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Toleranzbereiche für 1H-NMR-Spektren von Neugeborenenurinen (2012)

Schütz, Birk

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.

Protein-Engineering von Enzymen mit Alpha/Beta Hydrolasefaltung (2012)

Davids, Timo

Alpha/Beta-Hydrolasefaltungsenzyme wie Esterasen, Dehalogenasen oder Epoxidhydrolasen sind Enzyme, die unter anderem zur Detoxifizierung von Umweltschadstoffen und der Synthese von Feinchemikalien eingesetzt werden. In dieser Arbeit wurden die Alpha/Beta-Hydrolasefaltungsenzyme untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wurde eine Dehalogenaseaktivität in der Esterase PFE I und der Epoxidhydrolase EchA erzeugt. Dabei wurden die katalytischen Loops und die Cap-Domäne ausgetauscht, sowie ein rationales Design durchgeführt. Mit dem Computerprogramm 3DM wurde des Weiteren die Konsensussequenz von Haloalkandehalogenasen ermittelt und diese in die Esterase PFE I integriert. Zur Untersuchung der geringen promiskuitiven Aktivitäten wurden sensitive Aktivitätsassays mit isothermaler Titrationskalorimetrie entwickelt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden zwei kontinuierlich gerichtete Evolutionen durchgeführt. Die benötigten in vivo Mutagenesemethoden und Selektionsassays wurden in dieser Arbeit etabliert. Im Anschluss wurden die Methoden eingesetzt um zum Ersten die Enantioselektivität von Esterasen zu verbessern und zum Zweiten eine Dehalogenaseaktivität in Esterasen und Epoxidhydrolasen zu generieren.

Untersuchungen zur Reiz- und Inflammationswirkung von atmosphärischem Niedertemperaturplasma auf die Chorionallantoismembran des bebrüteten Hühnereis (2012)

Bender, Claudia

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.

Numerical and Experimental Investigation of Beam-Plasma-Instabilities (2012)

Rapson, Christopher James

Beams of ions and electrons are a source of free energy which can be transferred to waves via an instability. Beams exist in almost all plasma environments, but their instabilities are particularly important for the dynamics of space plasmas. In the absence of collisions, the instability drives waves to large amplitudes and forms nonlinear structures such as solitary waves. The electric fields in these waves can scatter particles in the background plasma, or disrupt currents. Both of these effects are important for the overall dynamics of the plasma. In this thesis, both electron and ion beam plasma instabilities have been investigated in the linear plasma device VINETA and using a Particle-in-Cell simulation. The electron beam instability has been demonstrated by previous authors to be a useful diagnostic for the plasma density. The spatial resolution of previous results was confirmed at a few millimetres, and a temporal resolution of 1ms was shown for the first time. An ion beam was generated with a double plasma discharge. Compared to space, this environment and indeed most laboratory plasmas have considerably higher collisionality and a limited spatial extent which introduces gradients in the plasma. Gradients perpendicular to the beam propagation direction are linked to a decrease of both the wavelength and amplitude of the instability. It was observed in both experiment and simulation that gradients in sheaths at the boundaries of the plasma not only affect the time averaged plasma parameters, but also excite instabilities. Fluctuations within the sheath spread the beam in velocity space, effectively increasing its temperature. Warmer beams require a higher drift velocity to excite an instability. This was also confirmed by experimental and numerical results. Collisions are shown to be the dominant damping force for the electron beam instability. For ions, collisions play an important role in the simulation, but appear to be overshadowed by Landau damping from impurities in the experiment. When boundary conditions are removed from the simulation, wave amplitudes increase and nonlinear effects become important. Saturation by particle trapping and coalescence of phase space holes is observed, which could eventually lead to the solitary waves as they are observed in space plasmas.

Jump penalized L1-Regression (2012)

Kosytsina, Nadiya

Die vorgelegte Arbeit beschäftigt sich mit Kurvenschätzung in einem Regressionsmodell für eindimensionale verrauschte Daten, welche die Ausreißer enthalten können. Dabei ist die Regression Funktion, also Funktion welche a priori unbekannt ist und welche geschätzt werden soll, eine beliebige absolut-integrierbare Funktion auf dem Intervall [0, 1) und Regression Schätzer eine Stückweise-konstante Funktion auf dem Intervall [0, 1). Die von uns betrachtende Schätzer sind stückweise-konstante Funktionen, welche die L1-Version den sogenannten Potts Funktional minimieren (s. [8]). Das L1 Potts Funktional ist so gewählt, dass einerseits die Komplexität des Schätzers in Form der Anzahl ihrer Sprünge beachtet wird und anderseits die absolute Abweichungen von den Daten betrachtet werden. Die Stufen des Minimierers vom L1 Potts Funktional entsprechen den lokalen Medianen von verrauschten Daten, im Gegensatz dazu entsprechen die Stufen des Minimierers von dem klassischen Potts Funktional (L2-Fall) den lokalen Mittelwerten von den Daten. Der Vorteil der L1-Version gegenüber L2-Version des Potts Funktionals kann dadurch erklärt werden, dass die Mediane bekannterweise viel robuster gegen Ausreißer als Mittelwerte sind. In der vorgelegten Arbeit wurden die asymptotischen Eigenschaften sowohl von der L1 Potts Funktionals als auch von seinen Minimierer studiert. Unter anderem, es konnte die Konsistenz des Schätzers für den Fall, dass die Originalfunktion f selbst eine Stufenfunktion ist, gezeigt werden. Dies stellt das Hauptergebnis der Arbeit dar. Konsistenz heißt hier, dass unter bestimmten Bedingungen die Minimierer vom L1 Potts Funktional gegen die Originalfunktion f konvergieren.

Integration of the sigmaB regulon into the regulatory network of Bacillus subtilis (2012)

Reder, Alexander

The general stress response comprises approximately 200 genes and is driven by the alternative sigma factor SigB. Besides the process of sporulation with approximately 500 involved gene products under initial control of Spo0A are the two most significant and extensive cellular responses that can be observed in B. subtilis. The general stress response provides vegetative growing as well as non-growing and non-sporulating cells with a comprehensive cross-protective and preventive multiple stress resistance to various hostile environmental conditions. In contrast, the endospore is the most resistant but also dormant cell type produced by B. subtilis. The scope of this study was the identification of regulatory cascades driven by the general stress response sigma factor SigB to further elucidate the structure and function of the general stress regulon itself and to uncover potential intersections between the SigB response and other major developmental programs in the regulatory network of B. subtilis. It could be shown that the general stress regulon member yqgZ encodes a functional paralogue of Spx, the global regulator of the diamide stress regulon in B. subtilis. Global transcriptome and proteome studies led to the characterization of an YqgZ sub-regulon consisting of 53 positively and 18 negatively regulated genes. Due to its stringent SigB-dependent expression as well as its concerted action with SigB in regulation of its target genes YqgZ was renamed to MgsR which stands for “modulator of the general stress response”. Activity control of MgsR is stringently controlled at multiple levels. In addition to induction by SigB these mechanisms include (i) a positive autoregulatory loop of MgsR on the transcription level of its own structural gene, (ii) a post-translational redox-sensitive activation step by the formation of an intramolecular disulfide-bond within a conserved -CXXC-motif and (iii) rapid proteolytic degradation of MgsR by the ClpCP and ClpXP proteases, resul ting in extremely short in vivo half-lifes below 6 minutes. It was demonstrated that the activation of SigB is a prerequisite but not sufficient for a full expression of all general stress genes and that the SigB-dependent expression of MgsR provides the opportunity for additional redox-sensitive signal-reception, -processing and -integration beyond the primary decision of SigB activation. Our results describe a regulatory cascade integrating secondary oxidative stress signals into a SigB mediated regulatory cascade that is aimed at a precise fine tuning of target gene expression whose products are necessary for proper management of oxidative stress. Although primary oxidative stress stimuli do not typically induce SigB, our observation of redox-sensitive control by MgsR and several other reports that pointed at the implication of the general stress proteins in oxidative stress management led to the proposal that secondary oxidative stress may be a common component of multip le severe physical stress stimuli. This assumption could be supported by the results of a comprehensive phenotype screening of 94 mutants in single general stress genes upon treatment with hydrogen peroxide and the superoxide generating agent paraquat. A substantial amount of 62 mutants (66%) displayed significantly decreased survival rates in response to oxidative stress. The information gained by this phenotypic screening analysis provides a valuable basis for more directed assays to elucidate the biochemical functions of many so far uncharacterized general stress proteins and demonstrates that the SigB response and the regulatory fine tuning by MgsR plays a pivotal role in protection from secondary oxidative stress. Furthermore, it has been intensively discussed throughout the literature of the last years that the general stress response and the process of sporulation may represent mutually exclusive survival strategies of a non-growing B. subtilis cell, but the molecular basis for this assumption was missing until recently. By the identification of a functional SigB-type promoter (PsigB) adjacent to the spo0E, this gene was newly assigned to the general stress regulon. The spo0E gene encodes a phosphatase that specifically inactivates the master regulator of sporulation Spo0A~P by dephosphorylation. The SigB dependent induction of spo0E causes a block of sporulation specific transcription and produces a sporulation deficient phenotype. This effect was overcome by a deletion of the spo0E-SigB promoter, thus clearly addresses SigB activity. This regulatory mechanism is the first example for an integration of SigB inducing stimuli into the decision making process of sporulation initiation that provides a link to interconnect these two dominant and very likely mutually exclusive responses in the regulatory network of B. subtilis. The data presented here provide deeper insights into the structure and function of the general stress regulon in stress management.

Bestimmung der Häufigkeit und Isolierung des Granulozytenantigens HNA-3a (2012)

Horn, Axel-Philip Christian von

Einführung Das humane Neutrophilen-Antigen HNA-3a steht in ursächlichem Zusammenhang mit der Entstehung transfusions- assoziierter Lungeninsuffizienz und weiteren Erkrankungen. Die Isolierung des Antigens ermöglichte eine Identifizierung und den Aufbau von routinemäßig durchführbaren Testverfahren. Zielsetzung 1. Etablieren eines Nachweisverfahrens und Screening von Blutspendern auf HNA-3a. 2. Aufreinigung der aHNA-3a-Antikörper aus dem Plasma immunisierter Blutspender. 3. Biotinylierung des Antigens und Koppelung an verschiedene Festphasen. 4. Immunpräzipitation. 5. Detektion mittels Gelelektrophorese und Immunoblotting. Material und Methode Mit Agglutinationstests und Durchflußzytometrie wurde das Screening durchgeführt. Um das Antigen nach einer Isolierung nachweisen zu können, erfolgte eine Biotinylierung der Oberflächen-Proteine. Die Isolierung erfolgte mittels Immunpräzipitation, 1-D–Gel- elektrophorese und einen Nachweis im Western-Blot mit konjugiertem Streptavidin. Ergebnisse Im Screening wurden mehrere HNA-3a-negative Spender identifiziert. Die Häufigkeit des Antigens lag bei 98,5 %. Die Biotinylierung beeinflusste die verwendeten Verfahren nicht bemerkbar. Bei der Immunpräzipitation mit HNA-3a-positiven Granulozyten, die mit aHNA- 3a-Plasma inkubiert wurden, stellte sich reproduzierbar eine Bande zwischen 90 und 105 kDa dar. Diskussion Da die Ergebnisse reproduzierbar waren, konnte davon ausgegangen werden, dass es sich bei der Bande, die bei der Immunpräzipitation mit aHNA-3a Plasma und HNA-3a positiven Lysaten spezifisch ist, um das das Epitop HNA-3a tragende Protein handelt. Für eine Identifizierung des Antigens konnte die Bande aus dem Gel ausgeschnitten werden und mit weitergehenden Methoden charakterisiert werden. Exakt dieses Vorgehen führte zu der erfolgreichen Identifizierung des Epitops HNA-3a.

