfänger (Lewisratten) erzeugte eine isolierte renale Mrp2-Defizienz. Als Kontrollen dienten syngene Transplantationen unter Lewisratten. Die Tiere wurden für eine Woche mit CsA in einer immunsuppressiv wirkenden Dosis bzw. einer zusätzlich nephrotoxisch wirkenden Dosis oder mit einer Placebodiät behandelt. Zur Überprüfung der Hypothesen wurde die Transporterfunktion durch Clearance-Messungen und die Transporterexpression durch Real-time PCR, Western blot und Immunhistologie untersucht. Darüber hinaus charakterisierte ein PCR-Array das nephrotoxisch-veränderte Expressionsmuster. Außerdem wurden Enzymaktivitäten durch Lucigenin-verstärkte Chemilumineszenz und fotometrische Enzymaktivitätsassays 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 führte zu erhöhten Mrp2- und Mrp4-mRNA-Gehalten und zu einem reduzierten Mrp3-Proteingehalt im renalen Kortexgewebe. Durch zusätzliche 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 für 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 verändert. Des Weiteren war zu diesem Zeitpunkt der renale Gesamtglutathiongehalt unabhängig von der renalen Denervation reduziert. Nach sieben Wochen vermehrt auftretende Hydronephrosen im Nierenkortex lassen sich als ein histologisches Anzeichen für 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 zusätzlich 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 Nephrotoxizität hin. Durch die Behandlung mit CsA trat dosisabhängig ein erhöhter Glutathionquotient im Transplantatgewebe auf. Die nierenspezifische Mrp2-Defizienz führte 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 Abhängigkeit des mRNA-Gehalts des basolateralen Transporters Mrp3 vom sympathischen Nervensystem unter Reduktion der Nierenmasse nachgewiesen werden. Außerdem verstärkt die renale Mrp2-Defizienz nicht die akute CsA-induzierte Nephrotoxizität, was möglicherweise auf eine kompensatorische Induktion der Glutathionperoxidase 2, der UDP-Glucuronosyl-transferase 1a6 oder des renalen Transporters Mdr1 zurückgeht.
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.
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.
Untersuchung zum Einfluss von Dehydroepiandrosteron auf die intestinale Mikrozirkulation bei experimenteller Endotoxinämie Abstrakt Einleitung: Sepsis und septischer Schock stellen die Haupttodesursachen auf chirurgischen Intensivstationen dar. Das Ziel dieser Studie war es den Einfluss von Dehydroepiandrosteron (DHEA) auf die intestinale Mikrozirkulation bei experimenteller Endotoxinämie mittels Intravital-Mikroskopie (IVM) zu untersuchen. Methodik: Die Studie wurde mit 40 männlichen Lewis 1A Ratten durchgeführt. Die Tiere wurden in 4 Gruppen unterteilt: 1. Kontrollgruppe, 2. DHEA-Gruppe, 3. LPS-Gruppe, 4. DHEA+LPS-Gruppe. Die DHEA-Gabe erfolgte als pre-treatment (28 mg/kgKG i.m.). Endotoxinämie wurde mit 5 mg/kgKG LPS von E. coli induziert. Klinische Parameter (mittlerer arterieller Blutdruck, Herzfrequenz, Körpertemperatur) wurden gemessen. Bei allen Tieren erfolgte IVM der Leukozytenadhärenz in Venolen 1° und 3° in submukösen Schichten. Die funktionelle Kapillardichte (FCD) der longitudinalen und circulären Muskelschicht sowie der intestinalen Mukosa wurde gemessen. Blutentnahmen erfolgten zur Messung der Konzentrationen von TNF-alpha, IFN-gamma, IL-1 alpha, GM-CSF, IL-4 und des Laktats. Ergebnisse: 90 Minuten nach Endotoxinexposition sank die FCD signifikant in der nicht-therapierten LPS-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe. DHEA-Applikation verbesserte die FCD signifikant. Die Leukozyten-Endothel-Interaktion war in der nicht-therapierten LPS-Gruppe signifikant erhöht, im Vergleich zur Gruppe 1, jedoch signifikant reduziert in der DHEA-behandelten LPS-Gruppe. Konzentrationen proinflammatorischer Zytokine (TNF-alpha, IL-1 alpha) sowie die Laktatkonzentration waren in den nicht-therapierten LPS-Gruppen zum Zeitpunkt t=165 Minuten erhöht. DHEA-Behandlung reduzierte diese Konzentrationen signifikant. Schlussfolgerung: DHEA-Gabe verbessert die intestinale FCD, senkt die Leukozytenadhärenz und die Konzentration von TNF-alpha, IL-1 alpha sowie Laktat bei experimenteller Endotoxinämie.
Ziel: Evaluation der Aussagekraft der Multislice-Computertomographie (MSCT) für die Prädiktion der Operationspflichtigkeit von Milzverletzungen bei Polytraumapatienen unter Anwendung ausgewählter Graduierungssysteme -Thompson Screening Test (TST) und erweiterter TST (ETST). Patienten und Methoden: Retrospektive Auswertung von Patienten, die im Zeitraum von 12/02 bis 06/10 eine Milzverletzung in der Polytrauma –MSCT aufwiesen. Unter Verwendung von Graduierungssystemen wurde anhand der CT-Morphologie die Wahrscheinlichkeit der Operationspflichtigkeit der Milzverletzung bestimmt. Diese Ergebnisse wurden mit dem tatsächlichen klinischen Verlauf anhand der elektronischen Krankenakte korreliert. Ergebnisse: Bei 139 von 2791 Polytraumaptienten wurde eine Milzverletzung in der MSCT-Polytraumaspirale erfasst. Die Korrelation der angewandten Graduierungssysteme mit den tatsächlich durchgeführten Interventionen an der Milz ergab Sensitivitäten von 91% (TST) und 69% (ETST) sowie Spezifitäten von 78% (TST) und 93% (ETST). Die positiven prädiktiven Werte lagen bei 57% (TST) und 76% (ETST), dementsprechend die negativen prädiktiven Werte bei 96% (TST) und 91% (ETST) hinsichtlich der Intervention einer Milzverletzung.
Derzeit wird bei der hygienischen Händedesinfektion eine Einreibedauer von 30 s empfohlen, welche in der Praxis oft nicht eingehalten werden kann. Zwar sorgt der alkoholische Anteil des Desinfektionsmittels allein schon für eine antimikrobielle Wirkung, dennoch spielt auch die Verteilung des Desinfektionsmittels und damit die Benetzung der Hautoberfläche eine wichtige Rolle um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Die Benetzung kann durch eine Verlängerung der Einwirkzeit gesteigert und durch die Zusammensetzung des Desinfektionsmittels beeinflusst werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob bei einer Anwendungsdauer der hygienischen Händedesinfektion von 15 s ein ebenso hoher Benetzungsgrad wie nach 30 s Einreibezeit erreichbar ist, und welchen Einfluss das Training auf den Benetzungsgrad hat. Dazu wurden 20 Probanden ausgewählt, die in einer randomisierten, gekreuzten Laborstudie an insgesamt vier Versuchstagen die hygienische Händedesinfektion mit einem UV-reaktivem Händedesinfektionsmittel durchführten. An den ersten beiden Versuchstagen galten die Probanden als untrainiert und hatten entweder 15 oder 30 s Zeit für die Durchführung der Händedesinfektion. An den letzten beiden Versuchstagen wurde das Standardeinreibeverfahren trainiert und ebenfalls für 15 bzw. 30 s angewendet. Die Vorder- und Rückseiten der benetzten Hände wurden unter UV-Licht fotografiert und die Fotos mit Hilfe einer Software ausgewertet, die benetzte von unbenetzten Arealen unterschied. Die Ergebnisse erlauben folgende Schlussfolgerungen. Die Einreibezeit allein hat keinen Einfluss auf den Benetzungsgrad der Hand. Nach 30 s wurden durchschnittlich 86,4 % der Handoberfläche benetzt, nach 15 s waren es 82,0 %. Die Differenz von 4,4 % war statistisch nicht signifikant. Auch bei einer verkürzten Anwendung der hygienischen Händedesinfektion ist demnach ein ähnlich hoher Benetzungsgrad zu erreichen wie nach den empfohlenen 30 s. Es gibt keinen Unterschied hinsichtlich der benetzten Fläche, wenn man sie lediglich in Hinblick auf die Einreibedauer vergleicht. Jedoch gibt es einen unterschied in der Benetzung zwischen trainierten und untrainierten Probanden unabhängig davon ob sie 15 oder 30s Zeit zur Händedesinfektion hatten (p<0,05). Trainierte Probanden erreichten einen Benetzungsgrad von 88,8 %, der damit um 9,2 % höher war als ohne Training. Trainierte Probanden, die 15 s Zeit hatten, die Schritte des Standardeinreibeverfahrens durchzuführen, benetzen eine größere Fläche als Probanden, die zwar 30 s Zeit hatten, aber untrainiert waren. Das verdeutlicht, welchen Stellenwert die Schulung des medizinischen Personals in der Vermeidung nosokomialer Infektionen hat. Ein besonderes Augenmerk bei der Durchführung der Einreibeschritte sollte auf die Benetzung des Handrückens, vor allem der rechten Seite, gelegt werden, da diese auch nach entsprechendem Training nur zu 83,1 % benetzt wurde. Als Fazit ergibt sich, dass es möglich ist, auch nach einer Einreibedauer von 15 s die Hand zufriedenstellend zu benetzen, allerdings unter der Voraussetzung, dass der Anwender trainiert ist. Das unterstreicht die Wichtigkeit konsequenter Schulungen und regelmäßiger Supervisionen zur Durchführung der Händedesinfektion. Eine Methode ist dabei die Verwendung von fluoreszierendem Desinfektionsmittel und die Kontrolle der Hand unter UV-Licht. Die Ergebnisse stellen quasi eine Legitimation der derzeitigen Praxis dar, verweisen aber zugleich auf die Wichtigkeit des Trainings der Händedesinfektion. Da man von gleicher bakteriozider Wirksamkeit des Desinfektionsmittels nach 15 und 30 s ausgeht, bleibt zu diskutieren, ob generell ein Herabsetzen der Einreibedauer für trainierte Anwender möglich ist.
