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The thesis John Calvin (1509-1564) was the religious initiator of modern capitalist mentality is inconsistent with his teaching; just the opposite is true. Calvin represented a very traditional i.e. non- or even ant-capitalist socio-economic position. There one does not find on his doctrine what could have fostered and prepared a so-called spirit of capitalism
EEG microstate periodicity explained by rotating phase patterns of resting-state alpha oscillations
(2020)
Spatio-temporal patterns in electroencephalography (EEG) can be described by microstate analysis, a discrete approximation of the continuous electric field patterns produced by the cerebral cortex. Resting-state EEG microstates are largely determined by alpha frequencies (8-12 Hz) and we recently demonstrated that microstates occur periodically with twice the alpha frequency.
To understand the origin of microstate periodicity, we analyzed the analytic amplitude and the analytic phase of resting-state alpha oscillations independently. In continuous EEG data we found rotating phase patterns organized around a small number of phase singularities which varied in number and location. The spatial rotation of phase patterns occurred with the underlying alpha frequency. Phase rotors coincided with periodic microstate motifs involving the four canonical microstate maps. The analytic amplitude showed no oscillatory behaviour and was almost static across time intervals of 1-2 alpha cycles, resulting in the global pattern of a standing wave.
In n=23 healthy adults, time-lagged mutual information analysis of microstate sequences derived from amplitude and phase signals of awake eyes-closed EEG records showed that only the phase component contributed to the periodicity of microstate sequences. Phase sequences showed mutual information peaks at multiples of 50 ms and the group average had a main peak at 100 ms (10 Hz), whereas amplitude sequences had a slow and monotonous information decay. This result was confirmed by an independent approach combining temporal principal component analysis (tPCA) and autocorrelation analysis.
We reproduced our observations in a generic model of EEG oscillations composed of coupled non-linear oscillators (Stuart-Landau model). Phase-amplitude dynamics similar to experimental EEG occurred when the oscillators underwent a supercritical Hopf bifurcation, a common feature of many computational models of the alpha rhythm.
These findings explain our previous description of periodic microstate recurrence and its relation to the time scale of alpha oscillations. Moreover, our results corroborate the predictions of computational models and connect experimentally observed EEG patterns to properties of critical oscillator networks.
Zielsetzung: Ziel dieser Studie war die Überprüfung der Machbarkeit einer softwaregestützten radiologischen Evaluation der Cageposition und Quantifizierung einer möglichen Cagemigration und -sinterung anhand computertomographisch gewonnener DICOM-Daten im Rahmen des Heilungsprozesses interkorporell fusionierter Patienten. Zusätzlich dazu wurde eine mögliche Korrelation zum Fusionsverhalten des Cages sowie zum klinischen Outcome der Patienten analysiert.
Material und Methoden: In den postoperativen CT Datensätzen von 67 Patienten nach monosegmentaler, dorsal instrumentierter TLIF wurde mithilfe der Software VGStudio Max die Cageposition bestimmt. Eine im postoperativen Verlauf eingetretene Lageänderung ≥ 1 mm bzw. ≥ 3° wurde hierbei als minimale Migration / Sinterung, eine Lageänderung ≥ 3 mm bzw. ≥ 10° als deutliche Migration / Sinterung des Cages gewertet. Um zu prüfen, ob das Migrations- und Sinterungsverhalten einen Einfluss auf die Osteogenese hat, erfolgte auf Basis der von Bridwell et al publizierten Fusionskriterien in den 12 Monate postoperativen CT-Aufnahmen eine Evaluation des Fusionstatus‘. Zur klinischen Beurteilung wurden der Oswestry Disability Index, die Visuelle Analogskala, der Schmerzmittelbedarf und der modifizierte Pationnaire Questionnaire der Patienten ausgewertet.
Ergebnisse: Die Messung der Cageposition mittels VGStudio Max ist eine präzise und reliable Methode zur Quantifizierung einer Cagemigration und -sinterung. Insgesamt war bei 85,1% der Patienten eine Migration (61,2% minimal, 23,9% deutlich) und bei 58,2% der Patienten eine Sinterung (32,8% minimal, 25,4% deutlich) des Cages nachweisbar. Radiologische Zeichen einer Pseudarthrose fanden sich bei 5 Patienten (7,5%). Die übrigen 92,5% der Patienten wiesen eine Grad I bzw. II Fusion auf.
Cagemigration und -sinterung hatten keinen signifikanten Einfluss auf das Fusionsverhalten und das klinische Outcome. Eine Korrelation zwischen Fusionsergebnis und klinischem Outcome bestand ebenfalls nicht.
Schlussfolgerung: Die Inzidenz der Cagemigration ist - unter Berücksichtigung auch geringfügiger Lageänderungen der Cages - deutlich höher als vorbeschrieben. Auf Basis des Migrations- bzw. Sinterungsverhaltens von Cages können jedoch keine Rückschlüsse auf das Fusionsergebnis gezogen werden. Als Kriterium in der Fusionsbeurteilung eignet sich der Nachweis einer Cagemigration bzw. -sinterung daher nicht in dem Ausmaß wie bisher vermutet.