Veränderungen im Proteom von Thrombozyten durch Bluthochdruck im Rattenmodell (2012)

Gebhard, Simon

Die chronische arterielle Hypertonie erhöht das Risiko für kardiovaskuläre Komplikationen wie Schlaganfall und Myokardinfarkt. In der Pathophysiologie dieser Komplikationen spielen Thrombozyten eine wesentliche Rolle. Hierbei gehen die meisten Experten derzeit davon aus, dass Thrombozyten mit den durch die Hypertonie geschädigten Gefäßwänden reagieren. Ziel unserer Untersuchungen war es, zu untersuchen, ob durch die Hypertonie auch Veränderungen in Thrombozyten entstehen. Thrombozyten zirkulieren im Kreislauf in engem Kontakt mit der Gefäßwand und reagieren sensibel auf hohe Scherkräfte und aktivierte Endothelzellen. Jede Aktivierung, auch in reversiblen Frühstadien führt dabei zu Veränderungen in der Proteinzusammensetzung der Thrombozyten, dem Proteom. Da sie keinen Kern haben, ist die Proteinneosynthese in Thrombozyten stark limitiert. So „speichern“ Thrombozyten Informationen über ihre Aktivierungshistorie während ihrer zehntägigen Überlebenszeit, da die veränderten Proteine nicht, oder nur sehr eingeschränkt durch neu synthetisierte Proteine ersetzt werden. Proteomics bietet einen Ansatz, über tausend Proteine gleichzeitig zu untersuchen. Mittels zweidimensionaler, differentieller in Gel Elektrophorese (2D-DIGE) kann dabei ein sensibler quantitativer Vergleich zweier Proben erfolgen. Die komplexe Methodik erfordert jedoch eine hochgradige Standardisierung der Versuchsgruppen. In diesem Projekt wurde daher ein Tiermodell verwendet, um die ca. 1000, mittels 2D-PAGE dargestellten Proteinspots des Thrombozytenzytosols auf hypertoniebedingte Veränderungen zu untersuchen. Dabei wurden zwei unterschiedliche Rattenmodelle der Hypertonie eingesetzt um die Aussagekraft zu erhöhen. Nach 14tägiger Hypertoniephase wurden 45 Proteinspots detektiert, deren Intensität in beiden Rattenmodellen signifikant verändert war. Die Identifikation dieser Spots mittels Massenspektrometrie zeigte neben spezifischen Thrombozytenproteinen v.a. Zytoskelett- und Zytoskelett -assoziierte Proteine. Wurde an die 14tägige Hypertoniephase eine 10tägige Erholungsphase angeschlossen, waren diese Veränderungen nicht mehr nachweisbar. Überraschenderweise waren die beobachteten Veränderungen unterdrückbar durch mehrmalige Blutentnahme vor- und während der Hypertoniephase. Dabei wurden 8 Tage vor-, sowie zweimal während der Hypertoniephase (Tage 3 und 10) 3 ml Blut entnommen. Die daraufhin durchgeführte Untersuchung auf Veränderungen des Thrombozytenproteoms durch Blutentnahmen an normotensiven Tieren zeigte ein Muster an Veränderungen, dass dem unter Hypertonie beobachteten entgegengesetzt war. Eine denkbare Ursache für diese Beobachtung ist, dass die Thrombozytopoese durch die mehrmaligen Blutverluste gesteigert wurde. Die so vermehrt ausgeschütteten „jungen“ Thrombozyten zeigen ein inverses Proteommuster, gegenüber den durch Hypertonie gestressten Thrombozyten. Um dieser Hypothese nachzugehen wurden Ratten mit dem Thrombopoetinrezeptoragonisten Romiplostim behandelt. Das Thrombozytenproteom von Ratten nach Stimulation der Thrombozytopoese ähnelt dem von Ratten nach mehrmaligen Blutentnahmen. Dies unterstützt unsere Hypothese, dass die durch Blutentnahmen bedingten Proteomveränderungen auf eine gesteigerte Thormobzytopoese zurückzuführen sind und damit auf das gesteigerte Vorkommen junger Thrombozyten im Blutkreislauf. Veränderungen des Thrombozytenproteoms, die in beiden Tiermodellen unter Hypertonie auftraten, können mit großer Sicherheit auf die Hypertonie zurückgeführt werden. Zu beachten ist allerdings, dass beide Modelle auf einer Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron Systems (RAAS) basieren. Es kann also nicht differenziert werden, ob die Veränderungen durch die Hypertonie selbst oder durch das aktivierte RAAS verursacht wurden. Die Tiermodelle spiegeln somit nur eine Subgruppe der Hypertoniepatienten wider. Wir haben mit diesen Experimenten Thrombozyten-Proteine identifiziert, die sich durch einen erhöhten Blutdruck verändern. Diese Proteine sind daher potentielle Kandidaten für Biomarker, die eine Aussage über den Blutdruckverlauf der zurückliegenden Tage ermöglichen. Solch ein Marker, ähnlich dem HbA1c beim Diabetes mellitus, könnte die Hypertoniediagnostik erheblich erleichtern. Für die in dieser tierexperimentellen Studie identifizierten Proteine finden sich analoge Proteine in menschlichen Thrombozyten. Deren Veränderung durch Bluthochdruck sollte in Fall/Kontroll-Studien am Menschen untersucht werden. In Ergänzung zum im Journal of Hypertension veröffentlichten Artikel wird in der vorliegenden deutschen Zusammenfassung detaillierter auf die Methoden eingegangen. Darüber hinaus werden zusätzliche Aspekte in der Diskussion angesprochen.

Roles of neutrophil NADPH oxidase derived reactive oxygen species (ROS) in innate responses (2012)

TRAN, Bich Thu

I have investigated the role played by reactive oxygen species (ROS) generated by the phagocyte NADPH oxidase system in the innate immune response. I first looked at effector functions by asking whether ROS released from phagocytes might be effective in the killing of extracellular bacteria. Since bacteria can be killed in many other ways – for example by proteases or by cationic peptides – I made use of the recently demonstrated capacity of ROS to remove discontinuities from the surface of gold as the basis of an in vivo assay for extracellular ROS. Unlike bacterial killing, this readout system is not affected by enzymes, cationic peptides or other biological anti-bacterial agents. By this means I was able to use wild type mice and a congenic strain which lacks the gene coding for the gp91 subunit of the phagocyte NADPH oxidase to demonstrate that ROS generated by the NADPH oxidase system are indeed found outside the cells during an inflammation in vivo and that their principle source is neutrophil granulocytes rather than tissue macrophages. Since ROS released by these cells will be non-specific in its action it is to be expected that the releasing cell will itself suffer considerable damage. This fits well to the known short life of activated neutrophils and may explain the established fact that their death is dependent on the NADPH oxidase system. The long lived macrophages, in contrast, restrict their production of extracellular ROS. ROS are increasingly being found to be involved in both intra and intercellular signalling processes I looked for an involvement of NADPH oxidase derived ROS in the recruitment of neutrophils to sites of inflammation in vivo. Since the gene coding for the gp91 subunit of the NADPH oxidase is on the X chromosome I made use of a mosaic expression strategy based on X chromosomal inactivation. The results show that indeed ROS serves as a component of the neutrophil recruitment process in the critical early stages of an infection. Possible mechanisms are explored.

Durchführbarkeit der Ballonkyphoplastie unter i.v.-Analgosedierung und Verwendung einer biplanaren Angiographieeinheit (2012)

Mohr, Marcel

Ziel: Die Ballonkyphoplastie ist ein minimal invasives Verfahren zur Behandlung osteoporotischer oder metastatischer Wirbelkörperfrakturen. In der Regel wird der Eingriff in Allgemeinnarkose durchgeführt. Die zu behandelnden Patienten weisen jedoch häufig ein erhöhtes Narkoserisiko auf, so dass ein therapeutisches Dilemma besteht. Ziel der Studie war es, die Möglichkeit der Ballonkyphoplastie unter Verwendung einer i.v.-Analgosedierung mit Piritramid (Dipidolor®) und Midazolam (Dormicum®) zu evaluieren. Material und Methode: Von Juni 2007 bis Juni 2009 wurden prospektiv alle Patienten, bei denen die Indikation zur Ballonkyphoplastie gestellt wurde, in die Studie eingeschlossen. Alle Untersuchungen erfolgten unter Verwendung einer biplanaren Angiographie-Einheit. Für lumbale Wirbelkörper wurde ein transpedikulärer Zugang, für thorakale Wirbelkörper ein transpedikulärer oder lateraler Zugang gewählt. Das individuelle Narkoserisiko wurde entsprechend der ASA-Kriterien beurteilt. Alle Eingriffe erfolgten unter i.v.-Analgosedierung mit Midazolam und Piritramid und lokaler Anästhesie. Die prä- und postinterventionellen Schmerzbeschwerden wurden durch die visuelle Analogskala (VAS) erfasst. Ergebnisse: Es wurden prospektiv 133 konsekutive Patienten eingeschlossen (77 w, 56 m) mit einem durchschnittlichen Alter von 69,18 ± 11,45 Jahren. Von diesen hatten 99 (74,4 %) Patienten ein stark erhöhtes OP-Risiko (ASA ≥ 3). Insgesamt wurden 162 Wirbelkörper behandelt Es wurden durchschnittlich 11,8 ± 3,98 mg Piritramid und 11,3 ± 4,38 mg Midazolam pro Patient verwendet. In keinem Fall kam es zu einer durch die Analgosedierung bedingten Komplikation. Postinterventionell kam es in allen Fällen zu einer erheblichen Reduktion der Schmerzbeschwerden VAS Painscore präinterventionell 8,3, postinterventionell 2,4 (p <0,05). Schlussfolgerung: Die i.v.-Analgosedierung mit Piritramid und Midazolam ist ein einfaches und sicheres Verfahren zur minimal-invasiven Durchführung einer Ballonkyphoplastie bei Patienten mit einem erhöhten Narkoserisiko.

