OPUS 4 | Medizin

Bestimmung des molekularen Burkitt-Lymphoms auf der Basis von Paraffinblockmaterial (2013)

Anne Ria Winkelmann

Hintergrund: Das Burkitt Lymphom und das Diffus großzellige B-Zell Lymphom können überlappende morphologische und immunhistochemische Eigenschaften aufweisen. Eine Differenzierung beider Entitäten ist klinisch relevant. Mit Hilfe von Genexpressionsanalysen an kryo-konservierten Proben hochmaligner B-Zell Lymphome, bestehend aus Burkitt Lymphomen und Diffus großzelligen B-Zell Lymphomen, gelang 2006 die molekulare Definition des Burkitt Lymphoms (mBL) mit einer burkittspezifischen Gensignatur (Genchip-Klassifikator). Demgegenüber wurden Proben, die nicht diese Signatur aufwiesen als non-mBL bezeichnet. Proben, die weder mBL noch non-mBL klassifiziert wurden, wurden als intermediär eingestuft. Ziel: Entwicklung einer Methode zur Unterscheidung von mBL und non-mBL mittels quantitativer Echtzeit-Polymerase Kettenreaktion (qPCR) durch die Etablierung eines Assays-Sets einer kleinen Anzahl von Genen der mBL-Signatur an formalinfixiertem, in paraffineingebettetem (FFPE) Gewebe. Methoden: An 116 Proben, bestehend aus mBL, non-mBL und intermediären Fällen (entsprechend der Genchip-Klassifikation) wurden qPCR Messungen für sechs Gene und ein Referenzgen durchgeführt. Die Expressionsmessungen wurden auf den vorhandenen Genchip-Klassifikator projiziert. Ergebnisse: 90 von 116 Proben konnten mit dem qPCR-Klassifikator klassifiziert werden. Bei 22 Proben kam es zu Messausfällen. 4 Fälle wurden bioinformatisch ausgesondert.13 von 14 mBL, 59 von 61 non-mBL und 8 von15 intermediären Fällen wurden identisch zu dem Genchip-Klassifikator bewertet. Diskussion: Der entwickelte qPCR-Klassifikator ist eine objektive, schnelle und kosteneffiziente diagnostische Herangehensweise zur Bestimmung des mBL. Nicht alle FFPE-Proben waren mit dem qPCR Klassifikator eindeutig auswertbar und für eine Klassifikation zu nutzen. Eine Einflussgröße hierbei stellt das Alter der Proben dar. Mit Hilfe dieser Untersuchung können retrospektive Analysen durchgeführt werden. Der Klassifikator kann zusätzlich zur Morphologie und Immunhistochemie mit eindeutiger Klassifikation von 93% (mBL) und 97% (non-mBL) angewendet werden.

Body Integrity Identity Disorder : der Wunsch körperbehindert zu sein ; eine fMRT Studie (2013)

Silke Skoruppa

Body Integrity Identity Disorder (BIID) ist eine bisher kaum erforschte Störung, bei der die Betroffenen den Wunsch beziehungsweise das Verlangen nach einer Körperbehinderung verspüren. In den meisten Fällen, wie auch in dieser Studie, ist eine Oberschenkelamputation die gewünschte Modifikation. Durch die Amputation erhoffen die Betroffenen endlich sie selbst zu werden, da sie sich mit ihrem realen Körperbild nicht identifizieren können. Ihr vorgestelltes Körperbild ist das eines Amputierten. Die Störung manifestiert sich bereits im Kindesalter. Im Laufe der Zeit nimmt das Verlangen der Amputation zu, so dass es neben der vermehrten Beschäftigung sogar zu lebensgefährlichen Selbstverletzungen im Zuge einer Verwirklichung kommen kann. Die vorliegende Studie beschäftigt sich erstmalig mittels funktioneller Magnetresonanztomographie mit der neuronalen Repräsentation der Störung BIID beim Anblick des eigenen realen und des gewünschten amputierten Körpers. Für die Studie wurden Fotos von den Probanden und einer fremden Person gemacht und mit einer Software so modifiziert, dass die Probanden in sechs verschiedenen Kategorien sowohl sich selbst real, sowie amputiert und mit Prothese als auch die fremde Person real, amputiert und mit Prothese gezeigt bekamen. Dasselbe Design wurde auch einer gesunden Kontrollgruppe vorgeführt. Aufgrund der Datenmenge wird in dieser Studie nur der reale und der amputierte Körper berücksichtigt. Es zeigen sich deutliche Aktivierungsunterschiede zwischen der BIID Gruppe und der Kontrollgruppe beim Anblick des eigenen realen Körpers und beim Anblick des eigenen amputierten Körpers. Beim Anblick des eigenen realen Körpers zeigt die Kontrollgruppe gegenüber der BIID Gruppe einen stärkeren Selbstbezug zu ihrem Körper durch Aktivierungen des medialen frontalen Gyrus, des postzentralen Gyrus oder der Amygdala und einen positiver valenzierten Anblick, der sich im Gruppenvergleich durch eine Mehraktivierung im superioren temporalen Gyrus ausdrückt sowie durch die Ergebnisse der post-fMRT-Fragebögen unterstützt wird. Beim Anblick des eigenen amputierten Körpers zeigt sich durch ein fronto-parietales Netzwerk der stärkere Selbstbezug bei der BIID Gruppe. Die deutliche emotionale Involviertheit wird repräsentiert durch große Teile des limbischen Systems sowie durch präfrontale Bereiche. Hinzu kommen Aktivierungen, die eine deutliche Beteiligung des episodisch-autobiographischen und prozeduralen Gedächtnisses zeigen. So ist eine vollständig geplante Bewegungsabfolge der BIID Probanden beim Anblick ihres amputierten Körpers anhand der aktivierten Areale darstellbar, einschließlich der Feinregulationen in den Basalganglien, dem Nucleus ruber und dem Kleinhirn. Die Ergebnisse zeigen neuronale Netzwerke der Körperrepräsentation, bei denen fehlende Aktivierungen der BIID Probanden beim Anblick des eigenen realen Körpers auf eine Fehlfunktion hindeuten könnten. Sie zeigen aber auch ein Netzwerk aus Erinnerungen und erlernten Prozessen, die mit Hilfe des mesolimbischen Dopaminsystems zur Aufrechterhaltung der Störung beitragen könnten. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das amputierte Wunschkörperbild neuronal stark und breitgefächert verankert ist und viel dominanter repräsentiert ist als das reale Körperbild. Durch die dargestellten Aktivierungen und Regelkreise leiten sich vor allem neue therapeutische Ansätze ab, die zu einer Linderung der Symptome von BIID beitragen könnten und vielleicht auch neue Anstöße in Hinblick auf eine Heilung der Störung liefern.

