Universitätspublikationen
Refine
Year of publication
Document Type
- Article (13495)
- Part of Periodical (3462)
- Doctoral Thesis (3298)
- Contribution to a Periodical (2163)
- Book (2062)
- Working Paper (1886)
- Preprint (1551)
- Review (1063)
- Report (909)
- Conference Proceeding (692)
Language
- English (17050)
- German (13855)
- Portuguese (231)
- Spanish (123)
- Italian (66)
- French (64)
- Multiple languages (59)
- Turkish (12)
- Ukrainian (10)
- slo (7)
Keywords
- Deutschland (132)
- COVID-19 (95)
- inflammation (93)
- Financial Institutions (90)
- ECB (67)
- Capital Markets Union (65)
- SARS-CoV-2 (63)
- Financial Markets (61)
- Adorno (58)
- Banking Union (50)
Institute
- Medizin (6585)
- Präsidium (5087)
- Physik (3382)
- Wirtschaftswissenschaften (2284)
- Gesellschaftswissenschaften (2016)
- Biowissenschaften (1748)
- Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) (1575)
- Biochemie und Chemie (1394)
- Sustainable Architecture for Finance in Europe (SAFE) (1391)
- Informatik (1380)
ATP-binding cassette (ABC) systems translocate a wide range of solutes across cellular membranes. The thermophilic Gram-negative eubacterium Thermus thermophilus, a model organism for structural genomics and systems biology, discloses ∼46 ABC proteins, which are largely uncharacterized. Here, we functionally analyzed the first two and only ABC half-transporters of the hyperthermophilic bacterium, TmrA and TmrB. The ABC system mediates uptake of the drug Hoechst 33342 in inside-out oriented vesicles that is inhibited by verapamil. TmrA and TmrB form a stable heterodimeric complex hydrolyzing ATP with a Km of 0.9 mm and kcat of 9 s−1 at 68 °C. Two nucleotides can be trapped in the heterodimeric ABC complex either by vanadate or by mutation inhibiting ATP hydrolysis. Nucleotide trapping requires permissive temperatures, at which a conformational ATP switch is possible. We further demonstrate that the canonic glutamate 523 of TmrA is essential for rapid conversion of the ATP/ATP-bound complex into its ADP/ATP state, whereas the corresponding aspartate in TmrB (Asp-500) has only a regulatory role. Notably, exchange of this single noncanonic residue into a catalytic glutamate cannot rescue the function of the E523Q/D500E complex, implicating a built-in asymmetry of the complex. However, slow ATP hydrolysis in the newly generated canonic site (D500E) strictly depends on the formation of a posthydrolysis state in the consensus site, indicating an allosteric coupling of both active sites.
Die Translokation von gelösten Stoffen über zelluläre Membranen ist ein essentieller biologischer Prozess, der durch eine Vielfalt an integralen Membranproteinen vermittelt wird. Diese sind in den selektiven Austausch verschiedenster Stoffe bzw. Teilchen involviert und ermöglichen somit die Kommunikation zwischen den einzelnen Zellkompartimenten untereinander bzw. mit der extrazellulären Umgebung. Eine der größten Familien paraloger Proteine, die den vektoriellen Transport von Substanzen über Zellmembranen katalysieren, stellen die ATP‐binding cassette (ABC)‐Transporter dar. Mitglieder dieser Proteinfamilie sind in allen bisher untersuchten Organismen von Prokaryoten bis hin zu höheren Eukaryoten vertreten und übernehmen essentielle Funktionen in einer Vielzahl von zellulären Abläufen. ABC‐Transporter zeichnen sich durch eine breite Substratdiversität aus, d.h. sie energetisieren unter ATP‐Verbrauch die Translokation zahlreicher, strukturell und chemisch unterschiedlicher Substanzen wie Zucker, Lipide, Ionen, Aminosäuren, Proteine oder auch zelltoxische Stoffe. In Bakterien können sie sowohl als Importproteine fungieren, welche hauptsächlich die Aufnahme von Nährstoffen vermitteln, als auch als Exportproteine, deren Hauptaufgabe es ist, zelltoxische Substanzen aus der Zelle heraus zu schleusen. Eukaryotische ABC‐Transporter sind sowohl in der Plasmamembran als auch in den intrazellulären Membranen zu finden – beispielsweise in denen des Endoplasmatischen Retikulums, des Golgi Apparats, der Lysosomen, der Peroxisomen und der Mitochondrien. Sie fungieren als Exportproteine und sind z.B. an der Ionen‐Homöostase, der Antigenprozessierung, der Insulinfreisetzung oder am Cholesterol‐ und Lipidtransport beteiligt. ...
In April and May 2012 data on Au+Au collisions at beam energies of Ekin = 1.23A GeV were collected with the High Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) at the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung facility in Darmstadt, Germany. In this thesis, the production of deuterons in this collision system is investigated.
A total number of 2.1 × 109 Au+Au events is selected, containing the most central 0-40% of events. After particle identification, based on a mass determination via time-of-flight and momentum and on a measurement of the energy loss, the transverse mass spectra of the deuteron candidates are extracted for various rapidities and subsequently corrected for acceptance and efficiency.
The inverse slope parameter of a Boltzmann fit applied to the transverse mass spectra at midrapidity, which is referred to as the effective temperature, is extracted. For a static thermal source, this parameter corresponds to the kinetic freeze-out temperature Tkin and is therefore expected to be smaller or equal to the chemical freeze-out temperature Tchem. The extracted effective temperature of Tef f = (190 ± 10) MeV however exceeds the chemical freeze-out temperature that was obtained by a statistical model fit to different particle yields. The effective temperatures of various particle species, obtained in previous analyses, suggest a systematic rise with increasing particle mass, which is confirmed by the deuteron results.
An explanation can be the influence of a collective expansion with a radial expansion velocity βr. By fitting a Siemens-Rasmussen function to the transverse mass spectra, the global temperature of T = (100 ± 8) MeV and radial expansion velocity βr = 0.37 ± 0.01 are obtained. This temperature is still very high and only takes into account the production of deuteron nuclei.
The simultaneous fit of a blast-wave function to the transverse mass spectra of deuterons and other particles, as obtained by previous analyses, considers a velocity profile for the radial expansion velocity and takes into account the production of various particle species. The resulting global temperature Tkin = (68 ± 1) MeV and average transverse expansion velocity hβri = 0.341 ± 0.003 are within the expected range for the collision energy.
The Siemens-Rasmussen fits are also used to extrapolate the transverse mass spectra into unmeasured regions, to integrate them and obtain a rapidity-dependent count rate. This count rate exhibits a thermal shape for central events and shows increasing spectator contributions for more peripheral events.
The invariant yield spectra of the deuterons are compared to those of protons, as obtained by a previous analysis, in the context of a nucleon coalescence model. The hereby extracted nucleon coalescence factor B2 = (4.6 ± 0.1) × 10−3 agrees with the expected result for the beam energy that was studied.
Background: Berotralstat (BCX7353) is an oral, once-daily inhibitor of plasma kallikrein in development for the prophylaxis of hereditary angioedema (HAE) attacks.
Objective: Our aim was to determine the efficacy, safety, and tolerability of berotralstat in patients with HAE over a 24-week treatment period (the phase 3 APeX-2 trial).
Methods: APeX-2 was a double-blind, parallel-group study that randomized patients at 40 sites in 11 countries 1:1:1 to receive once-daily berotralstat in a dose of 110 mg or 150 mg or placebo (Clinicaltrials.gov identifier NCT03485911). Patients aged 12 years or older with HAE due to C1 inhibitor deficiency and at least 2 investigator-confirmed HAE attacks in the first 56 days of a prospective run-in period were eligible. The primary efficacy end point was the rate of investigator-confirmed HAE attacks during the 24-week treatment period.
Results: A total of 121 patients were randomized; 120 of them received at least 1 dose of the study drug (n = 41, 40, and 39 in the 110-mg dose of berotralstat, 150-mg of dose berotralstat, and placebo groups, respectively). Berotralstat demonstrated a significant reduction in attack rate at both 110 mg (1.65 attacks per month; P = .024) and 150 mg (1.31 attacks per month; P < .001) relative to placebo (2.35 attacks per month). The most frequent treatment-emergent adverse events that occurred more with berotralstat than with placebo were abdominal pain, vomiting, diarrhea, and back pain. No drug-related serious treatment-emergent adverse events occurred.
Conclusion: Both the 110-mg and 150-mg doses of berotralstat reduced HAE attack rates compared with placebo and were safe and generally well tolerated. The most favorable benefit-to-risk profile was observed at a dose of 150 mg per day.
The constitution and regulation of effector repertoires shape host–microbe interactions. Ustilago maydis and Sporisorium reilianum are two closely related smut fungi, which both infect maize but cause distinct disease symptoms. Understanding how effector orthologs are regulated in these two pathogens can therefore provide insights into the evolution of different infection strategies. We tracked the infection progress of U. maydis and S. reilianum in maize leaves and used two distinct infection stages for cross-species RNA-sequencing analyses. We identified 207 of 335 one-to-one effector orthologs as differentially regulated during host colonization, which might reflect the distinct disease development strategies. Using CRISPR-Cas9-mediated gene conversion, we identified two differentially expressed effector orthologs with conserved function between two pathogens. Thus, differential expression of functionally conserved genes might contribute to species-specific adaptation and symptom development. Interestingly, another differentially expressed orthogroup (UMAG_05318/Sr10075) showed divergent protein function, providing a possible case for neofunctionalization. Collectively, we demonstrated that the diversification of effector genes in related pathogens can be caused both by alteration on the transcriptional level and through functional diversification of the encoded effector proteins.
Die Synthese des Coenzymmodells Flavin-benzimidazol-dinucleotid * gelang durch Kondensation von Benzimidazolribotid-imidazolid 1 oder Benzimidazolribotid-guanidiniumamidat 2 mit Flavinmononucleotid. Das Coenzymmodell war enzymatisch nicht aktiv und bildete keinen Enzym-Coenzym-Komplex. Im Absorptionsspektrum konnte eine Extinktionszunahme nach der Spaltung der Pyrophosphatbrücke nur im Bereich von 260 mμ beobachtet werden. Das Molekül liegt daher vermutlich in einer gefalteten Form vor. Ein Komplex zwischen Flavin- und Benzimidazolteil konnte nicht nachgewiesen werden. Eine Fluoreszenzunterdrückung, die im FAD durch die Komplexbildung zwischen Flavin- und Adeninteil bedingt wird, wurde im FBD-Coenzymmodell nicht beobachtet.
Fuer die schlechte Prognose von Glioblastompatienten mit einer ueberlebenszeit von 9-15 Monaten (Norden and Wen, 2006) ist vor allem die hohe Invasivitaet dieser Tumore verantwortlich. Nach operativer Entfernung des Haupttumors entstehen aus den verbleibenden invadierten Zellen sekundaere Tumore, die sich mitunter ueber weite Bereiche des Hirns verteilen. Des Weitern sind die hochinvasiven Tumorzellen oft resistent gegen Chemo- und Strahlentherapie (Drappatz et al., 2009; Lefranc et al., 2005). In Maustumormodellen und Pateinten konnte zudem gezeigt werden, dass die neuartige antiangiogenetische Therapie zwar das Tumorwachstum verringert, jedoch die Invasivitaet stark erhoeht. (Norden et al., 2008; Ebos et al., 2009; Paez-Ribes et al., 2009). Ueber die Mechanismen die diese hohen Invasivitaet induzieren, ist bislang nur sehr wenig bekannt. Die durch Reduktion von Blutgefaessen steigende Hypoxie des Tumors foerdert die Expression von Matrix-Metalloproteinasen (MMPs). Dies fuehrt zum Abbau der extrazelluaeren Matrix des umgebenden gesunden Gewebes und beguenstigt dadurch die Tumorzellinvasion (Indelicato et al., 2010; Miyazaki et al., 2008; Shyu et al., 2007). Die Umformung des Aktinzytoskeletts und damit die Mobilitaet von Zellen wird vorwiegend durch ein akkurates Zusammenspeil der Rho GTPasen Rac, Rho und Cdc42, kontrolliert (Ridley et al., 2003). Fuer die Organisation von Axonen im Nervensystem und fuer die Blut- und Lymphgefaessbildung wurde gezeigt, dass die Interaktion der Eph-Rezeptortyrosinkinasen und Ihrer Ephrin-Liganden Signalwege induziert, die in die Regulation dieses Zusammenspiels involviert sind (Egea and Klein, 2007; Makinen et al., 2005; Palmer et al., 2002; Sawamiphak et al., 2010). Des Weiteren zeigt die Analyse der Genloci von Eph-Rezeptoren und Ephrinen in verschieden Hirntumoren eine gehaeufte Deletionen des Ephrin-B2-Gens. Die Quantifizierung von Ephrin-B2 mRNA in diesen Tumoren hat ausserdem ergeben, dass mit zunehmender Malignitaet die Expression von Ephrin-B2 sinkt. Aus diesen Gruenden wurden die Untersuchungen in dieser Arbeit auf die Rolle von Ephrin-B2 anhaengigen Signalwegen in der Glioblastomzellinvasion konzentriert. In einem modifiziertem Boyden-Chamber-Assay konnte gezeigt werden, dass das Ephrin-B2 induzierte EphB4 forward signaling und EphB4 induzierte Ephrin-B2 reverse signaling die Invasivitaet der human Glioblastomzelllinien LN-229, G55 und SNB-19 reduziert. In einem Maustumormodel konnte weiterhin gezeigt werden, dass Ephrin-B2 Knock-Out (KO) Astrozytomzellen, im Vergleich zu Wild-Typ (WT) Zellen, Tumore mit einem groesseren Volumen und einer erhoehten Invasivitaet bilden. Da die Expressionslevel fuer die Ephrin-B2 bindenden Rezeptoren EphA4, EphB1 EphB3 und EphB6 auch im adulten Hirn hoch sind (Hafner et al., 2004), weisen diese in vitro und in vivo Ergebnisse auf eine Tumorsupressorfunktion von Ephrin-B2 hin, die durch repulsive Effekte des Ephrin-B2 reverse signaling vermittelte werden koennten. Dies geht mit Erkenntnissen ueber kolorektale Tumore einher (Batlle et al., 2005). Die in einem Sphaeroid-Invasionsassay mit einer EphB-Rezeptoren freien Umgebung beobachtete verminderte Invasion von Ephrin-B2 WT deutet auf eine zusaetzliche invasionsblockierende Rolle der Ephrin-B2-Eph-Rezeptor Interaktion zwischen benachbarten Tumorzellen hin, wie sie auch in Brusttumoren gefunden wurde (Noren et al., 2006). Es scheint als sei Tumorprogression und Invasion erst moeglich, nachdem die Expression von Ephrin-B2 vermindert wurde. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass in hypoxischen Glioblastomzellen die Ephrin-B2 Expression durch die direkte Bindung des den Transkriptionsfaktors ZEB2 an den Ephrin-B2 Promoter reprimiert wird. In einem Weiteren Maustumormodel konnte gezeigt werden, dass die Blockierung der ZEB2 Expression mittels shRNA und die damit einhergehenden Inhibition der hypoxie induzierten Ephrin-B2 Repression das Wachstum und die Invasivitaet von Glioblastomen verringert. Zusaetzlich wurde gezeigt, dass der Verlust von ZEB2 ausreicht, die durch antiangiogenetische Therapie induzierte stark erhoehte Invasivitaet zu vermeiden. Die in dieser Arbeit gewonnen Erkenntnisse fuehren zu folgendem Modelmechanismus. In kleinen normoxischen Tumoren koennen repulsive Effekte des Ephrin-B2 reverse signalings und EphB forward signalings zwischen Tumorzellen und Zellen des umgebenden Gewebes die Ausbreitung und Invasion des Tumors unterdruecken. Zusaetzlich koennte das Ephrin-B2 induzierte EphB forward signaling zwischen benachbarten Tumorzellen die Mobilitaet der Tumorzellen wie in Brusttumoren inhibieren. Beim Erreichen einer bestimmten Tumorgroesse tritt Hypoxie auf, wodurch HIF-1alpha stabilisiert wird. Dies fuehrt dann zur ZEB2 Expression und leitet die Repression von Ephrin-B2 ein, was wiederum zur erhoehten Tumorzellemobilitaet und im Zusammenspiel mit MMPs zu Invasion fuehren kann. Gleichzeitig werden durch den HIF-induzierten VEGF-Gradienten neue Blutgefaesse rekrutiert. Damit wird der hypoxie-induzierten Invasivitaet entgegengewirkt. Wird mittels antiangiogenetischer Behandlung versucht Tumorprogression entgegenzuwirken, resultiert daraus eine erneut gesteigerte Hypoxie, die dann durch die ZEB2 vermittelte Repression von Ephrin-B2 wieder eine erhoehte Invasivitaet induzieren kann. Das Blockieren der ZEB2 Expression kann dieser durch antiangiogenetischen Behandlung induzierten Invasivitaet entgegenwirken.
Aging is a one-way process associated with profound structural and functional changes in the organism. Indeed, the neuromuscular system undergoes a wide remodeling, which involves muscles, fascia, and the central and peripheral nervous systems. As a result, intrinsic features of tissues, as well as their functional and structural coupling, are affected and a decline in overall physical performance occurs. Evidence from the scientific literature demonstrates that senescence is associated with increased stiffness and reduced elasticity of fascia, as well as loss of skeletal muscle mass, strength, and regenerative potential. The interaction between muscular and fascial structures is also weakened. As for the nervous system, aging leads to motor cortex atrophy, reduced motor cortical excitability, and plasticity, thus leading to accumulation of denervated muscle fibers. As a result, the magnitude of force generated by the neuromuscular apparatus, its transmission along the myofascial chain, joint mobility, and movement coordination are impaired. In this review, we summarize the evidence about the deleterious effect of aging on skeletal muscle, fascial tissue, and the nervous system. In particular, we address the structural and functional changes occurring within and between these tissues and discuss the effect of inflammation in aging. From the clinical perspective, this article outlines promising approaches for analyzing the composition and the viscoelastic properties of skeletal muscle, such as ultrasonography and elastography, which could be applied for a better understanding of musculoskeletal modifications occurring with aging. Moreover, we describe the use of tissue manipulation techniques, such as massage, traction, mobilization as well as acupuncture, dry needling, and nerve block, to enhance fascial repair.