Iodausscheidung bei Neugeborenen in der Region Vorpommern 2005 bis 2007 und Rückschlüsse auf die Iodversorgung (2012)

Prahl, Anne

Um die Iodversorgung der Neugeborenen im Raum Vorpommern zu bewerten, wurde die Iodausscheidung von 418 gesunden Neugeborenen, die zwischen Mai 2005 und April 2007 in der Greifswalder Universitätsfrauenklinik geboren wurden, analysiert. 87 % der untersuchten Neugeborenen schieden > 10 µg Iod/dl Urin aus. Die mittlere Iodurie unterschied sich bei Kindern von Müttern, die während der Schwangerschaft zusätzlich Iod supplementiert hatten nur geringfügig von der Iodurie bei Kindern, deren Mütter während der Schwangerschaft kein zusätzliches Iod eingenommen hatten. Die Mediane lagen bei 20,1 µg/dl und 17,8 µg Iod/dl Urin. Das ist ein Zeichen dafür, dass sich die Iodausscheidung in den letzten Jahren deutlich verbessert hat und Neugeborene in der Region Vorpommern nach den WHO-Kriterien heute ausreichend mit Iod versorgt sind. Allerdings schieden bereits 54 % der untersuchten Neugeborenen > 20 µg Iod/dl Urin aus, was bereits die Gefahr einer Iodüberdosierung kennzeichnet.

Enzymatische Charakterisierung des Intermediär- und Fermentationsstoffwechsels von Staphylococcus aureus COL und Bacillus subtilis 168 (2012)

Krause, Kristin

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist einer der meist gefürchtetsten pathogenen Mikroorganismen, der verantwortlich ist für eine Vielzahl von nosokomialen Infektionen und Krankheiten. S. aureus ist in der Lage, sich an verändernde Umweltbedingungen auf Ebene der Genexpression anzupassen, was zu unterschiedlichen Proteinzusammensetzungen und somit zu Veränderungen in der Metabolitenkomposition und metabolischen Aktivität führt. Außerdem stellt die Fähigkeit, Resistenzen gegen gegenwärtig genutzte Antibiotika zu entwickeln, eine Gefahr dar und macht diesen Keim in seiner Behandlung so schwierig. Für ein vollständiges Verstehen der Proteom-, Transkriptom- und Metabolomdaten ist die Untersuchung der Enzymaktivitäten ein entscheidendes Hilfsmittel. In der vorliegenden Arbeit wurden die enzymkatalytischen Eigenschaften sowie die spezifischen Enzymaktivitäten der Enzyme des Intermediär- und Fermentationsstoffwechsels untersucht. Aus Zellen der logarithmischen, transienten und stationären Wachstumsphase unter aeroben wie auch anaeroben Bedingungen wurden für die Enzyme das pH-Optimum, die maximale Reaktionsgeschwindigkeit (vmax) und die Substratkonzentration der halbmaximalen Reaktionsgeschwindigkeit (Km) bestimmt. In S. aureus COL wird die Glucose unter aeroben Bedingungen hauptsächlich über die Glycolyse metabolisiert. Glucose-6-phosphat wird weiter zu Pyruvat umgesetzt, welches wiederum durch die Pyruvat-Oxidase zu Acetylphosphat oder durch den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex zu Acetyl-CoA verstoffwechselt wird. Durch die Phosphatacetyl-Transferase wird das Acetyl-CoA im Folgenden ebenfalls zu Acetylphosphat umgesetzt und nicht dem Citrat-Zyklus zugeführt. Die Acetat-Kinase nutzt das Acetylphosphat zur Generierung von ATP. Geringe extrazelluläre Lactat-Konzentrationen weisen auf eine geringere Bedeutung der Lactat-Dehydrogenase unter aeroben Wachstumsbedingungen hin. Gleichwohl wird ein kleiner Teil des Pyruvates zur Regeneration von NAD+ durch die Lactat-Dehydrogenase genutzt. In der transienten und stationären Wachstumsphase werden die Gene der Enzyme für Gluconeogenese und Citrat-Zyklus vermehrt exprimiert. Lactat und Acetat werden als Kohlenstoff- und Energiequelle wieder aufgenommen und dienen der Bildung unterschiedlicher Intermediate, wie beispielsweise der Bildung von NADPH über Glucose-6-phosphat im Pentose-Phosphat-Weg. Lediglich die Citrat-Synthase, Isocitrat-Dehydrogenase und Fumarat-Hydratase des Citrat-Zyklus konnten enzymologisch untersucht werden, was auf eine geringe metabolische Aktivität im Citrat-Zyklus hinweist. Möglicherweise dient der erste Teil des Citrat-Zyklus nur der Einführung von Aminosäuren als Kohlen- und Stickstoffquelle in den Metabolismus. Unter anaeroben Bedingungen wird die Glucose in der Glycolyse und der gemischten Säuregärung zu Lactat und Ethanol umgesetzt. Hohe spezifische Enzymaktivitäten der Lactat- und Alkohol-Dehydrogenase konnten nachgewiesen werden. Die Energie in Form von ATP wird auch in dieser Phase des Wachstums durch Substratkettenphosphorylierung generiert. Bacillus subtilis 168 (B. subtilis 168) ist ein grampositives apathogenes Bakterium, das durch die Zugabe von Pyruvat auch zum Wachstum unter sauerstofffreien Bedingungen befähigt ist. Es exprimiert Enzyme der 2,3-Butandiol- und Lactatfermentation. In der hier vorliegenden Arbeit wurden die enzymkatalytischen Eigenschaften von Enzymen des Intermediär- und Fermentationsstoffwechsels untersucht. In der logarithmischen Wachstumsphase wird die Glucose über die Glycolyse verstoffwechselt. Wie bei S. aureus COL ist der Eintritt des Glucose-6-phosphates in den Pentose-Phosphat-Weg aufgrund einer höheren spezifischen Enzymaktivität der Glucose-6-phosphat-Isomerase limitiert. Die Energie in Form von ATP wird auch hier hauptsächlich über Substratkettenphosphorylierungsreaktionen generiert. Die Bedeutung der Lactat-Dehydrogenase-Aktivität unter aeroben Bedingungen ist noch nicht eindeutig geklärt, jedoch kann davon ausgegangen werden, dass auch hier ein Teil des Pyruvates zur Regeneration von NAD+ durch die Lactat-Dehydrogenase umgesetzt wird. Unter anaeroben Bedingungen wurden hohe Lactat-Dehydrogenasen-Aktivitäten gemessen. Außerdem wird die Glucose zur Regeneration von NAD+ zu D-2,3-Butandiol fermentiert. Zusammenfassend ist zu sagen, dass enzymologische Untersuchungen und die Erforschung der spezifischen Enzymaktivitäten unter bestimmten Bedingungen ein gutes Hilfsmittel für metabolische Studien ist und diese gut mit vorhandenen Proteom- und Metabolomdaten verglichen werden können. Enzymanalysen sind nicht einfach handhabbar, bieten aber die Möglichkeit, einen Blick in die Physiologie von Mikroorganismen zu werfen. Für ein allumfassendes Verständnis ist es wichtig, Enzymaktivitäten zu untersuchen.

Influence of Non-thermal Plasma-based Biological Decontamination Processes on the Surface Properties of Plasma-exposed Polymers (2012)

Fricke, Katja

The biological decontamination and sterilization is a crucial processing step in producing and reprocessing of medical devices. Since polymer-based materials are increasingly used for the production of medical devices, the application of conventional sterilization processes are restricted to a certain extent. Conventional sterilization techniques on the basis of high temperatures, toxic gases, or ionizing radiation can be detrimental to the functionality and performance of polymeric materials. For this reason, alternative, gentle, and efficient decontamination processes are required. One possible approach is the use of non-thermal physical plasmas. Especially atmospheric pressure plasma is receiving great interest due to the absence of vacuum systems which is highly attractive for the practical applicability. Its mechanisms of action enable the efficient killing and inactivation of micro-organisms which are attributed to the interaction of plasma-generated reactive oxygen and nitrogen species (ROS, RNS) as well as plasma-emitted (V)UV radiation. Owing to the moderate gas temperatures (near or at room temperature) so-called cold plasmas are well-suitable for the treatment of heat-sensitive materials, such as polymers, without affecting their bulk properties. The present work focuses on the investigation of atmospheric pressure plasma processes for the biological decontamination of polymers. The objective is to help elucidate on the one hand the impact of varied plasma process parameters on the inactivation of micro-organisms and on the other hand the influence of plasma on the surface properties of the substrate. The investigations were performed by means of a high-frequency driven plasma jet (from the product line kINPen) operated with argon and argon-oxygen mixtures. Three main aspects were analyzed: 1. The effect of plasma on the viability of micro-organisms dependent on working gas, treatment time, and the sample distance (distance between the jet nozzle and the substrate). 2. The plasma-based removal of microbial biofilms. 3. The effects of the plasma treatment on the surface properties of selected polymers. Additionally to the capability of the applied plasma jet in killing microbes the efficacy of this plasma jet for the removal of complex biological systems (e.g. biofilms) is shown. To model cell constituents of bacteria different synthetic polymers were chosen to gain insight into the decomposition process responsible for biofilm degradation. By investigating the impact of atmospheric pressure plasma on physico-chemical surface properties of various synthetic aliphatic and aromatic polymers the interaction mechanisms between plasma and plasma-exposed material are discussed. These studies are accompanied by applying different optical plasma diagnostic techniques (optical emission spectroscopy and two-photon absorption laser induced fluorescence spectroscopy) to obtain information on the plasma gas phase which contributes to the elucidation of the reaction mechanisms occurring during plasma exposure. Moreover, it is presented to which extent the plasma treatment influences the surface properties of polymers during the plasma-based bio-decontamination process and further, the benefits of surface-functionalized polymers for biomedical application is discussed.