Inflation ist ein Konstrukt. Sie wird von unterschiedlichen Akteur*innen unterschiedlich wahrgenommen. Zum Teil passiert dies, weil Warenkörbe differieren, zum Teil weil Erwartungen unterschiedlich gebildet werden. Dieser Beitrag diskutiert die Heterogenität der Infl ation und ihrer Wahrnehmung und was dies für die Zielgröße der Zentralbankpolitik bedeutet.
Inflation ist ein Konstrukt. Sie wird von unterschiedlichen Akteuren unterschiedlich wahrgenommen. Zum Teil passiert dies, weil Warenkörbe differieren, zum Teil weil Erwartungen unterschiedlich gebildet werden. Dieser Beitrag diskutiert die Heterogenität der Inflation und ihrer Wahrnehmung und was dies für die Zielgröße der Zentralbankpolitik bedeutet.
The ability to vocalize is ubiquitous in vertebrates, but neural networks underlying vocal control remain poorly understood. Here, we performed simultaneous neuronal recordings in the frontal cortex and dorsal striatum (caudate nucleus, CN) during the production of echolocation pulses and communication calls in bats. This approach allowed us to assess the general aspects underlying vocal production in mammals and the unique evolutionary adaptations of bat echolocation. Our data indicate that before vocalization, a distinctive change in high-gamma and beta oscillations (50–80 Hz and 12–30 Hz, respectively) takes place in the bat frontal cortex and dorsal striatum. Such precise fine-tuning of neural oscillations could allow animals to selectively activate motor programs required for the production of either echolocation or communication vocalizations. Moreover, the functional coupling between frontal and striatal areas, occurring in the theta oscillatory band (4–8 Hz), differs markedly at the millisecond level, depending on whether the animals are in a navigational mode (that is, emitting echolocation pulses) or in a social communication mode (emitting communication calls). Overall, this study indicates that fronto-striatal oscillations could provide a neural correlate for vocal control in bats.
TNFR1 is a crucial regulator of NF‐ĸB‐mediated proinflammatory cell survival responses and programmed cell death (PCD). Deregulation of TNFα‐ and TNFR1‐controlled NF‐ĸB signaling underlies major diseases, like cancer, inflammation, and autoimmune diseases. Therefore, although being routinely used, antagonists of TNFα might also affect TNFR2‐mediated processes, so that alternative approaches to directly antagonize TNFR1 are beneficial. Here, we apply quantitative single‐molecule localization microscopy (SMLM) of TNFR1 in physiologic cellular settings to validate and characterize TNFR1 inhibitory substances, exemplified by the recently described TNFR1 antagonist zafirlukast. Treatment of TNFR1‐mEos2 reconstituted TNFR1/2 knockout mouse embryonic fibroblasts (MEFs) with zafirlukast inhibited both ligand‐independent preligand assembly domain (PLAD)‐mediated TNFR1 dimerization as well as TNFα‐induced TNFR1 oligomerization. In addition, zafirlukast‐mediated inhibition of TNFR1 clustering was accompanied by deregulation of acute and prolonged NF‐ĸB signaling in reconstituted TNFR1‐mEos2 MEFs and human cervical carcinoma cells. These findings reveal the necessity of PLAD‐mediated, ligand‐independent TNFR1 dimerization for NF‐ĸB activation, highlight the PLAD as central regulator of TNFα‐induced TNFR1 oligomerization, and demonstrate that TNFR1‐mEos2 MEFs can be used to investigate TNFR1‐antagonizing compounds employing single‐molecule quantification and functional NF‐ĸB assays at physiologic conditions.
Ubiquitination, and its control by deubiquitinating enzymes (DUBs), mediates protein stability, function, signaling and cell fate. The ovarian tumor (OTU) family DUB OTULIN (FAM105B) exclusively cleaves linear (Met1-linked) poly-ubiquitin chains and plays important roles in auto-immunity, inflammation and infection. OTULIN regulates Met1-linked ubiquitination downstream of tumor necrosis factor receptor 1 (TNFR1), toll-like receptor (TLR) and nucleotide-binding and oligomerization domain-containing protein 2 (NOD2) receptor activation and interacts with the Met1 ubiquitin-specific linear ubiquitin chain assembly complex (LUBAC) E3 ligase. However, despite extensive research efforts, the receptor and cytosolic roles of OTULIN and the distributions of multiple Met1 ubiquitin-associated E3-DUB complexes in the regulation of cell fate still remain controversial and unclear. Apart from that, novel ubiquitin-independent OTULIN functions have emerged highlighting an even more complex role of OTULIN in cellular homeostasis. For example, OTULIN interferes with endosome-to-plasma membrane trafficking and the OTULIN-related pseudo-DUB OTULINL (FAM105A) resides at the endoplasmic reticulum (ER). Here, we discuss how OTULIN contributes to cell fate control and highlight novel ubiquitin-dependent and -independent functions.
The modern tontine : an innovative instrument for longevity risk management in an aging society
(2020)
We investigate whether a historical pension concept, the tontine, yields enough innovative potential to extend and improve the prevailing privately funded pension solutions in a modern way. The tontine basically generates an age-increasing cash flow, which can help to match the increasing financing needs at old ages. In contrast to traditional pension products, however, the tontine generates volatile cash flows, which means that the insurance character of the tontine cannot be guaranteed in every situation. By employing Multi Cumulative Prospect Theory (MCPT) we answer the question to what extent tontines can be a complement to or a substitute for traditional annuities. We find that it is only optimal to invest in tontines for a certain range of initial wealth. In addition, we investigate in how far the tontine size, the volatility of individual liquidity needs and expected mortality rates contribute to the demand for tontines.