Die Duchenne Muskeldystrophie ist eine der häufigsten monogenen Erbkrankheiten des Kindesalters. Mutationen in dem für das Dystrophin codierenden Genabschnitt führen zur Dystrophin-Defizienz und damit zur Schwächung der Verbindung zwischen den intrazellulären Muskelfilamenten und der extrazellulären Matrix. In der Folge kommt es zu Faseruntergängen und anhaltenden entzündlichen Prozessen. Schließlich wird das Muskelgewebe der Betroffenen von Narbengewebe, wie Bindegewebe und Fett ersetzt. In den letzten Jahren ist die progrediente Fibrosierung bei Duchenne Patienten in den Fokus der Forschung gerückt. In diesem Zusammenhang konnte die Serum- und Glukokortikoid induzierbare Kinase 1 (SGK1), welche einerseits in allen Geweben exprimiert wird und andererseits an der Entwicklung der Fibrose in verschiedenen Organen beteiligt ist, als mögliche Zielstruktur identifiziert werden. Um die Funktion der SGK1 für den Skelettmuskel genauer untersuchen zu können, wurden in der vorliegenden Arbeit Kraftmessungen an isolierten Mm. solei und Zwerchfellsegmenten 100 Tage alter mdx, Wildtyp (WT) und SGK1-defizienter (sgk1 /-) Mäuse durchgeführt. Zusätzlich konnten für dieses Projekt Dystrophin-defiziente Mäuse gezüchtet werden, welchen zusätzlich das SGK1-Gen fehlte (mdx/sgk1-/-). Parallel stattfindende histologische Analysen der Muskeln umfassten unter anderem die HE-Färbung zur Analyse der histologischen Struktur und die Färbung mit Sirius-Rot, welche die Quantifizierung der Menge an Bindegewebe ermöglichte. Das Krankheitsbild repräsentierend wiesen die mdx Muskeln die erwarteten pathologischen Veränderungen in den Untersuchungen auf. Dabei war die spezifische Kraft im M. soleus im Durchschnitt um 30% und im Vergleich der Zwerchfellsegmente um 50% zum WT reduziert. Zusätzlich erfolgte die Muskelermüdung der mdx Muskeln bei repetitiver Stimulation deutlich schneller im Vergleich zum WT-Stamm. Die mdx Muskelquerschnitte wiesen zum Großteil zentrale Kerne auf und die Bindegewebsmenge war signifikant erhöht. Vor allem die mdx Zwerchfellsegmente wiesen mehr als die doppelte Menge an Kollagen im Vergleich zum WT auf. Im Gegensatz dazu zeigten die Muskeln der sgk1-/- Tiere in der histologischen Analyse eine insgesamt intakte Struktur ohne Entzündungszeichen oder zentrale Kerne. Die Menge an Bindegewebe befand sich auf dem Niveau der WT-Kontrolle. Dennoch war die spezifische Kraft bei 120Hz im M. soleus um 20% und im Zwerchfell um 25% im Vergleich zum WT verringert. Überraschenderweise entwickelte das mdx/sgk1-/- Mausmodell in der Kraftmessung der Mm. solei identische spezifische Kräfte wie der WT-Mausstamm. Einzig die Zwerchfellsegmente der mdx/sgk1-/- Tiere wiesen pro Querschnittsfläche ein Kraftdefizit von 20% im Vergleich zum WT auf. Dennoch konnten zentrale Kerne und Entzündungszeichen ähnlich wie in den mdx Muskeln nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu fehlte die Fibrosierung. Der prozentuale Anteil an Bindegewebe der mdx/sgk1-/- Muskeln entsprach dabei dem der WT-Tiere. Abschließend ist festzuhalten, dass der mdx Phänotyp in der vorliegenden Untersuchung hinsichtlich der Histologie und der kontraktions-physiologischen Charakteristik den aus der Literatur bekannten Kriterien entsprach. Des Weiteren konnte bei der Untersuchung der sgk1-/- Tiere ein Einfluss der SGK1 auf die Histologie, wie auch auf die Physiologie der Skelettmuskeln festgestellt werden. Das Fehlen der SGK1 hatte dabei Einfluss auf die Fasertypenverteilung wie auch die Kraftentwicklung. Das mdx/sgk1-/- Mausmodell ermöglichte es, den Einfluss der SGK1 auf die Fibroseentwicklung zu studieren. Es konnte festgestellt werden, dass der pathologische Ersatz der quergestreiften Muskulatur durch Bindegewebe im mdx/sgk1-/- in Bezug zum mdx Phänotyp verringert war. Das Fehlen des SGK1-Proteins führt demnach zur Unterbrechung einer für die Fibroseentwicklung wichtigen Signalkaskade. Des Weiteren konnte ein positiver Effekt der SGK1-Defizienz bei fehlendem Dystrophin auf die Kraftentwicklung der Muskeln festgestellt werden. Dennoch waren starke degenerative bzw. regenerative Prozesse histologisch nachweisbar. Die Ergebnisse zeigen, dass die SGK1 ein wichtiger Mediator in der Fibroseentwicklung der Muskeldystrophie ist. Damit könnte das Enzym ein potentielles Ziel zur pharmakologischen Beeinflussung des Verlaufs der DMD und einer Vielzahl anderer degenerativer Erkrankungen darstellen.
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.
Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung einer unterschiedlichen Expression von p120ctn Exon A und p120ctn Exon B am Beispiel von Patienten mit einem duktalen Pankreaskarzinom. Die Differenzierung der unterschiedlichen p120ctn Isoformen erfolgte mittels Antikörper gegen p120ctn Exon A und p120ctn Exon B. Auch über eigens hergestellte p120ctn GFP Fusionsproteine konnte die Sensitivität und Spezifität der Antikörper in der Immunfluoreszenz und im Western Blot gezeigt werden. In der Auswertung der Expression von p120ctn wurden die jeweiligen Patienten einem dominanten p120ctn Exon A oder p120ctn Exon B Expressiontyp zugeordnet. Im Vergleich der Überlebenszeiten fand sich eine deutlich schlechtere Überlebenswahrscheinlichkeit bei der Dominanz von p120ctn Exon A. Auch bei der Betrachtung von transfizierten Patu 8889S Zellen im Scratch Assay zeigte sich eine vermehrte Migration bei p120ctn Exon A transfizierten Zellen. Ebenso ist die Proliferation am Beispiel von transfizierten Hek293 Zellen mit p120ctn Exon A erhöht. Verbunden ist dies mit einer Umverteilung von p120ctn ins Zytosol und in den Kern besonders bei p120ctn Exon A Dominanz. Dies führt über die geringere Membranbindung zur Behinderung der Clusterbildung der Cadherine, zum eingeschränkten Transport von E-Cadherin und zu einem vermehrten Abbau von E-Cadherin. Stattdessen ist p120ctn vermehrt in Zytosol zu finden mit Modulation des Zytoskelettes. Dies führt zu der vermehrten Migration. Im Zellkern kommt es über die Bindung von p120ctn an den Transkriptionsfaktor Kaiso zur Regulation der Wnt Signalkaskade. Diese ist essentiell für die Embryonalentwicklung und bei auch vielen malignen Tumoren aktiv. Über die Kaiso Konzentration wird die Wnt Signalkaskade verstärkt oder inhibiert. Eine zunehmende p120ctn Lokalisation im Kern führt letztlich zu einer Aktivierung der Wnt Kaskade. Da die nukleäre Lokalisation besonders bei p120ctn Exon Dominanz ausgeprägt war, könnte dies die erhöhte Proliferation von p120ctn Exon A transfizierten Zellen erklären. Ob die Lokalisation von p120ctn den entscheidenden Einfluss hat oder ob es noch spezifische Bindungspartner für die Isoformen gibt, ist Gegenstand weiterer Untersuchungen.
Diese Studie untersuchte die Effektivität des Acti-Des-blue-Verfahrens zur Sanierung des kontaminierten Wasserreservoirs von Zahnarztstühlen. Untersucht wurden 6 Behandlungseinheiten über einen Zeitraum von 6 Monaten. Mikrobiologisch wurden die entnommenen Wasserproben untersucht auf Gesamtkoloniezahl, Schimmelpilzvorkommen, Pseudomonas aeruginosa- Vorkommen, Legionella pneumophila- Vorkommen, Redox- und pH-Wert. Als Fazit ließ sich ableiten, dass das Acti-Des-blue-Verfahren bei starker Biofilmbelastung der Dentaleinheiten nicht in der Lage ist, die mikrobielle Belastung so weit zu reduzieren, dass die Anforderungen der Trinkwasserverordnung eingehalten werden.
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 große epidemiologische Bedeutung haben. Die komplexe Infektionsthematik sollte unter zwei Gesichtspunkten betrachtet werden: der Prävention und der Behandlung. Zur Prävention von Infektionen zählen neben der Dekontamination und Sterilisation auch die Impfungen sowie die Hygiene- und Gesundheitsaufklärung. Bei der Behandlung von Infektionen kann auf Antibiotika zurückgegriffen werden, wenn das humane Immunsystem die Infektionen nicht auf natürliche Weise bekämpfen kann. Zwischen 1969 und 2000 wurde kein neues Antibiotikum den bereits vorhandenen Antibiotikaklassen hinzugefügt. 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 Zelloberfläche platziert oder werden aktiv ins Medium sekretiert. Um das pathogene Potential von S. aureus besser zu verstehen und aufzuklären ist ein Verständnis über 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 Verständnis, warum und wie Virulenzfaktoren Infektionen auslösen birgt ein großes 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 Geräte bestehen immer häufiger aus bio-kompatiblen Polymeren (z.B. Polyethylen (PE) oder Polyethylenterephthalat (PET). Diese thermosensitive Polymere können keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden, ohne dass sie beschädigt 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 für diese thermosensitive Materialen sind also gefragt. Hierbei rückt 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 atmosphärischen 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 für die mikrobielle Dekontamination dar. Seit einiger Zeit wird NTP auch erfolgreich bei der Wundbehandlung angewendet. Erste Studien zeigen ein großes 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 für welchen Zweck am besten geeignet; (ii) was sind die Vorteile von Plasma im Vergleich zu gängigen medizinischen Behandlungen; (iii) ist Plasma ein ökonomische Alternative im Vergleich zu gängigen Anwandelungen und Standards? Bevor Plasma sicher und routinemäßig in Krankenhäusern zu Einsatz kommen kann ist es zusätzlich von größter Wichtigkeit den Einfluss von Plasma auf Zellen zu klären. Erst wenn die Plasma-Zell-Interaktion (pro- und eukaryotische Zellen) grundsätzlich untersucht und verstanden ist kann eine sichere, erfolgreiche und vor allem akzeptierte Implementierung in den Krankenhausalltag stattfinden.
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 überprüfen. Eine Gruppe von 148 Teilnehmern (90 Frauen, 58 Männer) der bevölkerungsrepräsentativen Studie „Leben und Gesundheit in Vorpommern“ (Study of Health in Pomerania - SHIP) wurde für diese Untersuchung zugelassen. Jeder Teilnehmer wurde dabei einer klinischen kieferorthopädischen Untersuchung nach zuvor festgelegtem Verfahren unterzogen. Die Magnetresonanztomogramme wurden mit Hilfe von vier linearen Messungen und einer Verhältnisvariable 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 kieferorthopädischer 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 Verhältnis 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 Verhältnis 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.