PCR-basierter Erreger- und Resistenzgennachweis bei septischen Patienten einer operativen Intensivstation (2012)

Plettig, Runa

EINFÜHRUNG. Molekulare Amplifikationstechniken haben sich bereits als nützlich bei der frühzeitigen und schnellen Identifikation der ursächlichen Erreger bei Patienten mit einer vermuteten Sepsis erwiesen. ZIELE. In dieser prospektiven Studie wurde analysiert, ob durch Verwendung eines Multiplex-PCR-Verfahrens im Vergleich zur mikrobiologischen Standarddiagnostik Pathogene sowie Resistenzgene in Untersuchungsproben von septischen Patienten zuverlässig nachgewiesen werden können. Zusätzlich wurde der Zeitspareffekt des PCR-Verfahrens mit Hinblick auf die Auswahl der antibiotischen Therapie sowie den Ablauf der Sepsisbehandlung analysiert. METHODEN. Unter Beachtung der Einschlusskriterien wurden 54 Patienten mit einem systemischen inflammatorischen Response-Syndrom (SIRS) und einem sicheren Sepsisfokus in die Studie eingeschlossen. Die Untersuchungsproben für die Identifikation der Sepsiserreger und Resistenzgene wurden in febrilen Sepsisepisoden (SE) entnommen und mittels mikrobiologischer Standardverfahren sowie einer halb-automatisierten Multiplex-PCR (PMS, Böblingen, Deutschland) vergleichend analysiert. Mit Hilfe der PCR konnten neun typische Sepsiserreger sowie neun Resistenzgene nachgewiesen werden. Das Ergebnis war nach sechs Stunden verfügbar. ERGEBNISSE. Wir untersuchten 180 Blutproben und 78 Proben anderer Körperflüssigkeiten wie z.B. Bronchialsekret, Wundflüssigkeit, Abszessflüssigkeit, Abstriche usw. aus 87 SE. Mittels Multiplex-PCR wurden in den Blutproben sowie auch in den Proben aus anderen Körperflüssigkeiten mehr Erreger nachgewiesen als mittels mikrobiologischer Verfahren. Dabei erfolgte die Identifikation mittels PCR schneller als mittels Mikrobiologie. Auch der Nachweis von Resistenzgenen war mittels PCR möglich. Durch den schnellen Erregernachweis mittels PCR wäre eine erregerspezifische Anpassung der antibiotischen Behandlung 60 Stunden (MW; 95% KI: 48-73) früher möglich gewesen als bei Verwendung der Mikrobiologie. SCHLUSSFOLGERUNG. Mit Hilfe der Multiplex-PCR konnten bei Patienten mit einer vermuteten Sepsis häufiger Erreger nachgewiesen werden als bei ausschließlicher Verwendung von mikrobiologischen Kulturtechniken. Weiterhin war der Erregernachweis in der PCR schneller als in der Mikrobiologie. Bei Verwendung der PCR zur Diagnostik wird ein frühzeitigerer Beginn einer adäquaten antibiotischen Behandlung von Sepsispatienten möglich.

Association between Periodontal Disease, Lung Volumes, and Airflow Limitation in the Population-based Study of Health in Pomerania (SHIP) (2012)

Richter, Stefanie

Chronic infections, including periodontal infections, may reduce lung function. To date, there are hardly any population-based studies evaluating the association between periodontitis and lung function. However, there are some studies that used variables associated with obstructive pulmonary diseases (FEV1, FEV1/FVC). Thus, we aimed to assess the potential association of periodontal diseases with lung volumes and airflow limitation in the population-based Study of Health in Pomerania (SHIP). Of 3300 participants aged 25-85 years of the 5-year follow-up (SHIP-1), 1809 subjects participated in lung function examinations. 1465 subjects were included in the analyses. Lung function was measured using spirometry, body plethysmography, helium dilution, and diffusing capacity for carbon monoxide. Periodontal status was assessed by clinical attachment loss, probing depth, and number of missing teeth. Linear regression models using fractional polynomials were used to assess linear and non-linear associations between periodontal disease and lung function adjusting for confounders. Adjusting for age, sex, waist circumference, physical activity, diabetes, asthma, and time between core and pulmonary examination, mean attachment loss was significantly associated with variables of dynamic and static lung volumes, airflow limitation and hyperinflation. Total lung capacity and diffusing capacity for carbon monoxide were not associated with mean attachment loss. Adjustment for smoking and height considerably changed coefficients indicating profound confounding. Including fibrinogen and high sensitive CRP into fully adjusted models did not change coefficients of mean attachment loss. Restricted to never smokers, mean attachment loss was significantly associated with FEV1, FVC, and RV/TLC. Relations with lung function were confirmed for mean probing depth, extent measures of attachment loss/probing depth, and number of missing teeth. Periodontal disease was significantly associated with decreased lung function. Systemic inflammation did not provide a mechanism linking both diseases. However, cohort studies evaluating lung function in the current manner are needed to confirm results from this study and to assess a causal relationship. Furthermore, it needs to be investigated with the help of randomized clinical trials whether prevention or treatment of periodontitis might have a beneficial impact on lung function.

Populationsbasierte Ergebnisse zum Zusammenhang zwischen Renin-Angiotensin-Aldosteron System und kardiovaskulären sowie metabolischen Phänotypen (2012)

Hannemann, Anke

Die vorliegende kumulative Promotionsarbeit basiert auf drei Originalmanuskripten, die am Ende der Arbeit eingebunden sind. Arterielle Hypertonie ist eine der häufigsten Erkrankungen bei Erwachsenen in Deutschland und ein wichtiger Prädiktor für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität. Das Renin-Angiotensin-Aldosteron System (RAAS) nimmt bei der Blutdruckregulation sowie bei der Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolythaushalts eine Schlüsselrolle ein. Das RAAS kann durch verschiedene Ursachen gestört werden und dadurch zum Auslöser einer arteriellen Hypertonie werden. So weisen Patienten mit primärem Hyperaldosteronismus (PAL) eine vom RAAS autonome, erhöhte Aldosteronproduktion auf. PAL wird im Großteil der Fälle durch Aldosteron-produzierende Adenome in der Nebenniere bzw. uni- oder bilaterale Hyperplasie der Nebennieren verursacht. Man vermutet, dass der PAL die häufigste Form der sekundären Hypertonie ist. Die exakte Prävalenz des PAL ist allerdings unbekannt. Als Screeningtest wird der Aldosteron-Renin-Quotient (ARR) empfohlen, der einen relativen Aldosteronüberschuss im Vergleich zum Renin anzeigen kann. Die in diversen Studien ermittelten ARR Grenzwerte für das PAL Screening unterscheiden sich deutlich. Diese Grenzwerte wurden überwiegend anhand von Vergleichen des ARR von Patienten mit und ohne PAL ermittelt. Eine andere Möglichkeit um zwischen einem physiologischen und pathophysiologischen ARR zu unterscheiden liefern Referenzbereiche. Ziel der ersten Analyse war es Referenzwerte für den ARR aber auch die Plasma Aldosteronkonzentration (PAC) sowie die Plasma Reninkonzentration (PRC) zu ermitteln. Aldosteron nimmt auch bei der Pathogenese weiterer kardiovaskulärer Erkrankungen eine bedeutende Rolle ein, da es prooxidative, proinflammatorische und profibrotische Effekte ausübt. Die exakten Mechanismen die diesen Effekten unterliegen, sind bisher nur teilweise geklärt. Ziel der vorgestellten Studie war es herauszufinden, ob die PAC oder der ARR in einer großen Studie mit Probanden aus der Hintergrundsbevölkerung mit einer eingeschränkten flussvermittelten Vasodilatation (FMD) einhergehen. Neben der Vielzahl an Studien die Effekte des RAAS auf das kardiovaskuläre System beschreiben, mehren sich in den letzten Jahren Untersuchungen, die den Einfluss des RAAS auf den Metabolismus analysieren. Das RAAS wird dabei im Zusammenhang mit pathologischen Veränderungen des Glukosemetabolismus, des Fettstoffwechsels und der Insulinresistenz gesehen. Das Metabolische Syndrom (MetS) bezeichnet das gemeinsame Auftreten von multiplen metabolischen Veränderungen. Zur Definition des MetS werden die Faktoren viszerale Adipositas, erhöhter Blutzucker, erhöhte Triglyceride, erniedrigtes HDL-Cholesterol sowie erhöhter Blutdruck herangezogen. Bei Vorliegen von mindestens drei dieser Komponenten kann ein MetS festgestellt werden. Ziel der vorgestellten Analyse war es die Assoziation zwischen der PAC und dem MetS sowie seinen Einzelkomponenten in zwei großen deutschen Studien zu prüfen. Die der Arbeit zugrundeliegenden Daten stammen aus der ersten Follow-up Untersuchung der Study of Health in Pomerania (SHIP-1). Die Assoziation zwischen der PAC und dem MetS wurde in SHIP-1 und dem F4 Survey der Kooperativen Gesundheitsforschung in der Region Augsburg (KORA F4) analysiert. Die Referenzwerte für die PAC, PRC und den ARR wurden in einer Population bestehend aus 1347 Probanden ermittelt. Es wurden geschlechts- und altersgruppenspezifische (25-54 Jahre und 55-74 Jahre) Referenzwerte berechnet. Der Zusammenhang zwischen der PAC bzw. dem ARR und der FMD in der SHIP-1 Studie wurde anhand der Daten von 972 Probanden im Alter zwischen 25 und 88 Jahren geprüft. Es wurde ein inverser Zusammenhang zwischen dem ARR und der FMD bei Probanden beobachtet. Der Zusammenhang zwischen der PAC und dem MetS wurde in SHIP-1 anhand der Daten von 2830 Probanden und in KORA F4 anhand der Daten von 2901 Probanden geprüft. Sowohl in SHIP-1 als auch in KORA F4 wurden Zusammenhänge zwischen der PAC und dem MetS sowie Fettstoffwechselstörungen detektiert. Eine hohe PAC war mit erhöhten Odds Ratios für ein MetS, niedriges HDL-Cholesterol und erhöhte Triglyceride assoziiert. Zusammenfassend bekräftigen die durchgeführten Analysen die Hypothese, dass Störungen des RAAS mit pathophysiologischen kardiovaskulären und metabolischen Veränderungen in der Allgemeinbevölkerung einhergehen.

Zur Pneumatisation des Siebbeinkomplexes beim Schimpansen, Pan troglodytes (Primates, Catarrhini) (2012)

Arndt, Matthias

Zur Vermessung und morphologischen Analyse des Siebbeinlabyrinthes und des Sinus frontalis beim Schimpansen (Pan troglodytes), welcher zu den Primaten gehört, standen Computertomographiedatensätze von 21 Köpfen unterschiedlichen postnatalen Alters und beiderlei Geschlechts zur Verfügung. Die Datensätze wurden mittels der 3D Rekonstruktionssoftware WinSurf® 4.1.0 ausgewertet. Um die gewonnenen Volumina in Bezug zu schädelmorphologischen Eigenschaften setzen zu können sind verschiedene Längen-, Breiten-, und Höhenmaße des Schädels ermittelt worden. Des Weiteren wurde der Schädelbasisknickungswinkel bestimmt und das Gesichtsschädelvolumen berechnet.