Der Bericht fasst den Verlauf und die vorläufigen Ergebnisse des Projekts „Gender und Romanistik: Studien- und Berufsentscheidungen Studierender am Fachbereich 10“ zusammen, welches dank der finanziellen Unterstützung durch den Ruth-Moufang-Fonds und den Fachbereich 10 der GU zwischen Dezember 2018 und September 2019 unter der Leitung von Anna-Christine Weirich durchgeführt werden konnte.
Das Interesse des Projekts besteht darin, einerseits die Entscheidungsprozesse besser nachvollziehen zu können, die bei den heutigen Studierenden der Romanistik an der GU zu ihrer Studienwahl geführt haben. Andererseits geht es darum, mehr darüber zu erfahren, welche beruflichen Ziele und Vorstellungen diese Studierenden haben und welche Ängste und Sorgen dabei zu Tage treten. Vom 1. bis 31. Dezember 2018 wurde mit Hilfe des webbasierten Umfrage-Editors EvaSys eine schriftliche Online-Umfrage unter den Studierenden der Romanistik durchgeführt, die den Titel „Luftfahrttechnik, Landschaftsbau – oder doch Romanistik? Etappen und Entscheidungen auf dem Weg ins Romanistikstudium“ trug. Der Fragebogen umfasst ca. 55 Fragen, unterteilt in 6 Fragebereiche. Neben demographischen Daten und Informationen zu den studierten Fächern handelt es sich dabei um einen Fragekomplex „Familie“, in dem es vor allem darum geht, ob wichtige Bezugspersonen Einfluss auf Studien- und Berufsentscheidungen genommen haben und falls ja, wie; einen Fragekomplex zum Thema Schule, in dem es um fachliche Neigungen, die Förderung durch das Lehrpersonal sowie Angebote zur Berufsorientierung geht. 133 Studierende beteiligten sich an der Umfrage, was einem Rücklauf von etwa 11% entspricht.
In optogenetischen Anwendungen, welche die Manipulation von zellulären Aktivitäten durch Licht ermöglichen, werden die Eigenschaften von mikrobiellen Rhodopsinen, einer Familie natürlich vorkommender lichtgesteuerter Proteine, ausgenutzt.
In der vorliegenden Arbeit wurden die einwärts transportierende Protonenpumpe NsXeR, sowie die auswärts Natriumionenpumpe KR2 untersucht. Des Weiteren wurden Tandem Proteine betrachtet, die mikrobielle Rhodopsine kombinieren mit dem Chemokinrezeptor CXCR4, der durch SDF1 aktiviert und anschließend in Endosomen internalisiert wird.
Für die Untersuchung des Mechanismus, der die Vektorialität in NsXeR bestimmt, wurde eine umfassende elektrophysiologische Studie durchgeführt. In Patch Clamp Messungen an NsXeR exprimierenden NG108-15 Zellen wurden bei kontinuierlicher 561 nm Beleuchtung aktive Einwärtsströme entgegen eines elektrochemischen Gradienten gemessen. Ein Einfluss des intrazellulären pHs auf die steady-state Ströme und deren Abfallkinetik konnte nicht festgestellt werden. Der Vergleich der exponentiellen Abfallrate k2 mit den Übergängen im NsXeR Photozyklus, lässt den Schluss zu, dass der ratenlimitierende Schritt der MII Zerfall ist.
Die elektrogenen Schritte im NsXeR Photozyklus wurden mit elektrischen Messungen an der black lipid membrane (BLM) an NsXeR Proteoliposomen bestimmt. Die Belichtung mit 20 ns Lichtpulsen bei 556 nm rufen Spannungssignale hervor, die exponentiell gefittet wurden, wobei drei elektrogene Schritte identifiziert werden konnten. Bei pH 7.4 betrugen die ermittelten Zeitkonstanten etwa 220 µs, 1 ms und 15 ms, denen 42%, 10% und 48% an der Gesamtladungsverschiebung zugeordnet wurden. Die elektrogenen Schritte konnten den Übergängen im Photozyklus zugeordnet werden, wobei der erste Schritt mit t1 dem MI Aufbau (Deprotonierung Schiff’sche Base, Protonenabgabe zur intrazellulären Seite) zugeschrieben wurde. t2 wurde dem MI→MII Übergang (Switch, Zugänglichkeitsänderung vom Intra- zum Extrazellulären) zugeordnet und t3 korreliert mit dem MII Zerfall (Reprotonierung Schiff’sche Base, Protonenaufnahme von der extrazellulären Seite).