Macrophage polarization by apoptotic cancer cells - a RNAi high-throughput screen and validation of interleukin 10 regulation (2012)

Stephanie Ley

Tumor-associated macrophages (TAM) are a major supportive component within neoplasms and by their plasticity promote all phases of tumor development. Mechanisms of macrophage (M Phi) attraction and differentiation to a tumor-promoting phenotype, defined among others by distinct cytokine patterns such as pronounced immunosuppressive interleukin 10 (IL-10) production, are largely unknown. However, a high apoptosis index within tumors and strong M Phi infiltration correlate with poor prognosis. Thus, I aimed at identifying signaling pathways contributing to generation of TAM-like M Phi by using supernatant of apoptotic cancer cells (ACM) as stimulus. To distinguish novel factors involved in generating TAM-like M Phi, I used an adenoviral RNAi-based approach. The primary read-out was production of IL-10. However, mediators modulating IL-10 were re-validated for their impact on regulation of the cytokines IL-6, IL-8 and IL-12. Following assay development, optimization and down-scaling to a 384-well format, primary human M Phi were transduced with 8495 constructs of the adenoviral shRNA SilenceSelect® library of Galapagos BV, followed by activation to a TAM-like phenotype using ACM. I identified 96 genes involved in IL-10 production in response to ACM and observed a pronounced cluster of 22 targets regulating IL-10 and IL-6. Principal validation of five targets of the IL-10/IL-6 cluster was performed using siRNA or pharmacological inhibitors. Among those, IL-4 receptor-alpha and cannabinoid receptor 2 were confirmed as regulators of IL-10 and IL-6 secretion. One protein identified in the screen, the nerve growth factor (NGF) receptor TRKA was chosen for in-depth validation, based on its involvement in IL-10, IL-6 and IL-12 secretion from ACM-stimulated human M Phi. TRKA possesses a cardinal role in neuronal development, but compelling evidence emerges suggesting participation of TRKA in cancer development. First experiments using pharmacological inhibitors principally confirmed the involvement of TRKA in IL-10 secretion by ACM-stimulated M Phi and revealed PI3K/AKT and to a lesser extend MAPK p38 as important signaling molecules downstream of TRKA activation. Signaling through TRKA required the presence of its ligand NGF, as indicated by NGF neutralization experiments. NGF was not induced by or present in ACM, but was constitutively secreted by M Phi. Interestingly, M Phi responded to authentic NGF with neither AKT and p38 phosphorylation nor IL-10 production. TRKA is well known to be transactivated by other receptors and in neurons its cellular localization is decisive for its function. Inhibitors of common transactivation partners did not influence IL-10 production by human M Phi. Rather, ACM-treatment provoked pronounced translocation of TRKA to the plasma membrane within 10 minutes as observed by immunofluorescence staining. Consequently, I was intrigued to clarify mechanisms of TRKA trafficking in response to ACM. The bioactive lipid sphingosine-1-phosphate (S1P) has been previously identified as important apoptotic cell-derived mediator involved in TAM-like M Phi polarization. Indeed, I observed S1P and src kinase involvement in ACM-mediated IL-10 induction. Furthermore, inhibition of S1P receptor (S1PR) signaling or src kinase activity prevented TRKA translocation, whereas a TRKA inhibitor or anti-NGF did not block TRKA trafficking to the plasma membrane in response to ACM. Thus, autocrine secreted NGF activated TRKA to promote IL-10 secretion, which required previous S1PR/src-dependent translocation of TRKA to the plasma membrane. Following the detailed analysis of IL-10 regulation, I was interested whether other TAM phenotype markers were influenced by ACM and whether their expression was regulated through TRKA-dependent signaling. Five of six markers were up-regulated on mRNA level by ACM, and secretion of IL-6, IL-8 and TNF-alpha was triggered. S1PR-signaling was essential for induction of all but one marker, whereas TRKA signaling was only required for cytokine secretion. Interestingly, none of the investigated TAM markers was regulated identically to IL-10, emphasizing a tight and exclusive regulation machinery of this potent immunosuppressive cytokine. Finally, I aimed to validate the in vitro findings in human ACM-stimulated M Phi. Therefore, I isolated murine TAM as well as other major mononuclear phagocyte populations from primary oncogene-induced breast cancer tissue. Indeed, TRKA-dependent signaling was required for spontaneous cytokine production selectively by primary murine TAM. Besides IL-10, the TRKA pathway was decisive for secretion of IL-6, TNF-alpha and monocyte chemotactic protein-1, indicating its relevance in cancer-associated inflammation. In summary, my findings highlight a fine-tuned regulatory system of S1P-dependent TRKA trafficking and autocrine NGF signaling in TAM biology. Both factors, S1P as well as NGF, might be interesting targets for future cancer therapy.