The main objective of this research was to enhance the understanding of the inte¬ractions of bentonite with iron in the near field of a HLW-repository. One target was to investigate natural Fe-rich bentonites as a possible analogue. Another topic was to recognize the mineralogical interaction of bentonite with iron powder simulating the contact of bentonite with steel containers (thermodynamic approach). An additional objective was to explore the idea that bentonites have a specific dissolution potential (kinetic approach). In order to take the thermodynamic approach, compacted MX80 bentonite and Friedland clay were used as starting materials for clay/iron interaction experiments in per¬colation systems (Clay/Iron-ratio = 0.1). The natural processes were studied by examining a tropical wea¬thering profile of serpentiniz¬ed diabase from the Thanh Hoa province of Vietnam. The kinetic approach was taken by investigating a series of well characterized bentonites, 9 from API-standard series, 12 from the BGR-collection and 4 others, all of them saturated with deionized water (liquid/solid-ratio = 10/1) and NaCl 1N solution (liquid/solid-ratio = 4/1) for 30 days, followed by exposing the soft gels to mechanical agitation by overhead shaking corresponding to two energy levels (20 rpm and 60 rpm). XRD and TEM – EDX measurement were the major analytical techniques applied in this research, with FT-IR and XRF analyses as additional tools to characterizing the structure and composition of the smectites. Thermodynamic Approach MX80 bentonite and Friedland Clay clearly show that chemical and mineralogical changes have occured in the reaction products. They are exemplified by the neoformation of serpentine and chlorite in certain mixed layer phases. The smectite in the reaction products had also undergone changes especially in the constitution of the octahedral and tetrahedral sheets as well as in the interlayer space. These alterations were evident by the difference in key peak positions and ratios of XRD-patterns, and by TEM-investigations, as well as by different positions and intensities of FT-IR-bands of octahedral and tetrahedral features. The alteration was also seen in the bulk chemical composition data (XRF). MX80 bentonite and Friedland clay show various types and stages of alteration under different experimental conditions. The alteration can be described as “illitization” in open reaction systems and “smectitization” in closed reaction systems. The degree of alteration was controlled by the degree of chemical activities (ion strength, Fe- & Si-activity, con-centration). Higher reactivities give higher degrees of dissolution and release of Si from clay minerals. The oxidation of native iron (Fe0 → Fe2+) was recognized as the main driving force for dissolution, but also the oxidation of Fe2+ (Fe2+ → Fe3+) appeared to reverse an open to a closed reaction system by increased Si-pre¬cipitation. The thermodynamic modelling of C/I-experiments by Mingliang Xie (GRS mbH) verified identified mineralogical alterations in the reaction products. Generally, the contact with metallic iron caused a strong increase in dissolution potential. The reason for this is the reducing potential of oxidation of iron which raised pH to become alkaline and increase dissolution of Si from clay particles. The mineralogical transformations recognized in the experiments, such as the neoformation of serpentine and chlorite phases, were also observed in the tropical weathering profile of serpentinized diabase. The wellknown fast development of Fe-rich montmorillonite in alteration of ultramafic rocks (e.g., Schnellmann, 1964) was also identified by mineralogical investigation of the weather¬ing profile. This confirms that smectitization is linked with higher Fe-activities also in nature. Fe2+ was present in this system and during oxidation acted as driving force for alteration. The reduction potential of Fe-oxidation caused an increase of pH into alkaline conditions. Kinetic Approach The hypothesis that smectite clays have a specific dissolution potential emanated from the study. This would mean that high amounts of Fe and Mg in the octahedral sheet can accelerate alteration in agreement to what was early proposed by Cicel & Novak (1976). The larger ion diameter of Fe and Mg in comparison with Al may well be responsible for a higher sheet stress, which would facilitate dissolution of smectites. The idea proposed Kaufhold & Dohrmann (2008) concerning a mechanism that makes Ca- and Mg-cations in the interlayer space stabilize quasicrystals is also supported by the present study. The performed investigation indicate which mechanisms that serve to protect smectites from undergoing alteration and which promote alteration. Stable smectites, i.e. those with a low specific dissolution potential, were called here “Sleepers”, while fast reacting bentonites, which have a high specific dissolution potential, were termed “Sprinters”. Smectites react with different rates of reaction in laboratory experiments. As said, each smectite sample has its specific potential for dissolution and this potential is controlled by the composition of both the octahedral sheets and the interlayer space. Increasing amounts of octahedral Fe and Mg compared to octahedral Al increase the specific dissolution potential. This potential is also affected by the ion radius, implying that the larger ion radius of Fe and Mg compared to Al increases the mechanical sheet stresses in the octahedral sheet. In summary, this means that, the investigations have confirmed the initial hypothesis concerning the impact of the composition of the octahedral sheet. It results primarily from the pH during the formation of the smectite clay and therefore serves as a geological fingerprint. The Al-Fe ratio in the octahedral sheet influences the stability of the interlayer: A) Aloct > 1.4 and Feoct > 0.2 (per (OH)2 O10) favour delamination of quasicrystals. The swelling pressure increases by a co-volume process between the delaminated layers wiht higher numbers of quasicrystals for Na-dominant population of the interlayer space (Laird, 2006). The microstructural components including both small and large particles and parts of them have a very small ability to move and undergo free rotation. Such Na-montmorillonites are consider as stable phases and have only a low specific dissolution potential. They are „Sleepers“. B) Aloct > 1.4 and Feoct < 0.2 or Aloct < 1.4 and Feoct > 0.2 (per (OH)2 O10) promote demixing of monovalent and divalent interlayer cations (Laird, 2006). In the case of Ca and Mg-dominant interlayers, quasicrystal can break Na-bearing interlayers and help to maintain the quasicrystal structure. Such Ca and Mg-mont¬morillonites can be also be taken as „Sleepers“ because of their low specific dissolution potential. Depending on the octahedral composition, certain cations in the inter¬layer can stabilize bentonites against mineralogical changes. Montmorillonites stabilized by high concentration of Na-cations were classified as belonging to category A, while montmorillonites stabilized by high Ca, Mg-cations in the interlayer sheet were grouped in category B. The classification of a smec¬tite into the categories A or B defined above can be best achieved by IR analyses that yield useful chemical information concerning the composition of the octahedral sheets. Smectites with Na as stabilizing interlayer cation (group A) have shown δAlAlOH-bands with increasing wavenumbers for increasing octahedral Al in FT-IR spectra. The other reaction type of smectite, with Ca, Mg-cations in the interlayers (group B), is characterized by a decreasing octahedral Al-amount for increasing wavenumbers of δAlAlOH-bands in such spectra. Also the FT-IR δAlFeOH-bands are different in the two reaction types of smectite. Increasing octahedral Fe-amounts were mirrored by decreasing wavenumbers of δAlFeOH-bands. However, smectites of group B do contain higher Fe-amounts for the same wavenumber than smectites of group A. Expected alteration of bentonite close and far from a steel canister In the early interaction of smectite-rich clay – the “buffer” - and steel, the system behaves as being chemically closed. Within the clay barrier, Si will be dissolved from clay mineral particles in accordance with its specific dis¬solution potential. The dissolved Si can stay by contributing neoformation of mont¬morillonite layers in mixed layer phases. The interlayer charge decreases by substitution of Mg by Al, which leads to an increase in the swelling pressure. Also minor Si-precipitation may occur if not all the dissolved Si is used up by the neoformed montmorillonite layers. Such precipitation of Si will cause cementation of some quasicrystals and lead to a reduction in porosity. Enhanced temperature and additional Fe-activity, representing an increased reduction potential, increases notably the amount of dissolved Si at the interface between bentonite and steel canister, and as a consequence there will be significant precipitation of Si. The resulting cementation of quasicrystals is ac¬com¬panied also by their collapse which induces broadening of pores. This caused the channel-like migration of infiltrating solutions and switches the system into an open one. Thermodynamic predictions indicate that “illite” will be generated close to the steel canister (via “illitization”) and kaolinite or pyrophyllite to be formed farther away (via smectitization). The “illitization” process results in higher interlayer charges and lower swelling pressures. In contrast, the formation of smectite reduces interlayer charges and promotes higher swelling pressures. At the end of the thermodynamic evolution, the swelling pressure will drop also far from the canister because kaolinite and pyrophyllite are non-swelling minerals. In both cases, the applications of so-called “Sleeper”-bentonites are required to slow the reaction progress. For designers of the engineered barriers in a repository, i.e. the canister and the “buffer” clay, some basic rules are recommend on the basis of the present study. Thus, the presence of native Fe or Fe2+-cations in the clay or in accessory minerals in it, or emanating from the canisters, will speed up the reaction process and make it extensive. Likewise, use of Fe-poor “buffer” clay, representing “Sleepers”-type are suitable for slowing down the reaction. Copper as canister material, and very dense Na-rich montmorillonite of group A as “buffer” seem to be ideal rather than steel/iron and less dense Ca-saturated clay.
Die Therapie des obstruktiven Schlafapnoe-Syndroms des Erwachsenen mittels nasalem CPAP ist gut etabliert, aber häufig durch verschiedene auftretende Nebenwirkungen limitiert, wie zum Beispiel die Ausbildung einer nasalen Sicca-Symptomatik. Vor Therapiebeginn erfolgte bei jedem Patienten eine akustische Rhinometrie und Rhinoresistometrie jeweils vor und nach Abschwellen der Nasenschleimhaut, um mögliche Einflussvariablen für die Ausbildung einer nasalen Sicca-Symptomatik zu identifizieren. Um funktionelle Veränderung der Nasenschleimhaut durch die nasale CPAP-Therapie nachzuweisen, wurde vor Therapiebeginn und bei Kontrolluntersuchung der Saccharintest nach Anderson durchgeführt und Proben der Nasenschleimhaut zur Bestimmung der Zilienschlagfrequenz entnommen. Bei Patienten mit Sicca-Symptomatik zeigte sich, dass der notwendige CPAP-Druck signifikant höher war. Der Diffusoröffnungswinkel vor Abschwellen war bei Patienten mit Sicca-Symptomatik auf der linken Seite kleiner als auf der rechten Seite und auf der linken Seite kleiner als bei Patienten ohne Sicca-Symptomatik. Bei Patienten mit Sicca-Symptomatik ließ sich als funktionelles Korrelat eine Verringerung der Zilienschlagfrequenz unter CPAP-Therapie nachweisen, eine Veränderung im Saccharintest nach Anderson hingegen nicht. In der Regressionsanalyse konnte unter Verwendung der Parameter „Differenz der Zilienfrequenz“, „Alter“, „Minimale Sauerstoffsättigung“, „Diffusorlänge rechts nach Abschwellen“ und „Widerstand rechts nach Abschwellen“ mit einer Wahrscheinlichkeit von 90,1% das Auftreten der Sicca-Symptomatik vorhergesagt werden. Eine pathologisch veränderte Nasenatmung kann Teil der Ursache zur Entstehung einer Sicca-Symptomatik sein, und diese Faktoren lassen sich durch rhinochirurgische Eingriffe im Sinne einer Therapieoptimierung verbessern.
