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Patients with atrial fibrillation (AF) often present with typical angina pectoris and mildly elevated levels of cardiac troponin (non-ST-segment elevation myocardial infarction) during an acute episode of AF. However, in a large proportion of these patients, significant coronary artery disease is excluded by coronary angiography, which suggests that AF itself influences myocardial blood flow. The present review summarizes the effect of AF on the occurrence of ventricular oxidative stress, redox-sensitive signaling pathways and gene expression, and microcirculatory flow abnormalities in the left ventricle.
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.
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.
Die konventionelle Koronarangiografie ist bislang der Goldstandard in der Diagnostik der KHK. Neben ihrer methodisch bedingten Invasivität ist sie jedoch mit einer nicht unerheblichen Strahlen- und Kontrastmittelexposition für den Patienten verbunden. Eine potenzielle interventionelle Alternative zur konventionellen Koronarangiografie stellt die Rotationsangiografie dar. Hierbei erfolgt unter laufender Kontrastmittelinjektion (,,preload“) die herzbezogen isozentrische Rotation der Röntgenröhre mit einer Winkelgeschwindigkeit von 40°/Sek. transversal um den Patienten herum: für die linke Herzkranzarterie von LAO 50° bis RAO 30° in 20° kranialer Auslenkung und von RAO 30° bis LAO 90° in 20° kaudaler Auslenkung, sodann für die rechte Herzkranzarterie einmalig von RAO 30° bis LAO 90° ohne kraniokaudale Auslenkung. Das Ziel unserer Arbeit war primär zu untersuchen, ob in einem statistisch aussagefähigen, verbundenen Patientenkollektiv in klinischer Routine die Rotationsangiografie der konventionellen Koronarangiografie in der kardiologischen Diagnostik der KHK unterlegen sei und sekundär in welcher Weise sich Kontrastmittelvolumen und Strahlenexposition beider Untersuchungsmethoden im Vergleich zueinander verhalten. Von ursprünglich 235 Patienten konnten 16 Patienten aus medizinischen Sicherheitsgründen und 12 weitere Patienten aufgrund technisch-inadäquater Bildqualität der erhobenen Rotationsangiografien nicht in die vergleichende Analyse eingeschlossen werden. Die verbleibenden 207 Patientendatensätze, einschließlich ihrer konventionellen und Rotationsangiogramme, wurden pseudonymisiert und von 3 unabhängigen, erfahrenen Kardiologen beurteilt. Es zeigte sich eine hohe intraindividuelle diagnostische Übereinstimmung für beide Untersuchungsverfahren (Kappa-Werte von > 0.75 für jeden Kardiologen und jedes Koronarsegment). Darüber hinaus sah man eine signifikante Reduktion des Kontrastmittelverbrauchs während Rotationsangiografie im Vergleich zur konventionellen Koronarangiografie von 31.9 ± 4.5 zu 52.2 ± 8.0 ml (p<0.001) und ein signifikant geringeres Dosisflächenprodukt als Maß der Strahlenexposition von 5.0 ± 2.6 zu 11.5 ± 5.5 Gy  cm2 (p<0.001) zugunsten der Rotationsangiografie. Zusammenfassend stellt die Rotationsangiografie eine sichere und gut durchführbare Untersuchungsmethode in der Diagnostik einer KHK im klinischen Alltag dar. Sie ist der konventionellen Koronarangiografie in der diagnostischen Treffsicherheit nicht unterlegen und zeichnet sich durch eine wesentlich geringere Kontrastmittel- und Strahlenexposition während der Untersuchung aus.
Streptococcus pneumoniae, more commonly known as the pneumococcus, is a Gram-positive bacterium colonizing the human upper respiratory tract as a commensal. However, these apparently harmless bacteria have also a high virulence potential and are known as the etiologic agent of respiratory and life-threatening invasive diseases. Dissemination of pneumococci from the nasopharynx into the lungs or bloodstream leads to community-acquired pneumonia, septicaemia and meningitis. Pneumococcal diseases are treated with antibiotics and prevented with polysaccharide-based vaccines. However, due to the increase of antibiotic resistance and limitations of the current vaccines, the burden of diseases remains high. Interactions of pneumococci with soluble host proteins or cellular receptors are crucial for adherence, colonization, transmigration of host barriers and immune evasion. The pneumococcal surface-exposed proteins are the main players involved in this host-pathogen interaction. Therefore, combating pneumococcal transmission and infections has emphasized the need for a new generation of immunogenic and highly protective pneumococcal vaccines, based on surface-exposed adhesins virtually expressed by all pneumococcal strains and serotypes. The genomic analysis of S. pneumoniae strains helped to identify pneumococcal virulence factors such as pili, PsrP and PavB, which have been demonstrated to interact with human proteins playing an important role during the pathogenic process of pneumococci, and are currently considered as new potential vaccine candidates against S. pneumoniae. A subclass of pneumococcal strains produces pili that are encoded by the pathogenicity islet pilus islet-1 (rlrA islet) and/or the pilus islet-2. Both types of pili are implicated in bacterial adherence to host cells. A further pathogenicity islet encoded protein is PsrP. The presence of the psrP-secY2A2 islet correlated positively with the ability of pneumococci to cause invasive pneumococcal diseases. Recent studies indicated that PsrP is a protective adhesin interacting with keratin 10 on lung epithelial cells. In this study, the genomic loci of the pneumococcal virulence factors pili, PsrP and PavB were molecularly analyzed and used as molecular markers for molecular epidemiology studies of S. pneumoniae. The genotyping results obtained here showed the impact of the PCV7 immunization of children, started in July 2006, on the distribution of these pneumococcal virulence factors among clinical isolates in Germany. These findings gave more insights into the role of pili, PsrP and PavB in pneumococcal pathogenesis and may strongly support the idea of including these pneumococcal constituents in a broad coverage protein-based vaccine against pneumococcal infections produced by invasive serotypes in the future. The mature PavB protein contains a variable number of repetitive sequences referred to as the Streptococcal Surface Repeats (SSURE). PavB has been demonstrated to interact with fibronectin and plasminogen in a dose-dependent manner and it was identified as a surface-exposed adhesin with immunogenic properties, which contributes to pneumococcal colonization and respiratory airways infections. The complete molecular analysis performed here for PavB, allowed to know more accurately its structure and to estimate the real number of SSURE units in different pneumococcal strains. With these findings, a new primary sequence-based structural model was constructed for the PavB protein and its SSURE domain, and, at least for TIGR4, the complete pavB gene and PavB protein sequences with five SSURE units was reported in the GenBank database of the NCBI website. Due to its immediate neighborhood on the pneumococcal genome with the tcs08 genes, PavB is likely linked with this pneumococcal TCS. Here, a significant reduction of the PavB protein expression was observed in delta-tcs08-mutant strains, which may strongly suggest that the TCS08 does play a role in pneumococcal virulence and metabolisme, as further observed in growth behaviour experiments carried out with the TCS08-deficient mutants, cultured in chemically defined medium. Despite several studies suggest that the molecular mechanism underlying the bacterial signal transduction is very sophisticated, the majority of reports in prokaryotic TCS, including those for S. pneumoniae, are still focused in single cognate pairs. The pneumococcal genome encodes 14 TCSs and an orphan response regulator. It is obvious that TCS pathways are often arranged into complex circuits with extensive cross-regulation at a variety of levels, thereby endowing cells with the ability to perform sophisticated information processing tasks. This study established also the experimental and molecular bases for the construction of a comprehensive genome-wide interaction map of the complex TCS pathways for its application in the gene regulation of pneumococcal virulence factors.
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.
Weiterentwicklung eines Zellmodells zur Untersuchung der ischämischen Prä- und Postkonditionierung
(2012)
In der westlichen Welt zählen der Myokardinfarkt, bzw. die kardiovaskulären Erkrankungen, zu den häufigsten Todesursachen. Dies ist einer der Gründe, warum in den vergangenen Jahrzehnten intensiv nach Möglichkeiten gesucht wurde, die Folgen von Herzinfarkten zu minimieren. Grundlage für viele neuere Versuche war die Entdeckung, dass die Wiederdurchblutung des ischämischen Gewebes eine weitere Zellschädigung verursacht, genannt Reperfusionsschaden. Diese Zellen sterben nicht durch die Ischämie, sondern durch ein intrazelluläres Ungleichgewicht der Elektrolytkonzentrationen und einem ATP-Mangel. Es wurde gezeigt, dass man mit Hilfe von Präkonditionierung, später auch Postkonditionierung, diese Gruppe von Zellen vor dem Untergang schützen und somit das verbleibende Infarktareal verkleinern kann. Im Rahmen dieser experimentellen Arbeit wurde ein zellbasiertes Modell zur Erforschung der Postkonditionierung an Herzzellen so weiterentwickelt, dass Bestandteile der postulierten Signalkaskade der Postkonditionierung auch auf zellulärer Ebene erforscht werden können. Darüber hinaus ist es möglich, verschiedene Substanzen in ihrer Fähigkeit diesen Schutz auszulösen, zu untersuchen. Mit Hilfe einer immortalen Tumorzelllinie der Maus (HL-1-Zellen), die herzzellähnliche Eigenschaften besitzt, konnten Zellen so kultiviert werden, dass eine Vielzahl von Experimenten möglich wurde. Durch den Farbstoff TMRE, ein Marker für das mitochondriale Membranpotential, konnte bei Messungen mit der FACS-Technik eine gute Diskriminierung zwischen den toten und vitalen Zellen erreicht werden. Der Austausch des Nährmediums mit einem speziellen Puffer während der Experimente bewirkte, dass die Konzentration von Calcimycin, bei gleicher Wirkung, herabgesetzt werden konnte. Calcimycin ist ein Kalziumionophor, der den tödlichen Reperfusionsschaden auf der Basis einer Kalziumüberladung auslöst. So konnte anhand dieses Zellmodels die schützende Wirkung von BAY 58-2667 und Eplerenon auf ischämiegeschädigte Zellen bestätigt werden. Es konnte gezeigt werden, dass es ein Modell auf dieser Basis ermöglicht, Bestandteile der Signalkaskade zu identifizieren und Pharmaka auf ihren infarktgrößenreduzierenden Effekt zu testen. Die Methode stellt allerdings keinen Ersatz zu Tierexperimenten und klinischen Forschungen dar, dennoch ist sie eine gute Möglichkeit die Substanzen vorab auf ihre Tauglichkeit zu testen und somit gezielter Tierversuche durchzuführen.