Entwicklung einer Multiplex PCR zum Nachweis von bakteriell kontaminierten Thrombozytenkonzentraten (2011)

Stefanie Ulrike Falckenberg

Dengue-Virus-Infektionen : eine szientometrische Analyse (2011)

Martin Müller

Das Dengue-Fieber, eine durch Flaviviren der Gattung Dengue-Virus hervorgerufene fieberhafte Infektion, galt lange Zeit als harmlose, auf tropische oder subtropische Gegenden Afrikas, Asiens und Amerikas beschränkte Krankheitsentität. Vor allem durch unkontrollierte Urbanisation mit unzureichender Abwasser- und Abfallentsorgung entstanden in zahlreichen Regionen geeignete Brutbedingungen für die Hauptvektoren dieser Krankheitserreger, Stechmücken der Gattung Aedes, die sich nach Ende des Zweiten Weltkriegs vor allem in Südostasien, Nordaustralien, Süd- und Mittelamerika und den karibischen und pazifischen Inselwelten dramatisch ausbreiteten und seit den achtziger Jahren des 20. Jahrhunderts immer wieder zu Explosivepidemien führen. Das Auftreten besonders pathogener Virusvarianten und die Kozirkulation der vier Serotypen DENV-1 bis DENV-4 hatte nicht nur zu einer Zuspitzung der Bedrohungslage in quantitativer Hinsicht geführt, sondern auch in qualitativer, denn in zunehmendem Maß treten die lebensbedrohlichen Krankheitsbilder, Hämorrhagisches Dengue-Fieber (DHF) und Dengue Schock- Syndrom (DSS), nun ebenfalls epidemisch auf. In Folge des internationalen Fernreiseverkehrs häufen sich auch importierte Dengue-Virus-Infektionen in Ländern, die nicht zu den Endemiegebieten gehören. Infektionen durch Dengue-Viren gehören damit zu den „emerging infectious diseases“ und zu den wichtigsten gesundheitspolitischen Herausforderungen unserer Zeit. Gegenstand dieser Analyse war unter anderem die Frage, ob sich die besondere Bedeutung dieser Krankheitsentität auch in der Publikationsaktivität der Wissenschaftswelt widerspiegelt, wo sich die maßgeblichen Forschungszentren befinden, die sich mit dieser Problematik beschäftigen, und ob die pandemische Dimension dieser Virusinfektion auch globale oder zumindest international kooperierende Forschungsanstrengungen nach sich zieht. Aus den verfügbaren Daten der führenden Online-Literaturdatenbanken ist ersichtlich, dass das Forschungsinteresse an allen Aspekten der Dengue-Forschung in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich zugenommen hat. Sowohl die Zahl der publizierten Fachartikel wie auch die in Fachbeiträgen genannten Literaturstellen sind seit den sechziger und siebziger Jahren des 20. Jahrhunderts deutlich angestiegen und erreichten in der sich bis zum Jahr 2007 erstreckenden Analyse einen Höhepunkt 2006. Unstrittig ist die Dominanz des Englischen als Wissenschaftssprache. Veröffentlichungen erfolgen bevorzugt in den weltweit 124 führenden virologischen, tropen- oder präventivmedizinischen sowie infektiologischen und entomologischen Fachzeitschriften, gelegentlich auch in renommierten medizinischen Periodika ohne Spezialisierung, z.B. Lancet. In mehr als Dreiviertel der Fälle ist als Publikationsform der wissenschaftliche Fachbeitrag (article) gewählt worden; andere Publikationsformen spielen eine deutlich untergeordnete Rolle. Als führende Wissenschaftsnation erweisen sich die USA, die auch über die meisten Forschungsinstitutionen verfügen. US-amerikanische Wissenschaftler sind maßgeblich an der Erarbeitung von wissenschaftlichen Erkenntnissen auf dem Gebiet der Dengue-Virus-Infektionen beteiligt, und zwar sowohl in quantitativer wie auch in qualitativer Hinsicht. In quantitativer Hinsicht, weil die USA im Zeitraum 1900 bis 2007 mit 1.816 Veröffentlichungen mehr als ein Drittel aller Publikationen zum Thema Dengue-Virus-Infektionen erarbeitet haben; unter qualitativen Aspekten, weil die Vereinigten Staaten sich mit einem H-Index von 83 und Spitzenplätzen bei der Zitationshäufigkeit einzelner Publikationen und besonders renommierter Wissenschaftler erkennbar einer herausragenden Resonanz in der Fachwelt erfreuen. Angehörige und Institutionen der Streitkräfte spielen hier eine nicht unwesentliche Rolle, beispielsweise in dem sie als Nuklei internationaler Forschungskooperationen fungieren. Zwar verfügen die USA als wirtschaftliche, wissenschaftliche und politische Großmacht über die notwendigen Ressourcen, um sich auch einem Arbeitsgebiet wie der Dengue-Virus-Forschung zuwenden zu können. Unmittelbar betroffen sind sie von dieser Infektionskrankheit allerdings nur in vergleichsweise geringem Maß, da es sich bei den in den USA beobachteten Dengue-Fällen überwiegend um importierte Fälle handelt. Zu beachten ist jedoch, dass US-amerikanische Staatsbürger in verschiedenen Hyperendemiegebieten beruflich präsent sind, was auch das Engagement der militärischen Forschungsinstitutionen erklären könnte. Die USA unterhalten intensive wissenschaftliche Kontakte zu Staaten, die zu den Hyperendemiegebieten des Dengue-Fiebers gehören, vor allem zu Thailand, Brasilien, Mexiko und Australien. Zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten wurden als Kooperationsartikel von Autoren dieser Staaten veröffentlicht. Die genannten Nationen zählen mittlerweile – nicht zuletzt wegen der offensichtlich durch die Ausbrüche zu Beginn des 21. Jahrhunderts induzierten Publikationswellen – zu den Ländern mit der größten Expertise auf dem Gebiet der Dengue-Virus-Forschung. Die Einbindung in ein Autorennetzwerk hat für die beteiligten Wissenschaftler erkennbar Vorteile, weil sie auf diese Art und Weise 125 bei zahlreichen Artikeln als Autoren registriert werden, ohne die Beiträge selbst verfasst zu haben, und zudem die Tendenz wechselseitigen Zitation der beteiligten Verfasser besteht. Derartige Kooperationen wirken sich positiv auf die quantitative und qualitative Bilanz der partizipierenden Wissenschaftler aus, da die Anzahl der Publikationen Einfluss auf die Vergabe von Fördermitteln haben kann und höhere Zitationsraten zum besseren Renommee eines Forschers in der Fachwelt beitragen. Zitationsraten können auch durch Selbstzitationen positiv beeinflusst werden.

Effizienz des Aortenklappenersatzes mit der 3F gerüstlosen Bioprothese im Langzeitverlauf (2011)