Die Kinetik und der Ladungstransportanteil des zweiten elektrogenen Schritts haben keine starke pH Abhängigkeit, was sich dadurch erklären lässt, dass t2 durch eine Konformationsänderung bestimmt wird. t1 und t3 werden bei höheren pH Werten beschleunigt, was sich bei t1 mit einer erleichterten intrazellulären Protonenabgabe erklären lässt. Für t3 wurde eine Reprotonierung durch eine Donor Gruppe Asp76 vorgeschlagen. Die pH-sensitive Änderung der relativen Ladungstransferanteile des ersten und dritten elektrogenen Schrittes (∆ΨI und ∆ΨIII) wurden durch eine mögliche Verzögerung der frühen Protonenabgabe bei niedrigen pH Werten erklärt.
Der mutmaßliche Protonenakzeptor Asp220 wurde gegen Asn und Glu ausgetauscht und in Patch Clamp sowie UV-Vis Spektroskopie Messungen untersucht. Für D220N wurden keine Pumpströme und kein Einfluss auf die maximale Absorptionswellenlänge λmax festgestellt. D220E dagegen führte zu einer Erniedrigung des pKa-Werts der Schiff’schen Base und zu einer Verminderung der Iss-Abfallsrate k2 in Patch Clamp Dauerbelichtungsmessungen (D220E k2 = 27.1 ± 1.8 Hz, Wildtyp k2 = 83.1 ± 2.6 Hz). Daraus konnte geschlossen werden, dass Asp220 wesentlich für den Protonentransport ist und nicht als Gegenion für die protonierte Schiff’sche Base dient.
In Patch Clamp Experimenten bei 561 nm Dauerbelichtung und zusätzlicher gepulster Belichtung bei 355 nm wurde der Blaulichteffekt an NsXeR untersucht, bei dem Proteine im M Intermediat ein Photon absorbieren und unter Reprotonierung der Schiff’schen Base in den Grundzustand zurückkehren.
Für NsXeR konnte eine Potentialabhängigkeit für die Richtung der transienten Ströme, die durch die
355 nm Belichtung hervorgerufen wurden, festgestellt werden. Beim NsXeR Blaulichteffekt scheint eine
Reprotonierung der Schiff’schen Base von beiden Seiten möglich zu sein, was auf die unterschiedlichen Zugänglichkeiten in den beiden M Zuständen MI und MII zurückgeführt wurde. Es wurde ein Modell vorgeschlagen, welches auf einem potentialabhängigen Gleichgewicht zwischen MI und MII basiert.
In Patch Clamp Messungen an KR2 exprimierenden NG108-15 Zellen wurden die Pumpströme untersucht, die durch den auswärts Transport von Na+ und H+ hervorgerufen wurden. Die Na+-Konzentrationen der intra- und extrazellulären Lösungen wurden symmetrisch variiert und die steady-state Ströme Iss bei 532 nm Dauerbelichtung betrachtet. Mit steigender Na+-Konzentration zeigte sich ein Übergang von einer linearen Potentialabhängigkeit der Iss, zu einem sättigungsähnlichen Verhalten bis hin zu einer fast glockenförmigen Form. Da die exponentielle Abfallrate der steady-state Ströme k2 in ihrer Potentialabhängigkeit mit den Iss korrelierte, konnte geschlossen werden, dass die Ströme überwiegend kinetisch limitiert sind. Die Erhöhung der Rate k2 mit steigender Na+-Konzentration zwischen -120 mV und -60 mV deutet darauf hin, dass die Na+-Aufnahme von der intrazellulären Seite bei diesen Bedingungen die Limitierung für die Pumpe darstellt.
Unter Na+-“freien” Bedingungen wurde der Einfluss des intrazellulären pHs untersucht. Für die Rate k2 wurde eine Erhöhung bei niedrigen pH Werten festgestellt und die Potentiale E0 (Iss = 0 pA) verschoben bei niedrigem intrazellulärem pH zu hyperpolarisierenden Potentialen. Daraus lässt sich schließen, dass die steady-state Ströme durch den Transport von Protonen hervorgerufen wurden.
In Messungen mit gepulster 530 nm Belichtung wurden die transienten Pumpströme gemessen und durch exponentielles Fitten des Stromabfalls drei elektrogene Schritte identifiziert. Eine Abhängigkeit vom Potential und der Na+-Konzentration konnte nur für den dritten Schritt mit der Rate 1/τ3 festgestellt werden, wobei 1/τ3 mit der Na+-Konzentration und bei positiveren Potentialen steigt. Unter Na+-“freien” Bedingungen steigt 1/τ3 auch mit niedrigeren intrazellulären pH Werten. Die elektrogenen Schritte wurden dem KR2 Photozyklus zugeordnet, wobei ein Modell angewendet wurde, das einen M1→M2 Übergang einführt. Diesem wurde der zweite elektrogene Schritt zugeordnet. Die relativen Ladungstransportanteile Q2 und Q3 des zweiten und dritten elektrogenen Schrittes sind sowohl potential- als auch Na+-abhängig. Um dieses Verhalten zu erklären, wurde ein Modell vorgeschlagen, bei dem ein Ausgleichsladungstransfer in Form von einer Protonenabgabe und -wiederaufnahme während des Photozyklus eingeführt wurde.