The goal of this thesis was to study the systematic relationships within the superfamily Sylvioidea (Aves: Passeriformes) in general and within the closely related families Acrocephalidae and Locustellidae in particular, by means of DNA sequences. Sylvioidea itself and families therein were the focus of many studies based as well on morphological characters as on DNA. Due to their morphological similarity and their presumably rapid radiation most studies failed to solve relationships between sylvioidean families and also demarcations of single families and relations within are still in progress. In this study, an enlargement of previous datasets, both taxa and number of DNA sequences, and more sophisticated analysis methods were used to improve the resolution in Sylvioidea, Acrocephalidae and Locustellidae. In addition, the applicability of barcoding in Acrocephalidae was tested. The monophyly of Sylvioidea could be supported and the families Paridae and Remizidae, which were sometimes still included, clustered among the outgroup taxa. Four families, Nicatoridae, Panuridae, Alaudidae, and Macrosphenidae constitute basal splits within Sylvioidea. The division of the former sylviid/timaliid clade in five families, Sylviidae, Leiothrichidae, Pellorneidae, Timaliidae, and Zosteropidae was supported. Scotocerca, Erythrocercus, and Hylia, previously supposed to be members of Cettiidae, were shown not to belong to this family. As the three genera are also morphologically and ecologically different, they were here proposed to be elevated to family rank, Scotocercidae, Erythrocercidae and Hyliidae, respectively. The family Acrocephalidae consisted of the four genera, Nesillas, Acrocephalus, Hippolais, and Chloropeta. In the analysis for this thesis, the latter three appeared to be non-monophyletic. One Acrocephalus species, A. aedon was sister to a clade containing four species of Hippolais as well as two out of three Chloropeta species. They were all merged in the genus Iduna, based on the DNA evidence and shared morphological and ecological characters. Iduna had priority over Hippolais or Chloropeta according to the International Code of Zoological Nomenclature. The one remaining Chloropeta species (C. gracilirostris) had to be renamed to Calamonastides as Chloropeta was no longer available for this taxon. Seven genera were included in the re-analysis of the family Locustellidae: Locustella, Bradypterus, Megalurus, Dromaeocercus, Schoenicola, Cincloramphus, and Eremiornis. Apart from the monotypic genera Dromaeocercus and Eremiornis and Schoenicola, of which only one species was included, the remaining genera were found to be non-monophyletic. One clade contained all Locustella species, Megalurus pryeri and all Asian/Oriental Bradypterus species. All species in this clade were synonymized with Locustella, as the type species of Locustella was included, whereas the type species of Bradypterus fell in a different clade. Therefore, the remaining African Bradypterus species retained their genus name, and Dromaeocercus was renamed to Bradypterus as it clustered within Bradypterus. Cincloramphus, intermingling with the remaining Megalurus species, was synonymized with the latter. Barcoding, growing in popularity for delimiting species, was tested in its applicability for Acrocephalidae. Fourteen taxa currently recognized as full species would fall under the 2% threshold of sequence divergence proposed for delimiting species using the mitochondrial cytochrome b gene. It was also shown that it is important to clarify which part of a DNA sequence is used, as different parts can give different results regarding the 2% threshold. In addition, the choice of “complete deletion” or “pairwise deletion” in calculating genetic distances is important, if incomplete are sequences used.
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.
Die Umsetzung der Leitlinien zu hüftgelenknahen Frakturen wird anhand der Daten der externen Qualitätssicherung (BQS) aus den Jahren 2003-2005 in Nordrhein-Westfalen untersucht. 48831 Datensätze konnten ausgewertet werden. Untersucht wurden die Parameter präoperative Verweildauer, Thrombose- und Antibiotikaprophylxe und im Hinblick auf das Risiko für Thrombembolie und Letalität bewertet. 64% der Eingriffe erfolgen zeitgerecht, eine Thromboseprophylaxe wird in 99% der Fälle durchgeführt. Es kann kein Zusammenhang zwischen der präoperativen Liegezeit und der Thrombembolie- sowie Letalitätsrate hergestellt werden. Die Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie werden in Nordrhein-Westfalen in den Jahren 2003-2005 nahezu umgesetzt.
Die Auswirkungen eines abdominalchirurgischen Eingriffs auf das Immunsystem stellen im klinischen Alltag ein bedeutendes Problem dar. Ein operatives Trauma stört das Gleichgewicht des Immunsystems und verursacht eine Immundysfunktion. So ist die Mortalität einer postoperativ erworbenen Sepsis um ein Vielfaches höher als die einer spontan auftretenden. Deshalb sind dringend Modelle erforderlich, die es ermöglichen, die Mechanismen der postoperativen Immundysfunktion zu charakterisieren. Beim Intestinalen Manipulationsmodell (IMM), an der Universität Bonn ursprünglich als Ileusmodell konzipiert, wird bei eröffnetem Abdomen des Versuchstiers der Darm durch moderate Kompression manipuliert. Das simuliert die klinische Situation eines bauchchirurgischen Eingriffs. Unter der Fragestellung, ob sich IMM als Modell der postoperativen Immundysfunktion eignet, wurden verschiedene Parameter der systemischen Immunantwort untersucht. Um die Effekte durch die Manipulation des Darms darzustellen, verglichen wir verschiedene Schweregrade des operativen Traumas. In einem nächsten Schritt sollte geklärt werden, ob durch die Kombination IMM mit einem Sepsis-Modell, der problematische klinische Verlauf einer postoperativ auftretenden Sepsis simuliert werden kann. 1) Jede Form des chirurgischen Eingriffs führte zu einer Immundysfunktion. Dies konnte sechs Stunden postoperativ anhand einer erhöhten IL6-Konzentration im Serum, der supprimierten Sekretionsleistung stimulierter Splenozyten und einer Reduktion zirkulierender Lymphozyten gezeigt werden. Dabei war die Immunreaktion bei weitem nicht so schwer, dass eine gesteigerte Apoptoserate von Thymozyten beobachtet werden konnte. 2) Bei den genannten Effekten handelte es sich um weniger als drei Tage anhaltende Phänomene. Diese waren zudem abhängig vom Ausmaß des operativen Traumas, wie die protrahierte und verstärkte Zytokin-Sekretionsstörung stimulierter Splenozyten aus Mäusen mit dreimaliger Manipulation des Darms zeigte. 3) Die Überlebensrate einer postoperativ induzierten Sepsis war in den vor der Sepsisinduktion operierten Mäusen gegenüber den zuvor nicht operierten erhöht. Weiterhin unterschieden sich die operierten Gruppen voneinander abhängig vom Zeitpunkt der Sepsisinduktion. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass IMM wichtige Merkmale einer postoperativen Immundysfunktion nachstellen kann. Zusätzlich erfüllt dieses Modell die Voraussetzungen, um die Auswirkungen einer postoperativ erworbenen Sepsis künftig untersuchen zu können.
Background: Controversy surrounds the questions whether co-occurring depression has negative effects on cognitivebehavioral therapy (CBT) outcomes in patients with panic disorder (PD) and agoraphobia (AG) and whether treatment for PD and AG (PD/AG) also reduces depressive symptomatology. Methods: Post-hoc analyses of randomized clinical trial data of 369 outpatients with primary PD/AG (DSM-IV-TR criteria) treated with a 12-session manualized CBT (n = 301) and a waitlist control group (n = 68). Patients with comorbid depression (DSM-IV-TR major depression, dysthymia, or both: 43.2% CBT, 42.7% controls) were compared to patients without depression regarding anxiety and depression outcomes (Clinical Global Impression Scale [CGI], Hamilton Anxiety Rating Scale [HAM-A], number of panic attacks, Mobility Inventory [MI], Panic and Agoraphobia Scale, Beck Depression Inventory) at post-treatment and follow-up (categorical). Further, the role of severity of depressive symptoms on anxiety/depression outcome measures was examined (dimensional). Results: Comorbid depression did not have a significant overall effect on anxiety outcomes at post-treatment and follow-up, except for slightly diminished post-treatment effect sizes for clinician-rated CGI (p = 0.03) and HAM-A (p = 0.008) when adjusting for baseline anxiety severity. In the dimensional model, higher baseline depression scores were associated with lower effect sizes at post-treatment (except for MI), but not at follow-up (except for HAM-A). Depressive symptoms improved irrespective of the presence of depression. Conclusions: Exposure-based CBT for primary PD/AG effectively reduces anxiety and depressive symptoms, irrespective of comorbid depression or depressive symptomatology.
Non-thermal atmospheric pressure plasma has recently been shown to have broad application potential for medical as well as industrial purposes. Improved wound healing and tissue decontamination have been described as consequences of non- thermal plasma treatment. However, thus far the underlying molecular mechanisms in human tissues have only been partially characterized. In this work a two-dimensional difference in-gel electrophoresis (2D-DIGE) approach was used and an analysis-workflow to study the response of human cells to atmospheric pressure non-thermal plasma was established. Human S9 bronchial epithelial cells were used as a model for airway epithelial cells. They were treated with atmospheric pressure plasma jet (APPJ) for different periods of time. Subsequently, time-resolved comparative proteome analysis was used to study the complex cellular adaptation reactions after a 120 sec plasma treatment, which accelerated wound healing in a clinically relevant model. The results indicate, that intracellular oxidative stress due to the non-thermal plasma treatment either leads to cell death or to proliferation. The oxidative stress response, mediated by Nrf2, appears to play a pivotal role in molecular signalling and might be a key pathway determining the fate of stressed cells. This thesis demonstrates changes in Nrf2-expression after non-thermal plasma treatment. Furthermore, potential protein biomarker candidates for evaluation of oxidative stress after non-thermal plasma treatment were identified. Finally, it is shown, that the cytosolic concentrations of IL-1beta and IL-33 were decreased following non-thermal plasma treatment. Thus, modulation of innate immune response by non-thermal plasma treatment of epithelial cells (ENTplas treatment) is concluded.
In order to identify possible experimental signatures of the superfluid to Mott-insulator quantum phase transition we calculate the charge structure factor S(k, ω) for the one-dimensional Bose-Hubbard model using the dynamical density-matrix renormalisation group (DDMRG) technique. Particularly we analyse the behaviour of S(k, ω) by varying – at zero temperature–the Coulomb interaction strength within the first Mott lobe. For strong interactions, in the Mott-insulator phase, we demonstrate that the DDMRG results are well reproduced by a strong-coupling expansion, just as the quasi-particle dispersion. In the super-fluid phase we determine the linear excitation spectrum near k = 0. In one dimension, the amplitude mode is absent which mean-field theory suggests for higher dimensions.
Charakterisierung plasmamembrangebundener Proteasen von Nicotiana tabacum und Hordeum vulgare
(2012)
Es wurden erstmals zwei plasmamembrangebundene Proteaseformen in den Wurzeln der Gerste massenspektrometrisch identifiziert und den Metalloaminopeptidasen der Peptidasefamilien M17 und M24 zugeordnet. Ausgehend von Enzymaktivitätstests mit verschiedenen Substraten und gelelektrophoretischer Fraktionierungen existieren darüber hinaus weitere PM-Proteasen des Aminopeptidase-, Carboxypeptidase- und Endoproteasetyps an der pflanzlichen Plasmamembran (PM). Die untersuchten PM-Proteasen stellen Triton X-114-resistente Proteine dar, die erfolgreich mit Octylglucosid solubilisiert wurden und sowohl an der inneren als auch an der apoplastischen Seite der PM lokalisiert sein könnten. Durch endogene Proteolyse werden andere PM-Proteine wie Aquaporine und P-Typ-H+-ATPasen durch die PM-Proteasen reguliert. Dabei zeigen einige dieser Proteolyseprodukte Proteaseaktivität, die für vier Proteaseformen der Gerste erst nach der Abtrennung von der PM nachweisbar war.