Christine Johanna Adami

Die gerüstlose aortale Bioprothese 3F nach 5 Jahren Hintergrund: Die aortale Bioprothese 3F ist eine neue gerüstlose biologische Herzklappe, die aus drei gleichgroßen Segeln aus Pferdepericard besteht, welche in einer tubulären Form zusammengesetzt sind. Diese wird in die native Aortenwurzel implantiert, um somit die erkrankten Segel des Patienten zu ersetzen. Ziel dieser Studie ist es, die Leistungsfähigkeit dieser Erfindung zu beurteilen. Methoden: In dem Zeitraum zwischen Januar 2002 und September 2004 wurden in der Klinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie der Johann Wolfgang Goethe Universität Frankfurt 47 3F aortale Bioprothesen implantiert. Klinische Ergebnisse wie effektive Öffnungsfläche, Hauptgradienten und Auswurffraktion wurden bei der Entlassung der Patienten, nach 6 Monaten und danach jährlich beurteilt. Die Hauptnachuntersuchung war nach 5,2 ± 1,2 Jahren. Ergebnisse: Die Nachuntersuchung wurde bei allen Patienten abgeschlossen. Die 30 Tages Sterblichkeit lag bei 2% (n=1). Die späte Sterblichkeit lag bei 22% (Herzbezogen n=4, nicht herzbezogen n= 8). 3 Patienten (6%) entwickelten eine Endokarditis, bei weiteren 2 war eine Reoperation nötig. 4 Patienten (8%) entwickelten ein paravalvuläres Leck, 6 Patienten (12%) hatten einen postoperativen Schlaganfall (4 mit Neueintritt von Vorhofflimmern), 5 Patienten (10%) benötigten eine Rethorakotomie aufgrund von Blutungen. In der Mitte der Laufzeit zeigte die 3F Bioprothese eine gute Hämodynamik mit einem signifikanten Fallen der Durchschnittsgradienten zu 14,5 ± 8,3 mmHg, eine durchschnittliche Öffnungsfläche von 1.4 ± 0,5 cm² und eine durchschnittliche Auswurffraktion von 65 ± 1,4 %. 4 Patienten waren in der NYHA Klasse II, alle anderen in NYHA I in der Mitte der Laufzeit. Fazit: Die klinische Darbietung der neuen aortalen Bioprothese 3F ist vergleichbar mit regulären gerüstlosen Aortenklappen. Die einzigartigen Konstruktionsmerkmale machen die Implantation leichter und schneller im Vergleich zu konventionellen gerüstlosen Klappen.

Hat eine neoadjuvante Chemotherapie vor Leberresektion kolorektaler Lebermetastasen Einfluß auf die Morbidität der Operation und die postoperative Leberfunktion? (2010)

Katja Jeschke

Bei Patienten mit kolorektalem Karzinom hat die Diagnose von Lebermetastasen Bedeutung für das Langzeitüberleben dieser Patienten. Allein die chirurgische Resektion der Metastasen im Gesunden, kann langfristig Heilung bringen. ...

Biochemische Marker für thromboembolische Komplikationen bei Patienten mit Vorhofflimmern (2011)

Magdalena Kaluzny

VHF ist mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität assoziiert. Aufgrund des erhöhten thromboembolischen Risikos erfolgt eine Risikostratifizierung im klinischen Alltag mit Hilfe des CHADS2 Scores. Dieser ist praktikabel, jedoch oftmals ungenau, da nicht alle Risikofaktoren erfasst werden. Klinische und experimentelle Daten deuten auf einen kausalen Zusammenhang zwischen systemischer Immunreaktion und Entstehung von VHF als auch von VHF-abhängigen Komplikationen. In mehreren Studien zeigte sich, dass CRP ein prognostischer Risikofaktor für zukünftige kardiovaskuläre Erkrankungen ist. Darüber hinaus spielen auch andere Enzyme (wie z.B. MMPs) eine Rolle bei der Modulation von Entzündungsreaktionen im Rahmen kardiovaskulärer Erkrankungen. Ziel