Der Einsatz von atmosphärischem Niedertemperaturplasma zur Behandlung chronischer Wunden stellt eine erfolgversprechende, in Entwicklung befindliche Therapieoption dar. Dabei wird von der Hypothese ausgegangen, dass chronische Wunden durch die Stimulation mittels Plasma aktiviert werden können, wodurch die über die Stufe der resorptiven Inflammation die physiologische Heilung wieder in Gang gesetzt werden kann. Daher wurde zur Identifizierung des Reiz- und Inflammationspotential des Plasmas und zur Ableitung geeigneter Behandlungsparameter Plasma im HET-CAM geprüft. Zunächst wurden mit einem Atmosphärendruck Plasma-Jet unter Verwendung von Argongas und einer Dielectric-Barrier Discharge (DBD)-Plasmaquelle die Reizwirkungen an der CAM durch mäanderförmige Plasmabehandlung und punktuelle Anwendung getestet. Dabei wurden neben mäanderförmigen und punktuellen Applikationsmustern unterschiedliche Anwendungsfrequenzen und damit unterschiedliche Plasmadosen untersucht. Die Temperatur des Plasmas nahm v. a. bei längeren Behandlungszeiten Einfluss und führte zu einer Wirkungsverstärkung bis hin zu thermischen Schädigungen. Der Gasfluss erwies sich als limitierend für das geprüfte Modell. Der gepulste Modus war bei mäanderförmiger Anwendung am verträglichsten. Die Überprüfung auf Reversibilität der Effekte ergab, dass geringe Reizungen vollständig reversibel waren, währen schwere Reizungen zu nicht reversiblen Koagulationen führten. Aufgrund der unbefriedigenden Ergebnisse mit sehr schneller Bildung von Thrombosen, geringem Arbeitsabstand und fehlender Potentialfreiheit wurde die DBD-Elektrode von der weiteren Untersuchung ausgenommen und der kINPen09 als Weiterentwicklung des Plasma-Jets mit geringerer Plasmatemperatur auf inflammatorische Wirkung bei punktueller Anwendung mit verschiedenen Expositionszeiten im kontinuierlichen Modus und im gepulsten Modus mit Argon als Trägergas, sowie im kontinuierlichen Modus unter Zusatz von 0,1 % Sauerstoff, getestet. In dieser Testreihe war ebenfalls das gepulste Plasma am verträglichsten, das mit Sauerstoff angereicherte Plasma führte zu den schwersten Inflammationen. Alle Reaktionen wurden durch die kombinierte Anwendung mit Hydrocortison deutlich abgeschwächt. Mit der Inflammationsinduktion konnten Gewebeprozesse in Form von Kontraktion, Koagulation und inflammationsassoziierter Angiogenese auf der CAM erzeugt werden, die für Aktivierung der sekundären Wundheilung relevant sein dürften. Ableitend aus den Untersuchungen kann für die Anwendung an chronischen Wunden eine Behandlungszeit von maximal 5 s pro qcm Wundfläche für den kontinuierlichen Modus empfohlen werden. Dabei sollte wegen der besseren Verträglichkeit der mäanderförmigen Behandlung gegenüber der punktuellen Anwendung der Vorzug gegeben werden. Unter Berücksichtigung der vorliegenden Untersuchung zur Reiz- und Inflammationswirkung von Plasma im HET-CAM und weiteren Prüfungen zur Wirksamkeit und Verträglichkeit in vivo und in vitro erweist sich die Plasmaapplikation mit dem kINPen09 als vielversprechende Option zur Behandlung chronischer Wunden.
This thesis will discuss the different fields of application of the two soft ionization techniques ESI and MALDI in microbial proteomics and their importance for a better understanding of bacteria physiology. The general development in the past 25 years coming from 2D-gel analysis and protein identification by peptide mass fingerprint analysis via MALDI-TOF to genome wide quantitative LC-ESI-MS experiments with fast and sensitive ESI instruments is exemplary shown for the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis in article I. Even though 2D-PAGE in conjunction with MALDI-MS is still an important tool in proteomic research, the more recently established global quantitative LC-ESI-MS workflows gain more and more relevance as they overcome 2D-PAGE based protein restrictions and enable the acquisition of higher accurate protein quantities. In article II such a workflow was used to analyze the physiological adaptation of Staphylococcus aureus to vancomycin treatment on a global-scale. Also post-translational modifications of proteins, that are important for regulation of their activity and allow rapid adaption to changed environmental conditions, could be analyzed by LC-ESI-MS workflows using special enrichment strategies (article III and IV). Despite the mentioned discrimination and less accurate quantification of proteins, 2D-PAGE analyses are still advantageous when analyzing large-scale time series experiments. To gain highly time resolved data but also very accurate relative quantities on a global-scale, 2D-PAGE-MALDI-MS and LC-ESI-MS techniques have been combined to investigate dynamic proteome adaptations of B. subtilis during nutrition shift as part of a global systems biology approach (article V). Also absolute quantities of proteins are of high interest for systems biology, but are still challenging to obtain on large-scale as well as with sufficient accuracy. In article VI a method that again combined 2D-PAGE-MALDI-MS and LC-ESI-MS was introduced to gain absolute protein quantities on global-scale. Utilizing the complementarity of 2D-PAGE and LC-ESI-MS this new workflow enabled fast and cost efficient data acquisition on absolute scale. In article VII we described for the first time a global quantitative LC-MALDI-MS workflow. Cross validation with an LTQ Orbitrap proofed that LC-MALDI-MS is able to process complex samples and obtain highly reliable quantities. The comparative analysis of data gained with both instrument types revealed biases for certain biochemical properties of MALDI as well as ESI instruments, resulting in a general complementarity of both ionization techniques. Article I Becher, D., Büttner, K., Moche, M., Hessling, B., Hecker, M., 2011. From the genome sequence to the protein inventory of Bacillus subtilis. Proteomics 11, 2971–2980. Article II Hessling,B., Bonn,F., Herbst,F.-A., Rappen,G.-M., Bernhardt,J., Hecker,M. and Becher,D. Global proteome analysis of vancomycin stress in Staphylococcus aureus. Submitted to Mol. Cell Proteomics. Article III Elsholz, A.K.W., Turgay, K., Michalik, S., Hessling, B., Gronau, K., Oertel, D., Mäder, U., Bernhardt, J., Becher, D., Hecker, M., Gerth, U., 2012. Global impact of protein arginine phosphorylation on the physiology of Bacillus subtilis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 7451–7456. Article IV Chi, B.K., Gronau, K., Mäder, U., Hessling, B., Becher, D., Antelmann, H., 2011. S-bacillithiolation protects against hypochlorite stress in Bacillus subtilis as revealed by transcriptomics and redox proteomics. Mol. Cell Proteomics 10, M111.009506. Article V Buescher,J.M., Liebermeister,W., Jules,M., Uhr,M., Muntel,J., Botella,E., Hessling,B., Kleijn,R.J., Le Chat,L., Lecointe,F., et al. (2012) Global network reorganization during dynamic adaptations of Bacillus subtilis metabolism. Science, 335, 1099–1103. Article VI Maass, S., Sievers, S., Zühlke, D., Kuzinski, J., Sappa, P.K., Muntel, J., Hessling, B., Bernhardt, J., Sietmann, R., Völker, U., Hecker, M., Becher, D., 2011. Efficient, global-scale quantification of absolute protein amounts by integration of targeted mass spectrometry and two-dimensional gel-based proteomics. Anal. Chem. 83, 2677–2684. Article VII Hessling,B., Büttner,K., Hecker,M. and Becher,D. Global relative quantification with LC-MALDI – cross-validation with LTQ-Orbitrap proves reliability and reveals complementary ionization preferences. Submitted to Mol. Cell Proteomics.
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].
In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Bestimmung von Toleranzbereichen für 1H-NMR-Spektren von Neugeborenenurinen zur Detektion von angeborenen Stoffwechselerkrankungen vorgestellt. Diese Krankheiten werden durch genetische Defekte ausgelöst, die eine schwerwiegende Funktionsstörung im Stoffwechselkreislauf verursachen. Die dadurch entstehenden Krankheitsbilder führen in der Regel zu Behinderungen und oftmals zum Tod. Eine frühe Diagnose und Behandlung können in vielen Fällen ein Überleben ohne Symptome ermöglichen. Beim derzeitigen Neugeborenenscreening werden in Deutschland zwölf der häufigsten Stoffwechselerkrankungen routinemäßig abgetestet - weit über hundert sind aktuell bekannt. Basierend auf einem Referenzdatensatz von 695 Neugeborenenurinspektren, werden in dieser Arbeit mathematische Methoden zur Bestimmung von Toleranzbereichen entwickelt, die eine ungezielte Detektion von Abweichungen ermöglichen, um schwerwiegende Krankheiten wie angeborene Stoffwechselerkrankungen frühzeitig und routinemäßig diagnostizieren zu können. Das Verfahren basiert dabei auf der robusten Ermittlung von Verteilungsfunktionen, Toleranzbereichen und Identifikation von Ausreißern für eindimensionale Stichproben von unbekannten Verteilungen. Mithilfe einer von der Box-Cox-Transformation abgeleiteten Transformationsfamilie, werden die gemessenen Kenngrößen in normalverteilte Stichproben überführt. Für die Bestimmung der optimalen Transformationsparameter wird die Teststatistik des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalverteilung der transformierten Stichprobe verwendet. Die Betrachtung verschiedener links- und rechtsseitiger Trimmungen sichert dabei eine robuste Bestimmung, die nicht von Ausreißern innerhalb des Referenzdatensatzes beeinflusst wird. Anhand von Simulationsstudien wird die Leistung dieses Verfahrens an Stichproben mit bekannten Verteilungen ermittelt und demonstriert. Die Anwendbarkeit an abgeleiteten Kenngrößen aus den realen Urinspektren wird zunächst anhand von Metabolitenkonzentrationen gezeigt. Hierfür wurden im Rahmen dieser Arbeit Methoden zur Identifikation und Quantifikation von 22 ausgewählten Metaboliten entwickelt. Für die ungezielte Analyse werden aus den NMR-Spektren abstrakte Kenngrößen abgeleitet, welche die Protonenkonzentrationen in verschiedenen chemischen Verschiebungsbereichen zusammenfassen (sogenannte Bucketierung). Dadurch wird jedes Signal, unabhängig von Molekül oder funktioneller Gruppe, erfasst und ausgewertet. Bei der in dieser Arbeit verwendeten Strategie entstehen dadurch 500 Messwerte pro Spektrum, von denen 479 (96%) in normalverteilte Variablen überführt werden können. Für diese werden schließlich Toleranzbereiche definiert, um Messungen von weiteren Urinproben abzugleichen. Zusätzlich wird ausgehend von den transformierten Variablen eine Möglichkeit dargestellt, auch multivariate Toleranzbereiche auf Basis der Mahalanobisdistanz zu ermitteln, welche die Sensitivität des Tests auf abweichende Signale signifikant erhöht. Anhand einer Spiking-Simulationsstudie mit ca. 500.000 Spektren, bei denen die Signale von elf Verbindungen, die in Zusammenhang mit angeborenen Stoffwechselerkrankungen stehen, numerisch zu den Referenzspektren addiert werden, können Detektionsraten in Abhängigkeit der Konzentrationen dieser Verbindungen ermittelt werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden die nicht-invasiven Inokulationsmethoden Gavage und Inokulation über das Futter zur Induktion einer Parodontitis im murinen Modell untersucht und verglichen. Für die experimentelle Infektion wurden A. actinomycetemcomitans und P. gingivalis eingesetzt. Untersucht wurde, ob diese Keime die Maulhöhle von BALB/c Mäusen über einen längeren Zeitraum kolonisieren können und wann sie einen Knochenabbau induzieren. Es konnte eine gute Kolonisation mit dem Stamm A. actinomycetemcomitans 1005 erzielt werden, wenn die Infektion über Futtergabe erfolgte. Auch kam es zu einem signifikant erhöhten Knochenabbau bei der Infektion über Futtergabe. Ein deutlich erhöhter Antikörpertiter gegenüber A. actinomycetemcomitans bei den infizierten Tieren zeigt an, dass die Infektion auch eine systemische humorale Immunantwort auslöste. Im Gegensatz zu der Inokulation über das Futter konnte bei der Infektion mittels Gavage jedoch keine befriedigende Kolonisation der Maulhöhle erreicht werden. Es kam unter dieser Infektionsmethode zwar tendenziell zu einem Knochenabbau, der aber statistisch nicht signifikant war. Nach P. gingivalis Infektion konnte zwar eine Kolonisation nach der Infektion nachgewiesen werden. Allerdings konnte nach Infektion per Gavage kein signifikanter Knochenbau im Vergleich zu der Kontrollgruppe erzeugt werden. Die erhobenen Daten zeigen, dass die Induktion einer Parodontitis in weiblichen BALB/c Mäusen mit dem Stamm A. actinomycetemcomitans 1005 mittels Inokulation über das Futter eine vielversprechende Methode darstellt.