Die Bestimmung von Procalcitonin im Serum stellt einen wesentlichen Bestandteil der Diagnostik, Verlaufskontrolle und Therapieüberwachung septischer Infektionen dar. Das Procalcitonin ist ein Marker, der in der Diagnostik von Infektionen, schweren Entzündungen und Sepsis wertvolle und therapieentscheidende Aussagen ermöglicht. Er sollte allerdings nicht zum Screening asymptomatischer Personen im Rahmen arbeitsmedizinischer Vorsorgen oder sog. Manager-Untersuchungen genutzt werden, sondern lediglich beim klinischen Verdacht einer vorliegenden systemischen Infektion bei entsprechenden Symptomen.
Die Bestimmung von ACE im Serum oder Heparinplasma stellt einen wesentlichen Bestandteil der Diagnostik, Verlaufskontrolle und Therapieüberwachung von benignen Lungenerkrankungen dar. ACE ist ein Marker, der bei Sarkoidose wertvolle Aussagen zur Diagnosefindung ermöglicht. Hier zeichnet er sich durch hohe Sensitivität und Spezifität aus.
From a global viewpoint, a lot of time is spent within the indoor air compartment of vehicles. A German study on mobility has revealed that, on average, people spend 45 minutes per day inside vehicles. In recent years the number of cars has increased to around 43 million vehicles in private households. This means that more than one car can be used in every household. The ratio has been growing, especially in eastern Germany and rural areas. "Overall and especially outside the cities, the car remains by far number one mode of transport, especially in terms of mileage". Therefore, numerous international studies have addressed different aspects of indoor air hygiene, in the past years. In this paper, meaningful original studies on car indoor air pollution, related to VOCs, COx, PMs, microbials, BFRs, OPFRs, cigarettes, electronic smoking devices, high molecular weight plasticizer, and NOx are summarized in the form of a review. This present review aimed to summarize recently published studies in this important field of environmental medicine and points to the need for further studies with special recommendations for optimizing the interior air hygiene.
New U–Pb ages of detrital and igneous zircons of the Uppermost Unit of Crete shed light on its provenance and on Eohellenic to Eoalpine imprints in the eastern Mediterranean. The detrital zircons of all nappes show Variscan ages and are characterized by a Minoan-type age spectrum, which is typical for the NE margin of Gondwana. Parts of the metasedimentary rocks are unexpectedly young. Their detrital zircon ages continue via the Permian until the Late Triassic, Middle Jurassic and Early Cretaceous. The high-grade metamorphic rocks of the Asterousia crystalline complex are likely equivalents of the low-grade metamorphic trench and fore-arc deposits of the Vatos nappe pointing to Late Cretaceous slab roll back. The presence of both late Permian detrital zircons and Late Cretaceous arc-type granitoids suggest that the Uppermost Unit of Crete is derived from the late Permian/Late Cretaceous magmatic belt situated north of the Sava–Vardar–Izmir–Ankara Suture in the Strandja–Rhodope area. To achieve their recent position on Crete, the nappes had to travel more than 500 km. The traveling path is well tracked by rocks of the Upper Cycladic Unit, which are similar to those of the Uppermost Unit of Crete. The large displacement of the Cretan nappes was controlled not only by nappe transport, but probably also by dextral strike–slip along the North Anatolian Fault Zone and related counterclockwise rotation of the Anatolian block since the Eocene.
Theodor W. Adorno publicou o ensaio “Teoria da semiformação” (Theorie der Halbbildung) em 1959. A partir da publicação deste texto, observou-se sua relevância, sobretudo para que se pudesse compreender a maneira como a indústria cultural determinava a produção de prejuízos significativos no processo formativo. Desde então, a conquista do espírito feita pelo caráter fetichista dos produtos da indústria cultural, sendo esta uma das definições de Adorno sobre o conceito de Halbbildung, impulsionou a realização de muitas pesquisas sobre os danos decorrentes desta conquista na formação. Porém, investigar as atuais características do processo semiformativo não resulta na aplicação direta dos conceitos propostos por Adorno no final da década de 1950. Sendo assim, é preciso que tais conceitos sejam revitalizados por meio da análise das atuais mediações históricas. Seguindo essa linha de raciocínio, o principal objetivo deste artigo é argumentar que a reflexão crítica sobre o modo como a semiformação se renova, na atual sociedade da chamada cultura digital, torna-se fundamental para que se possam elaborar considerações sobre o renascimento da formação (Bildung).
A Internet das Coisas tem revolucionado a forma de produção e reprodução do conhecimento. Trata-se de um tipo de interface comunicacional entre humanos, máquinas e objetos que, ao fundir os mundos material e informacional, suscita as seguintes questões: (1) a possibilidade de obtenção imediata de quaisquer informações implicaria na produção do pensamento crítico, em uma espécie de relação causa-efeito?; (2) se é possível acessar as informações em quaisquer tempo e espaço, quais seriam as transformações decorrentes no processo formativo dos alunos e dos professores? Justamente essas questões motivaram os autores do artigo a elaborar o seguinte objetivo: refletir criticamente sobre a revitalização do conceito de formação (Bildung ) na temporalidade e localidade da Internet das Coisas.
Os danos no processo formativo, decorrentes da hegemonia da indústria cultural, são investigados há algum tempo por pesquisadores das áreas de filosofia, psicologia, sociologia e história da educação. De forma geral, concluiu-se que não há uma relação de causa e efeito entre a indústria cultural e a produção de consciências reificadas. Porém, é preciso compreender de que modo o consumidor dos produtos da indústria cultural se esforça para permanecer na condição de objeto, ao invés de ser sujeito de suas ações. Tem-se como objetivo, neste artigo, refletir sobre a produção e propagação deste impulso conformista. Para tanto, parte-se do seguinte pressuposto: a chave para o entendimento das nuances desse impulso se encontra na análise das transformações históricas da relação entre a indústria cultural e a educação pela dureza.
O texto propõe-se a investigar a existência de um processo psicossocial de integração sadomasoquista (os chamados "trotes") entre os calouros e veteranos do curso de Pedagogia da Universidade Federal de São Carlos. Através da análise dos dados coletados, pode-se concluir que o trote universitário é um rito de passagem, cuja violência física e, principalmente, psíquica, é justificada, pelos alunos, como uma tradição que deve ser mantida na vida universitária.
Aim: Comparison of the clinical efficacy (digitally volumetric, aesthetic, patient-centred outcomes) of tunnel technique (TUN) with subepithelial connective tissue graft (CTG) versus coronally advanced flap (CAF) with enamel matrix derivate (EMD) 5 years after gingival recession therapy. Materials and methods: In 18 patients contributing 36 RT1 recessions, study models were collected at baseline and follow-ups. Optical scans assessed recessions computer-assisted [recession depth, recession reduction (RECred), complete root coverage (CRC), percentage of root coverage (RC), pointwise (pTHK) and mean areal (aTHK) marginal soft tissue thickness]. Root coverage aesthetic Score (RES) was used for aesthetic evaluation and visual analogue scales for patient-centred data collection applied. Results: Sixty months after surgery, 50.0% (TUN+CTG) and 0.0% (CAF+EMD) of sites showed CRC (p = 0.0118), 82.2% (TUN+CTG) and 32.0% (CAF+EMD) achieved RC, respectively (p = 0.0023). CTG achieved significantly better RECred (TUN+CTG: 1.75±0.74 mm; CAF+EMD: 0.50 ± 0.39 mm; p = 0.0009) and aTHK (TUN+CTG: 0.95 ± 0.41 mm; CAF+EMD: 0.26 ± 0.28 mm; p = 0.0013). RES showed superior outcomes (p = 0.0533) for TUN+CTG (6.86 ± 2.31) compared to CAF+EMD (4.63 ± 1.99). The study failed to find significant differences related to patient-centred outcomes (TUN+CTG: 8.30 ± 2.21; CAF+EMD: 7.50 ± 1.51; p = 0.1136). Conclusions: Five years after treatment, CTG resulted in better clinical and aesthetic outcomes than CAF+EMD. Increased THK was associated with improved outcomes for RECred and RC.
Nierensteine sind eine häufige Diagnose, welche Patient und Gesundheitssystem gleichermaßen belasten. In dieser Arbeit sollten deshalb bekannte präoperative und intraoperative Faktoren bestätigt und neue identifiziert werden, welche das Ergebnis bei der endourologischen Steintherapie durch rigide oder flexible Ureterorenoskopie vorhersagen können. Die untersuchten Outcome-Variablen waren die Steinfreiheit, die postoperative Schmerzfreiheit, sowie die ökonomischen Faktoren OP-Zeit und Verweildauer. Ist eine Prädiktion dieser Variablen möglich, so wird der Krankenhausaufenthalt für Patient und Kliniken besser planbar, zudem kann anhand der ökonomischen Faktoren abgeschätzt werden, wie rentabel die Behandlung sein wird. Zu diesem Zweck sollten aus den Prüfvariablen Scores erstellt werden, welche die Steinfreiheit möglichst zuverlässig vorhersagen und bei gleicher Prädiktionskraft einfacher anzuwenden sind als der bekannte S.T.O.N.E. Score zur Abschätzung der Steinfreiheit nach starrer und flexibler URS. Zudem sollten erstmals auch Outcome-Scores für die OP-Zeit, die Verweildauer und die postoperative Schmerzfreiheit erstellt werden.
Hierfür wurden zunächst Patientendaten, sowie radiologische und intraoperative Ergebnisse zusammengetragen und mittels statistischer univariater Analyse auf einen Zusammenhang mit den Outcome-Faktoren überprüft. Hierbei wurden die starre und die flexible URS getrennt analysiert. Im nächsten Schritt wurden in multivariater Analyse die unabhängigen Faktoren identifiziert, welche das Outcome beeinflussen. Aus diesen Variablen wurden schließlich Scores errechnet und deren Prädiktionskraft im Hinblick auf das klinische und ökonomische Outcome nach URS mittels ROC-Analyse untersucht und verglichen. Für die Vorhersage der Steinfreiheit konnte zu jedem Eingriff ein Score erstellt werden, der bei gleicher oder besserer Prädiktionskraft mit weniger Variablen auskommt, als der bisher bekannteste publizierte S.T.O.N.E. Score und somit leichter anzuwenden ist. Der Renewal-Score für die starre URS umfasst die Parameter Steinlänge, Steinlokalisation, Steinanzahl und initiale Notfallvorstellung der Patienten, der Flexfree-Score für die flexible URS beinhaltet hingegen die Steinlänge, eine präinterventionelle DJ-Kathetereinlage und die Erfahrung des Urologen. Auch für die ökonomischen Parameter Operations- und Verweildauer konnten erstmals spezifische Outcome-Scores erstellt werden, lediglich die Schmerzfreiheit ließ sich mit den gesammelten Daten nicht vorhersagen. Bei der flexiblen URS konnte der zur gemeinsamen Prädiktion von OP- und Verweildauer geeignete Fleconomy-Score aus den Variablen Steinbreite und Steinvorgeschichte errechnet werden. Bei der starren URS mussten getrennte Scores erstellt werden. Für die OP-Dauer wurde der Ritime-Score aus den Parametern Steinlänge, Steinbreite, Steinlokalisation und Notfallvorstellung errechnet. Auch der Renewal-Score zur Vorhersage der Steinfreiheit nach rigider URS eignete sich zur Prädiktion der Operationszeit. Der Ristay-Score zur Vorhersage der Verweildauer nach starrer URS umfasst hingegen die Faktoren präoperative DJ-Kathetereinlage, den präinterventionellen Kreatininwert und die OP-Zeit. Auch die ökonomischen Tests sind klinisch einfach zu bestimmen und kommen bei hoher Vorhersagegüte mit wenigen Variablen aus. Alle erstellten Scores sind praxistauglich und stellen eine Weiterentwicklung der bisher zur Verfügung stehenden Tools oder komplette Neuerungen zur Vorhersage des Outcomes nach endourologischer Steintherapie dar. Dies ist nicht nur für den Patienten von Bedeutung, sondern hilft auch den Kliniken OP- und Verweiltage besser zu planen und somit den Behandlungsertrag zu kalkulieren.
The measured particle ratios in central heavy-ion collisions at RHIC-BNL are investigated within a chemical and thermal equilibrium chiral SU(3) σ–ω approach. The commonly adopted noninteracting gas calculations yield temperatures close to or above the critical temperature for the chiral phase transition, but without taking into account any interactions. Contrary, the chiral SU(3) model predicts temperature and density dependent effective hadron masses and effective chemical potentials in the medium and a transition to a chirally restored phase at high temperatures or chemical potentials. Three different parametrizations of the model, which show different types of phase transition behaviour, are investigated. We show that if a chiral phase transition occured in those collisions, “freezing” of the relative hadron abundances in the symmetric phase is excluded by the data. Therefore, either very rapid chemical equilibration must occur in the broken phase, or the measured hadron ratios are the outcome of the dynamical symmetry breaking. Furthermore, the extracted chemical freeze-out parameters differ considerably from those obtained in simple noninteracting gas calculations. In particular, the three models yield up to 35 MeV lower temperatures than the free gas approximation. The in-medium masses turn out to differ up to 150 MeV from their vacuum values.
GTP cyclohydrolase (GCH1) governs de novo synthesis of the enzyme cofactor, tetrahydrobiopterin (BH4), which is essential for biogenic amine production, bioactive lipid metabolism and redox coupling of nitric oxide synthases. Overproduction of BH4 via upregulation of GCH1 in sensory neurons is associated with nociceptive hypersensitivity in rodents, and neuron‐specific GCH1 deletion normalizes nociception. The translational relevance is revealed by protective polymorphisms of GCH1 in humans, which are associated with a reduced chronic pain. Because myeloid cells constitute a major non‐neuronal source of BH4 that may contribute to BH4‐dependent phenotypes, we studied here the contribution of myeloid‐derived BH4 to pain and itch in lysozyme M Cre‐mediated GCH1 knockout (LysM‐GCH1−/−) and overexpressing mice (LysM‐GCH1‐HA). Unexpectedly, knockout or overexpression in myeloid cells had no effect on nociceptive behaviour, but LysM‐driven GCH1 knockout reduced, and its overexpression increased the scratching response in Compound 48/80 and hydroxychloroquine‐evoked itch models, which involve histamine and non‐histamine dependent signalling pathways. Mechanistically, GCH1 overexpression increased BH4, nitric oxide and hydrogen peroxide, and these changes were associated with increased release of histamine and serotonin and degranulation of mast cells. LysM‐driven GCH1 knockout had opposite effects, and pharmacologic inhibition of GCH1 provided even stronger itch suppression. Inversely, intradermal BH4 provoked scratching behaviour in vivo and BH4 evoked an influx of calcium in sensory neurons. Together, these loss‐ and gain‐of‐function experiments suggest that itch in mice is contributed by BH4 release plus BH4‐driven mediator release from myeloid immune cells, which leads to activation of itch‐responsive sensory neurons.
Secondary multidrug (Mdr) transporters utilize ion concentration gradients to actively remove antibiotics and other toxic compounds from cells. The model Mdr transporter MdfA from Escherichia coli exchanges dissimilar drugs for protons. The transporter should open at the cytoplasmic side to enable access of drugs into the Mdr recognition pocket. Here we show that the cytoplasmic rim around the Mdr recognition pocket represents a previously overlooked important regulatory determinant in MdfA. We demonstrate that increasing the positive charge of the electrically asymmetric rim dramatically inhibits MdfA activity and sometimes even leads to influx of planar, positively charged compounds, resulting in drug sensitivity. Our results suggest that unlike the mutants with the electrically modified rim, the membrane-embedded wild-type MdfA exhibits a significant probability of an inward-closed conformation, which is further increased by drug binding. Since MdfA binds drugs from its inward-facing environment, these results are intriguing and raise the possibility that the transporter has a sensitive, drug-induced conformational switch, which favors an inward-closed state.
Alzheimer’s disease (AD) is the most common form of dementia in the elderly; important risk factors are old age and inheritance of the apolipoprotein E4 (APOE4) allele. Changes in amyloid precursor protein (APP) binding, trafficking, and sorting may be important AD causative factors. Secretase-mediated APP cleavage produces neurotoxic amyloid-beta (Aβ) peptides, which form lethal deposits in the brain. In vivo and in vitro studies have implicated sortilin-related receptor (SORL1) as an important factor in APP trafficking and processing. Recent in vitro evidence has associated the APOE4 allele and alterations in the SORL1 pathway with AD development and progression. Here, we analyzed SORL1 expression in neural stem cells (NSCs) from AD patients carrying null, one, or two copies of the APOE4 allele. We show reduced SORL1 expression only in NSCs of a patient carrying two copies of APOE4 allele with increased Aβ/SORL1 localization along the degenerated neurites. Interestingly, SORL1 binding to APP was largely compromised; this could be almost completely reversed by γ-secretase (but not β-secretase) inhibitor treatment. These findings may yield new insights into the complex interplay of SORL1 and AD pathology and point to NSCs as a valuable tool to address unsolved AD-related questions in vitro.