dieser Studie: Identifizierung von Serum-Markern als Prädiktoren für zukünftige, thromboembolische Komplikationen bei Patienten mit VHF zur optimierten Risikostratifizierung hinsichtlich kardiovaskulärer Ereignisse. Hierzu wurden folgende Biomarker untersucht: MMP2, sVCAM1, hsCRP, vWF und sCD40L. Material und Methode: Zur Analyse der prädiktiven Wertigkeit biochemischer Marker für das Auftreten thromboembolischer Komplikationen bei VHF wurden Patienten über einen langen Zeitraum nachbeobachtet. Es wurde das Auftreten des kombinierten, primären Endpunktes (Herzinfarkt, Schlaganfall, periphere Embolie, TIA, Tod) und des sekundären Endpunktes (Gesamtmortalität) untersucht. Die Serum-Marker Konzentrationen wurden mittels ELISA-Technik aus EDTA Blut bestimmt. Ergebnisse: Es wurden 278 Patienten in die Studie eingeschlossen. Hiervon waren 175 (63%) männlich. Das mittlere Alter betrug 70,3 Jahre (37,5 bis 94,5 Jahre); Insgesamt wurden 272 Patienten über im Mittel 27±1 Monate nachbeobachtet. Paroxysmales VHF lag bei 198 (71%) Patienten vor, 39 (14%) hatten persistierendes und 41 (15%) permanentes VHF. Arterielle Hypertonie: 214 (77%) Patienten; KHK: 113 (41%) Patienten; 73 (26%) Patienten hatten Diabetes mellitus, 40 (14%) Patienten hatten vor Studieneinschluss einen Schlaganfall oder eine TIA. Bei 22 (8%) Patienten wurde eine Kreatinin-Clearance < 30%, bei 50 (18%) Patienten eine Mitralinsuffizienz > II° sowie bei 5 (2%) Patienten eine Aortenstenose > II° dokumentiert. Die LVEF betrug durchschnittlich 48±18%. LVEF <35%: 89 (32%) Patienten; 88 (32,4%) Patienten erreichten ein dem primären Endpunkt zugeordnetes Ereignis, davon erlitten 3 (1,1%) Personen einen Herzinfarkt, 8 (2,9%) Personen einen Schlaganfall oder eine TIA und 2 Personen (0,7%) eine periphere Embolie. Insgesamt verstarben 75 (27,6%) Patienten (nach durchschnittlich 15 Monaten) und erreichten somit den sekundären Endpunkt. In der univariaten Analyse waren in Bezug auf den primären und sekundären Endpunkt Alter > 75 Jahre, Diabetes mellitus, LVEF <35%, CHADS2 Score >2, hohe MMP2-, vWF- und hohe sVCAM-Werte signifikant assoziiert. In der multivariaten Analyse zeigte sich, dass hohes Alter, hohe MMP2- und sVCAM1-Werte unabhängig und signifikant mit dem primären Endpunkt assoziiert waren, während mit dem sekundären Endpunkt zusätzlich LVEF <35% signifikant assoziiert war. Diskussion: Neben fortgeschrittenem Alter korrelierten erhöhte sVCAM1 und MMP2 Werte mit dem Auftreten kardiovaskulärer Ereignisse (Myokardinfarkt, Schlaganfall/TIA, Tod) sowie mit einem erhöhten Mortalitätsrisiko. VHF korrelierte in früheren Arbeiten mit erhöhten Entzündungsmarkern und mit VHF-Komplikationen. In unserer Arbeit konnte kein unabhängiger Einfluss von hsCRP auf den primären oder sekundären Endpunkt nachgewiesen werden. Möglicherweise ist eine Ursache darin zu suchen, dass die verschiedenen Marker von Inflammation, Gewebeumbau und Zelladhäsion bisher noch nicht systematisch untersucht wurden. Endotheliales Remodeling der Vorhöfe und der Umbau der extrazellulären Matrix kann für die Entstehung eines Schlaganfalls von Bedeutung sein kann und korreliert mit erhöhten MMP2 Werten. Unsere Daten zeigen zusammenfassend, dass Marker struktureller oder endothelialer Umbauvorgänge bei VHF Patienten stärker mit kardiovaskulären Ereignissen assoziiert sind als hsCRP.