Die technische Evolution von Endografts zur interventionellen Versorgung von infrarenalen abdominellen Aortenaneurysmen erlaubt eine stetige Erweiterung der Indikationsbreite, von der insbesondere Patienten mit schwierigen anatomischen Verhältnissen profitieren. In vorliegender Studie wurde die bereits etablierte Talent- Endoprothese mit dem Modell der nächsten Generation der Endurant-Endoprothese unter Berücksichtigung der aortoiliakalen Pathoanatomie verglichen. Im Zeitraum von 6/2007 - 12/2010 wurden 35 Patienten mit einer Talent- Endoprothese (33 Männer, Durchschnittsalter 75 Jahre) und 36 Patienten (34 Männer, Durchschnittsalter 78 Jahre) mit einer Endurant-Endoprothese versorgt. Die aortoiliakale Anatomie wurde detailliert anhand der präinterventionellen CTAngiographie evaluiert. Postinterventionell wurden die Angiographiedaten, die postinterventionelle CT-Angiographie und die elektronische Krankenakte der Patienten ausgewertet und die 30-Tages-Ergebnisse hinsichtlich technischem und klinischem Erfolg, der Endoleakrate und weiteren Komplikationen verglichen. In der Endurant-Gruppe wurden mehr Patienten mit einer anatomisch ungünstigeren Situation (Kinking der Beckenachsen, p = .017; kürzerem Aneurysmahals, p = .084) therapiert. Die primäre technische Erfolgsrate betrug in der Talent-Gruppe 91,4 % und in der Endurant-Gruppe 100 % (p = .115). Primäre Endoleaks Typ 1 traten in der Talent-Gruppe bei 5,7 % und in der Endurant-Gruppe bei 2,8 % der Patienten auf (p = .614). Ein Endoleak Typ 3 wurde ausschließlich in der Talent-Gruppe bei 2,9 % der Patienten nachgewiesen (p = .493). Endoleaks Typ 2 traten signifikant seltener in der Endurant-Gruppe mit 8,3 % im Vergleich zur Talent-Gruppe mit 28,6 % auf (p = .035). Major- und Minorkomplikationen unterschieden sich in beiden Gruppen nicht signifikant. Der assistierte primäre klinische Erfolg betrug 88,6 % für die Talent- Gruppe und 97,2 % für die Endurant-Gruppe (p = .199). Durch die Verwendung der Endurant-Endoprothese lassen sich unter ungünstigeren anatomischen Verhältnissen tendenziell bessere technische und klinische Erfolgsraten erzielen und das Auftreten von Endoleaks Typ 2 signifikant reduzieren.
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.
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.
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.
Die Fähigkeit Temperaturstress zu wiederstehen gilt als äßerst wichtig für die Fitness eines Individuums oder das Überleben von Arten. Lebewesen müssen daher effektive Mechanismen entwickeln, um unter belastenden Temperaturbedingungen überleben zu können. Reaktionen auf sich ändernde Umweltbedingungen könnnen schnell durch phänotypische Plastizität oder langsame durch genetische Adaptation erfolgen. Neben Temperaturstress haben möglicherweise auch andere Umweltfaktoren einen Effekt auf die Temperaturstressresistenz. Wir erforschten zunächst phänotypische Anpassungen der Temperaturstressresistenz, ausgelöst durch unterschiedliche Manipulationen der Umwelt, bei dem Augenfalter Bicyclus anynana. Temperaturinduzierte Plastizität bewirkte eine schnelle und deutliche Änderung in der Temperaturstressresistenz, dieser Effekt ist reversibel. Kurzzeitige Abhärtung ergab komplexere Muster, so war die Kältestressresistenz beispielsweise am höchsten bei intermediären Temperaturen. Die Temperaturstressresistenz konnte auch durch Futtererhältlichkeit, Alter und Lichtzyklus beeinflußt werden. Des weiteren wurde der Einfluß der Photoperiode auf die Temperaturstressresistenz an der Fliege Protophormia terranovae erforscht. Variationen der Temperaturstressresistenz konnten durch Änderungen in der Photoperiode hervorgerufen werden, so bewirkten kürzere Tageslängen kälteresistentere und längere Tage hitzeresistentere Phänotypen. Wir schlagen vor, dass es sich hierbei um adaptive saisonale Plastizität handelt. Neben Temperaturstress hat möglicherweise auch Inzucht einen negativen Einfluss auf die Fähigkeit, mit sich ändernden Umweltbedingungen zurechtzukommen. Das könnte das Aussterberisiko kleiner Populationen erhöhen, insbesondere wenn Häufigkeit und Intensität extremer Wetterereignisse in Zukunft zunehmen sollen. Wir untersuchten den Einfluss von Inzucht auf den Schlupferfolg, die Entwicklung und die Temperaturstresstoleranz bei dem tropischen Augenfalter Bicyclus anynana indem wir drei verschiedene Inzuchtniveaus bildeten( Ausgekreuzt, nach 1 und nach 2 Geschwisterverpaarungen). Bereits diese vergleichsweise niedrigen Inzuchtniveaus hatten einen negativen Einfluss auf die Reproduktion und Entwicklung bei günstigen Umweltbedingungen. Inzucht reduzierte auch die Kältetoleranz bei adulten Schmetterlingen, während es keinen Einluss auf die Hitzetoleranz gab. Wir schließen daraus das Stresstoleranz nicht zwangsläufig durch Inzucht negativ beeinflusst wird. Verringerte genetische Diversität als Konsequenz von Inzucht oder Drift verringert möglicherweise auch das evolutionäre Potential einer Population. Wir erforschten die Auswirkungen von Inzucht auf das evolutionäre Potential (die Fähigkeit, Kältetoleranz zu erhöhen) mit Hilfe künstlicher Selektion beginnend von drei Inzuchtniveaus (ausgekreuzt, eine und zwei Geschwisterverpaarungen.) Obwohl ein negativer Einfluss genetischer Erosion (z.B. durch Inzucht) auf das evolutionäre Potential theoretisch vorhergesagt wird, sind empirische Nachweise bisher kaum vorhanden. Unsere Studie zeigt eine deutliche Raktion auf die Selektion, deren Effekt in den ingezüchteten Populationen kleiner war als in den ausgekreuzten Populationen. Korrelierte Reaktionen auf die Selektion untersucht in 10 verschiedenen Merkmalen der Lebensgeschichte konnten nicht gefunden werden. Eine Inzuchtdepression ließ sich in einigen untersuchten Merkmalen nach wie vor nachweisen. Merkmale, die bedeutender für die Fitness sind, zeigten dagegen eine deutliche Erholung von der Inzuchtdepression. Wir konnten mit diese Studie experimentell zeigen, das erhöhte Inzuchtniveaus das evolutionäre Potential reduzieren und damit auch die Fähigkeit, sich an ändernde Umweltbedingungen anzupassen. Zuletzt untersuchten wir, ob die durch Selektion erhöhte Kältetoleranz für alle Entwicklungsstadien gilt. Es gab eine positive signifikante Reaktion auf die Selektion bei Imagines, die ein Tag alt waren (das Alter, in dem die Selektion stattgefunden hatte). Ältere Individuen zeigten eine ähnliche, jedoch schwächere Reaktion. Die erhöhte Kälteresistenz ließ sich jedoch nicht bei Eiern, Raupen oder Puppen nachweisen und war sogar geringer in den Selektionslinien im Vergleich zu den Kontrollinien bei Eiern und jungen Raupen. Diese Ergebnisse deuten auf Kosten erhöhter Kältetoleranz im adulten Stadium hin, so dass vermutlich weniger Ressourcen für den Nachwuchs in frühen Stadien der Ontogenie bleiben. Diese Dissertation verdeutlicht, wie wichtig es ist, sowohl genetische als auch Umwelteffekt zusammen zu betrachten, da beide interaktiv die Fähigkeit eines Organismus herausfordern sich an ändernde Bedingungen anzupassen. In Zeiten von durch den Menschen verursachten Verlust und/oder der Verkleinerung von Habitaten, die die Populationsgrößen verkleinern und damit auch die genetische Diversität, sowie erhöhtem Temperaturstress aufgrund des Klimawandels, wird das langfristige Überleben von Arten von dieser Fähigkeit abhängen.
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.
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.
Heart Rate Reduction by Ivabradine Improves Aortic Compliance in Apolipoprotein E-Deficient Mice
(2012)
Background: Impaired vascular compliance is associated with cardiovascular mortality. The effects of heart rate on vascular compliance are unclear. Therefore, we characterized effects of heart rate reduction (HRR) by I(f) current inhibition on aortic compliance and underlying molecular mechanisms in apolipoprotein E-deficient (ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup>) mice. Methods: ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice fed a high-cholesterol diet and wild-type (WT) mice were treated with ivabradine (20 mg/kg/d) or vehicle for 6 weeks. Compliance of the ascending aorta was evaluated by MRI. Results: Ivabradine reduced heart rate by 113 ± 31 bpm (∼19%) in WT mice and by 133 ± 6 bpm (∼23%) in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice. Compared to WT controls, ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice exhibited reduced distensibility and circumferential strain. HRR by ivabradine increased distensibility and circumferential strain in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice but did not affect both parameters in WT mice. Ivabradine reduced aortic protein and mRNA expression of the angiotensin II type 1 (AT1) receptor and reduced rac1-GTPase activity in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice. Moreover, membrane translocation of p47<sup>phox</sup> was inhibited. In ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice, HRR induced anti-inflammatory effects by reduction of aortic mRNA expression of IL-6, TNF-alpha and TGF-beta. Conclusion: HRR by ivabradine improves vascular compliance in ApoE<sup>–</sup>/<sup>–</sup> mice. Contributing mechanisms include downregulation of the AT1 receptor, attenuation of oxidative stress and modulation of inflammatory cytokine expression.