In Patch Clamp Messungen wurde die erhaltene Funktionalität der ChR2 Mutante ChR2(L132C) mit erhöhter Ca2+-Permeabilität im Tandem Protein tCXCR4/CatCh nachgewiesen. Auch die Internalisierung von tCXCR4/CatCh konnte anhand der zeitabhängigen Abnahme des CatCh-Signals nach der CXCR4-Aktivierung durch SDF1 in Strommessungen beobachtet werden. Für tCXCR4/Arch, ein Tandem Protein mit einer Protonenpumpe, wurde die SDF1-induzierte Internalisierung mit Hilfe der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie betrachtet und eine Kolokalisierung der Fluoreszenz des im Tandem exprimierten YFP und der eines gelabelten CXCR4-spezifischen Antikörpers in intrazellulären Vesikeln beobachtet. Bei Behandlung mit dem CXCR4 Antagonisten AMD3100 wurde die Kolokalisierung hauptsächlich in der Zellmembran festgestellt, da die Internalisierung blockiert war. Die Tandem Protein könnten als in intrazellulären Organellen wirkende optogenetische Werkzeuge eingesetzt werden für z.B. die Manipulation der intrazellulären Ca2+-Konzentration.
Class I and II histone deacetylases (HDAC) are considered important regulators of immunity and inflammation. Modulation of HDAC expression and activity is associated with altered inflammatory responses but reports are controversial and the specific impact of single HDACs is not clear. We examined class I and II HDACs in TLR-4 signaling pathways in murine macrophages with a focus on IκB kinase epsilon (IKKε) which has not been investigated in this context before. Therefore, we applied the pan-HDAC inhibitors (HDACi) trichostatin A (TSA) and suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) as well as HDAC-specific siRNA. Administration of HDACi reduced HDAC activity and decreased expression of IKKε although its acetylation was increased. Other pro-inflammatory genes (IL-1β, iNOS, TNFα) also decreased while COX-2 expression increased. HDAC 2, 3 and 4, respectively, might be involved in IKKε and iNOS downregulation with potential participation of NF-κB transcription factor inhibition. Suppression of HDAC 1–3, activation of NF-κB and RNA stabilization mechanisms might contribute to increased COX-2 expression. In conclusion, our results indicate that TSA and SAHA exert a number of histone- and HDAC-independent functions. Furthermore, the data show that different HDAC enzymes fulfill different functions in macrophages and might lead to both pro- and anti-inflammatory effects which have to be considered in therapeutic approaches.
Für die vorliegende Arbeit wurden zur Analyse des Auger-Zerfalls kleiner Moleküle nach Photoionisation die aus der Zerfallsreaktion resultierenden Impuls- und Energiespektren von Photo- und Auger-Elektronen in Koinzidenz mit denen der ionischen Fragmente aufgenommen. Dies ermöglichte eine getrennte Betrachtung der während des Ionisationsschrittes und des Zerfallsschrittes dieses Prozesses besetzten Molekülzustände. Um weitere Einsicht in die Dynamik des Zerfalls zu erhalten, wurden vorhandene theoretische Modelle, welche insbesondere die Interaktion der durch die Reaktion produzierten geladenen Teilchen (Post Collision Interaction) einbeziehen, an die gemessenen Energiespektren angepasst. Dies ermöglichte die separate Betrachtung der im Ionisationsschritt besetzten Molekülzustände. So konnten die Emissionswinkelverteilungen der Photoelektronen im molekülfesten Koordinatensystem für jeden besetzten Anfangszustand einzeln betrachtet werden. Die Trennung der Endzustände des Zerfalls erfolgte über die Analyse des Spektrums der Ionen-Aufbruchsenergie (Kinetic Energy Release) und den Vergleich mit berechneten Potentialkurven der beitragenden Endzustände.
Durch die nach den Anfangszuständen separierte Betrachtung des Auger-Zerfalls wurde es auch möglich, die Auswirkungen dieser Zustände auf die Zerfallsdynamik zu analysieren. Dafür lieferte die Anpassung der Modellprofile die Lebensdauer des jeweiligen 1s-Lochzustandes in dem entsprechenden Zerfallskanal. Diese jeweiligen Lebensdauern eines jeden Zustandes wurden abhängig von verschiedenen Parametern mit einer Genauigkeit im Attosekunden-Bereich aus den Energiespektren der Photoelektronen ermittelt.
Nach dem Mord an dem Afroamerikaner George Floyd durch Polizeigewalt kam es in den USA und weltweit zu heftigen und anhaltenden Protesten gegen Rassismus. Doch viele Afroamerikaner sind skeptisch und wagen kaum zu hoffen, dass sich jemals wirklich etwas ändern wird. Prof. Simon Wendt, Amerikanist an der Goethe-Universität, spricht im Interview über die Hintergründe des amerikanischen Rassismus.
Simple Summary: Targeted therapies are of growing interest to physicians in cancer treatment. These drugs target specific genes and proteins involved in the growth and survival of cancer cells. Brain tumor therapy is complicated by the fact that not all drugs can penetrate the blood brain barrier and reach their target. We explored the non-invasive method, Magnetic Resonance Spectroscopy, for monitoring drug penetration and its effects in live animals bearing brain tumors. We were able to show the presence of the investigated drug in mouse brains and its on-target activity.