Doppelblinder prospektiv randomisierter Vergleich einer MCT/LCT/FO-haltigen 20% Fettemulsion mit einer MCT/LCT-Emulsion (20 %) im Rahmen der parenteralen Ernährung von Frühgeborenen (2012)

Konzack, Karina

Lipidemulsionen spielen eine wichtige Rolle bei der parenteralen Ernährung von Frühgeborenen zur Energieversorgung. Die bislang in der Pädiatrie üblicherweise eingesetzten Fettemulsionen bestehen überwiegend aus langkettigen bzw. aus einer Mischung von mittel- und langkettigen Triglyceriden im Verhältnis 1:1. Der Gehalt an omega-3-Fettsäuren von 2,5 - 5,5 g/l in MCT/LCT-Emulsionen ist für Frühgeborene nicht ausreichend. Innerhalb von zwei Jahren führten wir auf den neonatologischen Intensivstationen der Universitätsmedizin Greifswald sowie im Dr. von Haunerschen Kinderspital der Ludwig-Maximilians-Universität München an Frühgeborenen eine prospektiv, randomisiert doppelblinde Studie zum Vergleich einer 20%igen MCT/LCT/FO-Emulsion (Lipoplus) mit einer 20%igen MCT/LCT-Emulsion (Lipofundin) zur parenteralen Ernährung von Frühgeborenen durch. Die zu prüfende neue Fettemulsion weist einen erhöhten Anteil an omega-3-Fettsäuren > 8,55 g/l auf. Es werden 10% der LCT durch Fischöl beigetragen. Es kam dabei zur erstmaligen Anwendung der fischölhaltigen Lipidemulsion in dieser Patientengruppe (Frühgeborene unter 1500g). Im Rahmen dieser klinischen Prüfung wurden Sicherheit und Wirksamkeit dieser parenteralen Lipidemulsion untersucht. 48 Frühgeborene konnten in diese Studie eingeschlossen und randomisiert werden, wovon 37 die Studie beendeten. Die beiden Gruppen waren hinsichtlich der klinischen Daten und der Ernährung vergleichbar. Es konnte gezeigt werden, dass die Gabe einer MCT/LCT/FO-Emulsion (Lipoplus® 20%) in Dosen von 0.25 – 3.68 g/kg/d eine gleichwertige Sicherheit für die parenterale Ernährung von Frühgeborenen hat wie die bereits etablierte Fettemulsion mit MCT/LCT (Lipofundin® MCT 20%). Dieses Produkt schließt dabei die Lücke der Defizite in der Zufuhr von Fetten. Die omega-3-Fettsäuren in Lipoplus® führen zu keiner Beeinträchtigung der Leberfunktion, zu keinem Mangel an essentiellen omega-6-Fettsäuren und zu keinen nachweisbaren Störungen des Blutgerinnungssystems. Die signifikant erhöhte Verfügbarkeit von Eicosapentaensäure ist Voraussetzung für verbesserte Streßkompliance und eine verminderte systemische Inflammationsaktivität. Die bewiesene Sicherheit und Wirksamkeit in dieser Population kann als Basis für die Dosisempfehlung bei allen anderen Kindern dienen.

Passion und Mission des Stralsunder Stadtbaumeisters Ernst von Haselberg (1827–1905): Universalität als Ideal des Königlich Preußischen Baumeisters im Kontext kontemporärer Architektur- und Stadtentwicklung (2012)

Knuth, Torsten

Als Stadtbaumeister Stralsunds war Ernst v. Haselberg sowohl praktisch als auch theoretisch noch universell mit der architektonischen und städtebaulichen Entwicklung des Historismus und der Konstituierung der Denkmalpflege in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf deutschem Territorium, insbesondere in der Provinz Pommern, verbunden. Das große architektonische und städtebauliche Œuvre mit seinen Konsequenzen für die Stadt Stralsund und ihre Bürger rief relativ bescheidene Resonanz hervor. Als Denkmalpfleger hat er den Paradigmenwechsel des 19. Jahrhunderts von der ästhetisch-orientierten Denkmalpflege zur historisch-wissenschaftlichen Denkmalpflege mitgestaltet. Die »Mathematische Aufgabe«, das magische Hexagon, verschaffte E. v. Haselberg die Aufnahme in die ewigen Annalen der Mathematik und eine bleibende, weltweite Reputation. Die monographische Studie über E. v. Haselberg will als Synchronopse seines Lebens aus neuerer Sicht Impulse geben. Die Genesis derer von Haselberg, unter ihnen renommierte Theologen, Juristen, Mediziner, koinzidieren seit der Frühen Neuzeit mit der Entwicklung der geistig-kulturellen Eliten in (Mecklenburg-) Vorpommern. Auf dem Fundament einer über Generationen hinweg sich als ethische Maxime etablierenden Universalität entstand auch die architektonische Ästhetik E. v. Haselbergs. Sein universelles Wirken bietet die Forschungsperspektive, Interdependenzen von Städtebau, Architektur und Denkmalpflege im Kontext der Urbanisierung des 19. Jahrhunderts zu analysieren. Die durch ihre meist mittelalterliche Historie geprägten Städte wurden, wie auch Stralsund, in verschiedenen Wellen durch die damalige konventionelle Stadtentwicklung mitgerissen. In dieser Urbanisierungsphase zeigten sich für die Städte Konsequenzen im Städtebau mit eklatanten Defiziten in der Hygiene und in der sozialen Funktionalität. Die Dissertation stützt sich zum einen auf die Aussagekraft der gebauten Architektur und zum anderen auf schriftliches und bildkünstlerisches Quellenmaterial, die partiell unbearbeiteten und unveröffentlichten Konvolute aus dem im Stadtarchiv der Hansestadt Stralsund befindlichen Nachlass derer v. Haselberg. Erweitert wurde dieses Quellenmaterial durch Recherchen in den relevanten Staats-, Landes- und Stadt- und Kirchenarchiven. Die Recherchen in den Kirchenarchiven konzentrierten sich auf Barth, Bergen, Damgarten und Pantlitz. Als methodologische Prämisse dient das Konstrukt, dass die architektonische Ästhetik einer Kulturlandschaft sich aus dem aktuell existierenden Architekturrepertoire und der ideellen Reflexion in ihrer Totalität immer wieder neu bildet. Diese Totalität, die Gesamtheit aller sakralen und profanen Architektur, schließt die ruinöse, in die Vergangenheit weisende Architektur genauso wie die sich eben erst etablierende, in die Zukunft weisende ein. Als Vermittlung ist die ideelle Reflexion unerlässlich und erhält in dem Verhältnis zwischen theoretischer Denkmalpflege resp. Kunsthistorie und kontemporärer Architektur resp. Städtebau ihre Wirkmächtigkeit. Es wurde von der Hypothese ausgegangen, dass die theoretische und praktische Entwicklung sowohl der Denkmalpflege als auch der Architektur und des Städtebaus im 19. Jahrhundert ein fortgesetzter räumlicher und zeitlicher Differenzierungsprozess war, wobei sich traditionelle und innovative hierarchische Strukturen überlagern können. Um die Interdependenzen von Städtebau, Architektur und Denkmalpflege im Kontext der Urbanisierung des 19. Jahrhunderts zu analysieren, mussten die Methoden der Kunstgeschichte innerhalb der Dissertation differenziert angewendet und soziologische Aspekte für die wechselseitige Beeinflussung von individueller und gesellschaftlicher Entwicklung in revolutionären Zeiten einbezogen werden. Die hier verwendete soziologische Terminologie stützt sich auf Alfred Webers theoretische Basis, insbesondere auch auf die Begriffe ›Masse‹ und ›Elite‹. Dazu ist aus (kunst-) historischer Perspektive die kontemporäre Terminologie Jacob Burckhardts zugeordnet. Der Rückgriff auf die Philosophie Bertrand Russels hat seine Relevanz wegen der in jeder Hinsicht starken angelsächsischen Orientierung derer v. Haselberg und einer historischen Verortung der Ideen. Für die Analyse wurden die wissenschaftstheoretischen Termini technici – einschließlich des im Dissertationsthema gewählten Begriffs der ›Universalität‹ – der von Jürgen Mittelstraß herausgegebenen ›Enzyklopädie Philosophie und Wissenschaftstheorie‹genutzt. Die Universalität als Ideal des Königlich Preußischen Baumeisters im Selbstverständnis einer dienenden Elite teilte sich für E. v. Haselberg in eine Mission und eine Passion. Damit vollzog E. v. Haselberg einen seit den 1830er Jahren begonnenen Prozess nach, der aus Absolventen von Schinkels Bauakademie nicht nur Königlich Preußische Baumeister, sondern auch Kunsthistoriker/ Denkmalpfleger werden ließ.

Genetische Analyse und metabolische Deregulation der Coenzym A-Biosynthese in der Hefe Saccharomyces cerevisiae (2012)