Assoziation zwischen sozioökonomischen Status und Iodversorgung in Nordost- und Süddeutschland
(2012)
Zusammenfassung Ziel dieser Untersuchung war es, eine Korrelation zwischen Bildung bzw. Pro-Kopf-Einkommen (als hauptsächliche Determinanten des sozialen Status) und der Iodausscheidung zu untersuchen. Dabei sollte zusätzlich eine regionale und zeitliche Unterscheidung durchgeführt werden. Hierzu wurden insgesamt vier Hypothesen betrachtet. Die zugrunde liegende erste Annahme war, dass Personen mit höherer Bildung und mit größerem Pro-Kopf-Einkommen mehr Iod zu sich nehmen (und folglich proportional mehr Iod ausscheiden) als Personen mit niedrigerer Bildung und geringerem Pro-Kopf-Einkommen (Hypothese a). Darüber hinaus bestand die Theorie, dass die Assoziationen regional unterschiedlich ausgeprägt sind, in KORA (Region Bayern) stärker als in SHIP (Region Nord-Ost-Deutschland) (Hypothese b). Beide Hypothesen wurden mit Hilfe von SHIP-1 und KORA analysiert. Eine dritte Hypothese (c) war, dass sich auch zeitlich Zusammenhänge darstellen lassen. Beispielsweise sollte über einen Zeitraum von 5 Jahren eine Erhöhung des Pro-Kopf-Einkommens mit einer Erhöhung der Iodausscheidung assoziiert sein. Dazu wurden die Daten aus SHIP-0 und die Follow-up-Daten aus SHIP-1 betrachtet. Neben den bis dahin untersuchten Faktoren des sozialen Status wurde hierbei auch die berufliche Stellung berücksichtigt. Gesondert von den oben genannten Hypothesen fand eine Betrachtung der Iodmedikation statt. Da kein direkter Rückschluss von einer gestiegenen Iodmedikation auf eine gestiegene Wahrnehmung des Themas Iodmangel zulässig ist, kann keine eindeutige Hypothese gestellt werden. Aufgrund der starken Unterschiede sollten diese Daten zumindest Erwähnung finden. Für diese Untersuchung wurden die Daten aus SHIP-0 und SHIP-1 bzw. aus KORA-2000 und KORA-F4 verglichen. Die Datenerhebung zu SHIP-0 erfolgte von Oktober 1997 bis Mai 2001 und erfasste die Angaben von insgesamt 4308 Teilnehmern; SHIP-1 erfolgte als 5-Jahres-Follow-up zwischen Oktober 2002 und Juni 2006 an 3300 Probanden. Die Daten aus der süddeutschen Region wurden mit Hilfe von KORA an 3080 Probanden im Zeitraum von Oktober 2006 bis Mai 2008 erfasst. Für den Vergleich der Iodmedikation wurden zusätzlich Daten aus KORA-2000 betrachtet, die im Zeitraum von Oktober 1999 bis April 2001 an 4261 Probanden erhoben wurden. Die ursprünglichen Hypothesen konnten nur zum Teil bestätigt werden. Es besteht nur in KORA, nicht jedoch in SHIP ein Zusammenhang zwischen Bildung und Iodausscheidung. Dieser Zusammenhang ist entgegen der Hypothese invers, d. h. je länger die schulische Bildung, desto geringer ist die Iodausscheidung. Die Aussage, dass die Zusammenhänge in KORA deutlicher sind, wurde bestätigt. Die longitudinale Untersuchung von Bildung, Einkommen und beruflicher Stellung mit einer Veränderung der Iodversorgung über die Zeit zeigte kein einheitliches Bild und keine signifikanten Zusammenhänge. Der Anteil der Iodmedikation stieg in den Follow-up-Untersuchungen an und war in SHIP deutlicher ausgeprägt. Der inverse Zusammenhang zwischen Bildung und Iodausscheidung in KORA wirft weitere Fragen auf. Ob es sich um die Folgen einer bewussten oder unbewussten Verhaltensweise handelt, ist nicht abschließend geklärt. Verschiedene Ansätze sind für dieses Ergebnis denkbar: a) ein unterschiedliches Bildungsniveau, das in SHIP höher anzusiedeln ist, b) unterschiedliche Curriculen der Bundesländer, aber auch innerhalb der Bildungswege, c) ein größeres Angebot und eine vermehrte Kommunikation bzw. Vermarktung von iodfreien Produkten, aber auch d) eine regional unterschiedliche Aktivität von Iodgegnern, um nur die wichtigsten und auffälligsten Punkte zu nennen. Letzter Punkt ist in seiner Bedeutung nicht zu unterschätzen. Die Beeinflussung von laienhaften Halbwahrheiten spielt gerade bei gesundheitlichen Fragestellungen eine große Rolle, wie sich beispielsweise auch bei der Impfbereitschaft gegenüber Röteln zeigt. Insgesamt kann festgehalten werden, dass die Iodausscheidung basierend auf dem adjustierten ICR für die Probanden aus SHIP-1 (Männer: 183 µg/d; Frauen 170,9 µg/d) höher war als in KORA (Männer 156,5 µg/d; Frauen 152,2 µg/d). Dennoch treten in SHIP-1 Schilddrüsenvergrößerungen häufiger auf. Die Strumaprävalenz lag insgesamt in allen Gruppen bei mehr als 30 %. Aus den vorliegenden Daten lässt sich schlussfolgern, dass sich die Iodversorgung vor allem in der Region SHIP verbessert hat. Besonders Kinder und Jugendliche werden langfristig von dieser Situation profitieren. Die Notwendigkeit, in regelmäßigen Abständen die Iodversorgung der Gesellschaft zu monitoren, ist offensichtlich. Das Follow-up zu SHIP-1 ist mit SHIP-2 bereits angelaufen, und erste Ergebnisse werden ab 2012 erwartet. Mit Hilfe dieser Daten können dann Rückschlüsse zur Iodversorgung der nordostdeutschen Bevölkerung über einen Zeitraum von etwa 10 Jahren gezogen werden. Ein gesonderter Vergleich mit südlichen Regionen Deutschlands ist weiterhin zu unterstützen, auch wenn sich Strumaprävalenzen mittlerweile annähern.
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.
Die Analyse bakterieller Phosphoproteome rückt durch die Einflussnahme von Phosphorylierungsereignissen im Virulenzgeschehen pathogener Mikroorganismen immer weiter in den Vordergrund. Der Fokus dieser Arbeit lag auf der globalen Analyse bakterieller Phosphoproteome unter Anwendung verschiedener Techniken der Proteomforschung. Ziel war es, einen möglichst umfassenden Überblick über das cytosolische Phosphoproteom zu gewinnen, die Dynamik der Protein-Phosphorylierungen unter verschiedenen physiologischen Bedingungen zu analysieren und daraus folgend Hinweise auf regulatorische Mechanismen zu erhalten. Im Zuge der Untersuchungen zum Phosphoproteom von Bacillus subtilis wurde das auf den phosphosensitiven Pro-Q® Diamond-Farbstoff basierende 2D-Gel-Färbeprotokoll optimiert und validiert. Ferner wurde dieses Protokoll erfolgreich für die Untersuchungen des Phosphoproteoms von Mycoplasma pneumoniae und Staphylococcus aureus eingesetzt. Durch die Etablierung einer Methode zur Phosphopeptidanreicherung konnte der Blick auf das Gesamtphosphoproteom von S. aureus komplementiert werden. Insgesamt war es dadurch möglich, 103 phosphorylierte Proteine und 68 verschiedene Phosphorylierungsstellen von S. aureus zu identifizieren, darunter z. B. den Virulenzregulator SarA, dessen Phosphorylierung einen Hinweis auf seine mögliche Regulation aufzeigt. Zusätzlich konnten die Phosphorylierungsergebnisse der Fruktose-1,6-Bisphosphataldolase erste Hinweise auf eine Regulation der Substratbindung liefern und einen Erklärungsansatz enstehen lassen, der die Wirkungslosigkeit einiger in der Literatur beschriebenen Enzyminhibitoren (potentielle antimikrobielle Wirkstoffe) in in vivo Studien darlegt. In einem auf der Pro-Q® Diamond-Färbung beruhenden Quantifizierungsansatz konnten 10 signifikante Veränderungen in der Signalintensität der phosphorylierten Proteine unter Glukosehunger, nitrosativem, oxidativem und osmotischem Stress festgestellt werden. Diese liefern erste Indizien auf durch Phosphorylierungsereignisse gesteuerte Regulationsmechanismen. Besonders die unter nitrosativen Stress neu auftretenden putativ phosphorylierten Proteinspots der Proteine FdaB (Fruktose-Bisphosphataldolase) und HchA (molekulares Chaperon Hsp31/Glyoxalase 3) lassen Spekulationen über neue Stoffwechselwege, wie z. B. einen Methylglyoxal detoxifizierenden Mechanismus, zu. Darüber hinaus konnten durch die Glukosehungerexperimente und die Spezifizierung der Phosphorylierungsstelle T537 der Pyruvatkinase von S. aureus ein Regulationsmechanismus vorgeschlagen werden, der das "Finetuning" des Energieladungszustandes der Zelle über einen Phosphorylierungs- und Dephosphorylierungsmechanismus beschreibt. Von weiterem Interesse war die Identifizierung von am Arginin phosphorylierten Peptiden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde hierfür das Phosphopeptid-anreicherungsprotokoll optimiert, so dass in Zusammenarbeit mit A. Elsholz (Inst. f. Mikrobiologie, EMAU Greifswald) die Identifizierung von phosphorylierten Argininresten der Argininkinase McsB und der ATPase ClpC in B. subtilis möglich wurde. Darüber hinaus wurde die Methode in globalen Untersuchungen einer Phosphatasemutante (∆ywlE, B. subtilis) angewandt. Mittels der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten massenspektrometrischen Analyse der angereicherten Peptide konnten 111 Arginin-Phosphorylierungsstellen identifiziert werden. Zur Verbesserung der Quantifizierung von phosphorylierten Proteinen in B. subtilis wurde ein Protokoll entwickelt, indem das Auftrennungspotential des 2D-Gels, die Identifizierung phosphorylierter Proteine anhand des Pro-Q® Diamond-Farbstoffs und die auf die metabolische Markierung beruhende Quantifizierung miteinander kombiniert wurde. Im Ergebnis konnte anhand dieser Methode eine bessere Reproduzierbarkeit und eine höhere Sensitivität bei geringeren Veränderungen im Vergleich zu dem Pro Q® Diamond basierten Quantifizierungsansatz erzielt werden.