Der Einfluss des Sitzens nach lumbalen Bandscheibenoperationen auf den Verlauf der postoperativen Beschwerden und die berufliche Wiedereingliederung (2012)

Lars Holzer

Das Nachsorgekonzept nach lumbalen Bandscheiben-Operationen beruht auf biomechanischen Untersuchungen von Nachemson, die bereits 1966 publiziert worden sind. Seine Studien zeigten, dass sich das Sitzen nach Bandscheiben- Operationen und bei Rückenschmerzpatienten ohne Operation ungünstig auf den Rehabilitationsprozess auswirkt. Aufgrund dieser Befunde wurde das Verbot des Sitzens in das Rehabilitationskonzept aufgenommen und ist noch immer weit verbreitet. Häufig entstehen dabei aus einer ängstlichen Vermeidungshaltung muskuläre Dysbalancen. Es habituiert sich ein erhöhter Tonus der Erector trunci-Muskulatur. So können myotendinotische Sekundärbeschwerden auftreten, die zu einer verzögerten beruflichen und sozialen Wiedereingliederung beitragen. Dabei ist vor allem die verzögerte berufliche Reintegration volkswirtschaftlich von großer Relevanz. Neue Untersuchungen, insbesondere von Wilke et al., Rohlmann et al. und Althoff et al., konnten die von Nachemson im Sitzen erhobenen Daten nicht bestätigen. Aufgrund dieser Ergebnisse lässt sich die Arbeitshypothese aufstellen, dass die bisher übliche Empfehlung, das Sitzen zu vermeiden, für Patienten nach lumbalen Bandscheiben-Operationen obsolet ist. Es kann vielmehr davon ausgegangen werden, dass eine Lockerung dieser Richtlinie die Rehabilitation und die berufliche Wiedereingliederung nach lumbalen Bandscheiben-Operationen erleichtern und beschleunigen kann. Weiterhin kann davon ausgegangen werden, dass der Heilungsprozess, durch eine Be- und Entlastung und damit durch eine verbesserte Diffusion beschleunigt werden kann, wenn in der postoperativen Phase ein liberales Regime bezüglich der Körperhaltung eingeführt und die Wahl der Position dem Patienten weitgehend selbst überlassen wird. Der Patient sollte selbst die Körperhaltung wählen, die er als bequem empfindet. Ängste werden reduziert und die myotendinotischen Sekundärbeschwerden dürften abnehmen. Zu diesem Zweck wurde eine klinische Untersuchung durchgeführt, die insgesamt 50 Patienten in zwei Gruppen randomisiert. Eine Gruppe, als liberal bezeichnet, erhielt eine Sitzerlaubnis, die andere, als konventionell definiert, weiterhin Sitzverbot. Anhand von drei klinischen Nachuntersuchung, zwei von den Patienten selbst auszufüllenden Fragebögen (Oswestry -Schmerskala und Allgemeinen Depressionsskala), einem Sitz- und Schmerztagebuch und zum Abschluss eine MRT- Untersuchung der LWS vor und nach Kontrastmittelgabe, sollten die beiden Gruppen miteinander verglichen und die o. g. Hypothesen verifiziert oder falsifiziert werden. Der Vergleich der beiden Gruppen anhand der klinischen Untersuchungen ergab statistisch keinen signifikantern Unterschied im Hinblick auf den postoperativen Verlauf, insbesondere der postoperativen Schmerzen und Beschwerden, bzw. Behinderungen wie z. B. Lähmungen oder Sensibilitätsstörungen. Ebenso verhält es sich bei der Auswertung der Oswestry- Schmerzskala und der ADS- L. Auch hier ergaben alle Befragungen keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen, so dass nicht von einer erhöhten Einschränkung der Patienten der liberalen Gruppe im Alltag ausgegangen werden kann. Das Sitz- und Schmerztagebuch zeigt ebenfalls keine signifikanten Unterschiede innerhalb der ersten 28 postoperativen Tage. Deutlich war zu erkennen, dass eine tägliche Steigerung der Sitzdauer nicht mit einer Erhöhung der Schmerzintensität oder einem vergrößerten Beschwerdebild einherging. Auch die Ergebnisse der MRT- Untersuchung der LWS wiesen keine nennenswerten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen auf, die möglicherweise gegen eine Sitzerlaubnis gesprochen hätten. Die Erkenntnisse, die aus diesen Resultaten gewonnen werden können, bestätigten die o.g. Vermutungen, dass die Erlaubnis des Sitzens während der postoperativen Phase nicht zu einem verlängerten oder erschwerten Verlauf der Genesung führt oder sich schädlich auf diesen auswirkt. Das Sitzverbot kann als veraltet angesehen werden und, wenn weitere Untersuchungen die Beobachtungen bestätigen, sogar aus dem Therapieregime genommen werden. Eine frühere berufliche Wiedereingliederung erscheint mit einem liberalen postoperativen Regime erreichbar.