We aimed to evaluate the factors associated with hemorrhage (HA) of melanoma brain metastases (MBM) after Cyberknife stereotactic radiosurgery (SRS) in the modern era of systemic therapy. A total of 55 patients with 279 MBM were treated in 93 fractions. The median age, SRS dose, radiological follow-up, and time to HA were 60.4 years, 20 Gy, 17.7 months, and 10.7 months, respectively. Radiologically evident HA was documented in 47 (16.8%) metastases. Of the 55 patients, 25 (45.4%) suffered an HA. Among those, HA caused grade 3 toxicity in 10 patients (40%) and grade 1 symptoms in 5 patients (20%). Ten patients (40%) with HA experienced no toxicity. Logistic regression revealed the use of anticoagulants and the administration of systemic therapy within 7/15 days from SRS to be predictive for HA. When considering the HA causing grade 3 symptomatology, only the use of anticoagulants was significant, with the delivery of whole brain radiation therapy (WBRT) before the HA narrowly missing statistical significance. Our retrospective analysis showed that the administration of modern systemic therapy within 7/15 days from SRS may contribute to HA of MBM, though it appears safe, at least concerning grade 3 toxicity. The use of anticoagulants by the time of SRS significantly increased the risk of HA.
Background: The West African country of Burkina Faso (BFA) is an example for the enduring importance of traditional plant use today. A large proportion of its 17 million inhabitants lives in rural communities and strongly depends on local plant products for their livelihood. However, literature on traditional plant use is still scarce and a comprehensive analysis for the country is still missing.
Methods: In this study we combine the information of a recently published plant checklist with information from ethnobotanical literature for a comprehensive, national scale analysis of plant use in Burkina Faso. We quantify the application of plant species in 10 different use categories, evaluate plant use on a plant family level and use the relative importance index to rank all species in the country according to their usefulness. We focus on traditional medicine and quantify the use of plants as remedy against 22 classes of health disorders, evaluate plant use in traditional medicine on the level of plant families and rank all species used in traditional medicine according to their respective usefulness.
Results: A total of 1033 species (50%) in Burkina Faso had a documented use. Traditional medicine, human nutrition and animal fodder were the most important use categories. The 12 most common plant families in BFA differed considerably in their usefulness and application. Fabaceae, Poaceae and Malvaceae were the plant families with the most used species. In this study Khaya senegalensis, Adansonia digitata and Diospyros mespiliformis were ranked the top useful plants in BFA. Infections/Infestations, digestive system disorders and genitourinary disorders are the health problems most commonly addressed with medicinal plants. Fabaceae, Poaceae, Asteraceae, Apocynaceae, Malvaceae and Rubiaceae were the most important plant families in traditional medicine. Tamarindus indica, Vitellaria paradoxa and Adansonia digitata were ranked the most important medicinal plants.
Conclusions: The national-scale analysis revealed systematic patterns of traditional plant use throughout BFA. These results are of interest for applied research, as a detailed knowledge of traditional plant use can a) help to communicate conservation needs and b) facilitate future research on drug screening.
Aim: To provide distribution information and preliminary conservation assessments for all species of the pineapple family (Bromeliaceae), one of the most diverse and ecologically important plant groups of the American tropics—a global biodiversity hotspot. Furthermore, we aim to analyse patterns of diversity, endemism and the conservation status of the Bromeliaceae on the continental level in the light of their evolutionary history.
Location: The Americas.
Methods: We compiled a dataset of occurrence records for 3,272 bromeliad species (93.4% of the family) and modelled their geographic distribution using either climate‐based species distribution models, convex hulls or geographic buffers dependent on the number of occurrences available. We then combined this data with information on taxonomy and used the ConR software for a preliminary assessment of the conservation status of all species following Criterion B of the International Union for the Conservation of Nature (IUCN).
Results: Our results stress the Atlantic Forest in eastern Brazil, the Andean slopes, Central America and the Guiana Highlands as centres of bromeliad diversity and endemism. Phylogenetically ancient subfamilies of bromeliads are centred in the Guiana highlands whereas the large radiations of the group spread across different habitats and large geographic area. A total of 81% of the evaluated bromeliad species are Possibly Threatened with extinction. We provide range polygons for 3,272 species, as well as newly georeferenced point localities for 911 species in the novel “bromeliad” r package, together with functions to generate diversity maps for individual taxonomic or functional groups.
Main conclusions: Diversity centres of the Bromeliaceae agreed with macroecological patterns of other plant and animal groups, but show some particular patterns related to the evolutionary origin of the family, especially ancient dispersal corridors. A staggering 2/3rds of Bromeliaceae species might be threatened with extinction, especially so in tropical rain forests, raising concerns about the conservation of the family and bromeliad‐dependent animal species.
Personalized campaign styles are of increasing importance in contemporary election campaigns at all levels of politics. Surprisingly, we know little about their implications for the behavior of successful candidates once they take public office. This paper aims to fill this gap in empirical and theoretical ways. It shows that campaign personalization results in legislative personalization. Legislators that ran personalized campaigns are found to be more likely to deviate in roll call votes and to take independent positions on the floor. These findings result from a novel dataset that matches survey evidence on candidates’ campaign styles in the 2009 German Federal Elections with the legislative behavior of successful candidates in the 17th German Bundestag (2009–2013). Combining data from the campaign and legislative arenas allows us to explore the wider consequences of campaign personalization.
Correspondence study field experiments with political elites are a recent addition to legislative studies research, in which unsolicited emails are sent to elites to gauge their responsiveness. In this article, we discuss their ethical implications. We advance from the viewpoint that correspondence study field experiments involve trade-offs between costs and benefits that need to be carefully weighted. We elaborate this argument with two contributions in mind. First, we synthesize ethical considerations in published work to explore what the specific trade-offs are and how they can be mitigated by experimental design. We conclude that correspondence study field experiments with political elites are worth pursuing given their potential to further good governance. But they also involve distinct trade-offs that are particularly challenging. Second, we draw from our own considerations while designing a comparative correspondence study field experiment and stress challenges resulting from cross-national designs. In sum, we aim to facilitate further reasoned discussion on an important methodological issue.
In the latest contribution to the Democracy Papers, Thomas Zittel explores when and how polarization becomes a cause for democratic anxiety. He argues that polarization over traditional policy issues is not in itself harmful, and can even be beneficial for democracies. However, he warns that polarization in which parties become divided over the acceptable rules of the game is a problem for democracies. Unfortunately, this latter type of division is increasingly common on both sides of the Atlantic today.
The term culture of knowledge has become a commonplace today and is circulating with a confusing diversity of meanings throughout various disciplines and fields, like Cultural Studies, Science Studies, History of Science, Epistemology, Sociology and History of Knowledge. This paper investigates the origins of the term culture of knowledge and discusses its various meanings, applications, and misconceptions in Cultural Theory, History of Science, Historical Epistemology and History of Knowledge. Finally, Ludwik Fleck's theory of thought-styles is proposed as an ideal model for describing specific cultures of knowledge.
BACKGROUND: Transient episodes of ischemia in a remote organ or tissue (remote ischemic preconditioning, RIPC) can attenuate myocardial injury. Myocardial damage is associated with tissue remodeling and the matrix metalloproteinases 2 and 9 (MMP-2/9) are crucially involved in these events. Here we investigated the effects of RIPC on the activities of heart tissue MMP-2/9 and their correlation with serum concentrations of cardiac troponin T (cTnT), a marker for myocardial damage.
METHODS: In cardiosurgical patients with cardiopulmonary bypass (CPB) RIPC was induced by four 5 minute cycles of upper limb ischemia/reperfusion. Cardiac tissue was obtained before as well as after CPB and serum cTnT concentrations were measured. Tissue derived from control patients (N = 17) with high cTnT concentrations (≥0.32 ng/ml) and RIPC patients (N = 18) with low cTnT (≤0.32 ng/ml) was subjected to gelatin zymography to quantify MMP-2/9 activities.
RESULTS: In cardiac biopsies obtained before CPB, activities of MMP-2/9 were attenuated in the RIPC group (MMP-2: Control, 1.13 ± 0.13 a.u.; RIPC, 0.71 ± 0.12 a.u.; P < 0.05. MMP-9: Control, 1.50 ± 0.16 a.u.; RIPC, 0.87 ± 0.14 a.u.; P < 0.01), while activities of the pro-MMPs were not altered (P > 0.05). In cardiac biopsies taken after CPB activities of pro- and active MMP-2/9 were not different between the groups (P > 0.05). Spearman's rank tests showed that MMP-2/9 activities in cardiac tissue obtained before CPB were positively correlated with postoperative cTnT serum levels (MMP-2, P = 0.016; MMP-9, P = 0.015).
CONCLUSIONS: Activities of MMP-2/9 in cardiac tissue obtained before CPB are attenuated by RIPC and are positively correlated with serum concentrations of cTnT. MMPs may represent potential targets for RIPC mediated cardioprotection.
TRIAL REGISTRATION: ClinicalTrials.gov identifier NCT00877305.
Das kolorektale Karzinom stellt die zweithäufigste Krebstodesursache bei Männern und Frauen in der Bundesrepublik Deutschland dar
Das CRC hat aus diesem Grund eine große Bedeutung in chirurgischen und radiologischen Fachgebieten. Hierbei spielen zahlreiche Verfahren und Behandlungsmethoden eine zentrale Rolle, um das CRC und die hiervon ausgehenden kolorektalen Lebermetastasen zu behandeln und eine bestmögliche Therapie zu evaluieren. Über die letzten Jahrzehnte haben sich daher viele verschiedene Methoden für die Behandlung von CRLMs entwickelt, wie Mikrowellenablation (MWA), laserinduzierte interstitielle Thermotherapie (LITT), Radiofrequenzablation (RFA) und das chirurgische Vorgehen. Die vielversprechendste unter den Techniken und Verfahren stellt die chirurgische Resektion dar. Problematisch ist hierbei, dass viele erkrankte Patienten keine ausreichend gute körperliche Verfassung mehr aufweisen, um eine Resektion ohne große Risiken durchführen zu können.
Das Hauptziel dieser Studie war es nun, eine möglichst genaue und
aussagekräftige Untersuchung von Patientengruppen durchzuführen, bei denen eine kolorektale Lebermetastase diagnostiziert wurde. In der vorliegenden Studie wurden 132 Patienten mit kolorektalen Lebermetastasen (CRLM) untersucht, welche zwischen 2010 und 2018 mit einer CT-gesteuerten MWA-Therapie im Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Universitätsklinikums in Frankfurt am Main behandelt wurden. Hierbei war von besonderer Bedeutung, welche prognostischen Parameter die Überlebenszeiten und Überlebensraten beeinflussen. Die Daten konnten anhand von vielfältigen Personendaten und den dazugehörigen Therapieverläufen erhoben werden. Außerdem wurden CT-Bilder, welche im Zuge der Behandlung entstanden waren, für die Erhebung zusätzlicher Parameter verwendet. Die erhobenen Daten und Messwerte wurden retrospektiv ermittelt und umfassten eine große Patientengruppe. Dies steigert die Aussagekraft der Ergebnisse und Kennzahlen wesentlich. Ein besonderes Augenmerk lag auf der Einteilung der Patienten in zwei Gruppen entsprechend ihrer Behandlungsindikation.
Zu den prognostischen Faktoren zählten das Ablationssystem, die Lokation der Metastasen, die Anzahl der Metastasen, der technische Erfolg, die Energie und Leistung, der Durchmesser und das Volumen der Metastasen, die Vor- und Nachbehandlung und die Lokalrezidive.
Die Patientengruppe mit palliativer Therapieindikation (1.08 Jahre) zeigte eine signifikant geringere mediane Überlebenszeit im Vergleich mit der kurativen Patientengruppe (3.48 Jahre). Die mediane Überlebenszeit aller Patienten betrug insgesamt 2.68 Jahre. Zusätzlich wurden die Überlebensraten der Patienten ermittelt. Die 1- und 3-Jahres-Überlebensraten aller behandelten Patienten im Untersuchungszeitraum lagen bei 82.7% und 41.6%. Die 1- und 3-JahresÜberlebensraten der 57 Patienten mit palliativer Behandlungsindikation waren 54.4% und 14.9%. Im Vergleich hierzu betrugen die 1- und 3-JahresÜberlebensraten der kurativ behandelten Patientengruppe 96.9% und 55.1%. Die mediane Beobachtungszeit nach der Behandlung betrug 2.39 Jahre. In dieser Zeit erreichten 96.2% aller Patienten eine lokale Tumorkontrolle (127/132). Die Überlebenszeit von Patienten mit einer, zwei oder drei, vier oder fünf und multiplen Lebermetastasen betrug 3.79, 2.13, 1.09 und 0.93 Jahre (alle p<0,017). Es gab eine einzige relevante Komplikation (Abszess) bei allen Behandlungen (1/257; 0,4%). Alle Unterschiede der Überlebenszeiten im primären Tumorursprung (p <0,038) und bei der Anzahl der Metastasen waren signifikant. Die anderen prognostischen Faktoren zeigten keine statistische Signifikanz. Prognostische Faktoren wie die Anzahl der Lebermetastasen, die Lokation des Primärtumors und das verwendete Ablationssystem haben einen bedeutenden Einfluss auf die Überlebenszeiten der CRLM-Patienten in dieser Studie gezeigt. Die Ergebnisse dieser Studie sind als vornehmlich anzusehen, weil eine strenge Zuteilung der Patienten in kurative und palliative Behandlungsindikationen für die Analyse der Überlebensdaten in dieser Form bis zu diesem Zeitpunkt nicht durchgeführt worden war.
Die Prognosefaktoren und deren Einfluss auf die Überlebenszeiten stellen für zukünftige radiologische Prognosen und Therapiemaßnahmen in Bezug auf CRLM Patienten gute Richtwerte dar. Sowohl für die Radiologen und Ärzte als auch für die Patienten und Angehörigen sind dies zukunftsweisende Anhaltspunkte.
Background and Objectives: We tested if a novel combination of predictors could improve the accuracy of outcome prediction after transfemoral transcatheter aortic valve implantation (TAVI). Materials and Methods: This prospective study recruited 169 participants (49% female; median age 81 years). The primary endpoint was midterm mortality; secondary endpoints were acute Valve Academic Research Consortium (VARC)-3 complication rate and post-TAVI in-hospital length of stay (LoS). EuroSCORE II (ESII), comorbidities (e.g., coronary artery disease), eGFR (estimated glomerular filtration rate; based on cystatin C), hemoglobin, creatinine, N-Terminal pro-Brain Natriuretic Peptide (NTproBNP) levels and patient-reported outcome measures (PROMs, namely EuroQol-5-Dimension-5-Levels, EQ5D5L; Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire, KCCQ; clinical frailty scale, CFS) at baseline were tested as predictors. Regression (uni- and multi-variate Cox; linear; binary logistic) and receiver operating characteristic (ROC)-curve analysis were applied. Results: Within a median follow-up of 439 (318–585) days, 12 participants died (7.1%). Independent predictors of mortality using multivariate Cox regression were baseline eGFR (p = 0.001) and KCCQ (p = 0.037). Based on these predictors, a Linear Prediction Score (LPS1) was calculated. The LPS1-area under the curve (AUC)-value (0.761) was significantly higher than the ESII-AUC value (0.597; p = 0.035). Independent predictors for LoS > 6 days (the median LoS) were eGFR (p = 0.028), NTproBNP (p = 0.034), and EQ5D5L values (p = 0.002); a respective calculated LPS2 provided an AUC value of 0.677 (p < 0.001). Eighty participants (47.3%) experienced complications. Male sex predicted complications only in the univariate analysis. Conclusions: The combination of KCCQ and eGFR can better predict midterm mortality than ES II alone. Combining eGFR, NTproBNP, and EQ5D5L can reliably predict LoS after TAVI. This novel method improves personalized TAVI risk stratification and hence may help reduce post-TAVI risk.
Background: The aim of this study was to identify pre-operative parameters able to predict length of stay (LoS) based on clinical data and patient-reported outcome measures (PROMs) from a scorecard database in patients with significant aortic stenosis who underwent TAVI (transfemoral aortic valve implantation). Methods: 302 participants (51.7% males, age range 78.2–84.2 years.) were prospectively recruited. After computing the median LoS value (=6 days, range = 5–8 days), we implemented a decision tree algorithm by setting dichotomized values at median LoS as the dependent variable and assessed baseline clinical variables and PROMs (Clinical Frailty Scale (CFS), EuroQol-5 Dimension-5 Levels (EQ-5D) and Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire (KCCQ)) as potential predictors. Results: Among clinical parameters, only peripheral arterial disease (p = 0.029, HR = 1.826) and glomerular filtration rate (GFR, cut-off < 33 mL/min/1.73 m2, p = 0.003, HR = 2.252) were predictive of LoS. Additionally, two PROMs (CFS; cut-off = 3, p < 0.001, HR = 1.324 and KCCQ; cut-off = 30, p = 0.003, HR = 2.274) were strong predictors. Further, a risk score for LoS (RS_LoS) was calculated based on these predictors. Patients with RS_LoS = 0 had a median LoS of 5 days; patients RS_LoS ≥ 3 had a median LoS of 8 days. Conclusions: based on the pre-operative values of the above four predictors, a personalized prediction of LoS after TAVI can be achieved.
CXCL12-CXCR4 signaling controls multiple physiological processes and its dysregulation is associated with cancers and inflammatory diseases. To discover as-yet-unknown endogenous ligands of CXCR4, we screened a blood-derived peptide library for inhibitors of CXCR4-tropic HIV-1 strains. This approach identified a 16 amino acid fragment of serum albumin as an effective and highly specific CXCR4 antagonist. The endogenous peptide, termed EPI-X4, is evolutionarily conserved and generated from the highly abundant albumin precursor by pH-regulated proteases. EPI-X4 forms an unusual lasso-like structure and antagonizes CXCL12-induced tumor cell migration, mobilizes stem cells, and suppresses inflammatory responses in mice. Furthermore, the peptide is abundant in the urine of patients with inflammatory kidney diseases and may serve as a biomarker. Our results identify EPI-X4 as a key regulator of CXCR4 signaling and introduce proteolysis of an abundant precursor protein as an alternative concept for chemokine receptor regulation.