Hintergrund: Diese retrospektive Studie befasst sich mit der vergleichenden Betrachtung von der limbus basalen Trabekulektomie mit der der fornix basalen Trabekulektomie und limbus basalen tiefen Sklerektomie. Methode: Die Studienpopulation umfasste 51 Augen von 48 Patienten. 30 Augen wurden mit der limbus basalen Trabekulektomie, 12 Augen mit der fornix basalen Trabekulektomie und 9 Augen mit der limbus basalen tiefen Sklerektomie operativ versorgt. Alle Operationen wurden von Prof. Clemens und Prof. Tost durchgeführt. Ergebnisse: Die Druckregulierung gelang postoperativ in 98% der Augen ohne einen IOD-senkenden Wirkstoff. Nach 8 bis 13 Monaten benötigten 53,6% der nachuntersuchten Patienten weiterhin keine IOD-senkenden Wirkstoffe. Bei 98,0% der Augen wurde postoperativ das Sickerkissen als funktionstüchtig beschrieben. Die limbus basale und fornix basale Trabekulektomie zeigten im Gegensatz zur limbus basalen tiefen Sklerektomie tendenziell mehr Komplikations- bzw. Revisionsoperationsraten. Zusammenfassung: Alle drei Operationsmethoden zeigten sich effizient, um den intraokularen Druck zu kontrollieren und ein funktionstüchtiges Sickerkissen auszubilden.
Ziel der Arbeit war es Richtwerte für die Hautelastizität sowie die Hauthärte mittels Cutometer® und Reviscometer® (Courage & Khazaka Electronic GmbH, Cologne, Germany) für hautgesunde Patienten zu erstellen. Desweiteren sollte die Einsatzfähigkeit der genannten Geräte im klinischen Alltag zur Beurteilung eines Heilungsverlaufes bei Hauterkrankungen geprüft werden. Dafür wurden 80 Probanden in 6 Altersgruppen an acht verschiedenen Hautstellen untersucht, von denen für 69 die Richtwerte, entsprechend den Untersuchungskriterien (hautgesund, Nichtraucher), ermittelt werden konnten. Dabei zeigten sich die beiden genutzten Geräte von unterschiedlicher Aussagekraft. Mittels Cutometer® ist es möglich die Veränderungen der Haut einfach zu dokumentieren. Bei den erhobenen Werten konnte an einigen Körperstellen eine erwartungsgemäß signifikante Veränderung der Hautelastizität im Alter nachgewiesen werden. Hier ist der Vergleich mit der entsprechenden Altersgruppe notwendig, um eine sinnvolle Aussage über das gemessene Hautareal zu treffen. Ferner ließ sich im Vergleich mit pathologisch veränderter Haut, eine deutliche Veränderung der Elastizität feststellen, so dass die Einschätzung einer Pathologie gut möglich ist. Letztlich ist besonders eine Veränderung des viskoelastischen Verhältnisses zu beobachten gewesen. Dieser Parameter scheint am günstigsten für Untersuchungen zu sein, da er bei den meisten Patholgien deutlich verändert war und im Rahmen der Therapie die größte Veränderung zeigte. Insgesamt lässt sich das Gerät, nach einer entsprechenden Einweisung, sinnvoll im klinischen Alltag nutzen um den Verlauf von Heilungsprozessen darzustellen. Die Richtwerte für die Hauthärte, die mittels Reviscometer® bestimmt wurden, lassen sich ebenfalls nutzen um sie mit pathologisch veränderter Haut zu vergleichen. Der Therapieverlauf ließ sich jedoch nur bedingt sinnvoll darstellen. Zudem lassen sich die Werte schlecht reproduzieren. Ein Einsatz im klinischen Alltag müsste sicher weiter ausgetestet werde, um eine endgültige Aussage über die Anwendbarkeit zu treffen. Die unsichere Handhabung, der kompliziertere Messvorgang sowie die Aussage zu lediglich einem Hautparameter sind definitiv nachteilig. Für eine sinnvolle Arbeit mit dem Reviscometer® scheinen die Erhebung von weiteren Daten und Verbesserung der Handhabbarkeit der Sonde durch den Hersteller notwendig zu sein.
Die Plazenta als funktionstüchtiges Organ ist für einen unkomplizierten Schwangerschaftsverlauf sowie die Geburt eines gesunden Kindes unabdingbar. Während der Organogenese ist die korrekte Differenzierung der einzelnen Trophoblast-Subpopulationen zu villösen oder extravillösen Zytotrophoblasten und Synzytiotrophoblasten sowie eine ungestörte Vaskulogenese und Angiogenese der Plazenta enorm wichtig. Eine entscheidende Rolle spielt hierbei das Gleichgewicht von Wachstumsfaktoren, Hormonen und Zytokinen. Störungen der Entwicklungsprozesse können weit reichende Folgen wie z.B. Präeklampsie, Schwangerschaftsdiabetes, intrauterine Wachstumsretardierung bis hin zum Abort haben. Das in dieser Arbeit untersuchte Protein CXCL12 gehört zur Familie der chemotaktischen Zytokine und wird deshalb den Chemokinen zugeordent. Seine Wirkung entfaltet CXCL12 über seinen spezifischen G-Protein-gekoppelten Rezeptor CXCR4. Um die Rolle des CXCL12/CXCR4-Systems während der plazentaren Entwicklung besser zu verstehen, erfolgten im Rahmen dieser Arbeit mittels immunhistochemischer Methoden zunächst Expressions- und Kolokalisationsstudien von CXCL12 und CXCR4 mit spezifischen plazentaren Markern. Hierbei zeigte sich in der frühen Schwangerschaft während der Proliferationsphase eine starke CXCR4-Expression in allen Trophoblast-Subpopulationen, insbesondere in Zytotrophoblasten, welche im Verlauf der Plazentareifung abnimmt. CXCL12 hingegen ist während der gesamten Schwangerschaft in allen plazentaren Trophoblast-Subpopulationen sowie z. T. in Assoziation mit Blutgefäßen nachweisbar. Mittels Fusions-Assays und Proliferationsstudien in Explantat- und Zellkulturen wurde in dieser Arbeit die Rolle des CXCL12/CXCR4-Systems in der Plazenta ex vivo und in vitro weiterführend charakterisiert. Um den natürlichen Bedingungen während der Plazentaentwicklung möglichst genau zu entsprechen, erfolgten die Experimente bei unterschiedlichen Sauerstoffpatialdrücken (pO2). Es konnte ein eindeutiger pro-proliferativer Effekt von CXCL12 auf Trophoblasten nachgewiesen werden. Des Weiteren fördert CXCL12 die synzytiale Fusion, wobei die Fusion vom Zytotrophoblasten zum Synzytium erst durch Kontakt zum mütterlichen Blut und damit steigendem pO2 (etwa ab der 10. SSW) intensiv durch CXCL12 stimuliert wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen zudem auf einen möglichen Zusammenhang mit der Ätiologie der Präeklampsie hin. Durch eine mögliche CXCL12-vermittelte Dickenzunahme der Synzytiumschicht könnte die veränderte Plazentaschranke zu einer Mangelversorgung des Feten beitragen.
Trotz großer Verbesserungen bei der intensivmedizinischen Behandlung ist das Krankheitsbild Sepsis auch heute noch mit erschreckend hoher Morbidität und Letalität 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 früh 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-Zellrezeptorunabhängig, also polyklonal, aktiviert wurden. T-Zellen konnten sehr früh nach Sepsis antigenspezifisch aktiviert werden, und waren für einen Teil der B-Zellantwort nach Sepsis notwendig. Später war die antigenspezifische Primärantwort der T-Zellen eingeschränkt. Obwohl die Milz und die in der Maus dort ansässigen Marginalzonen-B-Zellen entscheidend an der Abwehr von Infektionen beteiligt sind, schienen sie für die Antikörperproduktion entbehrlich zu sein. Eine weitere wichtige Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass Sepsis mit dem humoralen Immungedächtnis interferierte. Ob dies allerdings den Immunschutz beeinträchtigt, kann nicht abschließend geklärt werden. Klinische Studien konnten einen Einfluss einer Sepsis auf die humorale Immunität beim Menschen weder bestätigen noch ausschließen. Nach schwerer Operation allerdings schien das Immungedächtnis in Form antigenspezifischer Antikörper verstärkt.
Das Ziel der Arbeit ist eine Erhebung gesundheitlicher Beschwerden von Greifswalder Studenten und dessen Darstellung und Erklärung aus existenzanalytischer Perspektive. Da gesundheitliche Beschwerden multifaktoriell bestimmt sind, werden Parameter des sozioökonomischen Status sowie das Element Sinnerfahrung als bedeutsame Prädiktoren untersucht.