Das Pankreaskarzinom hat mit einer durchschnittlichen Lebenserwartung von vier bis sechs Monaten nach der Diagnosestellung und einer 5-Jahres-Überlebensrate von lediglich 6 % eine extrem schlechte Prognose. Neben Umweltfaktoren beeinflussen verschiedene Mutationen (p53, Kras), die die Entstehung und Progression eines Pankreaskarzinoms. Aufgrund der geringen chirurgischen Möglichkeiten konzentriert sich die Behandlung auf chemotherapeutische, radiotherapeutische und alternative Maßnahmen. Einen großen Schwerpunkt in der Karzinombehandlung bildet dabei das Signalnetzwerk der EGF-Rezeptoren, die zelluläre Prozesse, wie Wachstum, Differenzierung, Zellmotilität und das Überleben der Zelle regulieren. Viele Therapeutika gegen das EGFR Signalnetzwerk befinden sich zurzeit in der klinischen Testphase, zeigten jedoch bisher nur marginale Überlebensvorteile für die behandelten Patienten. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den therapeutischen Nutzen einer Anti-EGFR-Therapie bei der Tumorbehandlung näher zu bestimmen. In Zellkulturanalysen konnte nachgewiesen werden, dass auch bei Vorliegen einer Kras-Mutation die Signaltransduktion der EGF-Rezeptoren durch externe Wachstumsfaktoren zusätzlich aktiviert wird und einen Einfluss auf die Zellproliferation und Migration haben kann. In beiden Tiermodellen (p48+/cre; LSL-KrasG12D / p48+/cre; LSL-Trp53R172H/+; LSL-KrasG12D) kommt es zu endogenen pankreasspezifischen Veränderungen, die durch die Kras-Mutation hervorgerufen und durch die zusätzliche p53-Mutation verstärkt wurden. Die Analyse der Histologien zeigte eine Zunahme der Expressionsraten einzelner Rezeptoren und Liganden vom prämalignen Stadium zum Tumorgewebe. Die Expression der Rezeptoren korrelierte mit den Dysplasiegraden der Zellen in den duktalen Läsionen. Dabei wurden die Rezeptoren HER-1 und HER-2 nur zu Beginn der Tumorentstehung exprimiert, die Rezeptoren HER-3 und HER-4 überwiegend im späteren Verlauf der. Zusätzlich konnte nachgewiesen werden, dass einige der Läsionen durch Transdifferenzierung auch aus Inselzellen entstanden sind. Die hier gewonnenen Ergebnisse zeigen die Individualität einzelner Tumore die aus einem Gewebe entstehen und verdeutlichen die Notwendigkeit einer Protein-Expressionsanalyse vor Beginn einer Antitumorbehandlung. Dadurch können Therapeutika gegen das EGFR-System spezifischer eingesetzt, ihre Effizienzen erhöht, Nebenwirkungen reduziert werden und unnötige bzw. wirkungslose Therapien vermieden werden.
Die retrospektive Studie sollte die Behandlungsstrategie von Patientinnen mit einem Gestationsdiabetes am Universitätsklinikum in Greifswald in den Jahren 2004-2006 darstellen. Mit der Studie sollten das Management des GDM im Hinblick auf die Diagnosestellung und Therapiemodalitäten sowie das maternale und fetale Outcome retrospektiv untersucht werden. In die Studie wurden insgesamt 74 Patientinnen mit Gestationsdiabetes aufgenommen. Folgende Parameter wurden retrospektiv untersucht: mütterliche Anamnese, Verlauf der Schwangerschaft, Verlauf der Geburt sowie fetales Outcome. Besondere Gewichtung wurde auf den Vergleich der Gestationsdiabetikerinnen ohne Insulin (GDM/I-, n=36) und mit Insulintherapie (GDM/I+, n=38) gelegt. Die beiden Gruppen unterschieden sich nicht statistisch signifikant bezüglich Alters, BMI, Gravidität, Parität, Gewichtszunahme in der Schwangerschaft, durchschnittlicher Blutzuckerwerte im oGTT, pathologischer Fruchtwassermenge, schwangerschaftsinduzierter Hypertonie und Infektionen während der Schwangerschaft, Schwangerschaftsdauer, Häufigkeit primären und sekundären Sectiones cesarea, Geburtsdauer sowie des perinatalen Zustandes. Es zeigte sich weder bezüglich der Häufigkeit von SGA (<10.Perzentile) Kindern noch bezüglich der Häufigkeit von LGA (>90. Perzentile) Kindern ein statistisch signifikanter Unterschied. Bei Schwangeren mit Insulintherapie (GDM/I+) lag die gesamte Rate anamnestischer Frühgeburten, habitueller Aborten und Totgeburten deutlich höher im Vergleich zu der Gruppe GDM/I- (47,37 % vs. 22,22 %; p<0,05). Die familiäre Vorbelastung bezüglich Diabetes mellitus konnte signifikant häufiger in der Gruppe mit Insulin nachgewiesen werden (93,10 % vs. 68,75 %; p<0,05). Die stationäre Einweisung erfolgte in der Gruppe ohne Insulin relativ spät im Vergleich zu GDM/I+ (im Durchschnitt 33.SSW vs. 28.SSW; p<0,05). In der glykämischen Kontrolle bezüglich der Blutglukose-Mittelwerte im Tagesprofil konnten bis zur 38.SSW keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Gruppen nachgewiesen werden. Ab der 38.SSW konnte im Vergleich zu der Insulingruppe eine deutlich schlechtere glykämische Kontrolle bei Gestationsdiabetikerinnen ohne Insulintherapie gezeigt werden (Blutglukose-Mittelwert im Durchschnitt 4,53 mmol/l ohne Insulin vs. 4,03 mmol/l mit Insulin; p<0,05). Betrachtet man die Blutzucker-Maximalwerte, so konnten bereits bis zur 25.SSW (durchschnittliche Maximalwerte: 4,75 mmol/l ohne Insulin vs. 7,44 mmol/l mit Insulin; p<0,05) sowie von der 30.SSW bis zur 34.SSW (durchschnittlich: 6,10 mmol/l ohne Insulin vs. 7,87 mmol/l mit Insulin; p<0,05) deutliche Unterschiede zwischen beiden Gruppen festgestellt werden. Die Blutzuckermaximalwerte waren in den Zeiträumen deutlich höher in der Insulingruppe. Statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen fanden sich bezüglich der fetalen Makrosomie bei der ersten sonographischen Kontrolle von der 28. bis zur 31. SSW (39,29 % GDM/I+ vs. 5,56 % GDM/I-; p=0,0279), im weiteren Schwangerschaftsverlauf waren die Unterschiede nicht signifikant. Bei der Geburt wurde die Makrosomie lediglich bei 13,16 % (n=5/38) der Neugeborenen GDM/+ und bei 11,11 % (n=4/36) der Neugeborenen GDM/I- bestätigt. Von den makrosomen Neugeborenen wurden nur 33,33 % (3/9 ohne Insulin) und 55,56 % (5/9 mit Insulin) sonographisch während der Schwangerschaft als makrosom eingestuft. Bezüglich der sonographisch ermittelten Fruchtwassermenge im Sinne eines Polyhydramnions, konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Gruppen gefunden werden (p≥0,05). Dabei ist zu beachten, dass nach den damaligen Richtlinien der Klinik gerade die fetale Makrosomie und Zeichen des Polyhydramnions die Indikation für die Insulintherapie darstellten. Die Geburtseinleitung lag signifikant höher in der Gruppe mit Insulin (65,79 %) im Vergleich zu GDM/I- (33,33 %; p<0,05). Weiterhin war die Verlegung in die Neonatologische Klinik nach der Insulintherapie erwartungsgemäß häufiger in der Insulingruppe im Vergleich zu Neugeborenen der Mütter ohne Insulin (68,42 % vs. 19,44 %; p<0,05). Aus der retrospektiven Betrachtung lassen sich folgende Verbesserungspotenziale bei dem GDM-Management ableiten: Erstellung eines leitliniengestützten und zentralisierten Konzepts für die Diagnostik und Therapie des GDM, Ausweitung der präkonzeptionellen Beratung nach anamnestisch bekanntem GDM, verstärkte metabolische und biometrische Kontrolle in der Schwangerschaft nebst detaillierter Dokumentationsführung, Gewichtskontrolle während der Schwangerschaft, eingehende Ernährungsberatung und –schulung sowie Lebensstilinterventionen. In der Indikationsstellung für Insulin beim GDM seien darüber hinaus weitere Verbesserungen erforderlich. Die im Jahr 2011 vorgestellte neue Leitlinie liefert hier gute Handlungsansätze.
Die vorliegende Arbeit verfolgte das Ziel der Einführung von neuen Konzepten für eine computerunterstützte virtuelle Totalprothetik. Dabei werden zwei Themen adressiert: Die Entwicklung (i) einer Software für die Konstruktion dentaler Totalprothesen, sowie (ii) eines Low-Cost Scanverfahrens zur Digitalisierung von Kieferabformungen. Eine digitale Totalprothetik verändert insbesondere klassische Arbeitsabläufe. Handwerkliche Regeln können nur bedingt Anwendung finden. Um dem Rechnung zu tragen wurden Szenarien für neue Arbeitsabläufe zwischen Patient, Zahnarzt, Zahnlabor und der Industrie entworfen und neue Techniken für einzelne Arbeitsschritte erarbeitet. Es wurden Lösungen für die Übertragung dentaler Referenzpunkte auf die virtuellen Modelle sowie für die Herstellung der räumlichen Kieferrelation umgesetzt. Kern der Software sind jedoch die automatisierte Modellanalyse (die Kieferkammerkennung) sowie die virtuelle Zahnaufstellung. Hier wurden Algorithmen entwickelt, die es ermöglichen, den Kieferkamm auch unter schwierigen Voraussetzungen automatisiert und ohne Eingreifen des Anwenders zu erkennen. Für die Zahnaufstellung wurde ein völlig neues Konzept vorgestellt. Auf einem aus beiden Kieferkämmen bestimmten Zahnbogen werden die Zähne hierbei perlenschnurartig aufgefädelt. Diese Techniken wurden in dem Prototyp eines umfassenden Systems für eine CAD-basierte Konstruktion von preiswerten Totalprothesen zusammengeführt. Für das Erreichen des zweiten Ziels dieser Arbeit - der Entwicklung eines Low-Cost Scanners - bieten sich einzig die Rekonstruktionsverfahren des Stereo Vision an. Es wurde das Verfahren des Adaptive-Stereo-Matching entwickelt und umgesetzt. Mit einem eigens entworfenen Versuchsaufbau ist es gelungen die hierfür notwendigen sehr präzisen und reproduzierbaren optische Rohdaten zu erfassen. Um die Eignung dieses 3D Scanverfahrens zu beurteilen wurden zwei Studien durchgeführt und deren Daten ausgewertet. Mittels einer Vielzahl statistischer Untersuchungen wurde die Abhängigkeit der Rekonstruktionsqualität von der Wahl der möglichen Parameter untersucht und abschließend das Verfahren beurteilt. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass es möglich ist 90% eines Oberkiefers mit einem Fehler kleiner als 500µm zu rekonstruieren. Unterkiefer fallen etwas schlechter aus. Erwartungsgemäß ist damit dieses Verfahren denen der Laserscanner hinsichtlich der Datenqualität deutlich unterlegen. Das Ergebnis legt jedoch trotzdem den Schluss nahe das es für die Totalprothetik verwendbar ist. In jedem Fall wird die CAD-basierte Prothesenkonstruktion völlig neue Dimensionen beim Design der Prothese ermöglichen. Kräfte die auf die Prothese beim Kauen wirken können in Zukunft simuliert werden, die okklusalen Beziehungen können optimiert werden, die Individualisierung kann automatisiert werden und in Kombination mit DVT-Daten könnte sogar eine Implantate Positionierung optimiert werden.