Evoked potentials (EPs) are well established in clinical practice for diagnosis and prognosis in multiple sclerosis (MS). However, their value is limited to the assessment of their respective functional systems. Here, we used transcranial magnetic stimulation (TMS) coupled with electroencephalography (TMS-EEG) to investigate cortical excitability and spatiotemporal dynamics of TMS-evoked neural activity in MS patients. Thirteen patients with early relapsing–remitting MS (RRMS) with a median Expanded Disability Status Scale (EDSS) of 1.0 (range 0–2.5) and 16 age- and gender-matched healthy controls received single-pulse TMS of left and right primary motor cortex (L-M1 and R-M1), respectively. Resting motor threshold for L-M1 and R-M1 was increased in MS patients. Latencies and amplitudes of N45, P70, N100, P180, and N280 TMS-evoked EEG potentials (TEPs) were not different between groups, except a significantly increased amplitude of the N280 TEP in the MS group, both for L-M1 and R-M1 stimulation. Interhemispheric signal propagation (ISP), estimated from the area under the curve of TEPs in the non-stimulated vs. stimulated M1, also did not differ between groups. In summary, findings show that ISP and TEPs were preserved in early-stage RRMS, except for an exaggerated N280 amplitude. Our findings indicate that TMS-EEG is feasible in testing excitability and connectivity in cortical neural networks in MS patients, complementary to conventional EPs. However, relevance and pathophysiological correlates of the enhanced N280 will need further study.
Aim: The aim of this study was to measure cortico-cortical connectivity in multiple sclerosis (MS) patients by TMS-evoked potential (TEP) latencies in EEG evoked by transcranial magnetic stimulation (TMS) of the hand area of the primary motor cortex of one hemisphere. TEPs were recorded on the stimulated- and at the homologue site in the non-stimulated contralateral hemisphere. Both interhemispheric directions were tested. Interhemispheric latencies of the two main reproducible TEPs, the positive component at 60 ms and the negative component at 100 ms (P60 and N100, respectively), were expected to be significantly prolonged in MS-patients compared to healthy volunteers.
Material and methods: The study compared interhemispheric propagation of P60 and N100 in groups of 12 patients with early-stage relapsing-remitting MS (RRMS) and 16 age- and gender-matched healthy controls. The study was approved by the Ethics Committee of the Medical Faculty of the Goethe-University of Frankfurt/Main and conformed to the latest revision of the Declaration of Helsinki of 2008. TEPs were recorded by means of EEG and their latencies were statistically evaluated in 10 channels around the stimulation site and in 10 corresponding electrodes in the non-stimulated contralateral hemisphere. Interhemispheric conduction time was calculated by the difference of TEP latency in non-stimulated vs. stimulated hemisphere.
Results: An ANOVA on interhemispheric conduction time showed a significant prolongation for the N100 from left to right hemisphere in MS compared to controls, while no group differences were found for the P60 and the N100 from right to left hemisphere.
Conclusion: The results provide first evidence that the N100 may constitute an interesting marker to measure interhemispheric conduction delays in early-stage RRMS. The specificity of the present finding and its relation to fiber tract pathology should be examined in further correlative analyses with diffusion tensor imaging and other structural MRI data.
Purpose: The aim of this study is to record material- and surface-dependent heat dissipation during the process of inserting implants into native animal bone. Materials and Methods: Implants made of titanium and zirconium that were identical in macrodesign were inserted under controlled conditions into a bovine rib tempered to 37 °C. The resulting surface temperature was measured on two bone windows by an infrared camera. The results of the six experimental groups, ceramic machined (1), sandblasted (2), and sandblasted and acid-etched surfaces (3) versus titanium implants with the corresponding surfaces (4, 5, and 6) were statistically tested. Results: The average temperature increase, 3 mm subcrestally at ceramic implants, differed with high statistical significance (p = 7.163 × 10−9, resulting from group-adjusted linear mixed-effects model) from titanium. The surface texture of ceramic implants shows a statistical difference between group 3 (15.44 ± 3.63 °C) and group 1 (19.94 ± 3.28 °C) or group 2 (19.39 ± 5.73 °C) surfaces. Within the titanium implants, the temperature changes were similar for all surfaces. Conclusion: Within the limits of an in vitro study, the high temperature rises at ceramic versus titanium implants should be limited by a very slow insertion velocity.
AMP-activated protein kinase (AMPK) is frequently reported to phosphorylate Ser1177 of the endothelial nitric-oxide synthase (eNOS), and therefore, is linked with a relaxing effect. However, previous studies failed to consistently demonstrate a major role for AMPK on eNOS-dependent relaxation. As AMPK also phosphorylates eNOS on the inhibitory Thr495 site, this study aimed to determine the role of AMPKα1 and α2 subunits in the regulation of NO-mediated vascular relaxation. Vascular reactivity to phenylephrine and acetylcholine was assessed in aortic and carotid artery segments from mice with global (AMPKα−/−) or endothelial-specific deletion (AMPKαΔEC) of the AMPKα subunits. In control and AMPKα1-depleted human umbilical vein endothelial cells, eNOS phosphorylation on Ser1177 and Thr495 was assessed after AMPK activation with thiopental or ionomycin. Global deletion of the AMPKα1 or α2 subunit in mice did not affect vascular reactivity. The endothelial-specific deletion of the AMPKα1 subunit attenuated phenylephrine-mediated contraction in an eNOS- and endothelium-dependent manner. In in vitro studies, activation of AMPK did not alter the phosphorylation of eNOS on Ser1177, but increased its phosphorylation on Thr495. Depletion of AMPKα1 in cultured human endothelial cells decreased Thr495 phosphorylation without affecting Ser1177 phosphorylation. The results of this study indicate that AMPKα1 targets the inhibitory phosphorylation Thr495 site in the calmodulin-binding domain of eNOS to attenuate basal NO production and phenylephrine-induced vasoconstriction.
E-Learning in der Hochschulpraxis: wie Lehren und Lernen nicht auf der (virtuellen) Strecke bleiben
(2010)
Die Anforderungen an eine zukunftsorientierte Hochschulentwicklung sind eng mit dem Einsatz neuer Medien verknüpft, welche sich sowohl institutionell, personell und hochschulpolitisch niederschlagen werden. Neben der technischen Integration neuer Lehrformen spielen insbesondere die organisatorischen und didaktischen Implikationen eine zentrale Rolle. Als ein wichtiger Aspekt zur Qualitätssicherung der Hochschullehre bei steigender Studierendenzahl spielen die neuen Medien dahingehend eine Rolle, dass durch den Einsatz innovativer Lehrtechnologien eine verbesserte Betreuung und Beratung der Studierenden angestrebt wird (vgl. Albrecht 2003, S. 83). Häufig wird die Annahme vertreten, dass E-Learning hier eine kostensparende Variante darstellt, die gleichzeitig durch den „Neuigkeitseffekt“ die Lernmotivation der Teilnehmenden steigere (vgl. Meister 2001, S. 167). Die generellen Befürworter des E-Learnings zeigen neue didaktische Handlungsmöglichkeiten auf, z. B. Lernen durch Exploration (insbesondere durch Navigieren, Browsing, Searching, Connecting und Collecting, vgl. Peters 2000), während die empirische Bestätigung erhöhter Lerneffekte im E-Learning noch aussteht. Der folgende Beitrag fordert die Lehrenden dazu auf, die didaktischen Aspekte des E-Learnings stärker in den Blick zu nehmen, damit sich ein lernförderlicher Einsatz computer- und internetbasierter Lehr- / Lernszenarien endlich in der (Hochschul-)Praxis etablieren kann. Denn die gängigste Variante von E-Learning an deutschen Hochschulen – soweit wagen wir uns vor – besteht häufig in der bloßen Informationsdistribution aktueller Seminarinhalte. Didaktische und methodische Überlegungen bleiben dabei ganz offensichtlich auf der Strecke...
PaCATB : a secreted catalase protecting Podospora anserina against exogenous oxidative stress
(2011)
A differential mass spectrometry analysis of secreted proteins from juvenile and senescentPodospora anserina cultures revealed age-related differences in protein profiles. Among other proteins with decreased abundance in the secretome of senescent cultures a catalase, termed PaCATB, was identified. Genetic modulation of the abundance of PaCATB identified differential effects on the phenotype of the corresponding strains. Deletion of PaCatB resulted in decreased resistance, over-expression in increased resistance against hydrogen peroxide. While the lifespan of the genetically modified strains was found to be unaffected under standard growth conditions, increased exogenous hydrogen peroxide stress in the growth medium markedly reduced the lifespan of the PaCatB deletion strain but extended the lifespan of PaCatB over-expressors. Overall our data identify a component of the secretome of P. anserina as a new effective factor to cope with environmental stress, stress that under natural conditions is constantly applied on organisms and influences aging processes.
Untersuchungen zur Bedeutung von Superoxid-Dismutasen für die Alterung von Podospora anserina
(2012)
Im Rahmen dieser vorliegenden Doktorarbeit sollte die Bedeutung von Superoxid-Dismutasen für das Resistenzverhalten und den Alterungsprozess bei P. anserina untersucht werden. Folgende Befunde aus den Analysen konnten erhalten werden:
1. Lokalisationsstudien der drei PaSods: Aus den biochemischen und fluoreszenzmikroskopischen Untersuchungen der drei verschiedenen PaSODs geht hervor, dass PaSOD1, eine Cu/ZnSOD, überwiegend im Cytosol und zu einem geringen Anteil im mitochondrialen Intermembranraum lokalisiert ist. Eine der beiden MnSODs, PaSOD2, wird vermutlich zur Abwehr von exogenem Superoxid sekretiert. Bei PaSOD3 handelt es sich um eine mitochondriale MnSOD.
2. Generierung von verschiedenen PaSod-Mutanten: Im Rahmen dieser Arbeit wurden von jeder PaSod mindestens drei unabhängige Überexpressionsstämme, ein GFP-Stamm- und ein Deletionsstamm hergestellt. Weiterhin wurden alle möglichen Doppel-Deletionsstämme und die Dreifach-Deletionsmutante erzeugt. Alle Stämme wurden auf DNA-Ebene verifiziert, zusätzlich wurde die Proteinmenge bzw. –Aktivität überprüft.
3. Einfluss der PaSODs auf die ROS-Toleranz: Die Analysen der ROS-Resistenzen haben gezeigt, dass PaSODs eine wichtige Rolle in der Entgiftung von Superoxiden spielt. So ließ sich bei den Deletionsstämmen der PaSods eine gesteigerte Sensitivität gegenüber Paraquat feststellen. Eine Aufsummierung der Sensitivität gegenüber Paraquat ist bei der PaSod-Tripelmutante (ΔPaSod1/2/3) zu erkennen.
Überraschenderweise kann durch die gesteigerten Mengen an aktiver PaSOD in den Überexpressionsstämmen (PaSod1-3_OEx) keine verbesserte Resistenz gegenüber Paraquat erzielt werden. Darüber hinaus führt die Überexpression des Gens für die mitochondriale SOD, PaSOD3, zu massiven negativen Effekten.
4. Einfluss auf die Lebensspanne: Durch eine fehlende Entgiftung von Superoxid in den PaSod-Deletionsmutanten ist eine Verminderung der Lebensspanne nicht festzustellen. Bei PaSod-Mutantenstämme, die eine erhöhte PaSOD-Aktivität und damit eine gesteigerte Abbaurate des Superoxids aufweisen, kann bei den PaSod1- und PaSod2-Überexpressionsstämmen keine verbesserte Lebensspanne unter den gewählten Standardbedingungen erzielt werden. Vielmehr noch ist die Lebensspanne der PaSod3-Überexpressionsstämme stark reduziert.
5. Einfluss der PaSod-Modulation auf andere Komponenten des ROS-Abbausystems: Die PaSOD-Aktivitäten scheinen miteinander co-reguliert zu werden. Des Weiteren scheint es ein Zusammenhang zwischen den beiden sekretierten Enzymen PaSOD2 und PaCATB zu geben. Deutlich wird auch, dass die Modulation der Superoxid-Dismutasen eine weitreichende Auswirkung auf andere Schutzsysteme hat. Beispielweise konnte gezeigt werden, dass Komponenten des mitochondrialen ROS-Schutzsystems und der Protein-Qualitätskontrolle in den PaSod3-Überexpressionsstämmen verändert sind.
Zusammenfassend lassen die Analysen der PaSod-modulierten Stämme den Schluss zu, dass die Superoxid-Dismutase in P. anserina ein wichtiges Enzym zum Abbau des schädlichen Superoxids darstellt, welches aber nur eine untergeordnete Rolle bei der Kontrolle der Lebensspanne unter den gewählten Wachstumsbedingungen im Labor ausübt. Des Weiteren haben die Analysen gezeigt, dass es durch die Modulation der PaSod-Gene zu weitreichenden Änderungen, die das ROS-Schutzsystem (PaSOD, PaCATB und PaPRX1) sowie die Protein-Qualitätskontrolle (PaHSP60, PaLON und PaCLPP) betreffen, kommt. Welche Auswirkung dabei diese Veränderungen in Bezug auf die Lebensspanne hat, kann nur schwer abgeschätzt werden und muss mit weiteren Untersuchungen geklärt werden.
This dissertation is an investigation of pitch accent, or lexical tone, in standard Croatian. The first chapter presents an in-depth overview of the history of the Croatian language, its relationship to Serbo-Croatian, its dialect groups and pronunciation variants, and general phonology. The second chapter explains the difference between various types of prosodic prominence and describes systems of pitch accent in various languages from different parts of the world: Yucatec Maya, Lithuanian and Limburgian. Following is a detailed account of the history of tone in Serbo-Croatian and Croatian, the specifics of its tonal system, intonational phonology and finally, a review of the most prominent phonetic investigations of tone in that language.
The focal point of this dissertation is a production experiment, in which ten native speakers of Croatian from the region of Slavonia were recorded. The material recorded included a diverse selection of monosyllabic, bisyllabic, trisyllabic and quadrisyllabic words, containing all four accents of standard Croatian: short falling, long falling, short rising and long rising. Each target word was spoken in initial, medial and final positions of natural Croatian sentences. This research fills several gaps in the existing literature. Namely, the production of tone was investigated in words with a syllabic /r̩/, in pretonal syllables and in non-initial context. Acoustic parameters measured included duration, F0 in every 10% of the nucleus duration, overall pitch, pitch range and pitch peak alignment.
Results showed that differences between falling and rising accents in Croatian are produced mainly with tonal parameters and that the most salient features were pitch peak alignment and overall pitch. The difference between long and short accents was primarily durational and optionally tonal. Words produced in initial and medial sentence positions had a rising contour in their accented syllable, while in the final, segments were usually falling.
Akzidentielle Injektion eines unbekannten Notfallantidots zur Acetylcholinesteraseaktivierung
(2021)
In der Antike und den überlieferten antiken Mythen spielen Visionen bzw. Prophezeiungen und Träume – wie sich beispielsweise am Status des Orakels von Delphi als Omphalos (Giebel 2001, S. 7 f.) oder am vom römischen Philosophen Lukrez beschriebenen Beruf des Traumdeuters (Naf 2004, S. 90 f.) erkennen lasst – eine wichtige Rolle und nehmen ebenfalls politischen Einfluss (Trampedach 2015). Es ist daher nicht verwunderlich, dass auch gegenwärtige Mythenadaptionen, allen voran Rick Riordans Percy Jackson-Reihe bzw. mittlerweile korrekter: Reihen, in denen Percy Jackson mitunter als Crossover-Figur auftritt, auf Orakel, Prophezeiungen, Visionen und Träume vermehrt zurückgreifen...
Aufgrund wachsender Evidenz zu guten Langzeitergebnissen und geringen Komplikationsraten gewinnt die Prostataarterienembolisation (PAE) in der Therapie des Benignen Prostatasyndroms an Bedeutung. Durch ihren hohen technischen Anspruch bedarf es im Vorfeld einer umfassenden Untersuchung der Beckengefäßanatomie. Das Vorliegen eines zum Teil jungen Patientenkollektivs rückt zudem das Einsparen von Strahlung in den Fokus. In diesem Rahmen gewinnt die Magnet-Resonanz-Angiografie (MRA) an Aufmerksamkeit. Obwohl bereits erste Studien Erfolg versprechen, wird die MRA zur PAE-Planung zum Teil kritisch betrachtet, da sie aufwändiger und in der Auflösung unterlegen sei. In dieser Arbeit wurde untersucht, welche Vorteile die MRA im Zuge der PAE-Planung bietet und ob die klinische Effektivität der PAE unbeeinträchtigt bleibt. Weiterhin wurde untersucht, ob eine erfolgreiche MRA-geführte Planung die benötigte Strahlendosis reduziert.
In diese retrospektive Analyse wurden 56 Patienten, die zwischen Januar 2017 und April 2018 im Frankfurter Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie eine PAE erhielten und bei denen ein vollständiger, die Interventionszeit und Strahlungsparameter umfassender Datensatz sowie eine MRA vor der PAE vorlagen, eingeschlossen. Zusätzlich wurden mittels International Prostate Symptom Score (IPSS), Quality of Life (QoL) und International Index of Erectile Function (IIEF) klinische Daten vor und nach der PAE erhoben. In der Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) vor der PAE wurden das Prostatavolumen, die Intravesical Prostatic Protrusion (IPP) und der Prostatic Urethral Angle (PUA) untersucht. Zur Analyse der Prostataarterie wurden Maximum Intensity Projection (MIP) und ein dreidimensionales Modell verwendet. Um die Auswirkungen einer erfolgreichen Urspungsanalyse auf Interventionszeit und Strahlungsparameter zu untersuchen, wurden diese Faktoren zwischen zwei Gruppen verglichen. In der ersten Gruppe konnte die Prostataarterie mittels MRA ermittelt werden, in der zweiten Gruppe war dies v.a. aufgrund von technischen Mängeln der Bildakquisition nicht möglich.