Abstract: Background: BAY1436032 is a fluorine-containing inhibitor of the R132X-mutant isocitrate dehydrogenase (mIDH1). It inhibits the mIDH1-mediated production of 2-hydroxyglutarate (2-HG) in glioma cells. We investigated brain penetration of BAY1436032 and its effects using 1H/19F-Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS). Methods: 19F-Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy was conducted on serum samples from patients treated with BAY1436032 (NCT02746081 trial) in order to analyze 19F spectroscopic signal patterns and concentration-time dynamics of protein-bound inhibitor to facilitate their identification in vivo MRS experiments. Hereafter, 30 mice were implanted with three glioma cell lines (LNT-229, LNT-229 IDH1-R132H, GL261). Mice bearing the IDH-mutated glioma cells received 5 days of treatment with BAY1436032 between baseline and follow-up 1H/19F-MRS scan. All other animals underwent a single scan after BAY1436032 administration. Mouse brains were analyzed by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS). Results: Evaluation of 1H-MRS data showed a decrease in 2-HG/total creatinine (tCr) ratios from the baseline to post-treatment scans in the mIDH1 murine model. Whole brain concentration of BAY1436032, as determined by 19F-MRS, was similar to total brain tissue concentration determined by Liquid Chromatography with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), with a signal loss due to protein binding. Intratumoral drug concentration, as determined by LC-MS/MS, was not statistically different in models with or without R132X-mutant IDH1 expression. Conclusions: Non-invasive monitoring of mIDH1 inhibition by BAY1436032 in mIDH1 gliomas is feasible.
Background: The ERGO2 (Ernaehrungsumstellung bei Patienten mit Rezidiv eines Glioblastoms) MR-spectroscopic imaging (MRSI) subtrial investigated metabolism in patients randomized to calorically restricted ketogenic diet/intermittent fasting (crKD-IF) versus standard diet (SD) in addition to re-irradiation (RT) for recurrent malignant glioma. Intracerebral concentrations of ketone bodies (KB), intracellular pH (pHi), and adenosine triphosphate (ATP) were non-invasively determined. Methods: 50 patients were randomized (1:1): Group A keeping a crKD-IF for nine days, and Group B a SD. RT was performed on day 4-8. Twenty-three patients received an extended MRSI-protocol (1H decoupled 31P MRSI with 3D chemical shift imaging (CSI) and 2D 1H point-resolved spectroscopy (PRESS)) at a 3T scanner at baseline and on day 6. Voxels were selected from the area of recurrent tumor and contralateral hemisphere. Spectra were analyzed with LCModel, adding simulated signals of 3-hydroxybutyrate (βOHB), acetone (Acn) and acetoacetate (AcAc) to the standard basis set. Results: Acn was the only reliably MRSI-detectable KB within tumor tissue and/or normal appearing white matter (NAWM). It was detected in 4/11 patients in Group A and in 0/8 patients in Group B. MRSI results showed no significant depletion of ATP in tumor tissue of patients at day 6 during crKD-IF, even though there were a significant difference in ketone serum levels between Group A and B at day 6 and a decline in fasting glucose in Group A from baseline to day 6. The tumor specific alkaline pHi was maintained. Conclusions: Our metabolic findings suggest that tumor cells maintain energy homeostasis even with reduced serum glucose levels and may generate additional ATP through other sources.r sources.
The compound class of the fabclavines was described as secondary or specialized metabolites (SM) for Xenorhabdus budapestensis and X. szentirmaii. Their corresponding structure was elucidated by NMR and further derivatives could be identified in both strains. Biochemically, fabclavines are hybrid SMs derived from two non-ribosomal-peptide-synthetases (NRPS), one type I polyketide-synthase (PKS) and polyunsaturated fatty acid (PUFA) synthases. In detail, a hexapeptide is connected via partially reduced polyketide units to an unsual polyamine. Structurally, they are related to the (pre-)zeamines, described for Serratia plymuthica and Dickeya zeae. Fabclavines exhibit a broad-spectrum bioactivity against a variety of different organisms like Grampositive and Gram-negative bacteria, fungi, protozoa but also against eukaryotic celllines.
In this work, the fabclavine biosynthesis was elucidated and assigned to two independently working assembly lines. The NRPS-PKS-pathway is initiated by the first NRPS FclI via generation of a tetrapeptide, which is elongated by the second NRPS FclJ, leading to a hexapeptide. Alternatively, FclJ can also act as direct start of the biosynthesis, resulting in the final formation of shortened fabclavine derivatives with a diinstead of a hexapeptide. In both cases, the peptide moiety is transferred to the iterative type I PKS FclK, leading to an elongation with partially reduced polyketide units. The resulting NRPS-PKS-intermediate is still enzyme-bound. The PUFA-homologues FclC, FclD and FclE in combination with FclF, FclG and FclH belong to the polyamine-forming pathway. Briefly, repeating decarboxylative Claisen thioester condensation reactions of acyl-coenzym A building blocks lead to the generation of an acyl chain in a PKS- or fatty acid biosynthesis-like manner. The corresponding β-keto-groups are either completely reduced or transaminated in a specific and repetitive way, resulting in the concatenation of so-called amine-units. The final β-keto-group is reduced to a hydroxy-group and the intermediate is reductively released by the thioester reductase FclG. A subsequent transamination step leads to the final polyamine. The NRPS-PKS- as well as the polyamine-pathway are connected by FclL. This condensation domain-like protein catalyzes the condensation of the polyamine with the NRPS-PKS-part, which results in the release of the final fabclavine. The results are described in detail in the first publication (first author).