Die „protein misfolding cyclic amplification“ (PMCA) ist eine Methode zur Amplifikation des pathologischen Prion-Proteins in vitro und ermöglicht so den hochsensitiven Nachweis von PrPSc-Molekülen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, diese neue Untersuchungsmethode zum Nachweis des BSE-Erregers zu adaptieren, verschiedene Erregerstämme zu charakterisieren und unterschiedliche Gewebeproben aus der Pathogenese-Studie des FLI (HOFFMANN et al. 2007) auf ihren Priongehalt zu testen. Durch Festlegung von Standardwerten für die Ultraschallbehandlungen im Hinblick auf Zyklenzahl, Schallstärke, Inkubationstemperatur und Zyklusdauer sowie Verwendung definierter negativer als auch positiver Kontrollen, konnte die PMCA erfolgreich angepasst werden. Verwendet wurde als Substrat Hirnhomogenat transgener Mäuse, die das bovine PrPC überexpremieren (Tgbov XV). Bei Untersuchungen von Gewebeproben von insgesamt 4 Rindern aus der Pathogenesestudie konnte PrPSc in folgenden Gewebetypen nachgewiesen werden: dem dorsalen Root-Ganglion, dem Ganglion coeliacum, dem Ganglion stellatum, dem Ganglion trigeminale, der caudalen Medulla, den jejunalen und ilealen Peyer´schen Platten, dem Kolon, dem ilealen und jejunalen mesenterialen Lymphknoten, dem Nervus opticus, den Nebennieren, dem Rectum und dem Rückenmark und erstmals auch im Labmagen, dem Oesophagus und dem Pansen. Die PMCA wurde ebenso für die Untersuchung zur Speziesbarriere eingesetzt. Dazu wurden verschiedene TSE-Stämme (klassische BSE, atypische BSE, klassische Scrapie, ovine und caprine BSE sowie CWD) in unterschiedlichen Substraten mit bovinem und ovinem PrPC amplifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Speziesbarriere eine verringerte Amplifikationseffizienz in vitro verursachte und teilweise die Amplifikation vollständig inhibierte. Zusätzlich wurde beobachtet, dass die Amplifikationseffizienz nicht nur von der Sequenzhomologie bestimmt wird, sondern auch von der Konformation der eingesetzten Isolate. Dies korreliert mit der erleichterten Infizierbarkeit von Individuen gleicher Art im Gegensatz zu der verringerten Übertragbarkeit zwischen artfremden Spezies (Speziesbarriere). Die mangelnde Umfaltungs-Effizienz ist eine Folge von Spezies-spezifischen Sequenzunterschieden im Prion-Protein und daraus resultierender Strukturunterschiede. Einen Hinweis auf ein verändertes Verhalten der Seeds in vivo und in vitro wurde bereits in der Literatur beschrieben. Intrazerebral infizierte Hamster, die mit einem in der PMCA amplifizierten Seed inokuliert wurden bewiesen, dass das neu gebildete PrPres infektiös war, da sich bei den Tieren nach etwa 165 Tagen, post infektionem, klinische Symptome für eine Scrapieerkrankung zeigten (CASTILLA et al. 2005). Wurden die Hamster aber direkt mit einem Hamster-Scrapie-Stamm der Variante 263K inokuliert, erkrankten diese schon nach 60 Tagen (KIMBERLIN et al. 1977), was auf eine Veränderung der PrPres-Fragmente während der PMCA-Reaktion hindeutet. Eine vergleichbare Studie zeigte, dass sich diese Ergebnisse bei intrazerebraler Inokulation in Mäusen reproduzieren lassen (WEBER et al. 2007). In der PMCA konnten also PrPres-Amplifikate mit veränderten biochemischen Eigenschaften generiert werden. Zukünftige Arbeiten müssen zeigen, inwieweit die PMCA andere diagnostische Nachweisverfahren (Mausbioassay, Immunhistochemie) für den BSE-Erreger ergänzen oder gar ersetzen kann. Um die PMCA als ein sicheres Diagnoseverfahren zu verwenden, sind jedoch weitere Untersuchungen insbesondere hinsichtlich der Spezifität der Methode nötig.
Das Endometriumkarzinom ist das häufigste Karzinom des weiblichen Genitaltraktes und steht an 6. Stelle aller malignen Tumoren der Frau. Bei einer global gesehen guten Prognose gibt es eine Subgruppe, die aufgrund verschiedener prognostischer Faktoren, zum Beispiel den Differenzierungsgrad, durch signifikant schlechtere Überlebensraten charakterisiert ist. Hinsichtlich des aktuellen Forschungsstandes gibt es Hinweise, dass eine adjuvante Radiochemotherapie das Überleben dieser Patientinnen verbessern kann. Wir führten eine Phase-II-Studie zur sequentiellen Radiochemotherapie beim High-risk-Endometriumkarzinom durch, um Toxizität, Tolerabilität und Lebensqualität der Patientinnen unter der Behandlung zu evaluieren. Sekundär sollten Überlebensdaten ermittelt werden. Im Zeitraum von Dezember 2004 bis Mai 2008 konnten wir 35 Patientinnen mit der Diagnose High-risk-Endometriumkarzinom aus acht deutschen Studienzentren in die Studie einschliessen. Das adjuvante Therapieprotokoll umfasste vier Zyklen einer Chemotherapie mit Carboplatin AUC 5 und Paclitaxel 175 mg/m² gefolgt von einer perkutan pelvinen Radiatio mit 45 Gy (1,8 Gy/d; d1-5) sowie einer Brachytherapie mit 15 Gy (3x5 Gy). Optional waren eine paraaortale Bestrahlung und ein vaginaler Strahlenboost. Daten zur Lebensqualität wurden mittels QLQ-C30 nach EORTC erhoben. Die Nachbeobachtungszeit betrug 24 Monaten. Das mediane Alter unserer Studienpopulation betrug 65 Jahre. In der Mehrzahl der Fälle stellten wir die Diagnose endometrioides Endometriumkarzinom. Bezüglich der schweren hämatologischen Toxizitäten stand die Leukopenie im Vordergrund. Bei den schweren nicht-hämatologischen Nebenwirkungen sind Alopezie, Schmerz und Obstipation zu nennen. Insgesamt erreichte die Lebensqualität nach dem dritten Zyklus der systemischen Therapie ihren Tiefpunkt. Die aktuelle mediane Nachbeobachtungszeit liegt bei 21 Monaten, zwei Patientinnen sind „Lost to Follow Up“. Das mediane rezidivfreie Überleben beträgt 18 Monate und das mediane Gesamtüberleben 21 Monate. Unser Therapieregimen ist durch ein moderates Toxizitätsprofil und gute Lebensqualität gekennzeichnet. Eine weitere Evaluation erscheint viel versprechend.
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.
Zum Einfluss des Kationenkanals TRPV4 auf Kontraktionsverhalten und Ermüdung von Maus-Skelettmuskeln
(2012)
Diejenigen Mechanismen, welche innerhalb der skeletalen Myozyten zur Kontraktion und Kraftentfaltung führen, sind heute, bis auf wenige verbleibende Mysterien, sehr gut verstanden. In der Hauptsache werden zu den relevanten Membranproteinen, die im Exzitations- und Kontraktionsgeschehen der Myozyten von Bedeutung sind, der sarkolemmale Dihydropyridinrezeptor sowie der sarkoplasmatische Ryanodinrezeptor gezählt - nicht aber TRP-Ionenkanäle. Diese werden hingegen u.a. mit der Sensorik von Geschmack, Temperatur, Osmolarität, Nozizeption sowie taktiler Reize in Verbindung gebracht. TRP-Ionenkanäle werden ubiquitär exprimiert. Ihre Existenz innerhalb des Sarkolemms von Myozyten, sowohl vom glatten als auch vom quergestreiften Typus, ist belegt. Die belgische Gruppe um Nadège Zanou, Georges Shapovalov und Phillip Gailly publizierten Hinweise, die darauf hindeuten, dass ein spezieller kanonischer TRP-Ionenkanal, der TRPC1, möglicherweise eine Rolle im Kontraktionsgeschehen der quergestreiften Myozyten spielt. Solche Beobachtungen werfen unter anderem die Frage auf, ob es weitere Kandidaten der TRP-Proteinfamilie gibt, die in die myozytären Kontraktionsprozesse involviert sind. Es ist derzeit teilweise geklärt, welche Funktionen TRP-Ionenkanäle der TRPV-Subfamilie innerhalb glatter Muskelzellen übernehmen. Welche Bedeutung Vertreter der TRPV-Subfamilie für die quergestreiften Myozyten haben, ist aktuell aber noch nicht hinreichend geklärt. Die vorliegende Dissertation thematisiert die wissenschaftliche Frage nach der funktionellen Bedeutung von TRPV4-Ionenkanälen für die Kontraktions- und Ermüdungsvorgänge innerhalb der quergestreiften Muskulatur der Maus. Um die Frage beantworten zu können, ob TRPV4-Kationenkanäle innerhalb der quergestreiften Myozyten funktional sind, führten wir In-vitro-Kraftmessungen mit isolierten Mm. solei der Wildtypmäuse C57Bl/10Sc/J und C57Bl/6 sowie der TRPV4-defizienten Maus durch. Darüber hinaus haben wir den Einfluss von 4aPDD, ein Phorbolesterderivat und selektiver TRPV4-Aktivator, auf Kontraktions- und Relaxationszeiten, die maximalen Kraftentwicklungen sowie die Muskelermüdung (Fatigue) untersucht. Im Rahmen unserer Untersuchungen konnten wir zeigen, dass sich der quergestreifte Muskel über eine TRPV4-Stimulation im Hinblick auf seine Maximalkraftentwicklung und Ermüdungserscheinungen positiv beeinflussen lässt, wohingegen dabei sowohl die Kontraktions- als auch die Relaxationskinetiken unbeeinflusst blieben. Unsere Resultate und Beobachtungen stellen somit ein deutliches Plädoyer für die Funktionalität der TRPV4-Ionenkanäle innerhalb der quergestreiften Myozyten dar.
Die vorliegende Arbeit behandelt die holozäne Küstenentwicklung im Raum Darss-Zingst-Hiddensee, die eng an die Interaktion von eustatischen Meeresspiegelschwankungen, neotektonischen Bewegungen der Erdkruste und dem zugeführten Sedimentvolumen gebunden ist. Es sind mehrere Ziele der Untersuchungen zu nennen: Zunächst relevant ist die Kartierung der holozänen Sedimentabfolge und der liegenden pleistozänen Deckschichten im Untersuchungsgebiet, das neben den Nehrungen auch das angrenzende Seegebiet der Ostsee und die rückseitigen Lagunen umfasst. Anschließend ist die Modellierung der Transgressionsbasisfläche notwendig, um das im Holozän unter marinen Bedingungen umgelagerte Sedimentvolumen abschätzen zu können. Eine Kernfragestellung bildet die Sedimentbilanz. Vor allem für das Teilgebiet Zingst mit östlich angrenzendem Windwatt und Barriere-Inseln sind die Sedimentquellen, die zur Aufschüttung dieses Nehrungskörpers geführt haben, unklar. Die potentielle Materialbereitstellung umliegender Kliffe (Fischland, Altdarss) ist im Verhältnis zum Nehrungsvolumen relativ gering. In Kombination mit geochronologischen Untersuchungen der Sedimentsequenz ergeben sich im Gesamtraum Schlussfolgerungen über die Ablagerungsdynamik, die zur Ausbildung der gegenwärtigen Küstenlandschaft geführt hat. Anhand der Befunde wurde ein paläogeographisches Modell der Küstenentwicklung für das Gebiet abgeleitet. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage zur Entwicklung zukünftiger Szenarien der Küstengenese mit Hilfe von morphodynamischen Prozessmodellen, die weiterführende Aufgabenstellungen bieten. Aus Sichtweise des Küstenschutzes und vor dem Hintergrund beschleunigter Anstiegsprognosen des Meeresspiegels sind die gewonnenen Erkenntnisse von hoher Bedeutung.