Der Nachweis des Ursprungs gelang bei 84,73% (111 von 131) der Prostataarterien, davon entsprangen 52,25% der A. pudenda interna, 18,92% zusammen mit der A. vesicalis superior, 13,51% seltenen Ursprüngen, 10,81% der A. obturatoria und 4,51% der vorderen Division der A. iliaca interna unterhalb der A. vesicalis inferior. Die Gruppe mit erfolgreicher Ursprungsanalyse mittels MRA zeigte signifikant geringere Werte in Fluoroskopiezeit (-26,96%, p = 0,0282), Dosisflächenprodukt (-38,04%, p = 0,0025) und Eingangsdosis (-37,10%, p = 0,0020). Die PAE bedingte eine signifikante Verbesserung in IPSS (p < 0,0001), Lebensqualität (p < 0,0001) und IIEF (p = 0,0016), dabei konnte der von den Patienten angegebene IPSS-Wert um durchschnittlich 9,42 Punkte (-43,37%) und der QoL-Wert um 2 Punkte (-50,00%) reduziert werden. Das Prostatavolumen (p < 0,0001), IPP (p = 0,0004) und PUA (p < 0,0001) zeigten sich ebenfalls signifikant reduziert. Das Volumen der Prostata schrumpfte um 4,92 ml (-8,35%), die IPP um 1,2 mm (-9,2%) und der PUA um 5,5° (-8,10%). Signifikante Zusammenhänge konnten zwischen IPSS- und QoL-Reduktion (p < 0,0001, r = 0,7555), sowie zwischen Höhe des IPSS vor der PAE und der absoluten IPSS-Reduktion (p = 0,0041, r = -0,4434) nachgewiesen werden.
Die MRA ermöglicht eine strahlungsfreie Analyse des Abgangs der Prostataarterie. Durch diese Auswertung konnte die benötigte Strahlendosis signifikant reduziert werden. Die MRA-geplante PAE erzielte eine deutliche Verbesserung der Symptomatik und der Lebensqualität. Die erektile Funktion konnte signifikant verbessert werden. Prostatavolumen, IPP und PUA zeigten zwar signifikante Veränderungen, wiesen jedoch keinen Zusammenhang zu klinischen Entwicklungen auf. Zwischen dem Ausgangsvolumen der Prostata und dem klinischen Ergebnis konnte ebenfalls keine signifikante Korrelation festgestellt werden, jedoch scheint der Ausgangswert des IPSS eine prädiktive Funktion zu haben.
Die MRA-geplante PAE ist klinisch effektiv und ermöglicht durch die Analyse der Prostataarterie eine Reduktion der benötigten Strahlung. Zusammen mit der MRT unterstützt sie die Indikationsstellung und Planung der PAE.
The interaction of Eph receptor tyrosine kinases with their transmembrane ligands; the ephrins, is important for the regulation of cell-cell communication. Ephrin-Eph signaling is probably best known for the discrimination of arterial and venous territories by repulsion of venous endothelial cells away from those with an arterial fate. Ultimately, cell repulsion is mediated by initiating the collapse of the actin cytoskeleton in membrane protrusions. Here, we investigated the role of the Ena/VASP family of actin binding proteins in endothelial cell repulsion initiated by ephrin ligands. Human endothelial cells dynamically extended sheet-like lamellipodia over ephrin-B2 coated surfaces. While lamellipodia of control siRNA transfected cells rapidly collapsed, resulting in a pronounced cell repulsion from the ephrin-B2 surfaces, the knockdown of Ena/VASP proteins impaired the cytoskeletal collapse of membrane protrusions and the cells no longer avoided the repulsive surfaces. Mechanistically, ephrin-B2 stimulation elicited the EphB-mediated tyrosine phosphorylation of VASP, which abrogated its interaction with the focal adhesion protein Zyxin. Nck2 was identified as a novel VASP binding protein, which only interacted with the tyrosine phosphorylated VASP protein. Nck links Eph-receptors to the actin cytoskeleton. Therefore, we hypothesize that Nck-Ena/VASP complex formation is required for actin reorganization and/or Eph receptor internalization downstream of ephrin-Eph interaction in endothelial cells, with implications for endothelial navigation and pathfinding.
Endothelial tip cells are essential for VEGF-induced angiogenesis, but underlying mechanisms are elusive. Endothelial-specific deletion of EVL, a member of the mammalian Ena/VASP protein family, reduced the expression of the tip cell marker protein endothelial cell specific molecule-1 (Esm1) and compromised the radial sprouting of the vascular plexus in the postnatal mouse retina. The latter effects could at least partly be attributed to reduced VEGF receptor 2 (VEGFR2) internalization and signaling but the underlying mechanisms(s) are not fully understood. In the present study, we revealed that the expression of the long non-coding RNA H19 was significantly reduced in endothelial cells from postnatal EVL-/- mice and in siRNA-transfected human endothelial cells under hypoxic conditions. H19 was recently shown to promote VEGF expression and bioavailability via Esm1 and hypoxia inducible factor 1α (HIF-1α). Similar to EVL-/- mice, the radial outgrowth of the vascular plexus was significantly delayed in the postnatal retina of H19-/- mice. In summary, our data suggests that loss of EVL not only impairs VEGFR2 internalition and downstream signaling, but also impairs VEGF expression and bioavailability in the hypoxic retina via downregulation of lncRNA H19.
Endothelial tip cells are essential for VEGF-induced angiogenesis, but underlying mechanisms are elusive. The Ena/VASP protein family, consisting of EVL, VASP, and Mena, plays a pivotal role in axon guidance. Given that axonal growth cones and endothelial tip cells share many common features, from the morphological to the molecular level, we investigated the role of Ena/VASP proteins in angiogenesis. EVL and VASP, but not Mena, are expressed in endothelial cells of the postnatal mouse retina. Global deletion of EVL (but not VASP) compromises the radial sprouting of the vascular plexus in mice. Similarly, endothelial-specific EVL deletion compromises the radial sprouting of the vascular plexus and reduces the endothelial tip cell density and filopodia formation. Gene sets involved in blood vessel development and angiogenesis are down-regulated in EVL-deficient P5-retinal endothelial cells. Consistently, EVL deletion impairs VEGF-induced endothelial cell proliferation and sprouting, and reduces the internalization and phosphorylation of VEGF receptor 2 and its downstream signaling via the MAPK/ERK pathway. Together, we show that endothelial EVL regulates sprouting angiogenesis via VEGF receptor-2 internalization and signaling.
In higher concentrations, the blood pressure regulating hormone angiotensin II leads to vasoconstriction, hypertension, and oxidative stress by activating NADPH oxidases which are a major enzymatic source of reactive oxygen species (ROS). With the help of knockout animals, the impact of the three predominant NADPH oxidases present in the kidney, i.e., Nox1, Nox2 and Nox4 on angiotensin II-induced oxidative damage was studied. Male wildtype (WT) C57BL/6 mice, Nox1-, Nox2- and Nox4-deficient mice were equipped with osmotic minipumps, delivering either vehicle (PBS) or angiotensin II, for 28 days. Angiotensin II increased blood pressure and urinary albumin levels significantly in all treated mouse strains. In Nox1 knockout mice these increases were significantly lower than in WT, or Nox2 knockout mice. In WT mice, angiotensin II also raised systemic oxidative stress, ROS formation and DNA lesions in the kidney. A local significantly increased ROS production was also found in Nox2 and Nox4 knockout mice but not in Nox1 knockout mice who further had significantly lower systemic oxidative stress and DNA damage than WT animals. Nox2 and Nox4 knockout mice had increased basal DNA damage, concealing possible angiotensin II-induced increases. In conclusion, in the kidney, Nox1 seemed to play a role in angiotensin II-induced DNA damage.
Alle lebenden Organismen sind in der Lage, sich an den re-gelmäßigen Wechsel von Licht und Dunkelheit und den zeitli-che Veränderungen im Takt der Jahreszeiten anzupassen. Die-se Synchronisierung der Aktivitäts- und Ruhephasen, sowie von physiologischen Stoffwechselprozessen an die vorgegebe-nen tageszeitlichen und saisonalen Zyklen findet beim Säu-getier in der inneren Uhr im Nucleus Suprachiasmaticus (SCN) statt. Das Licht, als wichtigster Zeitgeber für die Synchronisation der inneren Uhr, findet Eingang zum SCN über die Retina und den retinohypothalamischen Trakt (RTH), der Glutamat als Neurotransmitter nutzt. Ist dieses System fehlerhaft, führt dies zu Störung der oben beschriebenen Anpassungsprozesse. Dies hat eine gestörte Homöostase des Organismus zu Folge, aus denen sich wiederum Veränderungen im Tag/Nacht- Rhythmus, Schlafstörungen und depressive Ver-stimmungen ergeben können. Die genannten Symptome decken sich mit den Frühsymptomen den neurodegenerativen Erkran-kung Morbus Parkinson.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Störungen im photoneu-roendokrinen System, insbesondere Veränderungen in der Re-tina an den photosensitiven Ganglienzellen mit dem Photo-pigment Melanopsin und dem SCN bei transgene Mäuse mit dem humanen alpha-Synuclein zu untersuchen. Hierbei wurden transgene Mäuse mit dem gesunden humanen alpha-Synuclein (Wildtyp) und transgene Mäuse mit der für Parkinson spezi-fischen Mutation im alpha-Synuclein Ala53Thr (A53T) vergli-chen.
Die immunochemischen Untersuchungen an Retina und SCN zei-gen einen signifikanten Anstieg der alpha-Synuclein Immun-reaktion bei der A53T Maus im Vergleich zum Wildtyp.
Parallel dazu wurden Unterschiede in Bezug auf das Photo-pigment Melanopsin zwischen den beiden Gruppen untersucht. Melanopsin ist lichtsensitiv und trägt, durch Übermittlung der aktuellen Lichtverhältnisse über den retinohypothalami-schen Trakt zum SCN, zur Synchronisation der circadianen Rhythmik bei. Durch den in dieser Arbeit nachgewiesene Me-lanopsindefizit und des deutlich reduzierten Vglut2 im hy-pothalamischen Trakt der A53T Maus lässt sich die Hypothese ableiten, dass möglicherweise die Überexpression des mu-tierten alpha-Synuclein in der Retina einen Untergang von melanopsinhaltigen Ganglienzellen herbeiführt und dadurch die Synchronisation der inneren Uhr durch Licht gestört ist. Diese Hypothese wird durch die Aktivitätsprofile ge-stützt, die durch die Aufzeichnung der lokomotorischen Ak-tivität der Tiere erstellt wurden.
Da in beiden Gruppen unter Dauerdunkel (DD) ein endogener zirkadianer Rhythmus beobachtet werden konnte, lässt dies auf die Funktionstüchtigkeit der inneren Uhr im SCN schlie-ßen. Im anschließenden Versuch die endogene Rhythmik an exogenen Reize anzupassen, zeigte sich bei dem A53T Stamm eine fehlende Synchronisierung an vorgegebene Lichtverhält-nisse mit gesteigerter Tagaktivität und reduzierten Schlaf-phasen. Somit trägt der fehlerhaft verarbeitete Lichtreiz bei A53T Mutanten zur Destabilisierung des zirkadianen Rhythmus der Lokomotion bei. Trotz des gestörten glutama-tergen Signalweges im retinohypothalamischen Trakt konnten keine Unterschiede in der Expression der Homerproteine zwi-schen Wildtyp und A53T unter Standard-Photoperiode und nach Schlafdeprivation nachgewiesen werden.
Die vorliegenden Befunde liefern Erkenntnisse zur Entste-hung der Frühsymptome bei Morbus Parkinson. Dies könnte neue Ansatzpunkte für die Therapie und Linderung von Schlafstörungen sowie Veränderungen im Tag/Nachtrhythmus liefern.
Highlights
• Parents with and without migration background differ in educational knowledge.
• Parents with migration background have less educational knowledge on average.
• Variations in educational knowledge by immigrant groups.
• Social and cultural resources are central to explaining knowledge differences.
• Acculturation strategies prove to be of little relevance.
Abstract
Although extant research persistently highlights the importance of information for educational decision-making, better understanding the existence of, and the underlying reasons for, informational differences between immigrant and non-immigrant parents is important. This study examines the differences in the level of information between immigrant and non-immigrant parents of third graders just before they make probably their most important educational decision in the German education system. We draw on approaches highlighting the importance of resources and parents’ acculturation to explain the informational differences between immigrant and non-immigrant parents. Employing linear regression and probability models on data from the National Educational Panel Study in Germany (N = 3961), we demonstrate that all immigrant groups, particularly those from Turkey, the former Yugoslavia, the Middle East, and northern Africa, are significantly less informed than parents without own immigration experience. This result is evident both in our overall test and in various domains of the test, which analyze different aspects of information relevant to parents’ educational decision-making. Furthermore, different endowments with social and cultural capital largely explain the informational differences between parents with and without an immigrant background. In contrast, different acculturation strategies are almost negligible in explaining the differences in the level of information. Our findings provide important insights for research on migration-related inequalities in educational decision-making and for developing interventions to improve migrant parents’ ability to make well-informed and thus intended educational decisions.
Die Neurowissenschaften sind in Forschungsarbeiten für Schüler und Studierende immer wieder als eines der schwierigsten Teilgebiete der Biologie angeführt. Die Inhalte werden überwiegend nicht verstanden. Als mögliche Ursache gelten die seltenen praktischen Zugänge für die Lernenden aufgrund limitierter Ressourcen. Diese Ursache konnte in der vorliegenden Arbeit durch eine Befragung der Lehrkräfte zu ihren Praxisumsetzungen bestätigt werden. 70 % der Lehrkräfte gaben an, dass sie keine Experimente in der Schule zum Thema Nervenzellen anbieten. Experimente zur Verhaltensbiologie führen 65 % der Lehrkräfte nicht durch.
Um Schülern die Möglichkeit zu geben, sich experimentell mit den Themenfeldern der Neuro- und Verhaltensbiologie auseinanderzusetzen, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Schülerlabortage auf dem Feld der Neurowissenschaften konzipiert. Die Konzepte wurden schülerorientiert umgesetzt und neurowissenschaftliche Forschung durch den eigenen Umgang mit modernen Forschungsapparaturen erfahrbar gemacht. Die drei Labortage für die Sekundarstufe II wurden wissenschaftlich begleitet: 1) Verhaltensbiologie, 2) systemische Ebene der Elektrophysiologie, 3) elektrophysiologische Forschungsmethoden. Um die Qualität und Wirksamkeit der Labortage beurteilen zu können, wurden sie mit Feedbackerhebungen begleitet. Die drei Labortage wurden sowohl von den Lehrkräften als auch von den Schülern bezüglich ihrer Qualität positiv bewertet. Für die Schüler konnte gezeigt werden, dass die Beurteilung weitgehend unabhängig von einem zugrunde liegenden Interesse an Biologie und Forschung ausfällt. Anhand einer retrospektiven Erhebung wird außerdem gezeigt, dass alle drei Labortage eine höchst signifikante, selbsteingeschätzte Steigerung des „Wissens“, der „Anwendungszuversicht“ und des „Interesses“ bewirken. Schüler mit niedrigen Ausgangswerten zeigen einen besonders hohen Anstieg. Für das Interesse kann weiter gezeigt werden, dass auch Schüler mit hohem Ausgangswert eine große Interessenssteigerung durch den Labortag aufweisen. Das Interesse für den verhaltensbiologischen Labortag liegt etwas niedriger – die Labortage mit elektrophysiologischen Inhalten zeigen dagegen für die Anwendungszuversicht etwas niedrigere Werte.
Der Fokus der fachdidaktischen Forschung lag auf der Betrachtung des experimentellen Zugangs zur Elektrophysiologie über ein entwickeltes „EPhys-Setup“. Dabei handelt es sich um einen quasi-realen Messaufbau. Die Umsetzung kombiniert dazu Komponenten eines realen Elektrophysiologie-Setups (Hands-on Komponenten) mit einer speziell entwickelten schülerfreundlichen Software (Neurosimulation) und einem virtuellen Nervensystem in Form einer Platine. Als Modellnervensystem werden für diese Umsetzung Ganglien von Hirudo medicinalis verwendet – der Neurosimulation liegen originale elektrophysiologische Messspuren des Ganglions zugrunde. Experimentelle Vermittlungsansätze für die Elektrophysiologie finden sich kaum für den Schulbereich. Dem Bedarf einer entsprechenden Beforschung wurde mit verschiedenen Testinstrumenten nachgegangen, um den Vermittlungsansatz mit dem EPhys-Setup bewerten zu können. Dafür fand eine Wirksamkeitsanalyse über die Erhebung der Motivation der Schüler statt (Lab Motivation Scale; Dohn et al. 2016). Von Bedeutung war auch, inwiefern gegenüber der Umsetzung eine Technologieakzeptanz vorliegt (Technology Acceptance Model; Davis 1989), die im Schulkontext ausgehend von der steigenden Einbindung von Technologien einen entsprechenden Forschungsbedarf aufweist. Weiter wurde untersucht, ob sich die Bewertung des EPhys-Setups von der Bewertung einer Kontrollgruppe unterscheidet. Für die Kontrollgruppe wurde die Neurosimulation von den Hands-on Komponenten gelöst und die Schüler arbeiteten ausschließlich PC-basiert. Die Ergebnisse zeigen, dass beide Umsetzungen die Motivation förderten und eine Technologieakzeptanz bei den Schülern aufwiesen. Der Unterschied der Untersuchungsgruppen fällt gering aus. Die Abhängigkeiten, die für die verwendete Simulationsumsetzung gefunden wurden, beziehen sich ausschließlich auf Komponenten der „Freude“. Somit wird der intrinsische Bereich von den Schülern die am EPhys-Setup gearbeitet haben höher bewertet. Zur weiteren Analyse der Testinstrumente wurde auch eine Abhängigkeit der Bewertung vom zugrunde liegenden Biologieinteresse sowie von den Computerfähigkeiten vergleichend betrachtet. Der Einfluss auf die Bewertungen der drei Testskalen ist in vielen Fällen höher als der Einfluss der verwendeten Simulation. Vom individuellen Biologieinteresse der Schüler zeigen alle untersuchten Komponenten eine Abhängigkeit. Die größeren Effekte beziehen sich auf die Komponenten der „Lernwirksamkeit“ oder der „Freude“. Von den individuellen Computerfähigkeiten der Schüler zeigen Komponenten zur „Zuversicht bezüglich der Methoden und der Inhalte“ eine Abhängigkeit.