Olzhausen, Judith

Coenzym A ist ein essentieller und ubiquitärer Cofaktor, dessen zentrale Bedeutung für den Stoffwechsel aus der Aktivierung und Übertragung von Acylgruppen resultiert. Der Biosyn-theseweg von Coenzym A (CoA) ausgehend von Pantothenat (Pan) umfasst fünf enzymatische Schritte, die in Pro- und Eukaryoten konserviert sind. Die Hefe S. cere¬visiae ist in der Lage, sowohl eine de novo Pantothenat-Synthese durchzuführen als auch mittels Fen2-Transporter dieses Intermediat aufzunehmen. Die Phosphorylierung von Pan durch die Pantothenat Kinase (PanK) stellt vermutlich den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt dar, der in Form einer Inhibition durch das Endprodukt bzw. dessen Derivate erfolgt. Ziel dieser Arbeit sollte es sein, grundlegende Erkenntnisse zu den Enzymen des CoA-Biosyntheseweges, deren Organisation und Regulation in der Hefe zu bekommen. Durch „metabolic engineering“ sollte versucht werden, einen Stamm zu konstruieren, der im Vergleich zu einem Wildtyp einen erhöhten CoA-Gehalt aufweist. Für das Genprodukt von YDR531W in S. cerevisiae konnte aufgrund der Verwertbarkeit von 14C-Pantothenat als Substrat die Vermutung bestätigt werden, dass es sich um eine PanK handelt, so dass dieses Gen die neue Bezeichnung CAB1 („Coenzym A Biosynthese“) erhielt. Es erfolgt eine „Feedback“-Inhibition durch CoA und in stärkerem Maße durch dessen Thioester Acetyl-CoA. Der Einfluss von Malonyl-CoA und Palmitoyl-CoA auf die Aktivität der PanK ist vernachlässigbar. Durch gerichtete Mutagenese konnte eine Acetyl-CoA insensitive deregulierte PanK-Variante CAB1W331R erzeugt werden, die, verglichen mit dem Wildtyp, eine etwa vierfach gesteigerte Aktivität aufweist. Für die vier weiteren Gene YIL083C, YKL088W, YGR277C und YDR196C, die aufgrund von Ähnlichkeiten zu humanen CoA-Genen identifiziert wurden, konnte der Nachweis erbracht werden, dass es sich um CoA-Biosynthesegene handelt. Eine Nullmutation in jedem dieser essentiellen Gene ließ sich durch das entsprechende E. coli Gen, für die der enzymatische Nachweis der Genprodukte vorliegt, heterolog komplementieren. Folgende neue Genbe-zeichnungen wurden aufgrund der Abfolge der Reaktionsschritte vergeben: YIL083C = CAB2 (codiert für die Phosphopantothenyl Cystein Synthetase, PPCS), YKL088W = CAB3 (Phosphopantothenylcystein Decarboxylase, PPCDC), YGR277C = CAB4 (Phosphopante-thein Adenyltransferase, PPAT) und YDR196C = CAB5 (Dephospho-CoA.Kinase, DPCK). Für CAB1, CAB2 und CAB5 war ein moderater Anstieg der Genexpression zu beobachten, wenn Glucose durch Ethanol als C-Quelle ersetzt wurde. Die Abwesenheit von Aminosäuren beeinflusste die Expression der CAB Gene kaum. Mit Hilfe chromatographischer Reinigungsschritte war eine Cofraktionierung der epitopmar-kierten Proteine Cab3 und Cab5 möglich, die einen ersten Hinweis auf die Existenz eines CoA-synthetisierenden Enzymkomplexes (CoA-SPC) lieferten. Dessen durch Gelfiltration bestimmte Größe beträgt ungefähr 327 kDa. In vitro-Interaktionsstudien ergaben, dass Cab1 (PanK) nicht an der Bildung dieses Komplexes beteiligt ist und dass Cab2, Cab3, Cab4 und Cab5 mit Cab3 interagieren. Weiterhin konnten Wechselwirkungen zwischen Cab4 und Cab5 nachgewiesen werden. Durch Konstruktion von Längenvarianten der genannten Proteine wurden die für die Interaktionen jeweils verantwortlichen Proteinabschnitte kartiert. Vermutlich dient Cab3 als zentrales „Gerüstprotein“ des gesamten CoA-SPC-Komplexes. Mit ausschließlich bakteriell synthetisierten Proteinen konnte zumindest für Cab3 gezeigt werden, dass die Interaktionen direkt erfolgen. In einem weiteren Teil dieser Arbeit wurde versucht, durch Überexpression der CoA-Bio-synthesegene die zelluläre CoA-Synthese zu beeinflussen. Mit Hilfe integrativer Plasmide wurden MET25-Promotor-kontrollierte Überexpressionskassetten aller CAB-Gene sukzes¬sive in einen Wildtypstamm eingeführt. Für das Gen der PanK wurde das Wildtyp-Allel CAB1 bzw. die deregulierte Variante CAB1W331R verwendet. Einen Unterschied zwischen den Stämmen konnte für den Acetyl-CoA-, allerdings nicht für den CoA-Gehalt gemessen werden. Überexpressionsstämme mit der regulierten PanK bzw. der deregulierten PanK-Variante enthielten im Vergleich zum Wildtyp die 3-fache bzw. sogar die 6-fache Menge an Acetyl-CoA. Dieser Befund belegt die Schrittmacherfunktion der PanK für den gesamten CoA-Biosyntheseweg.

Ribozymes for Aminoacylation (2012)

Xu, Jiacui

Aminoacyl-tRNA synthetases (aaRS) are at the heart of modern translation, catalyzing the accurate biosynthesis of aminoacyl-tRNAs. According to the RNA world hypothesis, the early translation system should have aminoacylation ribozymes for RNA aminoacylation. For this, an aaRS ribozyme system, consisting of the KK13 ribozyme and the C3a ribozyme was successfully designed, which can perform both amino acid activation and aminoacyl transfer reaction. Generation of such aminoacylation ribozyme system would fill up the gap between the RNA world and the modern biological world. In addition, two types of diversified aminoacylation ribozymes, symmetrical ribozymes and self-assembling ribozymes were successfully developed, which may have great meaning in the origin of life.

Soziale Unterstützung in der Befindensregulation im Alltag (2012)

Siewert, Kerstin

Fragestellungen: In dieser Dissertation soll mithilfe der Methode des ambulanten Assessment die Rolle der sozialen Unterstützung in der Befindensregulation verhaltens- und erlebensnah im natürlichen Umfeld der Probanden untersucht werden. Bei der Forschung zur Bedeutung der sozialen Unterstützung für das Befinden und die Befindensregulation dominieren bislang noch retrospektive Auskünfte und globale Selbstberichte als Datenquellen. Es gibt vergleichsweise deutlich weniger Studien, die den Zusammenhang zwischen sozialer Unterstützung und Befindensregulation unter alltagsnahen Bedingungen untersuchen, so u.a. die Auswirkungen von Diskrepanzen bei der sozialen Unterstützung auf das Befinden bzw. der wechselseitige Zusammenhang zwischen sozialer Unterstützung und Rumination. In der vorliegenden Dissertation wurde überprüft, welchen Einfluss Diskrepanzen zwischen der gewünschten und erhaltenen sozialen Unterstützung auf das subjektive Wohlbefinden im Alltag ausüben (Studie 1), wie sich Veränderungen in der erhaltenen Unterstützung auf die Erreichung von verständnis- bzw. lösungsfokussierten Zielen auswirken, die Personen mit ruminativen Prozessen infolge von traurigkeitsassoziierten Episoden versuchen zu erreichen (Studie 2) und welche Auswirkungen ärgerbezogene Ruminationsprozesse–insbesondere eine rachefokussierte Rumination—auf das soziale Wohlbefinden haben (Studie 3). Methodik: Bei Studie 1 nahmen 30 weibliche Studierende der Universität Greifswald (M = 24.2, SD = 3.99) teil. Den Teilnehmerinnen wurde über den Zeitraum von sieben Tagen ein tragbarer Kleincomputer mitgegeben, auf dem signalkontingente Erhebungspläne implementiert wurden. An Studie 2 und Studie 3 nahmen insgesamt 144 Studierende der Universität Greifswald (keine Studierende der Psychologie) teil. Die Probanden wurden randomisiert entweder der Hauptgruppe oder einer Kontrollgruppe zugewiesen. Nach Abschluss der Datenerhebung befanden sich 93 Studierende (64.5% Frauen, M = 23.4 Jahre, SD = 2.9) in der Hauptgruppe und 51 Studierende (70.6% Frauen, M = 23.7 Jahre, SD = 2.7) in der Kontrollgruppe. Die Kontrollgruppe diente zur Überprüfung von potentiellen Reaktivitätseffekten infolge der Messwiederholungen. Den Teilnehmern wurde über den Monitoringzeitraum von 28 Tagen ein tragbarer Kleincomputer mitgegeben, der die Teilnehmer drei Mal täglich zu randomisierten Zeitpunkten zwischen 9 und 18 Uhr befragte. Die Auswertung erfolgte in allen drei Studien durch entsprechende Strategien der Multilevelanalyse. Ergebnisse: In Studie 1 leisteten die Diskrepanzen bei der sozialen Unterstützung einen signifikanten Beitrag zur Vorhersage des subjektiven Wohlbefindens. Eine Unterversorgung mit emotionaler Unterstützung ging mit einer Verringerung des Wohlbefindens einher, während eine Überversorgung mit emotionaler Unterstützung mit einer Verbesserung des Wohlbefindens einherging. Diskrepanzen bei der informationellen und instrumentellen Unterstützung leisteten im Unterschied zur emotionalen Unterstützung einen geringeren Beitrag zur Vorhersage des Wohlbefindens. Den Ergebnissen der Studie 2 zufolge bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen der subjektiv erlebten Steigerung in der sozialen Unterstützung und dem Erreichen lösungsfokussierter Ziele, nicht aber verständnisfokussierter Ziele. Die Ergebnisse der Moderatoranalysen weisen zudem darauf hin, dass insbesondere für Personen mit höherer symptomfokussierter Rumination ein signifikanter Zusammenhang zwischen einer erhöhten sozialen Unterstützung und dem Erreichen lösungsfokussierter Ziele bestand. In Studie 3 zeigte sich, dass ärgerassoziierte Rumination nicht per se mit einer Verschlechterung des sozialen Wohlbefindens einherging. Habituelle Ärgerneigung moderierte den Zusammenhang zwischen rachefokussierter Rumination und dem sozialen Wohlbefinden dahingehend, dass sich lediglich für Personen mit höheren Werten bei der Ärgerneigung ein signifikanter Zusammenhang zwischen der rachebezogenen Rumination und einer Verringerung des sozialen Wohlbefindens zeigte. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der vorliegenden Studien verdeutlichen die Notwendigkeit einer alltagsnahen Erfassung mittels der Methode des ambulanten Assessment, um auf diese Art und Weise ein umfassendes Bild über die Rolle der sozialen Unterstützung im Rahmen der Befindensregulation zu erhalten. Die Studien leisten einen wichtigen Beitrag zur Unterstützungsforschung, da sowohl der Zusammenhang zwischen einer Über- bzw. Unterversorgung mit sozialer Unterstützung und dem Wohlbefinden als auch die Beziehung zwischen sozialer Unterstützung und traurigkeits- bzw. ärgerassoziierter Rumination bislang nur unzureichend im Alltagskontext untersucht worden sind. Zukünftige Studien zur Rolle der sozialen Unterstützung bei der Befindensregulation im Alltag sollten zusätzlich zur Empfängerperspektive auch die Geberperspektive in den Fokus der Betrachtung stellen.