Abstract
In the 21st century, most of the world’s glaciers are expected to retreat due to further global warming. The range of this predicted retreat varies widely as a result of uncertainties in climate and glacier models. To calibrate and validate glacier models, past records of glacier mass balance are necessary, which often only span several decades. Long-term reconstructions of glacier mass balance could increase the precision of glacier models by providing the required calibration data. Here we show the possibility of applying shrub growth increments as an on-site proxy for glacier summer mass balance, exemplified by Salix shrubs in Finse, Norway. We further discuss the challenges which this method needs to meet and address the high potential of shrub growth increments for reconstructing glacier summer mass balance in remote areas.
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.
Zusammenfassung Ziel: Die Bestimmung der zentrischen Kondylenposition ist ein wesentlicher Bestandteil bei verschiedenen komplexen zahnärztlichen Versorgungs-maßnahmen. Dazu werden in der wissenschaftlichen Literatur verschiedene Methoden beschrieben und in der vorliegenden Arbeit diskutiert. Hauptziele eigener Untersuchungen waren die Erfassung von möglichen Vorteilen und Grenzen entsprechender computergestützter Verfahren und die Bewertung möglicher Fehler in der Prozesskette von der Registrierung bis zur Inkorporation eines Therapiemittels. Dazu sollten die Untersuchungen dem Praxisalltag entsprechend an behandlungsbedürftigen Patienten durchgeführt und die Ergebnisse mit denen, aus Studien an stomatognath gesunden, vollbezahnten Probanden verglichen werden. Material und Methoden: Die Untersuchungen erfolgten in 2 Schritten (Teile A und B) an 21 Patienten. Bei allen Patienten stimmte die zentrische Relation nicht mit der habituellen Okklusion überein. Es wurde im Teil A eine relative, direkte, modellunabhängige Kondylenpostionsanalyse nach Bestimmung der zentrischen Kondylenposition mittels verschiedener Methoden durchgeführt. Die Messungen erfolgten mit dem Software Modul „EPA-Elektronische UK-Positionsanalyse der UK-Lage“ des ARCUSdigma II (Fa.KaVo, Biberach, Germany). Als Referenzregistrat wurde ein Zentrikregistrat auf Kunststoffplattenbasis nach unforcierter einhändiger Führung (modifiziert nach LAURITZEN) genutzt. Zum Vergleich dienten Registrate die mittels der Module: „Geführte Zentrik“ und „Gotischer Bogen“ des ARCUSdigma II und nach einer IPR-Vermessung hergestellt wurden. Im Teil B wurde die relative, direkte, modellunabhängige Kondylenpositionsanalyse nach laborseitiger identischer Umsetzung der Registrate und Herstellung von „Positionierungsschienen“ durchgeführt. Alle Messungen wurden dreimal mit gesteigerter Kaukraft wiederholt. Vorab wurde mit dem Modul „Elektromyographie“ des ARCUSdigma II der Muskeltonus überprüft und zur Patienteninstruktion genutzt. Die Messergebnisse wurden deskriptiv, grafisch, metrisch, tabellarisch und statistisch ausgewertet. Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Im Ergebnis zeigten sich im Teil A der Untersuchungen Abweichungen zum Referenzregistrat nur bei der IPR-Vermessung in der transversalen Achse und am linken Kiefergelenk in der Vertikalen für die Messung mittels des Moduls “Gotischer Bogen“. Alle anderen Messungen zeigen statistisch eine symmetrische Verteilung. Für den Teil B zeigten sich signifikante Abweichungen bei jeder angewandten Methode an mindestens einem Kiefergelenk. Der Vergleich beider Untersuchungsreihen zueinander ergab in mindestens einer Raumachse signifikante Abweichungen bei allen überprüften Methoden. Es ist davon auszugehen, dass sich im Zuge der Prozesskette die Bedingungen zur Bewertung der zentrischen Kondylenposition ändern können. Diese sind als behandlungsrelevant anzusehen. Die verwendete Messmethodik lässt aber keine zuverlässigen Aussagen zur Reliabilität einzelner Verfahren zu. Vorteile computergestützter Methoden liegen u.a. in der Visualisierung, Echtzeitkontrolle und Kombination verschiedener diagnostischer und therapeutischer Module. Aufwand (Kosten, Zeit, Technik) und patientenindividuelle Bedingungen begrenzen die Möglichkeiten dieser Systeme. Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz eines Verfahrens zur Bestimmung der zentrischen Kondylenposition sind neben subjektiven Faktoren der klinische Ausgangszustand und der Stand der erforderlichen Vorbehandlungen. Die direkte, modellunabhängige elektronische Kondylenpositionsanalyse unterstützt dazu die Qualitätssicherung bei der Bestimmung der zentrischen Kondylenposition.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Funktionsweise und das Lösekraftverhalten von gegossenen Konusteleskopen untersucht und einer Wertung unterzogen. Unter standar-disierten Bedingungen wurden drei Hohlschliffe hergestellt, die in unterschiedlichen Winkeln zur Einschubrichtung auslaufen (γ=17°, 45°, 91°) und mit einem klassischen Konusteleskop (γ=0°) verglichen.
Die Entstehung einer craniomandibulären Dysfunktion und deren Schweregrad hängen maßgeblich von verschiedenen Faktoren ab, die unabhängig voneinander, aber auch zusammen auftreten können. Traumata, Depressionen, Parafunktionen, Stress, chronischer Schmerz, Geschlecht, Alter und die genetische Disposition spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Die aus dieser Studie vorliegenden Ergebnisse bekräftigen den klinischen und epidemiologischen Beweis zwischen einem Zusammenhang des COMT-Gens und Schmerz, wenn man ausdrücklich depressive Symptome als beeinflussende Faktoren berücksichtigt. Dadurch, dass subklinische Formen einer Depression und Schmerzsyndrome in der Allgemeinbevölkerung sehr häufig auftreten, hat diese Studie potentielle Auswirkungen auf die klinische Behandlung. Eine erfolgreiche und andauernde Schmerzbehandlung könnte somit abhängig vom jeweiligen Genotyp sein. Des Weiteren könnte eventuell die Behandlung einer craniomandibulären Dysfunktion bei Patienten mit Depression eine andere sein, gegenüber den Patienten ohne Anzeichen einer Depression.
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.
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.
Metalloendopeptidase AsaP1 Die extrazelluläre Metalloendopeptidase AsaP1 wird als Zymogen exprimiert. Sie ist hoch immunogen und hauptsächlicher Virulenzfaktor von einigen atypischen Aeromonas salmonicida Stämmen, die als Krankheitserreger bei einer Vielzahl von Fischarten atypische Furunkulose auslösen. Die Krankheit besitzt das Potential für eine schnelle Ausbreitung und verläuft oftmals tödlich. Der Ausbruch in Aquakulturen kann zur völligen Ausmerzung der Fischbestände führen. In dieser Arbeit wurden inaktive Mutanten von AsaP1, die noch in der Lage sind eine Immunantwort hervorzurufen, exprimiert, gereinigt, kristallisiert und mittels Röntgenkristallographie strukturell charakterisiert. Erstmalig kann die Struktur der Propeptid-Domäne von M35-Deuterolysin oder Aspzinkin-Proteasen gezeigt werden, deren Prozessierungsmechanismus – im Gegensatz zu anderen Proteasefamilien – bisher noch nicht aufgeklärt werden konnte. Die Interaktion von Propeptid und Protease erlaubt Rückschlüsse auf die Substratspezifität. Spezifische Wechselwirkungen in der S1strich-Bindetasche sprechen für eine Lysinspezifität der Protease. Aufgrund von Inaktivität der kristallisierten Mutanten konnte höchst wahrscheinlich ein Intermediat der autoproteolytischen Prozessierung der Protease erfasst werden. Strukturell weist das AsaP1-Propeptid Ähnlichkeit zu einem Protease-Inhibitor aus B. subtilis, dem FixG-related Protein und ApaG-Proteinen auf, deren Funktion noch nicht ermittelt werden konnte. Inwiefern die Ähnlichkeiten in der Struktur auf eine gemeinsame Funktion deuten, kann zurzeit nicht beantwortet werden. DppA Haloalkan Dehalogenase Haloalkan Dehalogenasen (HDs) spalten die Kohlenstoff-Halogen-Bindung halogenierter aliphatischer Kohlenwasserstoffe. Als einziges Co-Substrat wird Wasser benötigt. Bisher charakterisierte Haloalkan Dehalogenasen (HDs) gehören strukturell zur Familie der alpha/beta-Hydrolasen und werden weiterhin unterteilt aufgrund der Position und Identität funktionell wichtiger Aminosäurereste. Enzyme mit Asp–His–Asp (katalytische Triade) und Trp–Trp (Halogenid-stabilisierende Aminosäuren) zählen zu HDs-I, mit Asp–His–Glu und Asn–Trp zu HDs-II oder mit Asp–His–Asp und Asn–Trp zu HDs-III. Die Substratspezifität von HDs wird hauptsächlich durch die Cap-Struktur gegeben, die die Beschaffenheit des Ein- und Ausgangstunnels und die des aktiven Zentrums bestimmt. Zurzeit sind fünf HDs strukturell beschrieben und weitere Information zu Struktur-Funktionsbeziehungen von Haloalkan Dehalogenase bieten zusätzliche Möglichkeiten zur Optimierung und Umsetzung gewünschter Reaktionsschritte durch gerichtetes Proteindesign der Cap-Struktur.