Theater der Spur
(2014)
Das Licht gilt uns als "das" Signum von Humanität, Aufklärung, Erkenntnis und Fortschritt, aber im Theater "übersehen" wir das Licht meist oder reduzieren seinen Einsatz auf eine technische Dienstleistung, die mit "hoher Kunst" scheinbar nichts zu tun hat. Woher kommt das? Und welche Gründe sprechen dafür, dem Licht im Theater mehr Aufmerksamkeit zu schenken, als es viele Zuschauer, Theaterwissenschaftler und Theaterschaffende derzeit tun? Antworten lassen sich unter anderem bei Michel Foucault, Friedrich Schiller und Adolphe Appia finden.
Die fragmentierte Verrechtlichung des internationalen Raums, die Proliferation von Regelungsarrangements jenseits des Staates und die Diffusion globaler Normen sowie die daraus resultierenden Geltungs-, Kompetenz- und Autoritätskonflikte sind seit geraumer Zeit ein in der sozialwissenschaftlichen Literatur viel diskutiertes Phänomen. Überlappungen von nationalen Regierungssystemen und von im Völkerrecht verankerten klassischen internationalen Regimen existieren seit der Schaffung des Westfälischen Staatensystems.In jüngerer Zeit verstärkte sich der Pluralismus normativer Ordnungen jedoch global durch neuartige Typen von Regelungsarrangements jenseits des Staates. Auch unter den zwischenstaatlich geschaffenen internationalen Institutionen finden sich solche, die autonome Handlungs- und Entscheidungskompetenzen zugesprochen bekommen haben und diese als Akteure mit eigener Subjektivität ausüben. Hinzu kommt eine immer stärkere Aufnahme von „behind the border issues“ in den Aufgabenkatalog dieser Regime und Organisationen (Zürn 2004). Diese Entwicklungen führen zu einem neuen Grad an Kontestation und Umstrittenheit globaler normativer Ordnungen. Weder die Herstellung einer einheitlichen globalen normativen Ordnung noch eine Re-Nationalisierung des Rechts erscheinen heute als realistische Zukunftsprognosen. Umso wichtiger ist es daher, sich mit den Auswirkungen dieses Pluralismus’ normativer Ordnungen zu beschäftigen.
Highlights
• PUR, PVC and PLA microplastics affect life-history parameters of Daphnia magna.
• Natural kaolin particles are less toxic than microplastics.
• Microplastic toxicity is material-specific, e.g. PVC is most toxic on reproduction.
• In case of PVC, plastic chemicals are the main driver of microplastic toxicity.
• PLA bioplastics are similarly toxic as conventional plastics.
Abstract
Given the ubiquitous presence of microplastics in aquatic environments, an evaluation of their toxicity is essential. Microplastics are a heterogeneous set of materials that differ not only in particle properties, like size and shape, but also in chemical composition, including polymers, additives and side products. Thus far, it remains unknown whether the plastic chemicals or the particle itself are the driving factor for microplastic toxicity. To address this question, we exposed Daphnia magna for 21 days to irregular polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PUR) and polylactic acid (PLA) microplastics as well as to natural kaolin particles in high concentrations (10, 50, 100, 500 mg/L, ≤ 59 μm) and different exposure scenarios, including microplastics and microplastics without extractable chemicals as well as the extracted and migrating chemicals alone. All three microplastic types negatively affected the life-history of D. magna. However, this toxicity depended on the endpoint and the material. While PVC had the largest effect on reproduction, PLA reduced survival most effectively. The latter indicates that bio-based and biodegradable plastics can be as toxic as their conventional counterparts. The natural particle kaolin was less toxic than microplastics when comparing numerical concentrations. Importantly, the contribution of plastic chemicals to the toxicity was also plastic type-specific. While we can attribute effects of PVC to the chemicals used in the material, effects of PUR and PLA plastics were induced by the mere particle. Our study demonstrates that plastic chemicals can drive microplastic toxicity. This highlights the importance of considering the individual chemical composition of plastics when assessing their environmental risks. Our results suggest that less studied polymer types, like PVC and PUR, as well as bioplastics are of particular toxicological relevance and should get a higher priority in ecotoxicological studies.
Plastic products leach chemicals that induce in vitro toxicity under realistic use conditions
(2021)
Plastic products contain complex mixtures of extractable chemicals that can be toxic. However, humans and wildlife will only be exposed to plastic chemicals that are released under realistic conditions. Thus, we investigated the toxicological and chemical profiles leaching into water from 24 everyday plastic products covering eight polymer types. We performed migration experiments over 10 days at 40 °C and analyzed the migrates using four in vitro bioassays and nontarget high-resolution mass spectrometry (UPLC-QTOF-MSE). All migrates induced baseline toxicity, 22 an oxidative stress response, 13 antiandrogenicity, and one estrogenicity. Overall, between 17 and 8681 relevant chemical features were present in the migrates. In other words, between 1 and 88% of the plastic chemicals associated with one product were migrating. Further, we tentatively identified ∼8% of all detected features implying that most plastic chemicals remain unknown. While low-density polyethylene, polyvinyl chloride, and polyurethane induced most toxicological endpoints, a generalization for other materials is not possible. Our results demonstrate that plastic products readily leach many more chemicals than previously known, some of which are toxic in vitro. This highlights that humans are exposed to many more plastic chemicals than currently considered in public health science and policies.
Plastics contain a complex mixture of chemicals including polymers, additives, starting substances and side-products of processing. These plastic chemicals are prone to leach into the packaged goods, in the case of food contact materials (FCMs), or into the natural environment, in the case of plastic debris. Thus, plastics represent an exposure source of chemicals for humans and wildlife alike. While it is widely known that individual plastic chemicals, such as bisphenol A and phthalates, are hazardous, little is known on the overall chemical composition and toxicity of plastics. When fragmented into smaller particles, referred to as microplastics (< 5 mm), the plastic itself can be ingested by many species. It is well established that microplastic ingestion can have negative consequences for a wide range of organisms including invertebrates, but the contribution of plastic chemicals to the toxicity of microplastics is unclear.
Given the above, the present thesis aimed at a comprehensive toxicological, ecotoxicological and chemical characterization of everyday plastics. For a comparative evaluation, 77 plastic products were selected covering 16 material types (e.g., polyethylene) made from petroleum or renewable feedstocks. These products included biodegradable products, FCMs and non-FCMs, as well as raw materials and final products, respectively. In the first two studies, the chemical mixtures contained in the 77 products were extracted with methanol and extracts were analyzed in a set of four in vitro bioassays and by non-target high-resolution gas or liquid chromatography mass spectrometry. Since an exposure only occurs if chemicals actually leach under realistic conditions, in a third study migration experiments with water were conducted for 24 out of the 77 products. The aqueous migrates were assessed in the same way as the methanolic extracts. In addition, the freshwater invertebrate Daphnia magna was exposed chronically to microplastics made of polyvinylchloride (PVC), polyurethane (PUR) and polylactic acid (PLA) to investigate the contribution of chemicals in microplastic toxicity, in a fourth study.
The experimental findings demonstrate that a wide variety of chemicals is present in plastics. A single plastic product can contain up to several thousand chemical features, most of which unique to that product and at the same time unknown. The results also indicate that the majority of these chemical mixtures are toxic in vitro. Accordingly, 65% of the plastic extracts induced baseline toxicity and 42% an oxidative stress response, while 25% had an antiandrogenic and 6% an estrogenic activity. This implies that chemicals causing unspecific toxicity are more prevalent in plastics than such with endocrine effects. These chemicals can also leach from plastics under realistic conditions. Between 17 and 8936 chemical features were detected in a single migrate sample and all 24 tested migrates induced in vitro toxicity. This means that humans and wildlife can actually be exposed to toxic plastic chemicals under realistic conditions. Generally, each product has its individual toxicological and chemical fingerprint. Thus, neither material type, feedstock, biodegradability nor the food contact suitability of a product can serve as a predictor for the toxicity, the chemical composition or complexity of a product. Likewise, this means that bio-based and biodegradable materials are not superior to their petroleum-based counterparts from a toxicological perspective despite being promoted as sustainable alternatives to conventional plastics.
Moreover, the present thesis demonstrates that plastic chemicals can be the main driver for microplastic toxicity. Irregular microplastics made of PVC, PUR and PLA adversely affected life-history traits of D. magna in a polymer type- and endpoint-dependent manner at concentrations between 100 and 500 mg L-1 and with a higher efficiency than natural kaolin particles. While the toxicity of PVC was triggered by the chemicals used in the material, the effects of PUR and PLA were induced by the physical properties of the particle.
In addition, in the fifth study, results and observations made during this thesis were integrated inter- and transdisciplinarily with the perspectives of a social scientist and a product manufacturer. This elucidated that knowledge on plastic ingredients is often concealed, is lacking or not applicable in practice. These intransparencies hinder the safety evaluation of plastic products as well as the choice and sale of the least toxic packaging material.
Overall, the present thesis highlights that the chemical safety of plastics and their bio-based and biodegradable alternatives is currently not ensured. Thus, chemicals require more consideration in the toxicity and risk assessment of plastics and microplastics. Product-specific and complex chemical compositions, including unknown compounds, pose a challenge here. Two essential steps towards non-toxic products are to increase transparency along the product life cycle and to reduce the chemical complexity of plastics by communication and regulation. The results of the present thesis indicate that products exist which do not contain toxic chemicals. These can serve to direct the design of safer plastics. Since toxicity and chemical complexity seem to increase with processing, the integration of toxicity testing during the production steps would further support the safe and sustainable production and use of plastic products.
Um die Rolle von potentiell schmerzauslösenden Substanzen bei der Entstehung von menschlichem Muskelschmerz und von muskulärer Hyperalgesie zu beurteilen, wurde bei dieser Arbeit das DOMS Muskelschmerzmodell und das hypertone NaCl Muskelschmerzmodell in Kombination mit der Mikrodialysetechnik verwendet. Dabei wurden bei 10 gesunden, untrainierten Probanden metabolische Änderungen im Glucosestoffwechsel (Glucose, Laktat) und Fettstoffwechsel (Glycerol), Änderung der Glutamat Freisetzung und Änderungen von inflammatorischen Mediatoren (PGE2, NO, Substanz P) in den schmerzhaften und in den Kontrollmuskeln untersucht. Studienbegleitend erfolgte zur Beurteilung der Effektivität der Übungen und des dabei entstandenen Muskelschadens die Bestimmung von Serum CK, Serum Laktat, des Muskelumfangs und der Muskeldruckschmerzschwelle (PPT). Die Probanden gaben regelmäßig die Schmerzintensität auf einer visuellen Analogskala (VAS) an. Die DOMS Muskelschmerzen wurden 24 Stunden vor dem Beginn der Mikrodialyse durch konzentrisch/ exzentrische Kontraktionen der Wadenmuskulatur im Verum Bein ausgelöst. Während der Mikrodialyse erfolgte die Schmerzstimulation der Wadenmuskulatur durch Plantar- und Dorsalflexion des Fußes. Die Schmerzauslösung beim hypertonen NaCl Modell geschah während der Mikrodialyse durch sequentielle Injektionen von hypertoner NaCl Lösung ( 5 ∗ 200 µl 5.8% NaCl Lösung in 2 Minuten Intervallen) in den Bizepsmuskel am Oberarm. Die Zuordnung der Behandlung (Verum vs. Kontrollmuskel) erfolgte jeweils nach dem Zufallsprinzip.
Direkt nach den DOMS Übungen kam es zu einem signifikanten Anstieg von Laktat im Serum, nach 24 Stunden zu einem signifikanten Ansteigen der CK Aktivität und einer Zunahme des Muskelumfangs. Mit beiden Modellen konnte zuverlässig ein Muskelschmerz erzeugt werden, wobei die Schmerzintensität bei wiederholter Stimulierung abnahm und dies im DOMS Modell stärker ausgeprägt war. Eine mechanische Hyperalgesie konnte nur an den Waden beobachtet werden, die dort aber beidseitig auftrat und damit eine Art „zentraler Übererregbarkeit“ vermuten lässt. Die Dialysatkonzentrationen von Glutamat, PGE2 und Substanz P zeigten aufgrund der Schmerzstimulation im DOMS Bein einen lokalen Anstieg (Glutamat 125 ± 20 µM [p=0.005], PGE2 239 ± 45 pg/ml, Substanz P 64 ± 11 pg/ml). Dabei traten im Kontrollbein keine signifikanten Änderungen auf. Während der Mikrodialyseperiode war die NO Konzentration im DOMS Bein signifikant geringer als im Kontrollbein (p = 0.02), zeigte dabei aber keine Beeinflussung durch die Schmerzstimulation. Gleichzeitig war dabei die Laktatkonzentration im DOMS Bein im Vergleich zum Kontrollbein erhöht. Die Glucose- und Glycerolkonzentrationen wiesen durch die Schmerzauslösung keine bedeutenden Veränderungen auf.
Im Bizepsmuskel kam es infolge der hypertonen NaCl Injektionen zu einem signifikanten Anstieg der Glutamat Konzentration im Dialysat (50 ± 3 µM, p = 0.003), wobei diese im Kontrollmuskel konstant blieb. Die Injektionen hatten aber keinen Einfluss auf die Werte von Glucose, Laktat, Glycerol, NO, PGE2, des Muskelumfangs und der PPT.
Möglicherweise ist ein inflammatorischer Prozess an den peripheren Mechanismen der Muskelschmerzentstehung beim DOMS Modell beteiligt. Die Injektion von hypertoner NaCl Lösung löst den Muskelschmerz vermutlich direkt durch die hohe extrazelluläre Natrium Konzentration aus, wobei es zu einer Depolarisation der Nozizeptormembran mit einer nachfolgenden Glutamat Freisetzung aus den aktivierten Nozizeptoren kommt. Die Vorteile dieses Modells sind die Wiederholbarkeit und die kurze Dauer des Muskelschmerzes. Die dem ausgelösten Schmerz zugrundeliegenden Mechanismen ähneln jedoch nicht den Mechanismen die dem klinischen Muskelschmerz zugrunde liegen. Deshalb könnte es sein, dass die Bedeutungen der Ergebnisse aus diesem Modell relativ beschränkt sind und die Nützlichkeit insbesondere für pharmakologische Studien damit auch eingeschränkt ist.
Der Neurotransmitter Glutamat ist an den peripheren Mechanismen der Muskelschmerzentstehung beteiligt, da die Glutamat Freisetzung direkt mit dem Muskelschmerz beim DOMS Modell und beim Hypertonen NaCl Modell assoziiert war. Die beim DOMS Modell erhöhten Konzentrationen von Laktat, PGE2, sowie die Änderungen von Substanz P und die erniedrigten NO Konzentrationen könnten auch zu der Entstehung von Muskelschmerz beitragen.
Der beobachtete Rückgang der Schmerzintensität bei wiederholter Stimulierung lässt auf eine Art „Gewöhnung“ schließen, die bei Anwendung des DOMS Modells für pharmakologische Untersuchungen einen Nachteil darstellen könnte.
Mechanistic and structural studies of membrane proteins require their stabilization in specific conformations. Single domain antibodies are potent reagents for this purpose, but their generation relies on immunizations, which impedes selections in the presence of ligands typically needed to populate defined conformational states. To overcome this key limitation, we developed an in vitro selection platform based on synthetic single domain antibodies named sybodies. To target the limited hydrophilic surfaces of membrane proteins, we designed three sybody libraries that exhibit different shapes and moderate hydrophobicity of the randomized surface. A robust binder selection cascade combining ribosome and phage display enabled the generation of conformation-selective, high affinity sybodies against an ABC transporter and two previously intractable human SLC transporters, GlyT1 and ENT1. The platform does not require access to animal facilities and builds exclusively on commercially available reagents, thus enabling every lab to rapidly generate binders against challenging membrane proteins.
Geoffrey Burnstock will be remembered as the scientist who set up an entirely new field of intercellular communication, signaling via nucleotides. The signaling cascades involved in purinergic signaling include intracellular storage of nucleotides, nucleotide release, extracellular hydrolysis, and the effect of the released compounds or their hydrolysis products on target tissues via specific receptor systems. In this context ectonucleotidases play several roles. They inactivate released and physiologically active nucleotides, produce physiologically active hydrolysis products, and facilitate nucleoside recycling. This review briefly highlights the development of our knowledge of two types of enzymes involved in extracellular nucleotide hydrolysis and thus purinergic signaling, the ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolases, and ecto-5′-nucleotidase.
