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(2006)
Ziel dieser Arbeit ist es, Wege darzustellen, wie die Thematik Ökobilanzen im Chemieunterricht allgemeinbildender Schulen behandelt werden kann. Ökobilanzen sind definiert als ein Verfahren zur Ermittlung der potentiellen Umweltbelastungen eines Produktes über dessen gesamten Lebensweg. Ein solcher Lebensweg besteht aus mehreren Abschnitten. Am Anfang steht die Rohstoffgewinnung, dann folgt die Herstellung des Produktes, darauf der Gebrauch/Verbrauch und schließlich die Entsorgung oder das Recycling. Die grundlegende Vorgehensweise, wie eine (klassische) Ökobilanz aufzustellen ist, ist ausführlich in den DIN EN ISO-Normen 14040 bis 14043 beschrieben. Für den Chemieunterricht ist aber ein solche, den gesamten Lebensweg umfassende und DIN-gerechte Betrachtung zu zeitaufwendig und schwierig. Daher wurde nach Lösungsmöglichkeiten gesucht, dieses aufgrund seines Umweltbezuges interessante Thema dennoch für den Unterricht erschließen zu können. Es wurde ein kombinierter experimenteller und computerunterstützter Zugang entwickelt. Schwerpunkt ist der Chemieunterricht der Sekundarstufe II, jedoch kann die Thematik Ökobilanzen aufgrund umfassender didaktischer Reduktion bereits in der Sekundarstufe I oder ganz vereinfacht sogar im Sachunterricht der Grundschule behandelt werden. Methodische Möglichkeiten werden auch für diese Schulstufen vorgestellt. Für die Sekundarstufe II wurden Experimente erarbeitet, deren Daten zu den Stoff- und Energieströmen dazu dienen, eine vereinfachte Ökobilanz im Unterricht aufstellen zu können. Gegenstand der Experimente ist zum einen die Herstellung von entionisiertem Wasser über Destillation und Ionenaustausch, zum anderen die Herstellung und das Recycling von Kunststoffen. Die Experimente sind so konzipiert, daß sie von Schülern selbst durchgeführt werden können. Um die Auswertung und die Aufstellung der Ökobilanz zu vereinfachen und somit zu beschleunigen, wurde das Programm ÖKO-BILLY unter Microsoft Excel 97 entwickelt, welches hier ebenfalls vorgestellt werden soll. Es dient nicht nur Datenerfassung, sondern ist darüber hinaus auch ein Lernprogramm, welches den Aufbau und die Durchführung einer Ökobilanz demonstriert. Durch die Kombination von Experiment und Computerprogramm kann die Thematik Ökobilanzen erfolgreich im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe vermittelt werden.
Background: Lung disease phenotype varies widely even in the F508del (homozygous) genotype. Leukocyte-driven inflammation is important for pulmonary disease pathogenesis in cystic fibrosis (CF). Blood cytokines correlate negatively with pulmonary function in F508del homozygous patients, and gap junction proteins (GJA) might be related to the influx of blood cells into the lung and influence disease course. We aimed to assess the relationship between GJA1/GJA4 genotypes and the clinical disease phenotype. Methods: One-hundred-and-sixteen homozygous F508del patients (mean age 27 years, m/f 66/50) were recruited from the CF centers of Bonn, Frankfurt, and Amsterdam. Sequence analysis was performed for GJA1 and GJA4. The clinical disease course was assessed over 3 years using pulmonary function tests, body mass index, Pseudomonas aeruginosa colonization, diabetes mellitus, survival to end-stage lung disease, blood and sputum inflammatory markers. Results: Sequence analysis revealed one clinically relevant single nucleotide polymorphism. In this GJA4 variant (rs41266431), homozygous G variant carriers (n = 84/116; 72.4%) had poorer pulmonary function (FVC% pred: mean 78/86, p < 0.040) and survival to end-stage lung disease was lower (p < 0.029). The frequency of P. aeruginosa colonization was not influenced by the genotype, but in those chronically colonized, those with the G/G genotype had reduced pulmonary function (FVC% pred: mean 67/80, p < 0.049). Serum interleukin-8 (median: 12.4/6.7 pg/ml, p < 0.052) and sputum leukocytes (2305/437.5 pg/ml, p < 0.025) were higher for the G/G genotype. Conclusions: In carriers of the A allele (27.6%) the GJA4 variant is associated with significantly better protection against end-stage lung disease and superior pulmonary function test results in F508del homozygous patients. This SNP has the potential of a modifier gene for phenotyping severity of CF lung disease, in addition to the CFTR genotype.
Clinical Trial Registration: The study was registered with ClinicalTrials.gov, number NCT04242420, retrospectively on January 24th, 2020.