In Ergänzung der Erfassung und Auswertung von Krebserkrankungen unter dem Aspekt der Vorsorge- und Gesundheitsplanung durch die epidemiologischen Krebsregister bieten klinische Krebsregister (KKR) durch patientenbezogene Analysen kompletter Behandlungsverläufe die Möglichkeit der Darstellung einer regionalen Versorgungsstruktur und Behandlungsqualität. Im Rahmen dieser Dissertation erfolgte eine Deskription der neudiagnostizierten Lungenkarzinom-Patienten des universitären Thoraxzentrums im Zeitraum 2005-2009 anhand der Daten des klinischen Krebsregisters des Tumorzentrums Vorpommern e.V., ergänzt durch die Daten des Klinikinformationssystems der Universitätsmedizin Greifswald. Bei den insgesamt 511 Patienten mit neudiagnostiziertem Lungenkarzinom zeigten sich hinsichtlich der Alters-, Stadien- und Histologieverteilungen ähnliche Ergebnisse wir in epidemiologischen Studien und den bundesdeutschen und landesweiten Registerdaten. Hinsichtlich der Therapieformen zeigte sich für die SCLC in allen Tumorstadien ein hoher Anteil an Chemotherapien. Bei den NSCLC überwog im Stadium I die primäre Operation. In den Stadien II und IIIA wurden bevorzugt multimodale Therapiekonzepte mit Operation und Chemotherapie durchgeführt. Im Stadium IIIB/IV nahm die palliative Chemotherapie den größten Stellenwert ein. Zudem gab es mit 25% einen hohen Anteil an best-supportive-care Konzepten. Die Prognose und Überlebensraten zeigten bei insgesamt schlechter Prognose stadienabhängige Unterschiede mit 1- und 5-JÜR von 80% bzw. 51% für das UICC-Stadium I bis zu 31% bzw. 7% für das Stadium IIIB/IV. Die Aufschlüsselung patientenbezogener Therapien ermöglicht eine stadien- und therapiebezogene Betrachtung der Krankheitsverläufe. Aufgrund geringer Fallzahlen in den Therapiegruppen ist kein Vergleich der Überlebenszeiten erfolgt. Hierzu bieten zukünftig Datenauswertungen des zentralen klinischen Krebsregisters in Mecklenburg-Vorpommern mit der Erfassung aller in diesem Bundesland therapierten Patienten Gelegenheit.
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.
Die Dissertation beschreibt umfassende Untersuchungen zu den häufig miteinander assoziierten Tetraspaninen CD9, CD81 und CD151 an einer permanenten murinen Podozytenzelllinie. Sie gibt Aufschluss über die Bedeutung der Tetraspanine, insbesondere von CD151 in Podozyten. Podozytäre Veränderungen stehen häufig im Zusammenhang mit schweren glomerulären Defekten und bilden damit eine Ursache für renale Erkrankungen. Mit dieser Arbeit wurde erstmals gezeigt, dass die Tetraspanine CD9, CD81 und CD151 einen maßgeblichen Einfluss auf die Morphologie und die Adhärenz von kultivierten Podozyten ausüben. Dabei trägt vor allem die Einflussnahme der Tetraspanine auf die Zellfortsatzbildung sowie auf die Expression von β1-Integrin zu einem besseren Verständnis ihrer Rolle in Podozyten bei.
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.
Die Anzahl der getöteten Fußgänger im Straßenverkehr im Jahr 1970 bedingte den Wendepunkt für die Betrachtung des Fußgängerunfalles. Durch intensivierte Forschung und Umsetzung von Schutzbestrebungen konnten Unfallzahl und deren Folgenschwere bereits effektiv gesenkt werden. Durch stetigen Wandel der Fahrzeugtypen und oftmals unzureichende, medizinische und technische Verknüpfung der Untersuchungsbedingungen werden fortgeführte Untersuchungen benötigt. Durch Kombination technischer, medizinischer, psychologischer sowie weiterer Forschungsansätze konnte auf Grundlage einer in-depth-Unfalldatenerhebung die IMPAIR Studie (In-depth Medical Pedestrian Accident Investigation and Reconstruction Study) vom 1. Juli 2001 bis zum 31. Dezember 2004 als eine prospektive Beobachtungsstudie im Großraum Berlin durchgeführt werden. Diese erlaubt eine Darstellung von Zusammenhängen zwischen Unfallumgebung, Kinematik und Verletzungsmuster mit den Besonderheiten der Ursachenentstehung für den Fußgänger-Pkw-Unfall. Die vorliegende Arbeit trägt dabei zum systematischen Verständnis der speziellen Unfallsituation bei. Die geforderten Einschlusskriterien konnten 37 Unfälle erfüllen und diese wurden einer detaillierten Analyse unterzogen. Die Fallzahl respektierend wurde eine deskriptive statistische Auswertung vorgenommen. Mit einem mittleren MAIS (Maximum Abbreviated Injury Scale) von 3,9 und ISS (Injury Severity Score) von 33,8 lag eine hohe Verletzungsschwere vor. Die durchschnittliche Kollisionsgeschwindigkeit betrug 49,5 km/h (Spanne 28-93km/h). Eine hohe Verletzungsschwere war regelhaft mit einer hohen Anstoßgeschwindigkeit kombiniert. Der Kopfanprall fand mit 51 % (n=19) gehäuft auf der Frontscheibe statt und fiel mit einem mittleren MAIS von 3,4 auffallend hoch aus. Aus dem Sekundäranprall auf der Fahrbahn resultierten leichtere Verletzungen. Die Unfallschuld war in ca. zwei Drittel der Kollisionen durch Unachtsamkeit der Fußgänger zu erklären; die Pkw-Fahrer dominierten durch Fahren mit überhöhter Geschwindigkeit. Hervorzuheben ist die Häufung der Unfälle in Bereichen des öffentlichen Personennahverkehrs bei guten Sicht und Witterungsbedingen in der Hauptverkehrszeit.
In der Arbeit werden hydrodynamische Modelle und numerische Verfahren zur theoretischen Beschreibung von anisothermen Plasmen untersucht und zur Analyse von Argonentladungen eingesetzt. Es wird ein neues Vier-Momenten-Modell sowie ein neues Drift-Diffusionsmodell zur Beschreibung der Elektronen hergeleitet. Die Beschreibung der Schwerteilchen erfolgt auf Basis eines Zwei-Momenten-Modells bzw. eines Drift-Diffusionsmodells. Zur selbstkonsistenten Bestimmung des elektrischen Feldes wird die Poisson-Gleichung gelöst. Es wird gezeigt, dass die neu entwickelten Fluid-Modelle eingesetzt werden können, um nichtlokale Transporteffekte der Elektronen zu studieren. Zur Diskretisierung der Mehr-Momenten-Modelle werden neue FCT-Verfahren auf Basis der Finiter-Differenzen- und der Finite-Elemente-Methode hergeleitet. Die Diskretisierung der Drift-Diffusionsmodelle erfolgt mittels einer modifizierten Scharfetter-Gummel-Methode. Zur Unterstützung experimenteller Untersuchungen werden neben einer Niederdruckglimmentladung, einer RF-Entladung bei Niederdruck und einer gepulsten Atmosphärendruckentladung auch eine dielektrisch behinderte Entladung bei Atmosphärendruck analysiert. Es wird gezeigt, dass die experimentell beobachteten Schichtstrukturen auf die lange Lebensdauer metastabiler Argonatome zurückzuführen sind.
Gesundheit und Lebensqualität im Alter stellen angesichts steigender Kosten im Gesundheitssystem und immer wiederkehrender Debatten über mangelnde Versorgung in Seniorenheimen und Desintegration der älteren Generation eine aktuelle relevante Thematik dar. Vor allem die gesundheitspolitische Bedeutung wird im Zusammenhang mit der steigenden gesellschaftlichen Alterung noch weiter zunehmen. Bei der bisherigen Forschung auf diesem Gebiet lassen sich vor allem Evaluationen der Qualität in der Pflege sowie Studien zu Gesundheit und sozialen Netzwerken mit älteren, aber selbständigen Menschen finden. Studien mit Bewohnern von Seniorenheimen sind vor allem aufgrund der Befragungsschwierigkeiten rar. Noch in weiten Teilen unbeachtet ist auch der Einfluss des Kohärenzgefühls, einem Kernstück des Konzeptes der Salutogenese, sowie die subjektive Bewertung von Gesundheit und Lebenszufriedenheit durch institutionalisiert lebende ältere Menschen. Bei dieser Studie, in der ausschließlich in Seniorenheimen lebende Personen befragt wurden, wurde hypothetisch angenommen, dass das Kohärenzgefühl und die sozialen Netzwerke, in Form von sozialer Integration und sozialer Unterstützung, miteinander korreliert sind und sowohl die Gesundheit als auch die Lebenszufriedenheit positiv beeinflussen. Weiterhin wurde davon ausgegangen, dass das Kohärenzgefühl als Mediatorvariable zwischen den sozialen Netzwerken auf der einen und Gesundheit und Lebenszufriedenheit auf der anderen Seite fungiert. Schließlich wurde auch die Existenz eines signifikanten Einflusses der subjektiv wahrgenommenen Gesundheit auf Wohlbefinden und Lebenszufriedenheit postuliert. Unter diesen Annahmen wurde mit Hilfe eines Fragebogens aus mehreren modifizierten Messinstrumenten eine Befragung mit 190 Personen zwischen 65 und 102 Jahren aus 20 verschiedenen Seniorenheimen in Einzel-Interviews durchgeführt. Die Auswertung der erhobenen Daten zeigte einen starken Zusammenhang zwischen sozialen Netzwerken und dem Kohärenzgefühl sowie einen hohen Einfluss des Kohärenzgefühls auf die subjektiv wahrgenommene Gesundheit und die Lebenszufriedenheit. Ein direkter Einfluss von sozialer Integration und sozialer Unterstützung konnte nicht nachgewiesen werden, ein Zusammenhang bestand jedoch über das Kohärenzgefühl als Mediatorvariable. Weiterhin konnte ein positiver Einfluss der subjektiv wahrgenommenen Gesundheit auf die Lebenszufriedenheit erhoben werden, während ein Zusammenhang zwischen Kohärenzgefühl und objektiver Gesundheit nicht messbar war.