Untersuchungen zur Reproduzierbarkeit von dentalen Disklusionswinkeln bei Verwendung unterschiedlicher Registratmaterialien (2012)

Späth, Annette

1 Zusammenfassung In der vorliegenden Studie wurden verschiedene Materialien zur Herstellung von dentalen Registraten auf ihre Eignung im Zusammenhang mit der FGP-Technik („Functionally Generated Path“) untersucht. Dazu wurden Versuche an Modellen von 2 Zähnen (Position 15 und 26) bei 4 verschiedenen Kondylenbahnwinkeln (10° bis 70°) jeweils drei Führungsspuren bei Okklusionsversuchen in einem Artikulator ausgewertet. In Vorversuchen wurden 3 der 11 untersuchten Materialien als grundsätzlich geeignet ermittelt: Metal-Bite, Futar-D-Scan sowie Bisswallwachs. Das, für eine Isolierung der Registrate von den Modellen am besten geeignete Trennmittel, war menschlicher Speichel. Die wichtigsten Ergebnisse der Versuche waren: Die Spannweite der gemessenen Disklusionswinkel lag zwischen 0° und 40°. Im Unterkiefer betrugen sie im Mittel etwa 12°, während im Oberkiefer durchschnittlich 13,0° bzw. 25,7° gemessen wurden. Jeweils 3 Versuche unter exakt gleichen Bedingungen zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zeigten Abweichungen dieser Winkel von durchschnittlich 21,9 % bis 34,7 % voneinander. In Einzelfällen reichten die Abweichungen bis über 100 %. Die prozentualen Abweichungen waren bei größeren Winkeln tendenziell kleiner als bei kleineren. Die unteren Disklusionswinkel nahmen in Abhängigkeit vom Registratmaterial in der Reihenfolge Bisswallwachs (Mittelwert etwa 14°), Futar-D-Scan (12°), Metal-Bite (9°) ab, die oberen Disklusionswinkel nahmen in der gleichen Reihenfolge tendenziell zu. Eine stetige Zu- oder Abnahme der Disklusionswinkel mit zunehmenden Kondylenbahnwinkeln war nicht festzustellen (Ausnahme: α1oben). Ein statistisch signifikanter Einfluss des Kondylenbahnwinkels auf die Disklusionswinkel war nur für den Winkel α1oben nachzuweisen. Der Zusammenhang zwischen den Disklusionswinkeln α1unten undα2unten war mit R=0,54 am deutlichsten, gefolgt von demjenigen zwischen α1oben und α2oben mit R=0,42. Die Zusammenhänge zwischen den unteren und oberen Winkeln waren dagegen invers (R-Werte kleiner als 0).

Bewertung verschiedener Messverfahren bei der Beurteilung von seitlichen Funktionsaufnahmen der LWS bei degenerativer Segmentinstabilität. Analyse von Inter- und Intraobservervariabilitäten und deren Konsequenz für den klinischen Alltag. (2012)

Schaaf, Tobias

Zusammenfassung Die Anwendung LWS-Funktionsaufnahmen im lateralen Strahlengang sind trotz aller damit verbundenen Probleme ein Teil in der Diagnostikkaskade der lumbalen Segmentinstabilität. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass eine Beurteilung von Funktionsröntgenaufnahmen mit einem individuellen Fehler verbunden ist. Eine Korrelationsanalyse ist für diese Fragestellung nicht geeignet, da alle Korrelationskoeffizienten > 0,61 (=gute Übereinstimmung) waren. Werte mit der höchsten Rate an Übereinstimmung wurden bei der Anwendung des translatorischen Verfahrens nach Panjabi [54] erhoben, womit dieses Verfahren zu empfehlen ist. Der Fehler bei zweimaliger Beurteilung ein und desselben Röntgenbildes (Intraobservervariabilität) über alle drei Untersucher hinweg betrug 61,7% Hierbei zeigten sich translatorische Verfahren etwas genauer als angulatorische. Die Untersuchervergleiche über alle drei Untersucher hinweg ergaben eine Abweichung (Interobservariabilität) von 54,9%. Somit ist die Nicht-Übereinstimmung aller Messungen bei der Interobservariabilität niedriger gegenüber Intraobservervariabilität. Eine mehrmalige Messung durch ein und denselben Untersucher bringt keinen Vorteil. Beurteilt man nur die Abweichungen der Messungen, die von den einzelnen Untersuchern in die nächst höher pathologische Kategorie klassifiziert wurden, findet sich über alle Messungen, Untersuchungen und Verfahren hinweg eine Abweichung von 8,6%.

Testung von 6 Kontaktlinsenpflegemitteln nach DIN EN ISO 14729 auf deren mikrobiozide Wirkung nach Zugabe einer tränenflüssigkeitähnlichen Lösung in Form von menschlichem Serum (2012)

Wagner, Daniela

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.

Mikroperforationsraten medizinischer Untersuchungshandschuhe in Abhängigkeit von der Tragedauer und der medizinisch-pflegerischen Tätigkeit (2012)

Mannerow, Axel

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.

Einfluss bariatrischer Chirurgie auf das Metabolom des Urins (2012)

Jungnickel, Arne

Adipositas ist medizinisch und sozioökonomisch ein weltweit an Bedeutung gewinnendes Problem. Bariatrische Chirurgie hat sich als effektivste Möglichkeit zur Behandlung morbider Adipositas erwiesen. Dabei ergeben sich deutliche Verbesserungen des diabetischen Stoffwechsels bereits kurz nach dem Eingriff, bevor ein signifikanter Gewichtsverlust eingetreten ist. Die Mechanismen, die dazu führen, sind dabei noch nicht vollständig aufgeklärt. Ziel der Arbeit war es, mit Hilfe des Metabolomikansatzes herauszufinden, ob bariatrische Chirurgie einen Einfluss auf das Metabolom des Urins hat. Dazu wurden Urinproben von 50 Patienten jeweils prä-operativ und bis zu 13 Tage post-operativ mittels 1H-NMR untersucht und mit Hilfe von multivariaten statistischen Methoden analysiert. Dabei konnte deutlich zwischen prä- und post-operativen Proben unterschieden werden. PLS-DA und OPLS-DA Modelle waren in der Lage, 95 % der Spektren richtig in prä- und post-operativ zu klassifizieren. Zur Unterscheidung trugen in erster Linie die Buckets b20, b49 und b50 bei. Bei Betrachtung der gemittelten Spektren fielen eine Heraufregulation in den ppm-Bereichen 1,20-1,24, 2,1-2,5, 3,2-3,6, 4,1-4,2, 7,40-7,45 und 7,6-7,7 sowie eine Herabregulation in den ppm-Bereichen 7,5-7,6 und 7,8-7,9 jeweils post-operativ auf. Bariatrische Chirurgie verändert somit das Metabolom des Urins. Den Variationen im Spektrum liegen Metabolite zu Grunde, deren Identifikation Rückschlüsse auf Stoffwechselprozesse erlauben. Diese können wiederum Erklärungsansätze für den Gewichtsverlust und die Stoffwechselbeeinflussung in Folge einer bariatrischen Chirurgie liefern. Dieses bessere Verständnis der pathophysiologischen Vorgänge könnte weiterhin zur Entwicklung weniger invasiver chirurgischer Eingriffe oder spezieller, individueller pharmakologischer Therapien führen, zielgerichtet auf Gewichtsverlust und Remission des Diabetes mellitus. Weiterhin könnte Metabolomik bei der Entscheidung über die OP-Methode helfen. Dazu müsste es gelingen, aus einem großen Patientenkollektiv mit mehreren OP-Methoden im Urin z.B. einen Prädiktor zu finden, welcher Gewichtsverlust und Resolution von Komorbidität für einen individuellen Patienten vorhersagt. Insgesamt befindet sich die Metabolomikforschung noch in den Anfängen. Im Besonderen gilt dies für die Dokumentation des Einflusses chirurgischer Eingriffe auf das Metabolom des Urins. Weitere Studien mit einem größeren Patientenkollektiv und alternativen Fragestellungen könnten hier zu einem Erkenntnisgewinn führen.

Induktion und Korrektur cornealer Brechungsfehler nach episkleraler Plombenoperation - ein Modellversuch (2012)

Linhart, Carsten

Die episklerale Plombenoperation ist eine erfolgreiche, sichere Methode innerhalb der Netzhautchirurgie. Zu den häufigsten postoperativen Komplikationen gehören Infektionen, Durchblutungsstörungen, sklerale Abszesse, Intrusion oder Lockerung der Plombe sowie Induktion refraktiver Fehler. Letztere können auch nach erfolgreicher Operation sehr störend sein. Sie bilden sich in den meisten Fällen im Laufe einiger Monate auf das präoperative Niveau zurück. Es wurde am Modell untersucht, ob sich die Einflüsse unterschiedlicher Plombenversorgung auf die Brecheigenschaften der Hornhaut gezielt zur Visuskorrektur nutzen lassen. Die Sammlung der Daten erfolgte anhand videokeratographischer Messmethodik. Beurteilt wurden Astigmatismus und durchschnittliche Krümmung (Brechkraft) der zentralen Hornhaut. Es zeigt sich eine gezielte Beeinflussbarkeit des Astigmatismus durch Aufnähen zweier gegenüberliegender radialer Plomben in Achse oder entgegen der Achse des Astigmatismus mit resultierender Abnahme bzw. Zunahme desselben. Eine einzelne radiale Plombe im flachsten Meridian angebracht verringert den Astigmatismus. Die Änderungen der Brechkraft bleiben in diesen Fällen gering. Gegenüberliegende limbusparallele Plomben lassen den Astigmatismus durch Zug am Limbus je nach Positionierung zu- oder abnehmen. Diese Plombenform verursacht eine Verschiebung der Achse des Astigmatismus zur Plombenmitte hin und beeinflusst im hohem Maße die durchschnittliche Krümmung der Hornhaut in Richtung Myopie. Die Cerclage ist zur Korrektur eines Astigmatismus im Modell nicht geeignet, der Einfluss auf die Brechkraft ist gering. Die äquatoriale Raffung ist durch lokale Zugkräfte am Limbus theoretisch geeignet, Stabsichtigkeit gezielt zu beeinflussen. Inwiefern sich diese Ergebnisse auf die klinische Praxis übertragen lassen, müssen weitere Untersuchungen zeigen.