Zielsetzung: Die Verkürzung der axialen Augenlänge mit Hilfe eines neuartigen Ansatzes zur refraktiven Chirurgie der Sklera am Augenmodell. Methoden: Infolge vorbereitender Versuche sowie verschiedener Materialproben wurde das experimentelle Augenmodell aus zehn Kunstledersegmenten zusammengenäht und um eine Kornea aus Polystyrol ergänzt. Im Anschluss wurde die angefertigte Kette aus Implantaten und Verbindungsgliedern auf dem Modellauge fixiert. Durch die gezielte Nahtspannung wurde eine Einstülpung der Lederhaut erreicht. Das Funktionsmodell für das Implantat mit mechanischer Einstelleinrichtung wurde im Wesentlichen aus Messing gefertigt. Es setzt sich aus einer Schnecke sowie zwei Schneckenrädern zusammen. Zur Konstruktion des Antriebs wurde die Schnecke mit einer Rotorglocke verbunden. Durch die Induktion eines Magnetfeldes, welches von einer gegenüberliegenden Magnettrommel ausging, konnte eine Rotation der Rotorglocke erzeugt werden. Ergebnisse: Das maßstäblich vergrößerte Augenmodell und das Implantat mit der mechanischen Einstelleinrichtung zeigen die Machbarkeit sowie die Funktionsweise einer innovativen Methode zur refraktiven Chirurgie der Sklera. Dabei betrug die Verkürzung des im Maßstab 1:8,3 angefertigten Augenmodells 20 mm. Für die mechanische Einstelleinrichtung des Implantats ergab sich eine lineare Übertragung des induzierten Magnetfeldes. Fazit: Das Augenmodell sowie das Funktionsmodell zeigen anhand ihrer Wirkungsweise, dass das Patent zur Vorrichtung zur Änderung der Brechkraft des menschlichen Auges einen neuartigen Ansatz zur refraktiven Chirurgie darstellt und gleichzeitig ein neues Verfahren für die moderne Ophthalmochirurgie darstellen könnte, da es außerhalb der Grenzen bisheriger Verfahren einsetzbar ist.
Die Frage der effizienten Behandlung von Sepsis und septischem Schock sind von großer Bedeutung, da die Letalität dieses Krankheitsbildes auch noch trotz der heutigen modernen intensivmedizinischer Maßnahmen sehr hoch ist. Gefährdet sind vor allem polytraumatisierte Patienten, Verbrennungspatienten und Patienten nach großen operativen Eingriffen. Mitverantwortlich für die steigende Inzidenz der Sepsis ist ein ansteigendes Durchschnittsalter der Patienten mit zunehmender Zahl an Begleiterkrankungen. Dem Gastrointestinaltrakt wird bei der Entstehung und Aufrecherhaltung von Sepsis und septischen Schock eine besondere Bedeutung zugeschrieben. Schon Meakins und Marschall beschrieben 1986 den Gastrointestinaltrakt als „Motor des Multiorganversagens“. Die Darmmukosa trennt die intestinale Mikroflora vom systemischen Blutkreislauf. Die Integrität der intestinalen Mukosa hängt aufgrund besonderer anatomischer Verhältnisse in den Darmvilli entscheidend von einer stabilen Perfusion der Mikrozirkulation ab. Unter bestimmten Umständen (Trauma, Schock, Endotoxinämie, etc.) kommt es zu einer Minderperfusion der Zottenspitzen in den Darmvilli und zur Störung der intestinalen Barrierefunktion. Eine Translokation von Bakterien und bakteriellen Produkten in die Mikrozirkulation über das physiologische Maß hinaus mit der Aktivierung der systemischen Immunantwort durch inflammatorische Zytokine ist die Folge. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Gabe von APC bei experimenteller Endotoxinämie die funktionelle Kapillardichte, als ein Maß der mikrozellulären Perfusion, signifikant verbessert. Darüber hinaus wirkt APC antiinflammatorisch, indem es die Leukozytenadhärenz am Endothel submuköser intestinaler Venolen reduziert. Diese Effekte von APC, die in anderen Arbeiten ebenfalls beobachtet werden konnten, sind nun in dieser Arbeit zum ersten Mal auch an der Darmwand festgestellt worden].
Diese vorliegende Arbeit untersuchte im Zeitraum von 1994 bis 2003 im Johanniter Krankenhaus Stendal operierten Patienten mit Nierenzellkarzinom bezüglich ihrer Histologie, Grading, Alter, Geschlecht, Erkrankung an Diabetes mit Berücksichtigung der Diabetesdauer und Behandlungsart, Vergleich der Diabetesprävalenz gegenüber der Normalbevölkerung, das Rauchen als Risikofaktor, die präoperativen Laborwerte, Begleiterkrankungen mit Zweit- bzw. Drittkarzinomen, kardiovaskuläre Erkrankungen und sonstige Erkrankungen. Die histologischen Befunde und die Paraffin-Blöcke der NZK wurden vom Pathologischen Institut Stendal zur Verfügung gestellt. Insgesamt wurden in dieser Zeit 217 Patienten wegen eines histologisch gesicherten NZK operiert. Als Vergleichsgruppen wurden Patienten mit Harnblasenkarzinom und Prostatakarzinom, welche im Krankenhaus Stendal im gleichen Zeitraum behandelt wurden, untersucht und miteinander verglichen. Ziel dieser Arbeit war die Beschreibung eines Kollektivs von Patienten mit Nierenzellkarzinom hinsichtlich des Vorhandenseins eines Diabetes mellitus und anderer Begleiterkrankungen. Die 217 Patienten mit Nierenzellkarzinom wurden dann in dieser Studie nach ihrer Histologie in klarzellige und nicht-klarzellige Nierenzellkarzinome unterteilt und diese nach o. g. Kriterien verglichen. Ein weiterer Untersuchungspunkt war das Tumorgrading der Patienten mit gut bis mäßig differenzierten Stadium G1 bzw.G2 gegenüber schlecht bis undifferenzierten G3 bzw. G4 bei Nierenzellkarzinom. Hier wurden auch die gleichen o. g. Kriterien miteinander verglichen. Ein Vergleich der Patienten mit NZK nach ihrem Malignitätsgrad in der Gruppe der Patienten mit guter Prognose (Malignitätsgrad G1 und G2) gegenüber der Gruppe der schlechten Prognose (Malignitätsgrad G3 und G4) erbrachten keine signifikanten Unterschiede beim Vergleich der Kriterien: Geschlecht, Alter, Erkrankungen an Diabetes mellitus, präoperative Laborwerte, Rauchen als Risikofaktor, Begleitkarzinome, kardiovaskuläre Erkrankungen und sonstige Erkrankungen. Die Diabetesprävalenz der Patienten mit Nierenzellkarzinom war um den Faktor 1,46 höher als in der altersangepassten Vergleichspopulation (p=0,003). Im Gegensatz dazu ergab sich keine nennenswerte Veränderung der Diabetesprävalenz des Prostatakarzinoms im Vergleich zur normalen Bevölkerung. Die Gruppe mit Harnblasenkarzinom zeigte Diabetesprävalenz mit einem Faktor von 1,20. Diese liegt aber noch im Bereich einer möglichen zufälligen Abweichung, war also nicht signifikant erhhöht (p=0,118). Im Vergleich der histologischen Typen der NZK fand sich in der Gruppe 194 Patienten mit klarzelligen NZK ein signifikant höherer Prozentsatz an Diabetikern (26,3 %) als in der Gruppe der übrigen restlichen Nierentumoren (4,3 %; p=0,02). Interessant bei dieser Studie ist auch, dass bei den Nierenzellkarzinomen der Diabetiker signifikant mehr klarzellige Tumoren und seltener nicht-klarzellige Tumoren vorkommen als bei nicht-diabetischen Patienten.
Zusammenfassung HINTERGRUND: Die Keratokonjunktivitis sicca, das sogenannte ,trockene Auge’, ist eine der häufigsten Störungen der normalen Homöostase der Augenoberfläche. Die Studie untersucht die Wirkung und Verträglichkeit eines liposomalen Phospholipid-Augensprays (TEARS AGAIN®) auf die konjunktivalen Epithelzellen mit Hilfe der impressionszytologischen Technik und weiterer objektiver und subjektiver Parameter. METHODEN: Von März 2008 bis Juni 2008 wurde über einen Zeitraum von 3 Monaten eine klinisch prospektive Studie in der Augenklinik der Universitätsmedizin Greifswald mit 31 Probanden (männlich 10; weiblich 21) durchgeführt. Dabei wurden folgende objektive Parameter untersucht: Impressionszytologie, Nichtinvasive Break-up-Time (NIBUT), Schirmer-II-Test sowie Spaltlampenbefunde von Lidrand, Hornhaut, Bindehaut, lidkantenparallelen konjunktivalen Falten (LIPCOF) und der Tränenmeniskus. Weiterhin wurden subjektive Parameter wie Brennen, Juckreiz, Schleimbildung, Tränenfluss, Fremdkörpergefühl und Druckgefühl auf einer visuellen Analogskala von 0 bis 10 erfasst, um die lokale Verträglichkeit und Behandlungseffektivität der Medikation während der Behandlungsphase beurteilen zu können. Die statistische Analyse wurde mit dem Statistikprogramm SPSS Version 16 durchgeführt. ERGEBNISSE: Die impressionszytologischen Befunde ergaben keine signifikante Veränderung bei der Beurteilung der Becherzellzahl, des Kern-Zytoplasma-Verhältnisses, der Kernveränderungen und der Beschaffenheit des Zellverbandes. Die weiteren untersuchten objektiven Prüfparameter, wie NIBUT, Schirmer-II-Test und Spaltlampenuntersuchung der Horn- und Bindehaut, des Lidrandes, LIPCOF und des Tränenmeniskus zeigten alle eine signifikante Besserung. Bei allen untersuchten subjektiven Prüfparametern kam es ebenfalls zu einer signifikanten Besserung nach der Anwendung des liposomalen Augensprays. SCHLUSSFOLGERUNG: Zusammenfassend konnten unter Gabe von liposomalen Phospholipidspray (TEARS AGAIN®) impressionszytologisch keine morphologischen Veränderungen des konjunktivalen Epithels erfasst werden. Feststellbar war eine statistisch signifikante Verbesserung der Tränenfilmaufrisszeit, des Schirmer-II-Tests, der Spaltlampenbiomikroskopie sowie aller subjektiven Parameter. Bei deutlicher Beschwerdelinderung und Besserung des objektiven Lokalbefundes, auch ohne impressionszytologisch nachweisbare Regeneration des Bindehautepithels, ist die Behandlung des trockenen Auges mit liposomalen Augensprays, besonders bei Störungen der Lipidphase des Tränenfilms, empfehlenswert.