Im modernen hygienischen Selbstverständnis westlicher und ostasiatischer Kulturen spielt die Reduktion des Schweißgeruchs eine zentrale Rolle. Dies wird durch eine Verringerung der Schweißsekretion, die Bekämpfung schweißgeruchverursachender Bakterien und die Maskierung des Restgeruchs erreicht. Ein Präventivkonzept auf der Basis der Reduktion von apokrinen Sekreten konnte bisher nicht etabliert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Stoffwechselwege, auf denen Schweißgeruchpräkursoren entstehen und sekretiert werden, nicht umfassend untersucht wurden. Vorarbeiten zu dieser Arbeit lieferten jedoch bereits Hinweise darauf, dass das Transportprotein ABCC11 eine bedeutende Komponente in der Entstehung von Schweißgeruch darstellt. Für den kaukasischen Körpergeruch ist u.a. das schwefelhaltige Geruchsmolekül 3-Methyl-3-sulfanylhexanol charakteristisch. In der vorliegenden Arbeit wurde durch Messung des ABCC11-vermittelten Transports in isolierten Membranvesikeln gezeigt, dass der postulierte Glutathionylpräkursor von 3-Methyl-3-sulfanylhexanol (SG3MHol) ein Transportsubstrat darstellt, während für das final auf der Haut nachweisbare Cysteinyl-Glycyl-Konjugat (CG3MHol) kein ABCC11-vermittelter Transport festgestellt werden konnte. Dies legt nahe, dass in den apokrinen sekretorischen Vesikeln SG3MHol zu CG3MHol umgewandelt wird. Diese Reaktion wird durch γ-Glutamyltransferasen katalysiert. Sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene konnte die Expression von γ-Glutamyltransferase 1 (GGT1) in der apokrinen Schweißdrüse nachgewiesen werden. Immunfluoreszenzmikroskopische Analysen gaben darüber hinaus den Hinweis auf eine Lokalisation in apikalen Vesikeln sekretorischer Zellen. Durch rekombinantes humanes GGT1 konnte die Abspaltung der γ-peptidisch gebundenen Glutaminsäure des SG3MHol in vitro katalysiert werden. Der Nachweis des entstehenden CG3MHol wurde durch massenspektrometrische Verfahren erbracht. Auf diese Weise konnten sowohl die Frage nach der Rolle des ABCC11-vermittelten Transports, als auch der intravesikulären Deglutamylierung durch GGT1 beantwortet werden. Für die Entstehung des Glutathionylkonjugats von 3-Methylhexanol (3MHol) wurde mit GSTM5 eine Glutathion-S-Transferase identifiziert, die auf mRNA- und Proteinebene abundant in apokrinen Schweißdrüsen exprimiert wird. Für die Konjugation mit GSH wurde mit 3-Methylhex-2-enal (3MHal) eine α, β-ungesättige Carbonylverbindung untersucht. Das aus der Konjugation hervorgehende aldehydische Glutathionylkonjugat SG3MHal wurde durch NMR-Spektroskopie nachgewiesen, allerdings entstand es unter in vitro Bedingungen auch in Abwesenheit Glutathion-transferierender Enzyme. Vor einem Transport durch ABCC11 muss SG3MHal jedoch noch zum alkoholischen SG3MHol reduziert werden. Hinweise auf das beteiligte Enzym Aldo-Keto-Reduktase 1 B10 (AKR1B10) konnten wiederum aus mRNA-Expressionsdaten entnommen werden. Auf Proteinebene konnte AKR1B10 ebenfalls nachgewiesen werden. Dieses Enzym ist unter anderem in der Lage aldehydische Glutathionylkonjugate zu reduzieren. Für die Reduktion von SG3MHal zu SG3MHol durch AKR1B10 konnten in vitro erste Anhaltspunkte gefunden und durch massenspektrometrische Verfahren bestätigt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig ein potentieller Entstehungsweg von schwefelhaltigen Schweißgeruchpräkursoren postuliert und durch experimentelle Befunde gestützt. Die beteiligten enzymatischen Umsetzungs- und Transportvorgänge wurden in vitro nachgestellt und die Entstehung der Schweißgeruchpräkursoren damit in die Nähe von Detoxifizierungsprozessen gerückt. Der in dieser Arbeit beschriebene trunkierte Mercapturatweg der apokrinen Schweißdrüse stellt damit einen ersten Ansatz dar, die Entstehung sekretierter Geruchsvorläufermoleküle zu erklären. Dies liefert einen Angriffspunkt zur kosmetischen Reduktion von Schweißgeruch an seiner Wurzel. Für die beteiligten Schlüsselenzyme konnten bereits erste Inhibitoren identifiziert werden.
In dieser Arbeit wird die Hypothese getestet, dass durch H2S-induzierte Hibernation eine Reduktion des Infarktvolumens nach Schlaganfall, sowie eine Verbesserung der funktionellen Erholung erreicht wird. Hierzu wird im Post-Akut-Tiermodell des Schlaganfalls an alten Tieren eine 48-stündige Ganzkörper-Hypothermie induziert. An diesen Tieren wird dann die funktionelle Erholung nach einem Schlaganfall ermittelt sowie das Infarktvolumen gemessen. Daraus könnten sich neue Behandlungsstrategien für Schlaganfallpatienten ableiten lassen. Wir können demonstrieren, dass gealterte Ratten nach einem Schlaganfall eine 50%ige Reduktion der Infarktgröße aufweisen, wenn ihre Körpertemperatur für 48 Stunden mittels H2S gesenkt wird ohne offensichtliche zusätzliche neurologische Defizite oder physiologische Nebenwirkungen zu produzieren. Gleichzeitig verbessert sich die Leistung der Tiere in Versuchen, die komplex-motorische Funktionen erfordern. Des weiteren zeigt sich in unseren Experimenten, dass die Anzahl der Makrophagen-ähnlichen Zellen, sowie die mRNA Expression der Marker für Inflammation und Apoptose NF kappa B, grp78 und caspase 12 in den Versuchstieren deutlich niedriger ist als in den Kontrolltieren und dass bei den Hypothermie-Tieren der Infarktkern deutlich weniger apoptotische Zellen aufweist als in den Kontrollen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Hypothermie signifikantes Potential bei der Behandlung des Schlaganfalls im Nager hat und weitere Untersuchungen zu diesem Thema in klinischen Studien durchgeführt werden sollten.
Der Stellenwert der Lymphonodektomie beim Endometriumkarzinom im Stadium 1 nach UICC ist eine noch immer kontrovers diskutierte Frage. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwiefern bei Patientinnen, welche aufgrund bestimmter histopathologischer Parameter der Gruppe der „low risk“ Endometriumkarzinome zugeordnet werden können, auf eine Lymphonodektomie verzichtet werden kann. Außerdem sollte das notwendige Ausmaß der Lymphonodektomie (pelvin vs. pelvin und paraaortal) erforscht werden. Informationsquellen für diese retrospektive Analyse waren zum einen das Archiv der Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe der Universitätsmedizin Greifswald und das Archiv der Klinik für Strahlentherapie der Universitätsmedizin Greifswald. Komplettiert wurden die Informationen durch Fragebögen an die betreuenden niedergelassenen Gynäkologen zu Themen des weiteren Überlebens. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SAS® Enterprise Version 4. In dieser Arbeit konnte kein Überlebensvorteil für die Durchführung einer Lymphonodektomie bei Patientinnen mit niedrigem Risiko eines Lymphknotenbefalls („low risk“) ermittelt werden. Auch das Ausmaß der Lymphonodektomie hatte an dem in dieser Arbeit untersuchtem Kollektiv keinen Einfluss auf das Überleben, weder für Patientinnen mit dem prognostisch günstigeren Typ I Endometriumkarzinom noch für Patientinnen mit hohem Risiko für Lymphknotenbefall („high risk“). Etablierte Prognosefaktoren für einen ungünstigen Verlauf, wie Tumorgröße, Myometriuminvasion, das Vorliegen einer „high risk“ Konstellation und Blut- und Lymphgefäßbefall, konnten in dieser Arbeit zumindest im Trend bestätigt werden. Ein besonderes Augenmerk richtete sich dabei auf einen relativ neuen Prognoseparameter, die „Tumorfreie Distanz“. Aufgrund der geringen Anzahl an erreichten Endpunkten konnte jedoch kein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Tumorfreien Distanz und der Prognose des Endometriumkarzinoms in einem niedrigen Tumorstadium gefunden werden.
Streptococcus pneumoniae (pneumococci) are Gram-positive cocci and commensals of the human upper respiratory tract. Pneumococcal pathogenesis requires adherence to host cells and dissemination through cellular barriers and to evade host defense mechanisms. The Pneumococcal surface protein C (PspC) is an important virulence factor which has a crucial role in pneumococcal adhesion to host cells and immune evasion by manipulating the host complement system. To elucidate the pneumococcal adherence and uptake mechanism via factor H glycosaminoglycans (dermatan sulfate and heparin) were employed as competitive inhibitors in infection experiments with epithelial cells or human polymorphonuclear leukocytes (PMNs). Glycosaminoglycans significantly inhibited the FH mediated pneumococcal adherence and subsequent invasion to host epithelial cells. Furthermore, the short consensus repeats of FH which promotes the adhesion of pneumococci to host cells were identified by blocking experiments with domain mapped antibodies for specific regions of FH. Moreover, this study indicates that FH acts as adhesion molecule via cellular receptors recognized as integrin CR3 on human PMNs. Binding of Factor H loaded pneumococci to integrins CR3 was assessed by flow cytometry. Pneumococci coated with Factor H showed a significantly increased association with PMNs. This interaction was blocked by anti-CR3 antibodies and Pra1. This project further aims to study mechanisms of pneumococcal endocytosis by host cells, their intracellular fate, and the pathogen induced host cell signal transduction cascades including the calcium signaling upon pneumococcal infection of host cells via the PspC-hpIgR interaction. To assess now the role of protein tyrosine kinases (PTKs) during pneumococcal infection via PspC, cell culture infections were performed in presence of pharmacological inhibitors of PTKs and MAPKs or by employing genetic interference techniques. Blocking the function of Src or ER1/2 and JNK and genetic-knock down of Src and FAK reduced significantly internalization of pneumococci. These data indicated the importance of a coordinated signaling between Src PTKs, ERK1/2, and JNK during PspC-pIgR-mediated uptake of pneumococci by host epithelial cells. The impact of host cells intracellular calcium concentrations on pneumococcal PspC-hpIgR mediated internalization was studied. Intracellular calcium measurement of epithelial cells performed in the presence of pneumococci suggested a calcium influx in host epithelial cells and importantly this calcium influx was PspC- hpIgR specific as pspC-deficient pneumococci were unable to mediate calcium mobilization in host cells. The increase in intracellular calcium [Ca2+]i was dependent on phospholipase C as pretreatment of cells with a phospholipase C-specific inhibitor abolished the increase in [Ca2+]i. Furthermore, role of host intracellular calcium concentrations during pneumococcal internalization was demonstrated by employing specific pharmacological inhibitors and calcium chelators in epithelial cell culture infection assays. The results revealed that elevated host cells calcium concentrations diminished pneumococcal internalization while lower calcium concentration in host epithelial cells promoted pneumococcal uptake. This study further demonstrates that dynamin, clathrin and caveolin play a key role during pneumococcal endocytosis into host cells via PspC-hpIgR. The use of specific pharmacological inhibitors or genetic interference approaches against dynamin, clathrin and caveolin in epithelial cell culture infection assays significantly blocked pneumococcal uptake. Furthermore, confocal microscopy revealed that pneumococci co-localize with clathrin. At later stages of the infection the pathogen is sorted to early, late and recycling endosomes as indicated by co-localization of pneumococci with endosomal markers such as Rab5, Rab4, Rab 7, and Lamp1. In order to get further insights into PspC-hpIgR mediated uptake mechanisms, a chimeric PspC was constructed and expressed heterologously on the surface of Lactococcus lactis. Immunofluorescence staining, immunoblot and flow cytometric analysis of L. lactis confirmed the expression of PspC on the bacterial surface. Moreover the ability of recombinant lactococci expressing PspC to adhere to and to invade pIgR-expressing epithelial cells confirmed the functional activity of PspC when exposed on the lactococcal surface. PspC expressing lactococci confirmed the specificity of PspC-hpIgR mediated endocytosis in host epithelial cells as PspC deficient lactococci were not taken up by these host cells. Confocal microscopic analysis demonstrated that only PspC expressing lactococci were sorted to early, late and recycling endosomes, similar to the intracellular fate of S. pneumoniae.