Der Neokortex der Säugetiere : Evolution und Funktion (2011)

Alexander Kern

In der Neurobiologie nimmt die Untersuchung der Großhirnrinde (Neokortex) eine gewisse Sonderstellung ein, weil das Verständnis dieser hierarchisch übergeordneten Region für die Analyse bzw. Rekonstruktion der Hirnfunktionen insgesamt von entscheidender Bedeutung ist. Dabei macht Folgendes die bedeutungsvolle Stellung des Neokortex aus: seine späte stammesgeschichtliche und ontogenetische Entwicklung, welche bei mehreren Säugetiergruppen mit einer ungewöhnlichen Massenzunahme und Plastizität verbunden ist und letzten Endes auch Raum für Individualität und Intelligenz schafft. Dabei kommt es speziell bei Primaten inklusive des Menschen zu einer zunehmenden Diversifizierung in Areale, welche primär den Sinnessystemen (Sehen, Hören, Tastsinn) sowie der Motorik zugeordnet sind. Mit steigender "Evolutionshöhe" der Säugetiere treten aber auch hierarchisch übergeordnete sekundäre, tertiäre und weitere Areale auf, welche zunehmend der Assoziation bzw. Integration von Sinnessystemen gewidmet sind. All diese Areale steuern die Interaktion des Individuums mit seiner Umwelt, d.h. sie formulieren anhand des aus der Peripherie eingehenden afferenten Inputs eine biologisch sinnvolle (motorische) Reiz-Antwort und ermöglichen in ihrer Gesamtheit (vor allem beim Menschen) auch kognitive Prozesse, so z.B. multisensorisches und assoziatives Denken, aber auch Antrieb, Planung, Erinnerung und ein hochkompliziertes Sozialverhalten. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit besteht darin, bei verschiedenen, teilweise extrem unterschiedlichen Säugetiergruppen über die vergleichende Morphologie der primären Neokortex-Areale zu einem besseren Verständnis grundsätzlicher neokortikaler Funktionsprinzipien (Input, intrinsische Verschaltung, Output) beizutragen. Die Einbeziehung phylogenetischer Aspekte kann dabei helfen, die kortikalen Spezifika der jeweiligen Säugetiere auf ihren Anpassungswert hin kritisch zu überprüfen. Im Detail werden die vier primären Rindenfelder des auditorischen [A1], motorischen [M1], somatosensiblen [S1] und visuellen Systems [V1]) bei Spezies aus unterschiedlichen Ordnungen wie den Primaten (Mensch, Gorilla), Raubtieren (Hund), Paarhufer (Artiodactyla: Schwein, Schaf) sowie der Wale und Delphine (Zahnwale oder Odontoceti; u.a. Großer Tümmler, Schweinswal) anhand einer ganzen Palette von qualitativen und quantitativen Methoden konsequent miteinander verglichen. Als eine solide Basis dient hier die allgemeine Zytoarchitektonik (Nissl- und teilweise Golgi-Färbung), welche durch immunhistochemische Marker (Calbindin, Calretinin, Parvalbumin und Neurofilament) um eine funktionell-neurobiologische Ebene erweitert wird. Die neben den Primaten im Fokus stehenden Delphine, welche sich durch eine erstaunliche Uniformität ihrer Großhirnrinde auszeichnen, werden mittels der “design-basierten“ Stereologie zusätzlich auf die Neuronendichte der kortikalen Areale bzw. ihrer Rindenschichten hin untersucht. Dabei wurden anhand phylogenetischer und evolutionsbiologischer Überlegungen jeweils die Rindenschichten III-V als "Schlüsselregion" ausgewählt, um über die Berechnung von Neuronendichten innerhalb dieser Schichten III und V mehr über die funktionellen Implikationen dieses eigentümlichen Neokortex herauszufinden. Insgesamt zeigt sich, dass der