Fabclavine biosynthesis gene cluster (BGC) are widely spread among the genus Xenorhabdus and Photorhabdus. In Xenorhabdus strains a high degree of conservation regarding the BGC synteny as well as the identity of single proteins can be observed. However, Photorhabdus strains harbor only the PUFA-homologues. While in Photorhabdus no product could be detected, our analysis revealed that the Xenorhabdus strains produce a large chemical diversity of different derivatives. Briefly, the general backbone of the fabclavines is conserved and only four chemical moieties are variable: The second and last amino acids of the NRPS-part, the number of incorporated polyketide units as well as the number of amine units in the polyamine. In combination with the elucidated biosynthesis, these variables could be assigned to single biosynthesis components as diversity mechanisms. Together with the 10 already described derivatives, a total of 32 derivatives could be detected. Interestingly, except for taxonomic closely related strains, all analyzed strains produce their own set of derivatives. Finally, we could confirm that the fabclavines are the major bioactive compound class in the analyzed strains under laboratory conditions. The results are described in detail in the second publication (first author).
Together with our collaboration partner Prof. Selcuk Hazir a potent bioactivity against Enterococcus faecalis, which is associated with endodontic infections, could be contributed to X. cabanillasii. Here, we could confirm that this bioactivity can be assigned to the fabclavines. The results are described in detail in the third publication(co-author).
Among the genus Xenorhabdus, X. bovienii represents an exception as its NRPS and PKS genes of the fabclavine BGC are missing or truncated, resulting in the exclusive production of polyamines. Furthermore, its PUFA-homologue FclC harbors an additional dehydratase (DH) domain. Upon extensive analysis a yet unknown deoxy-polyamine was identified and assigned to this additional domain. Finally, the DH domain was transferred into other polyamine pathways. Regardless of an in cis or in trans integration, the chimeric pathways produced deoxy-derivatives of its naturally occurring polyamines, suggesting that this represents another diversification mechanism. The results are described in detail in the attached manuscript (first author).
Zentrales Forschungsanliegen der vorliegenden Abhandlung ist die Erörterung der Probleme, welche sich für die Corporate Governance einer Aktiengesellschaft ergeben, wenn abweichend vom gesetzlichen Optimalbild eine Divergenz zwischen dem Stimmrecht des Aktionärs und dessen wirtschaftlicher Betroffenheit vorliegt. Der von seinen Entscheidungen nicht proportional betroffene Aktionär soll als Corporate Governance Akteur in den Blick genommen werden.
Wieso aber lohnt sich eine erneute Befassung mit einem Problem, welches Easterbrook und Fischel bereits 1983 als ein solches identifiziert haben? Zum einen ist die internationale und deutsche Corporate Governance Debatte erheblich vorangeschritten. Steckte diese zum Zeitpunkt des Aufsatzes „Voting in Corporate Law“ noch in den Kinderschuhen, hat sie sich heute zu einem eigenen Forschungsfeld entwickelt, welches Juristen und Ökonomen in aller Welt beschäftigt. Der nicht proportional betroffene Aktionär wird in das durch diese Forschungsströmung entwickelte moderne Corporate Governance System eingeordnet. Zum anderen sind vor allem durch die Entwicklung vielfältiger Finanzderivate im Rahmen der sogenannten „derivatives revolution“ die Möglichkeiten durch schuldrechtliche Vereinbarungen eine entsprechende Disproportionalität zu erzeugen erheblich gestiegen. Während Easterbrook und Fischel noch feststellten „[…] it is not possible to seperate the voting right from the equity interest“, gestatten moderne Finanzprodukte es Aktionären, ihre wirtschaftliche Betroffenheit und zugleich deren Verhältnis zu ihrer Stimmrechtsmacht fast beliebig auszugestalten.
Die Zusammenschau aus einer erheblich diffizileren Corporate Governance Debatte in Verbindung mit einer neuen Vielzahl an Möglichkeiten eine Disproportionalität zwischen Stimmrecht und wirtschaftlicher Betroffenheit zu erzeugen, gibt der Thematik die notwendige Aktualität, die eine vertiefte Befassung anzeigt.
In Abgrenzung zu den bislang in diesem Themenkreis erschienenen Arbeiten, welche sich vor allem isoliert mit den Folgen für das Stimmrecht bzw. den einzelnen Anteilseigner befassen, thematisiert die vorliegende Abhandlung vor allem die Auswirkungen, welche die Trennung von Stimmrecht und wirtschaftlicher Betroffenheit für die Corporate Governance Struktur der Aktiengesellschaft nach sich ziehen kann. Auf diese Weise wird die Problematik der Ausübung disproportionaler Stimmrechte in die Erkenntnisse der Corporate Governance Theorie eingeordnet und insbesondere auch die ökonomischen Folgen selbiger herausgearbeitet. Die so gewonnenen Ergebnisse verdeutlichen den gesetzgeberischen Handlungsbedarf.
Objective: This study aims to evaluate catheter management in acute epididymitis (AE) patients requiring inpatient treatment and risk factors predicting severity of disease.