Plasmapolymerisation mit einem Atmosphärendruck-Mikroplasma-Jet zur Bildung funktioneller Schichten
(2012)
In Rahmen dieser Arbeit wurde die Plasmapolymerisation von aminogruppenhaltigen und perfluorierten Kohlenwasserstoffen mit einem Atmosphärendruck Mikroplasma Jet untersucht, mit dem Ziel einer erstmaligen erfolgreichen Abscheidung von Teflon-artigen und aminogruppenhaltigen Schichten. Hierzu wurde ein Versuchsaufbau zur Schichtabscheidung mit einem Mikroplasma-Jet bei Atmosphärendruckbedingungen konzipiert und aufgebaut. Dieser besteht im Wesentlichen aus dem Plasma-Jet und der ihn umgebenden Glaskuppel, welche die Erzeugung definierter Umgebungsatmosphären bei Normaldruck gestattet sowie vor eventuell entstehenden toxischen Reaktionsprodukten schützt. Als erste Aufgabe wurde die Deposition mit den aminogruppenhaltigen Präkursoren Cyclopropylamin (CPA) und Ethylendiamin (EDA) bearbeitet. Es zeigte sich, dass die Abscheidung im selbstorganisierten Jet-Modus möglich war. Die abgeschiedenen Schichten besitzen trotz eines kuppelförmigen Abscheidungsprofils eine homogene chemische Struktur mit einem Stickstoffgehalt von bis zu 20%, wie durch Profilometrie beziehungsweise XPS ermittelt wurde. Es wurden Werte von [NH2]/[C] zwischen 5,5 % und 3 % (EDA) sowie 4 % und 1 % (CPA) erreicht, abhängig von der Behandlungszeit der Substrate und der verwendeten Umgebungsatmosphäre. Die Schutzgasatmosphäre, bestehend aus einem Gemisch aus Stickstoff und Wasserstoff, welche dazu gedacht war die Bildung primärer Aminogruppen zu unterstützen, hatte einen negativen Effekt auf die Abscheidung. Im Vergleich zu einem Prozess an Luft wurde die Depositionsrate halbiert. Weiterhin konnte ein positiver Effekt auf den Anteil der Aminogruppen nur bei CPA festgestellt werden. Bezüglich der chemischen Zusammensetzung der Schichten wird ein erstes Modell der Plasmapolymerisationsreaktionen vorgestellt, welches auf dem wiederholten Vorgang der Abspaltung einer Aminogruppe und der nachfolgenden Reaktion der so entstandenen Radikale basiert. Bei der Bearbeitung der zweiten Aufgabe, der Deposition von fluorierten Plasmapolymer-Schichten, wurde ein spezielles Entladungsregime des Jets entdeckt. Die hierbei identifizierten Konditionen ermöglichten erstmalig die Abscheidung von C:F-Schichten mit einem Atmosphärendruck Jet. Hierbei wurden mit Octafluorcyclobutan (c-C4F8) als Präkursor, mit hohen Wachstumsraten (bis zu 43 nm/s mit N2-Atmosphäre) Schichten erzeugt. In diesen wurde mitttels XPS eine homogene chemische Struktur mit einem [F]/[C]-Verhältnis von 1,4 und einem sehr geringen Gehalt an Stickstoff und Sauerstoff nachgewiesen. Fits des hoch aufgelöst gemessenen C 1s Peaks zeigen einen Vernetzungsgrad von 44 % und ein [CF2]/[CF3]-Verhältnis von rund 1,8. Der statische Wasserkontaktwinkel bei diesen Schichten lag im Bereich von 100° – 135°. Die geforderte Hydrophobie der Schichten wurde damit erreicht. Luft als Umgebungsatmosphäre während des Beschichtungsprozesses führt nicht zu einem überwiegend ätzenden Plasmaprozess, reduziert jedoch die Depositionsrate um Faktor vier. Änderungen der chemischen Zusammensetzung der Schicht im Vergleich zur Schutzgasatmosphäre wurden nicht festgestellt. Die Verwendung von Octafluorpropan (C3F8) als Präkursor ergab nur ein minimales Schichtwachstum unter Schutzgas- und kein Wachstum unter Luft-Atmosphäre. Basierend auf den Beobachtungen anderer Autoren, wurde dies durch für die Plasmapolymerisation ungünstigere Fragmentierung des Präkursors erklärt. Das spezielle Entladungsregime, die eingeschnürte und lokalisierte bogenähnliche Entladung, wird als die Ausprägung einer --Modus Atmosphärendruck Entladung erklärt, bei der das Substrat als zweite geerdete Elektrode fungiert. Hierzu ist eine ausreichende Leitfähigkeit des Substrats notwendig. Anhand eines vereinfachten Ersatzschaltbildes werden die beobachteten Abhängigkeiten von Substratmaterial und Entladungsregime modelliert
Zielsetzung: In den letzten Jahren wurden die Kontaktlinsenpflegemittelhersteller mit Daten, die eine erhöhte Komplikationsrate bei Kontaktlinsenträgern nach Gebrauch ihrer Produkte zeigten, konfrontiert, was zu weltweiten Rückrufaktionen führte und das Interesse der Medien weckte [1,3-5,200]. Daher erfolgte die erneute Prüfung von sechs auf dem Markt etablierten Kontaktlinsenpflegemitteln und einer Susbstanz in der Entwicklungsphase gemäß DIN EN ISO 14729. Methode: Die Kontaktlinsenpflegemittel wurden mit Hilfe des quantitativen Suspensionstests gemäß den Anforderungen der DIN EN ISO 14729 geprüft. Insgesamt wurden jeweils drei Wiederholungen durchgeführt. Bei Schwankungen der Ergebnisse > ± 0,5 Logstufen wurde das Kontaktlinsenpflegemittel in drei weiteren Versuchen geprüft. Zusätzlich erfolgte die Testung mit einer realitätsnahen, tränenflüssigkeitsähnlichen Belastung in Form von menschlichem Blutserum mit Zusatz von Lysozym und Muzin. Ergebnisse: Die Bewertung erfolgte nach den Anforderungen der DIN EN ISO 14729 und nach den verschärften Kriterien von Pitten et al. [157]. Insgesamt konnten nur eines der etablierten sechs Kontaktlinsenpflegemittel sowie das in der Entwicklungsphase befindliche Produkt die Anforderungen erfüllen. Bei den vier getesteten Peroxidsystemen zeigte sich bei dreien eine Wirkungslücke gegenüber S. aureus bei sonst guter mikrobiozider Wirkung. Die zwei geprüften All-in-One Systeme konnten nur vereinzelt zufriedenstellende antimikrobielle Resultate liefern. Beim Vergleich der Ergebnisse der Wiederholungsversuche zeigten sich v.a. bei den All-in-One Systemen unklare Schwankungen der Reduktionsfaktoren. Die Versuche mit menschlichem Serum führten zu keiner einheitlichen Wirkungsveränderung im Sinne einer Verbesserung oder Verschlechterung. Fazit: Insgesamt kann man dem Verbraucher nur eines der sechs etablierten Pflegemittel empfehlen. Die Peroxidsysteme zeigten gegenüber den All-in-One Sytemen deutliche Überlegenheit in der mikrobioziden Wirksamkeit. Von den zwei getesten All-in-One Systemen muss man aufgrund der Ergebnisse ausdrücklich abraten, um den Verbraucher vor Komplikationen zu schützen. Bei dem Produkt in der Entwicklungsphase handelt es sich um ein vielversprechendes Präparat mit sehr kurzer Einwirkzeit, was sich in weiteren Untersuchungen behaupten muss.
Demenzerkrankungen stellen gegenwärtig eine große Herausforderung für Gesellschaften dar, insbesondere vor dem Hintergrund demografischer Transitionsprozesse. Diese Tatsache erfordert innovative Versorgungsansätze. In der öffentlichen und akademischen Diskussion wurden bereits einige Interventionskonzepte vorgeschlagen, wobei eine gesundheitsökonomische Betrachtung der jeweiligen Vor- und Nachteilhaftigkeit bislang aussteht. Die vorliegende Arbeit untersucht die ökonomischen Auswirkungen verschiedener Interventionsszenarien. Es wird hierzu ein Markov-Modell verwendet, das die unterschiedlichen Kosten- und Nutzeneffekte der Interventionen unter Berücksichtigung verschiedener Perspektiven (Gesetzliche Krankenversicherung, Soziale Pflegeversicherung, Patienten und Angehörige) und Versorgungsarrangements (Häuslichkeit, Wohngemeinschaft, Altenpflegeheim) analysiert. Die Untersuchung zeigt, dass einige Demenzinterventionen gesamtwirtschaftlich effizient sein könnten. Allerdings wird auch ein Teil der Interventionen von finanziellen Umverteilungen zwischen den beteiligten Kostenträgern begleitet. Eine praktische Umsetzung effizienter Interventionen erfordert einige strukturelle Änderungen in der Finanzierung von Gesundheitsleistungen.
Von 3000 Untersuchungshandschuhen, die von Pflegekräften auf einer Intensiv- und einer Weaningstation getragen wurden, waren 308 perforiert (10,3 %). Insgesamt wurden 389 einzelne Perforationen in den defekten Hand- schuhen gefunden. Latexhandschuhe (13,9 %) wiesen höhere Perforations- raten auf als Nitrilhandschuhe (6,6 %). Nur 5,2 % der Perforationen wurden durch den jeweiligen Träger bemerkt. Lange Tragedauer, Desinfizieren der Handschuhe, schlechter Sitz der Handschuhe, Waschen des Patienten sowie Desinfizieren von Flächen begünstigten das Auftreten von Perforationen. Keinen Einfluss auf die Perforationsrate hatten dagegen der jeweilige Träger und die Größe der Handschuhe. Auch für die verwendeten Waschmittel und Cremes wurde kein Einfluss auf das Perforationsrisiko festgestellt. Die Tragedauer hatte den wichtigsten Einfluss auf die Perforationsrate. Für die hier untersuchten Arbeitsbereiche könnte eine Beschränkung der Tragedauer auf 15 min einen Kompromiss zwischen Sicherheit und Realisierbarkeit im klinischen Alltag darstellen. Für eine generelle Empfehlung zur Maximaltragedauer von Untersuchungshandschuhen reichen die ermittelten Daten nicht aus, da zu viele Faktoren die Perforationsrate beeinflussen. Gesundheitseinrichtungen sollten, basierend auf individuellen Risiken, eigene Empfehlungen formulieren. Die niedrigere Perforationsrate bei Nitrilhandschuhen spricht dafür, dass diese vermehrt getragen werden sollten. Zumindest im Umgang mit hochinfektiösen Patienten könnte der Gebrauch auf Nitrilhandschuhe beschränkt werden. Alternativ sollte für Latexhandschuhe double gloving praktiziert werden. Insgesamt sollten medizinische Einrichtungen sorgfältig auf die Qualität ihrer Handschuhe achten. Das wiederholte Auftragen von Desinfektionsmitteln auf die Handschuhe scheint das Auftreten von Perforationen zu begünstigen. Generell sollte davon abgeraten werden, Untersuchungshandschuhe zu desinfizieren. Aus Gründen der Praktikabilität ist es aber in bestimmten Situationen vertretbar, bis zu drei Desinfektionen der Handschuhe durchzuführen. Weiterhin sollte stets auf den passgenauen Sitz der Handschuhe geachtet werden. Überdies ist es wichtig, das Pflegepersonal über die Gefahr der Infektionsverbreitung durch Erregertranslokation durch Mikroperforationen in Handschuhen aufzuklären und dadurch die Compliance gegenüber Hygienevorschriften zu fördern. Dazu sollte eine konkrete Einweisung zum Gebrauch von Untersuchungshandschuhen stattfinden.
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.
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.
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.