Neokortex im Laufe der Evolution wohl gerade bei den landlebenden Primaten besonders stark diversifiziert worden ist: ihre vier primären Rindenfelder unterscheiden sich im Vergleich mit anderen Säugetieren besonders deutlich: hinsichtlich der Rindengliederung, der Ausstattung mit Neuronentypen sowie der intrinsischen Verschaltung erreicht dieser Kortex ein Höchstmaß an Komplexität. Besonders deutlich wird dies in den granulären Arealen, welche besonders viele Körnerzellen aufweisen (vor allem in der inneren Körnerzellschicht, Lamina IV). Demgegenüber finden sich bei den holaquatischen Delphinen stark abweichende Verhältnisse. Ihre Großhirnrinde erscheint nicht nur allgemein recht einheitlich bzw. monoton, sondern auch in ihrer intrinsischen Funktionsweise stark abgeleitet: hier zeigt sich ein genereller Trend zur Entwicklung einer uniformen Rinde auf gänzlich pyramidal-agranulärer Basis, welche durch das Fehlen einer deutlich erkennbaren Schicht IV gekennzeichnet ist. Bei einem Vergleich der bearbeiteten Säugetiergruppen ergibt sich ein neokortikales Kontinuum zwischen der granulären und der pyramidalen Bauweise zweier herausgehobener “Modellsäuger“, welche einander gewissermaßen als morphologische und funktionelle Extreme gegenüberstehen: mit den Primaten als dem einen (granulären) Endpunkt und den Delphinen als dem anderen (pyramidalen) Endpunkt sowie dazwischen vermittelnden Übergangsformen. Die Hirnrinde des terrestrischen Karnivoren (Hund) zeigt dabei zuweilen Charakteristika, welche ihn eher in die Nähe der Primaten rücken. Bei den terrestrischen Paarhufern (Schaf, Schwein) finden sich dagegen manche Kortex-Merkmale, welche an die Situation bei Delphinen erinnern. Von besonderer Bedeutung ist hier nun die Feststellung, dass wohl gerade die sekundäre Anpassung der Zahnwale (Delphine) an eine ausschließlich aquatische Lebensweise für die Ausbildung ihres ureigenen Typus von Kortex entscheidend gewesen sein dürfte. In diesem Zusammenhang werden die physikalischen Eigenschaften von Wasser die Rahmenbedingungen für evolutionäre Abwandlungen innerhalb des Gehirns als Ganzem vorgegeben haben. Interessanterweise werden neben den höchst- enzephalisierten Vertretern unter den Primaten (Hominidae; Mensch und Menschenaffen) auch den Zahnwalen (Delphinen) von manchen Neurobiologen herausragende kognitive und intellektuelle Fähigkeiten zugeschrieben - trotz der diametral unterschiedlichen Organisation ihres Kortex. Ob und inwieweit dies zutrifft, bleibt weiteren Untersuchungen vorbehalten. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit verlangen für die Zukunft nach weiteren gleichartigen Untersuchungen der nicht-primären, also hierarchisch übergeordneten neokortikalen Assoziationsareale im Hinblick auf funktionelle und evolutions-biologische Implikationen. Die überwältigende Expansion des Neokortex und die daran gekoppelte starke Zunahme der neurobiologischen Kapazität des Gehirns insgesamt dürfte nicht nur bei den Primaten, sondern (in bescheidenerem Umfang) auch bei Delphinen zur Entstehung von kortikalen "Freiräumen" geführt haben. Beim Menschen handelt es sich bei diesem Zuwachs an Hirnmasse und Hirnkapazität vermutlich um das Substrat für die Entstehung der phylogenetisch jüngsten und kognitiv höchstabgeleiteten Merkmale, nämlich Sprache, Persönlichkeit und Vernunft.

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