Der zweckmäßige Einsatz der Skelettmuskulatur stellt in alltäglichen Bewegungen und im Sport ein zentrales Thema dar. Zur Ausführung unterschiedlicher Bewegungsziele verfügt die Muskulatur über verschiedene Arbeitsweisen, welche wiederum durch einzigartige neuronale Aktivierungsmuster realisiert werden. Bei der negativen Arbeitsweise, der Exzentrik, ist die innere Kraft der Muskulatur kleiner als die äußere Kraft des Widerstandes, wodurch die aktivierte Muskulatur in die Länge gezogen wird. Da hierbei durch das neuromuskuläre System die höchsten Kraftwerte erzielt werden, wird die Muskulatur unter exzentrischen Bedingungen einer sehr hohen Spannung ausgesetzt. Dies stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Kraftsteigerung und Muskelhypertrophie dar. Deshalb befürworten Trainer und Autoren vielfach den Einsatz maximaler und supramaximaler exzentrischer Trainingsmethoden, um das Kraftvermögen in verschiedenen leistungssportlichen Disziplinen zu steigern. Ebenso wird diese Form des Trainings in präventiven und rehabilitativen Bereichen eingesetzt, um vor allem das Muskel-Sehnen-System zu kräftigen.
Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die Kontraktionsbedingungen und Effektivität des exzentrischen und konventionellen Krafttrainings zu vergleichen. Gleichermaßen war der Leistungstransfer auf eine funktionale mehrgelenkige Übung von besonderem Interesse. An der dazu durchgeführten Untersuchung nahmen 56 Probanden teil, wovon fünf aufgrund unerwarteter zeitlicher sowie verletzungsbedingter Ausfälle nicht das Ende der Untersuchung erreichten. In die Auswertung gelangten demnach 51 Probanden, davon 19 der exzentrischen Trainingsgruppe (ETG), 17 der konventionellen Trainingsgruppe (KTG) und 15 der Kontrollgruppe (KON). Letztere absolviert lediglich die Ein- und Ausgangstests. Vor, während und nach einem sechswöchigen Trainingszyklus am Beinstrecker wurden die exzentrische und konzentrische Maximalkraft sowie das Dreier-Wiederholungsmaximum an der Beinpresse ermittelt. Zur weiteren Analyse wurden bei diesen Tests die mittlere myoelektrische Aktivität (ARV) und Medianfrequenz (MDF) aus dem Oberflächen-EMG des m. vastus lateralis, m. vastus medialis und des m. rectus femoris aufgezeichnet. Von einer Teilgruppe aller Trainingsgruppen wurden zudem Veränderungen der Sprunghöhen aus Countermovement Jump (CMJ) und Squat Jump (SJ) ermittelt.
Beide Interventionsgruppen trainierten zweimal wöchentlich mit 5 Sätzen zu je 8 Wiederholungen am Beinstrecker. Der ETG wurde das Gewicht manuell angereicht, welches nach erfolgter Übergabe langsam und kontrolliert (maximal 25 °/Sekunde) von der gestreckten in die gebeugte Position geführt werden sollte. Die KTG führte das Gewicht ohne weitere Beschränkungen von der gebeugten in eine vordefinierte gestreckte Position und wieder zurück. Zur statistischen Auswertung wurden die Daten der Kontraktionsbedingungen des Eingangstests mittels t-Test für abhängige Stichproben analysiert. Zum Vergleich der Trainingsanpassungen wurde eine zweifaktorielle Varianzanalyse mit Messwiederholung und bei signifikantem F-Wert der post-hoc Test nach Scheffé durchgeführt. Dabei wurden die Steigerungsraten der Trainingsgruppen an den Veränderungen der KON relativiert. Das Signifikanzniveau wurde auf p ≤ 0,05 gesetzt.
Vor der Trainingsintervention lag die exzentrische Maximalkraft aller Probanden durchschnittlich 35,63 % über der konzentrischen und wurde begleitet von einer geringeren ARV und MDF. Durch beide Trainingsformen wurde die exzentrische Maximalkraft erhöht, jedoch fiel der Anstieg der ETG (35,41 %) signifikant größer aus als jener der KTG (24,48 %). Im Gegensatz dazu konnte die konzentrische Maximalkraft jedoch nur von der KTG signifikant gesteigert werden (19,92 %). Zum Vergleich ETG: 8,10 %. Das Dreier-Wiederholungsmaximum an der Beinpresse wurde in beiden Gruppen im ähnlichen Ausmaß signifikant erhöht (ETG 19,92 % vs. KTG 16,08 %). Die Analyse der Sprungkraftsteigerungen im CMJ (KTG 4,54 % vs. ETG 3,21 %) sowie im SJ (KTG 5,14 % vs. ETG 2,70 %) hingegen erbrachte keine signifikanten Steigerungen oder Unterschiede zwischen den Gruppen. Die festgestellten Entwicklungen der Kraftwerte lassen sich auf Grund der relativ kurzen Interventionsdauer überwiegend auf Anpassungen der intramuskulären Koordination zurückführen, welche durch einen Anstieg der ARV kenntlich wird. Dieser ARV-Anstieg fiel besonders bei der exzentrischen Maximalkraft auf, was auf einen trainingsbedingten Rückgang der Inhibition schließen lässt. Einen signifikanten Rückgang der MDF in allen Tests erzielte lediglich die ETG, dies jedoch nur für den m. rectus femoris. Signifikante Veränderungen der KTG oder Unterschiede zwischen den Trainingsgruppen blieben hier aus.
So führten beide Trainingsprogramme zu spezifischen Anpassungen der Kraft und myoelektrischen Aktivitätsmuster. Bezüglich der kumulierten Kraftsteigerung, des Leistungstransfers und der Veränderung der myoelektrischen Aktivität konnte jedoch keine Überlegenheit der exzentrischen Trainingsform herausgestellt werden. Aus ökonomischer Sicht bietet die exzentrische Methode allein keine genügende Vorbereitung auf primär konzentrische Bewegungsaufgaben. Die Ergebnisse legen jedoch nahe, dass das exzentrische Training zu äußerst spezifischen Anpassungen führt, welche bei der Trainingsplanung zielgerichtet Berücksichtigung finden sollten.
The democratic boundary problem raises the question of who has democratic participation rights in a given polity and why. One possible solution to this problem is the all-affected principle (AAP), according to which a polity ought to enfranchise all persons whose interests are affected by the polity’s decisions in a morally significant way. While AAP offers a plausible principle of democratic enfranchisement, its supporters have so far not paid sufficient attention to economic participation rights. I argue that if one commits oneself to AAP, one must also commit oneself to the view that political participation rights are not necessarily the only, and not necessarily the best, way to protect morally weighty interests. I also argue that economic participation rights raise important worries about democratic accountability, which is why their exercise must be constrained by a number of moral duties.
Reduction and deletion processes occur regularly in conversational speech. A segment that is affected by such reduction and deletion processes in many Germanic languages (e.g., Dutch, English, German) is /t/. There are similarities concerning the factors that influence the likelihood of final /t/ to get deleted, such as segmental context. However, speakers of different languages differ with respect to the acoustic cues they leave in the speech signal when they delete final /t/. German speakers usually lengthen a preceding /s/ when they delete final /t/. This article investigates to what extent German listeners are able to reconstruct /t/ when they are presented with fragments of words where final /t/ has been deleted. It aims also at investigating whether the strategies that are used by German depend on the length of /s/, and therefore whether listeners are using language-specific cues. Results of a forced-choice segment detection task suggest that listeners are able to reconstruct deleted final /t/ in about 45% of the times. The length of /s/ plays some role in the reconstruction, however, it does not explain the behavior of German listeners completely.
Background: Exercise seems to minimize prostate cancer specific mortality risk and treatment related side effects like fatigue and incontinence. However the influence of physical activity on the immunological level remains uncertain. Even prostate cancer patients undergoing palliative treatment often have a relatively long life span compared to other cancer entities. To optimize exercise programs and their outcomes it is essential to investigate the underlying mechanisms. Further, it is important to discriminate between different exercise protocols and therapy regimes.
Methods/Design: The ProImmun study is a prospective multicenter patient preference randomized controlled trial investigating the influence of a 24 week endurance exercise program in 80–100 prostate cancer patients by comparing patients undergoing Antiandrogen therapy combined with exercise (AE), Antiandrogen therapy without exercise (A), Chemotherapy with exercise(CE) or Chemotherapy without exercise (C). The primary outcome of the study is a change in prostate cancer relevant cytokines and hormones (IL-6, MIF, IGF-1, Testosterone). Secondary endpoints are immune cell ratios, oxidative stress and antioxidative capacity levels, VO2 peak, fatigue and quality of life. Patients of the intervention group exercise five times per week, while two sessions are supervised. During the supervised sessions patients (AE and CE) exercise for 33 minutes on a bicycle ergometer at 70-75% of their VO2 peak. To assess long term effects and sustainability of the intervention two follow-up assessments are arranged 12 and 18 month after the intervention.
Discussion: The ProImmun study is the first trial which primarily investigates immunological effects of a six month endurance exercise program in prostate cancer patients during palliative care. Separating patients treated with Antiandrogen therapy from those who are additionally treated with Chemotherapy might allow a more specific view on the influence of endurance training interventions and the impact of different therapy protocols on the immune function.
Trial registration: German Clinical Trials Register: DRKS00004739
Membrane-Phloretin Interaction, Infrared Raman, ESR Spectroscopy The transport inhibitor phloretin was bound to human red cell membrane and the concomitant structural changes were observed by spectroscopic methods. By the spin labeling method a decrease in fluidity of the membrane was found at 1 and 10 |iM concentrations of the reagent. This result was obtained with the 2-(3-Carboxypropyl)-4,4-dimethyl-2-tridecyl-3-oxazolidinyloxyl, and the 2-(14-Carboxytetradecyl)-2-ethyl-4,4-dimethyl-3-oxazolidinyloxyl lipid spin labels. Infrared spectroscopy of modified membranes revealed an intensity increase of the POO~ band at about 1250 cm-1. Moreover, a shift of the peak at 1050 cm -1 to 1100 cm-1 was observed in the presence of phloretin. Raman spectroscopy of the membranes did not contradict the results found with infrared and ESR spectroscopy: In the phloretin modified membrane we observed a lack of the band at 1085 cm-1, which leads to suggest that the POO" and/or C-C regions are less fluid. Changes of the extracted red cell membrane lipids were less characteristic, and the results differed from those found in red cell membrane.
Divergent selection between ecologically dissimilar habitats promotes local adaptation, which can lead to reproductive isolation (RI). Populations in the Poecilia mexicana species complex have independently adapted to toxic hydrogen sulfide and show varying degrees of RI. Here, we examined the variation in the mate choice component of prezygotic RI. Mate choice tests across drainages (with stimulus males from another drainage) suggest that specific features of the males coupled with a general female preference for yellow color patterns explain the observed variation. Analyses of male body coloration identified the intensity of yellow fin coloration as a strong candidate to explain this pattern, and common-garden rearing suggested heritable population differences. Male sexual ornamentation apparently evolved differently across sulfide-adapted populations, for example because of differences in natural counterselection via predation. The ubiquitous preference for yellow color ornaments in poeciliid females likely undermines the emergence of strong RI, as female discrimination in favor of own males becomes weaker when yellow fin coloration in the respective sulfide ecotype increases. Our study illustrates the complexity of the (partly non-parallel) pathways to divergence among replicated ecological gradients. We suggest that future work should identify the genomic loci involved in the pattern reported here, making use of the increasing genomic and transcriptomic datasets available for our study system.
Die Differenzierung zwischen Teilpopulationen hin zu unterschiedlichen Arten kann nur erfolgen, wenn zwischen diesen Teilpopulationen reproduktive Isolation besteht. Wie die unterschiedlichen Arten von reproduktiver Isolation zusammenwirken und welche Voraussetzungen bestehen müssen, um neue Arten zu bilden, muss in jedem Studiensystem untersucht werden. Ein idealer Ansatzpunkt sind Arten, die sich mehrfach an anspruchsvolle Habitate angepasst haben, deren Artbildung also von ökologischen Habitatparametern bestimmt wird. Dieser Vorgang wird als Ökologische Artbildung bezeichnet. Im Artkomplex Poecilia spec., der im Süden Mexikos mehrere schwefelangepasste Ökotypen ausgebildet hat, wurden erste Hinweise auf eine Korrelation zwischen der Selektionsstärke von natürlicher und sexueller Selektion gefunden, deren Einfluss zusammen die bestehenden reproduktiven Barrieren zwischen Klarwasser- und Schwefelökotyp formen. Wie diese Reproduktionsbarrieren beschaffen sind und wie die Umweltvariable Schwefel auf die Morphologie und das Verhalten der Poeciliiden Einfluss nimmt, wurde in der vorliegenden Arbeit anhand von fünf Fragestellungen untersucht. (1) Die Körperfärbung kann ein aussagekräftiges Signal für die Qualität des potentiellen Partners bei der Fortpflanzung sein. Wie beeinflusst die extreme Umweltvariable Schwefel die Ausbildung von Färbung? (2) Sind die gefundenen Anpassungen der Färbung erblich oder werden sie plastisch entsprechend des Nahrungsangebots ausgebildet? (3) In einem der untersuchten Flusssysteme konnte unvollständige reproduktive Isolation zwischen der Klarwasser- und Schwefelpopulation nachgewiesen werden. Sind in den Mischzonen zwischen diesen beiden Habitaten Hybriden genetisch nachweisbar und bilden diese die Färbungsanpassungen der Klarwasser-, der Schwefelpopulation oder eine intermediäre Form aus? (4) Die Gelbfärbung der Flossen bei Männchen scheint ein geeignetes Merkmal für die Anzeige der Qualität zu sein, da es möglicherweise unabhängig vom Nahrungsangebot ausgebildet wird. Besteht eine weibliche Präferenz für dieses Merkmal? (5) Auch die weibliche Partnerwahlpräferenz wird vom Habitat und dem eigenen Zustand beeinflusst. Wie verändert sich die Präferenz für Männchen mit gutem Ernährungszustand bei Weibchen, die hungrig sind?
Um diese Fragen zu beantworten, wurden in mehreren Jahren Männchen und Weibchen der Arten Poecilia mexicana und Poecilia sulphuraria aus sieben Populationen im Studiengebiet in Südmexiko gefangen und auf ihre Färbung untersucht sowie Laborpopulationen getestet. Es konnten generelle Anpassungen der Färbung an die Umweltvariable Schwefel nachgewiesen werden. Dazu gehören die Aufhellung der Körperregionen, die durch Tarnung (konkret: countershading und background matching) vor Entdeckung durch Prädatoren schützen, und die Reduktion von Gelb- und Rottönen. Diese Anpassung ist vermutlich auf das geringe Angebot an Karotinoiden in den schwefelbelasteten Extremhabitaten zurückzuführen. Außerdem konnten zahlreiche flusssystem¬spezifische Anpassungen beschrieben werden, deren Ursachen in den Unterschieden zwischen den Schwefelhabitaten untereinander begründet sind. Das Flusssystem des Río Tacotalpa stellt hier eine Besonderheit dar, da Männchen eine besonders starke Gelbfärbung der Flossen aufweisen. Wildgefangene und laborgeborene Männchen dieses Flusssystems wurden verglichen, um einen Hinweis auf den Einfluss des Nahrungsangebots auf dieses Merkmal zu untersuchen. Tatsächlich ist die Ausprägung dieses Merkmals, die Gelbfärbung der Flossen, unabhängig vom Angebot an Karotinoiden. Während die hier verwendeten genetischen Analysen nicht geeignet waren, Hybriden aus den Mischzonen zwischen Schwefel- und Klarwasserhabitat nachzuweisen, ergaben die Untersuchungen von Individuen aus den Mischzonen keine eindeutigen Ergebnisse über eine etwaige intermediäre Ausbildung der Färbung. Die Präsentation von Männchen, deren Gelbintensität an den Flossenspitzen künstlich verändert wurde, konnte bei Weibchen keine eindeutige Präferenz für stärker gefärbte Männchen aufzeigen. Vielmehr weist dieses Ergebnis auf eine starke Korrelation zwischen mehreren Merkmalen (z. B. weitere morphologische Merkmale, Verhalten) hin, die für die Beurteilung der männlichen Qualität herangezogen werden. Die weibliche Präferenz für konditionsabhängige Merkmale wird bei schwefelangepassten Weibchen leicht verstärkt, wenn diese hungrig sind. Eine solche flexible Präferenz sollte gerade in Habitaten mit starken Fluktuationen im Nährstoffangebot existieren. Dabei waren Weibchen, denen Videoaufnahmen präsentiert wurden, eher in der Lage, das qualitativ hochwertigere Männchen zu identifizieren, als Weibchen, denen animierte Bilder präsentiert wurden. Auch hier wird davon ausgegangen, dass die Reduktion auf eines oder wenige Merkmale, die für die Partnerwahl zur Verfügung stehen, keine ausreichend starke Reaktion auslösen können. Vielmehr ist der Zugriff auf alle Aspekte der männlichen Erscheinung wichtig, um die Qualität des potentiellen Partners zu beurteilen.
Färbung ist also generell geeignet, den Ökotyp eines Individuums zu bestimmen und ein solches Merkmal kann der Artbestimmung im ersten Schritt der Partnerwahl dienen. Dasjenige männliche Färbungsmerkmal, das über mehrere Generationen gleichbleibend ausgeprägt wurde – die Gelbfärbung der Flossen – reicht jedoch nicht aus, um bei der weiblichen Partnerwahl eine Reaktion auszulösen. Vielmehr deuten die Ergebnisse auf eine enge Korrelation der Färbung mit weiteren Merkmalen in Morphologie und Verhalten eines Individuums hin, die vom wählenden Weibchen stets gemeinsam entsprechend der Multiple-message-Theorie betrachtet werden. Auch der Vergleich zwischen Videoaufnahmen und animierten Fotografien als Stimuli bei der Partnerwahl ergab, dass der Aspekt Verhalten (nur verfügbar mit Videoaufnahmen) für eine Partnerwahlentscheidung von Bedeutung ist.