Populationsbasierte Studie zur Evaluation der neonatalen und maternalen Morbidität und Mortalität bei Diabetes der Mutter. (2012)

Spoo, Robert Andreas

Ziel: Das Ziel der Studie ist es, den Zusammenhang von maternalem Diabetes und fetalem und maternalem Schwangerschaftsoutcome zu beschreiben. Methode: Insgesamt wurden n=4593 Mütter und ihre Kinder in der populationsbasierten SNiP Studie, Survey of Neonates in Pomerania eingeschlossen. Die Datenerhebung erfolgte im Zeitraum vom 05/2002 – 11/2008 in Universitäts- und Kreiskrankenhäusern im Nordosten von Mecklenburg-Vorpommern durch face-to-face Interviews, Fragebögen und Einsicht in die Krankenakten und Labordaten. Der Vergleich erfolgte zwischen Diabetes-erkrankten Müttern mit präexistenter oder sich erstmanifestierender Blutglukoseintoleranz (n=243), die klinisch an Hand des oralen Glukosetoleranztest diagnostiziert sind und Non-Diabetes-erkrankten Müttern (n=4350). Ergebnisse: Die Prävalenz für eine maternale Blutglukoseintoleranz beträgt 5,3%. Als Komorbiditäten mit der maternalen Blutglukoseintoleranz sind ein höheres Alter, eine höhere Anzahl von vorausgegangenen Schwangerschaften (Parität der Mutter) und Übergewichtigkeit (Relative Risiko 1,97) assoziiert. Als fetale Risikoparameter kann eine gehäufte Makrosomie (OR=2,28) aufgezeigt werden. Als maternaler Risikoparameter zeigt sich ein gehäuft positiver Nachweis vaginaler Erreger (OR=1,97). Als negativer Outcome zeigt sich eine insgesamt gesteigerte Sectiorate und Einsatz geburtsmechanischer unterstützender Maßnahmen (OR=1,96) und eine Häufung pathologischer Geburtslagen (15,3%Diabetes/9,3%kein Diabetes) beim Kind, sowie ein nahezu viermal so hohes Risiko einer postnatalen stationären Aufnahme des Neugeborenen (OR=3,70) und Notwendigkeit einer präpartalen ärztlichen Behandlung (OR=4,78) bei der Mutter mit diabetischer Stoffwechsellage. Bei einem Drittel (32,2%) der Neugeborenen diabetischer Mütter findet sich eine Hypoglykämie gegenüber 2,3% der übrigen Neugeborenen. Trotz erhöhter Sectio-Rate findet sich keine erhöhte Inzidenz von Atemstörungen bei den Neugeborenen diabetischer Mütter. Keine Unterschiede finden sich beim Apgar, arteriellen Nabelschnur-pH und der Inzidenz einer Hyperbilirubinämie. Fazit: In der SNiP-Kohorte liegt die Prävalenz des Diabetes in der Schwangerschaft klar im oberen Bereich der in der Literatur berichteten Häufigkeiten. Der Gestationsdiabetes ist mit erhöhten Raten pathologischer Geburtslagen, Kaiserschnittentbindungen und neonataler Makrosomie assoziiert. Das Risiko für eine stationäre Behandlung ist für das Neugeborene einer diabetischen Mutter um den Faktor 4 erhöht. Die Hauptursache liegt in dem Auftreten neonataler Hypoglykämien bei einem Drittel dieser Kinder. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Diabetes in der Schwangerschaft weiterhin, auch bei verbesserter Therapie und Überwachung, eine relevante Risikoerhöhung für Mutter und Kind mit sich bringt.

Language, Power and Representation in Contested Urban Spaces: The Linguistic Landscapes of Chisinau and Vilnius (2012)

Muth, Sebastian

Written language in the public sphere (shop signs, advertisements, placards, graffiti, etc.) constitutes the “Linguistic Landscape” of an urban agglomeration. An examination of such displays gives us an insight into function, status and spread of certain languages. Here, the study of linguistic landscapes does not only bear a purely linguistic dimension, but necessarily links to other fields such as politics, semiotics, urban development, communication and literacy. In this case study the cityscapes of the Moldovan capital Chisinau and the Lithuanian capital Vilnius will be analyzed. Peripheral and central districts of the cities have been chosen. From each of these districts, data on the number of mother tongue speakers have been obtained. Two corpora, each containing 1000 items of specimen of written language have been made and contextualized with the help of GPS tracking to ensure the possibility of future diachronic research. The data for these corpora was collected in December 2010 and March 2011. The aim of this study is two-fold: On the one hand this approach gives an insight into the general use of different languages in Moldova and Lithuanian as well as on the functional domains they fulfill. On the other hand the distribution of different languages on signs in each district shows how minority languages such as Russian are represented in public. The results suggest that the linguistic landscape of Chisinau is actually very diverse and alongside Romanian, English and especially Russian are used frequently. The functional domains differ though. Whereas the national language is part of almost all shop signs and advertising in general, it is usually used in conjunction with Russian. Informal displays of written language such as graffiti or small placards are mostly written in Russian alone. Other minority languages in Moldova such as Gagauz and Ukrainian were almost never visible on written displays of language in the city. In contrast to that the linguistic landscape of Vilnius is far less diverse and although the Lithuanian capital is home to sizeable Russian- and Polish-speaking minorities, these demographic patterns do not show. Yet, apart from Lithuanian English is an integral part of the linguistic landscape, especially in advertising.

Der Beitrag des „Primary and Elementary Métis Awareness Program“ zum interkulturellen Lernen im Englischunterricht in der Sekundarstufe I (2012)

Bretzmann, Marcel

In der zu Grunde liegenden Dissertationsschrift wird ein interkulturell fokussiertes Universitäts- und Schulprojekt, welches seinen Schwerpunkt auf die Behandlung der kanadischen Ethnie der „Métis“ legt, fachdidaktisch beschrieben, erörtert und ausgewertet. Grundlage der Untersuchungen war ein im Jahr 2005 veröffentlichtes multimediales, multikulturelles und interdisziplinäres Lehrwerk, das PEMA Program, welches als erstes seiner Art von der Métis Autorin Rene Inkster für kanadische Grundschulen entwickelt wurde. Trotz der Ausrichtung der Lehrmaterialien auf den Elementarbereich und damit einer zu erwartenden „Altersdiskrepanz“, konnte mit Hilfe der empirischen Untersuchungen die entsprechende Adaptation der Unterrichtsmaterialien als empfehlenswert für interkulturelles Lernen im Englischunterricht der Mittelstufe des deutschen Gymnasiums herausgestellt werden. Darüber hinaus verfolgt die Dissertation eine Argumentationslinie, die einen auf Inhalte ausgerichteten Englischunterricht in der Sekundarstufe I als lohnenswerte Alternative beziehungsweise parallelen Ansatz neben einem auf Sprachvermittlung zentrierten Sprachunterricht etablieren möchte. Im Zuge dessen wird im Rahmen der fachdidaktischen Beleuchtung der Begriffe „interkulturelles Lernen“, „interkulturelle Kompetenz“ und der klassischen „Landeskunde“ untersucht, inwiefern eine Dependenz beziehungsweise Opposition der zuvor genannten Begriffe in der Fachdidaktik Englisch etabliert ist. Die Untersuchungsergebnisse und die fachdidaktische Tiefenanalyse der Dissertationsschrift konstituieren die Landeskunde als weiterhin legitimen Eckpfeiler des Englischunterrichts in der Mittelstufe an deutschen Gymnasien und widersprechen den im fachdidaktischen Diskurs hervorgebrachten Zweifeln bezüglich der Rechtmäßigkeit und Aktualität derselben. Das Thema Kanada und im Speziellen die marginalisierten „Métis“, eine der drei indigenen Volksgruppen Kanadas, wird durch die Dissertation als wertvoller Inhalt des Englischunterrichts herausgestellt. Darüber hinaus wird argumentiert, dass sich im Englischunterricht des deutschen Gymnasiums der Sekundarstufe I durch die Dominanz der Lehrwerke ein Kulturkanon bezüglich der (ziel-)kulturellen Inhalte verfestigt zu haben scheint, der nur durch praktikable, an der Unterrichtswirklichkeit orientierter Unterrichtsreihen, wie es das vorliegende Forschungsprojekt darstellt, aufzubrechen ist. Nur so können weitere wichtige Zielkulturen des Englischunterrichts, wie es Kanada ohne Zweifel darstellt, ihren Weg in die praktische Umsetzung des Englischunterrichts in der Mittelstufe des deutschen Gymnasiums finden. In der Dissertation wird neben dem zielkulturerweiternden Plädoyer ebenso das entkolonialisierende Moment eines auf weitestgehend authentischen Lehrmaterialien über indigene Kulturen Nordamerikas basierenden Englischunterrichts vor Augen geführt. Der Einsatz der PEMA Program Adaptation leistet demnach in seiner umfangreichen Betrachtung einer marginalisierten, indigenen Ethnie Kanadas einen Beitrag zur Entkolonialisierung und Entkräftung von Stereotypen. Mit Hilfe praktischer Beispiele wird gezeigt, wie das deutsche „Indianerbild“, genährt durch das deutsche Phänomen der „Indianertümelei“, einem durch LUTZ geprägten Begriff, auch Lehrwerke des Englischunterrichts zu dominieren scheint beziehungsweise die Unterrepräsentation oder gar Abwesenheit indigener Inhalte in Lehrwerken für den Englischunterricht der Mittelstufe Anlass zum Handeln geben. Abschließend werden praktikable Alternativen und Erweiterungsmöglichkeiten hinsichtlich der Implementierung von Inhalten über die Métis im Verlaufe der Mittelstufe und gymnasialen Oberstufe gegeben.

Studien zum Beitrag des "Primary and Elementary Métis Awareness (PEMA) Program" zum lernertypengerechten Englischunterricht in der Sekundarstufe I des Gymnasiums (2012)

Bretzmann, Sina

Lernstil, Lern(er)typ oder auch Intelligenztyp sind verbreitete Begriffe innerhalb des pädagogischen Diskurses über effektive Möglichkeiten der Förderung der Schülerinnen und Schüler sowie der Entwicklung individueller Fähigkeiten. Verschiedene Modelle und Theorien zur Thematik (Vester 1975, Allinson/ Hayes 1996, Vermunt 1992, Herrmann 1989, Gardner 1982) werden untersucht und mit weiterführenden Ansätzen wie dem ganzheitlichen Lernen oder der emotionalen Intelligenz in Verbindung gebracht. Auch Ergebnisse aus der Gehirnforschung geben Hinweise auf einen erfolgreichen Lehr-/ Lernprozess. Eine Untersuchung der Bildungspläne hat ergeben, dass der Unterricht in den deutschen Bundesländern an die individuellen Lernvoraussetzungen bzw. Lernertypen angepasst sein soll. Zur Analyse des Beitrages des „Primary and Elementary Métis Awareness Programm“ (Inkster 2006) zum ganzheitlichen und lernertypengerechten Unterricht wurden insbesondere die Ansätze und Messinstrumente von Armstrong (1994) und Gardner (1982) (Theorie der multiplen Intelligenzen) angewandt. Die Aussagekraft der Untersuchungsergebnisse soll durch eine Kombination von quantitativen und qualitativen Messmethoden erhöht werden. Die Auswertungen zeigen, dass das Lehr-/ Lernprogramm von Rene Inkster (kanadische indigene Pädagogin, Künstlerin, „Elder“ und Autorin) über Materialien für die verschiedenen Lernertypen verfügt. Die Erhebungen dieser Studie zielten auf die Untersuchungen von alters- und geschlechtsspezifischen Aspekten ab. Die Untersuchungen an Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufen 7 und 9 an deutschen Gymnasien konnten nicht nachweisen, dass die Lernenden Aktivitäten/ Materialien entsprechend ihrer individuellen Lernertypenprofile bevorzugen. Allerdings zeigten die Untersuchungen, dass eine erhöhte Motivation aufgrund der ganzheitlichen und lernertypenorientierten Konzeption des „Primary and Elementary Métis Awareness Program“ erreicht werden konnte. Dies trifft inbesondere auf die Probanden der Jahrgangsstufe 7 zu.

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