Meine Arbeit konnte den bestehenden Wissensschatz um die bestehenden reproduktiven Barrieren im Studiensystem um den Aspekt der Färbung erweitern. Meine Ergebnisse zeigen weitere spannende Fragestellungen auf. Je größer das Verständnis der vorliegenden Selektionskräfte und Mechanismen reproduktiver Isolation ist, desto besser kann die Wissenschaft verstehen, welche Umgebungsvariablen welchen Einfluss auf den Prozess der Artbildung haben.
This paper is the first to conduct an incentive-compatible experiment using real monetary payoffs to test the hypothesis of probabilistic insurance which states that willingness to pay for insurance decreases sharply in the presence of even small default probabilities as compared to a risk-free insurance contract. In our experiment, 181 participants state their willingness to pay for insurance contracts with different levels of default risk. We find that the willingness to pay sharply decreases with increasing default risk. Our results hence strongly support the hypothesis of probabilistic insurance. Furthermore, we study the impact of customer reaction to default risk on an insurer’s optimal solvency level using our experimentally obtained data on insurance demand. We show that an insurer should choose to be default-free rather than having even a very small default probability. This risk strategy is also optimal when assuming substantial transaction costs for risk management activities undertaken to achieve the maximum solvency level.
The article presents the results of numerical and experimental investigations of guided wave propagation in aluminum plates with variable thickness. The shapes of plate surfaces have been specially designed and manufactured using a CNC milling machine. The shapes of the plates were defined by sinusoidal functions varying in phase shift, which forced the changes in thickness variability alongside the propagation path. The main aim of the study is to analyze the wave propagation characteristics caused by non-uniform thickness. In the first step, the influence of thickness variability on the time course of propagating waves has been analyzed theoretically. The study proves that the wave propagation signals can be determined based on knowledge about the statistical description of the specimen geometry. The histograms of thickness distribution together with the a priori knowledge of the dispersion curves were used to develop an iterative procedure assuming that the signal from the previous step becomes the excitation in the next step. Such an approach allowed for taking into account the complex geometry of the plate and rejecting the assumption about the constant average thickness alongside the propagation path. In consequence, it was possible to predict correctly the signal time course, as well as the time of flight and number of propagating wave modes in specimens with variable thickness. It is demonstrated that theoretical signals predicted in this way coincide well with numerical and experimental results. Moreover, the novel procedure allowed for the correct prediction of the occurrence of higher-order modes.
The article investigates the results obtained from numerical simulations and experimental tests concerning the propagation of guided waves in corroded steel plates. Developing innovative methodologies for assessing corrosion-induced degradation is crucial for accurately diagnosing offshore and ship structures exposed to harsh environmental conditions. The main aim of the research is to analyze how surface irregularities affect wave propagation characteristics. An investigation was conducted for antisymmetric fundamental mode A0. Specifically, the study examines the asymmetrical wavefronts generated by nonuniform thickness in damaged specimens. Initially, numerical analysis explores the impact of thickness variation on wave field symmetry. Corroded plates with varying levels of degradation are modeled using the random fields approach, with degradation levels ranging from 0 % to 60 %. Subsequently, the research investigates how the standard deviation of thickness distribution (from 5 % to 20 % of the initial thickness) and excitation frequency (from 50 to 150 kHz) influence recorded signals and the shape of reconstructed wavefronts. Each scenario compares wavefront symmetry levels estimated using rotational and bilateral symmetry degrees as indicative parameters. The numerical simulations are complemented by experimental tests conducted on plates with three different degradation levels. The results demonstrate the efficacy of the proposed wave field analysis approach for assessing structural integrity, as evidenced by the agreement between numerical predictions and experimental observations.
In this paper we propose a sociological concept of innovation capable of transcending the limitations faced by the approaches of common theories of action. The concept was formulated by Ulrich Oevermann and is based upon Max Weber’s theory of charismatic authority. We apply this concept to archaeological data, using the example of Neolithic copper metallurgy in central Europe, and discuss the importance of analyzing innovations that failed to materialize even though they might have been "in the air" at the time. The concept sketched here enables the scientific study of such a phenomenon.
Die randomisierte, dreiarmig kontrollierte Studie zu täglicher, peroraler Zusatzkost (ONS) bei Hämodialysepatienten (CHD) im Endstadium der Niereninsuffizienz (ESRD) über 6 Monate zeigte keine signifikanten Verbesserungen hinsichtlich folgender Nutritions-/Retentions- und Inflammationsparameter: Subjective Global Assessment (SGA); Body Mass Index (BMI); Querschnitt des Muskulus Iliopsoas,Oberarmumfang und Dicke des Unterhautfettgewebes (MRT); örperzellmasse und Phasenwinkel (Bioimpedanzanalyse BIA); Tumornekrosefaktor α (TNFα); Interleukin 1β und 6 (IL-1β und IL-6); C-Reaktives Protein (CRP). Der Querschnitt des Muskulus biceps brachii blieb in der Kontrollgruppe anfangs und zum Ende höher wie in den Interventionsgruppen. Der Serumkreatininwert der Interventionsgruppe mit HIV war anfangs geringer als in den übrigen Gruppen, die glomeruläre Filtrationsrate entsprechend besser, zum Ende waren diese Unterschiede nivelliert. Der Hauptbefund liegt in der hohen Mortalitätsrate der HIV-positiven Hämodialysepatienten (2 von 7 Pat., 28,6%), von denen beide im SGA als schwer mangel-/fehlernährt eingestuft wurden. Die Therapie eines Malnutritions-Infalmmations-Komplexes ist nicht allein durch orale Zusatzkost möglich. Weitere Studien müssen multimodale Konzepte zur Diagnose und zur Therapie erforschen. Hierzu kann perorale Zusatzkost ein einfach durchzuführendes Mittel als Teil der Behandlungsstrategie sein, zur erweiterten Diagnose kann die Bioimpedanzanalyse eine Möglichkeit sein, um den Teilaspekt der Nutritionskontrolle zu erfüllen.
The advent of improved experimental and theoretical techniques has brought a lot of attention to the electric dipole (E1) response of atomic nuclei in the last decade. The extensive studies have led to the observation and interpretation of a concentration of E1 strength energetically below the Giant Dipole Resonance in many nuclei. This phenomenon is commonly denoted as Pygmy Dipole Resonance (PDR). This contribution will summarize the most important results obtained using different experimental probes, define the challenges to gain a deeper understanding of the excitations, and discuss the newest experimental developments.
With the introduction of the virtual allocation crossmatch in the Eurotransplant (ET) region in 2023, the determination of unacceptable antigen mismatches (UAM) in kidney transplant recipients is of utmost importance for histocompatibility laboratories and transplant centers. Therefore, a joined working group of members from the German Society for Immunogenetics (Deutsche Gesellschaft für Immungenetik, DGI) and the German Transplantation Society (Deutsche Transplantationsgesellschaft, DTG) revised and updated the previous recommendations from 2015 in light of recently published evidence. Like in the previous version, a wide range of topics is covered from technical issues to clinical risk factors. This review summarizes the evidence about the prognostic value of contemporary methods for HLA antibody detection and identification, as well as the impact of UAM on waiting time, on which these recommendations are based. As no clear criteria could be determined to differentiate potentially harmful from harmless HLA antibodies, the general recommendation is to assign all HLA against which plausible antibodies are found as UAM. There is, however, a need for individualized solutions for highly immunized patients. These revised recommendations provide a list of aspects that need to be considered when assigning UAM to enable a fair and comprehensible procedure and to harmonize risk stratification prior to kidney transplantation between transplant centers.
Plexins are widely expressed transmembrane proteins that mediate the cellular effects of semaphorins. The molecular mechanisms of plexin-mediated signal transduction are still poorly understood. Here we show that signalling via B-family plexins leading to the activation of the small GTPase RhoA requires activation of the IκB kinase (IKK)-complex. In contrast, plexin-B-dependent regulation of R-Ras activity is not affected by IKK activity. This regulation of plexin signalling depends on the kinase activity of the IKK-complex, but is independent of NF-κB activation. We confirm that the IKK-complex is active in tumour cells and osteoblasts, and we demonstrate that plexin-B-dependent tumour cell invasiveness and regulation of osteoblast differentiation require an active IKK-complex. This study identifies a novel, NF-κB-independent function of the IKK-complex and shows that IKK directs plexin-B signalling to the activation of RhoA.
Loperamide, pimozide, and STF-62247 trigger autophagy-dependent cell death in glioblastoma cells
(2018)
Autophagy is a well-described degradation mechanism that promotes cell survival upon nutrient starvation and other forms of cellular stresses. In addition, there is growing evidence showing that autophagy can exert a lethal function via autophagic cell death (ACD). As ACD has been implicated in apoptosis-resistant glioblastoma (GBM), there is a high medical need for identifying novel ACD-inducing drugs. Therefore, we screened a library containing 70 autophagy-inducing compounds to induce ATG5-dependent cell death in human MZ-54 GBM cells. Here, we identified three compounds, i.e. loperamide, pimozide, and STF-62247 that significantly induce cell death in several GBM cell lines compared to CRISPR/Cas9-generated ATG5- or ATG7-deficient cells, pointing to a death-promoting role of autophagy. Further cell death analyses conducted using pharmacological inhibitors revealed that apoptosis, ferroptosis, and necroptosis only play minor roles in loperamide-, pimozide- or STF-62247-induced cell death. Intriguingly, these three compounds induce massive lipidation of the autophagy marker protein LC3B as well as the formation of LC3B puncta, which are characteristic of autophagy. Furthermore, loperamide, pimozide, and STF-62247 enhance the autophagic flux in parental MZ-54 cells, but not in ATG5 or ATG7 knockout (KO) MZ-54 cells. In addition, loperamide- and pimozide-treated cells display a massive formation of autophagosomes and autolysosomes at the ultrastructural level. Finally, stimulation of autophagy by all three compounds is accompanied by dephosphorylation of mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1), a well-known negative regulator of autophagy. In summary, our results indicate that loperamide, pimozide, and STF-62247 induce ATG5- and ATG7-dependent cell death in GBM cells, which is preceded by a massive induction of autophagy. These findings emphasize the lethal function and potential clinical relevance of hyperactivated autophagy in GBM.
Tiotropium as an add-on treatment option for severe uncontrolled asthma in preschool patients
(2021)
Background: Toddlers with asthma suffer disproportionally more than school-aged children from exacerbations with emergency visits and hospital admissions despite inhaled corticosteroid (ICS) treatment. A recent trial for children ≤ 5 years showed tolerability of tiotropium and potential to reduce asthma-related events.
Methods: We conducted a retrospective analysis of electronic outpatient records (2017‒2019) of children < 6 years treated with ICS plus long-acting β2-agonists (LABAs) plus tiotropium as an add-on for uncontrolled severe asthma. The primary endpoint was a comparison of systemic corticosteroid (SCS) prescriptions 6 months before and after ICS/LABA/tiotropium start. Secondary endpoints included physician visits, hospitalisations and antibiotic prescriptions. We compared outcomes with children without asthma matched for age, sex, season and screening date.
Results: Compared with a mean 2.42 (95% CI: 1.75, 3.36) SCS courses per patient within 6 months prior to ICS/LABA/tiotropium, 0.74 (95% CI: 0.25, 1.08) SCS courses per patient were prescribed within 6 months after starting ICS/LABA/tiotropium (P< 0.001). Physician visits dropped from 9.23 (95% CI: 7.15, 12.72) to 5.76 (95% CI: 3.10, 7.70) per patient (P< 0.01). Nineteen hospitalisations were recorded 6 months before ICS/LABA/tiotropium compared with one hospitalisation after (P< 0.01). A mean 1.79 antibiotic courses (95% CI: 1.22, 2.23) per patient were prescribed before ICS/LABA/tiotropium compared with 0.74 (95% CI: 0.22, 1.00) after ICS/LABA/tiotropium (P< 0.001). Hospitalisation rates for patients at observation end were not statistically different from healthy controls before/after matching.
Interpretation: Our retrospective study showed that adding tiotropium to ICS/LABA is a new treatment option for patients with severe preschool asthma; however, larger confirmatory studies are needed.
Strong dose response after immunotherapy with PQ grass using conjunctival provocation testing
(2019)
Background: Pollinex Quattro Grass (PQ Grass) is an effective, well-tolerated, short pre-seasonal subcutaneous immunotherapy to treat seasonal allergic rhinoconjunctivitis (SAR) due to grass pollen. In this Phase II study, 4 cumulative doses of PQ Grass and placebo were evaluated to determine its optimal cumulative dose.
Methods: Patients with grass pollen-induced SAR were randomised to either a cumulative dose of PQ Grass (5100, 14400, 27600 and 35600 SU) or placebo, administered as 6 weekly subcutaneous injections over 31–41 days (EudraCT number 2017-000333-31). Standardized conjunctival provocation tests (CPT) using grass pollen allergen extract were performed at screening, baseline and post-treatment to determine the total symptom score (TSS) assessed approximately 4 weeks after dosing. Three models were pre-defined (Emax, logistic, and linear in log-dose model) to evaluate a dose response relationship.
Results: In total, 95.5% of the 447 randomized patients received all 6 injections. A highly statistically significant (p < 0.0001), monotonic dose response was observed for all three pre-specified models. All treatment groups showed a statistically significant decrease from baseline in TSS compared to placebo, with the largest decrease observed after 27600 SU (p < 0.0001). The full course of 6 injections was completed by 95.5% of patients. Treatment-emergent adverse events were similar across PQ Grass groups, and mostly mild and transient in nature.
Conclusions: PQ Grass demonstrated a strong curvilinear dose response in TSS following CPT without compromising its safety profile.
Patients with ataxia-telangiectasia (A-T) suffer from progressive cerebellar ataxia, immunodeficiency, respiratory failure, and cancer susceptibility. From a clinical point of view, A-T patients with IgA deficiency show more symptoms and may have a poorer prognosis. In this study, we analyzed mortality and immunity data of 659 A-T patients with regard to IgA deficiency collected from the European Society for Immunodeficiencies (ESID) registry and from 66 patients with classical A-T who attended at the Frankfurt Goethe-University between 2012 and 2018. We studied peripheral B- and T-cell subsets and T-cell repertoire of the Frankfurt cohort and survival rates of all A-T patients in the ESID registry. Patients with A-T have significant alterations in their lymphocyte phenotypes. All subsets (CD3, CD4, CD8, CD19, CD4/CD45RA, and CD8/CD45RA) were significantly diminished compared to standard values. Patients with IgA deficiency (n = 35) had significantly lower lymphocyte counts compared to A-T patients without IgA deficiency (n = 31) due to a further decrease of naïve CD4 T-cells, central memory CD4 cells, and regulatory T-cells. Although both patient groups showed affected TCR-ß repertoires compared to controls, no differences could be detected between patients with and without IgA deficiency. Overall survival of patients with IgA deficiency was significantly diminished. For the first time, our data show that patients with IgA deficiency have significantly lower lymphocyte counts and subsets, which are accompanied with reduced survival, compared to A-T patients without IgA deficiency. IgA, a simple surrogate marker, is indicating the poorest prognosis for classical A-T patients. Both non-interventional clinical trials were registered at clinicaltrials.gov 2012 (Susceptibility to infections in ataxia-telangiectasia; NCT02345135) and 2017 (Susceptibility to Infections, tumor risk and liver disease in patients with ataxia-telangiectasia; NCT03357978)
Die Häufigkeitsrate atopischer Erkrankungen bei Kindern, wie Heuschnupfen, Asthma, Neurodermitis (atopische Dermatitis), nimmt weltweit zu. Die Gründe sind vielschichtig. Gesichert ist der Zusammenhang zwischen der erblichen Überempfindlichkeit gegenüber natürlichen Substanzen (Atopie) und vermehrter Allergen- und Passivrauch-Exposition sowie Zunahme der Ein-Kind-Familien, Veränderung der mikrobiologischen Besiedlung des Darmes und Infektexposition. Besonders gut untersucht wurden diese Zusammenhänge von Erika von Mutius in einer Studie, in der sie von 1991 bis 1992 die Häufigkeit von Asthma in München (5030 Kinder) und Leipzig/Bitterfeld (2623 Kinder) verglichen hat.
Introduction: Cesarean section (CS) rates are increasing worldwide. One constant indication is the breech presentation at term. By offering external cephalic version (ECV) and vaginal breech delivery CS rates can be further reduced. Objective: This study aimed to analyze the ECV at 38 weeks of gestation with the associate uptake rate, predicting factors, success rate, and complications at a tertiary healthcare provider in Germany specializing in vaginal breech delivery. Methods: We conducted a prospective cohort study with retrospective data acquisition. All women with a singleton fetus in breech presentation presenting after 34 weeks of gestation for counseling between 2013 and 2017 were included. ECV impact factors were analyzed using logistic regression. Results: A total of 1,598 women presented for breech birth planning. ECV was performed on 353 patients. The overall success rate was 22.4%. A later week of gestation (odds ratio [OR] 1.69), an abundant amniotic fluid index (AFI score) (OR 5.74), fundal (OR 3.78) and anterior (OR 0.39) placental location, and an oblique lie (OR 9.08) were significantly associated with successful ECV in our population. No major complications were observed. The overall vaginal delivery rates could be increased to approximately 14% with ECV. Conclusion: The demand for alternative birth modes other than CS for breech birth is high in the area of Frankfurt, Germany. Our study offers evidence of the safety of ECV at 38 weeks. Centers with expertise in vaginal breech delivery and ECV can reduce CS-rates. To further establish vaginal breech delivery and ECV as alternate options, the required knowledge and skill should be implemented in the revised curricula.