Material and Methods: Patients with diagnosed AE and inpatient treatment between 2004 and 2019 at the University Hospital Frankfurt were analyzed. A risk score, rating severity of AE, including residual urine > 100 ml, fever > 38.0°C, C-reactive protein (CRP) > 5 mg/dl, and white blood count (WBC) > 10/nl was introduced.
Results: Of 334 patients, 107 (32%) received a catheter (transurethral (TC): n = 53, 16%, suprapubic (SPC): n = 54, 16%). Catheter patients were older, exhibited more comorbidities, and had higher CRP and WBC compared with the non-catheter group (NC). Median length of stay (LOS) was longer in the catheter group (7 vs. 6 days, p < 0.001), whereas necessity of abscess surgery and recurrent epididymitis did not differ. No differences in those parameters were recorded between TC and SPC. According to our established risk score, 147 (44%) patients exhibited 0–1 (low-risk) and 187 (56%) 2–4 risk factors (high-risk). In the high-risk group, patients received a catheter significantly more often than with low-risk (TC: 22 vs. 9%; SPC: 19 vs. 12%, both p ≤ 0.01). Catheter or high-risk patients exhibited positive urine cultures more frequently than NC or low-risk patients. LOS was comparable between high-risk patients with catheter and low-risk NC patients.
Conclusion: Patients with AE who received a catheter at admission were older, multimorbid, and exhibited more severe symptoms of disease compared with the NC patients. A protective effect of catheters might be attributable to patients with adverse risk constellations or high burden of comorbidities. The introduced risk score indicates a possibility for risk stratification.
hintergrund: Männer in Deutschland sterben früher als Frauen und nehmen weniger häufig Krebsvorsorgeuntersuchungen wahr.
Fragestellung: Ziel war die prospektive Evaluation einer „Movember-Gesundheitsinitiative“ am Universitätsklinikum Frankfurt (UKF) im November 2019.
Methoden: Im Rahmen der „Movember-Gesundheitsinitiative“ wurde allen männlichen Mitarbeitern des UKF ab dem 45. Lebensjahr und bei erstgradiger familiärer Vorbelastung eines Prostatakarzinoms ab dem 40. Lebensjahr im November 2019 gemäß S3-Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Urologie (DGU) eine Prostatakarzinom-Vorsorgeuntersuchung angeboten.
Ergebnisse: Insgesamt nahmen 14,4 % der Mitarbeiter teil. Eine familiäre Vorbelastung gaben insgesamt 14,0 % Teilnehmer an. Das mediane Alter betrug 54 Jahre. Der mediane PSA(prostataspezifisches Antigen)-Wert lag bei 0,9 ng/ml, der mediane PSA-Quotient bei 30 %. Bei 5 % (n = 6) zeigte sich ein suspekter Tastbefund in der DRU (digital-rektale Untersuchung). Nach Altersstratifizierung (≤ 50 vs. > 50 Lebensjahre) zeigten sich signifikante Unterschiede im medianen PSA-Wert (0,7 ng/ml vs. 1,0 ng/ml, p < 0,01) und der bereits zuvor durchgeführten urologischen Vorsorge (12,1 vs. 42,0 %, p < 0,01). Vier Teilnehmer (3,3 %) zeigten erhöhte Gesamt-PSA-Werte. Bei 32,2 % der Teilnehmer zeigte sich mindestens ein kontrollbedürftiger Befund. Insgesamt wurden 6 Prostatabiopsien durchgeführt. Hierbei zeigte sich in einem Fall ein intermediate-risk Prostatakarzinom (Gleason 3 + 4, pT3a, pPn1, pNx, R0).
Schlussfolgerungung: Im Rahmen der UKF-Movember-Gesundheitsinitiative 2019 konnten durch ein Vorsorgeangebot 121 Männer für eine Prostatakrebs-Vorsorge inklusive PSA-Testung gewonnen werden. Auffällige/kontrollbedürftige Befunde zeigten sich bei 32,2 %. Bei einem Mitarbeiter wurde ein therapiebedürftiges Prostatakarzinom entdeckt und therapiert.
Background: Since January 2018 performance of urethroplasties is done on regular basis at the University Hospital Frankfurt (UKF). We aimed to implement and transfer an institutional standardized perioperative algorithm for urethral surgery (established at the University Hospital Hamburg-Eppendorf—UKE) using a validated Urethral Stricture Surgery Patient-Reported Outcome Measure (USS-PROM) in patients undergoing urethroplasty at UKF. Materials and Methods: We retrospectively analyzed all patients who underwent urethroplasty for urethral stricture disease between January 2018 and January 2020 at UKF. All patients were offered to revisit for clinical follow-up (FU) and completion of USS-PROM. Primary end point was stricture recurrence-free survival (RFS). Secondary endpoints were functional outcomes, quality of life (QoL), and patient satisfaction. Results: In total, 50 patients underwent urethroplasty and 74 and 24% had a history of previous urethrotomy or urethroplasty, respectively. A buccal mucosal graft urethroplasty was performed in 86% (n = 43). After patient's exclusion due to lost of FU, FU <3 months, and/or a pending second stage procedure, 40 patients were eligible for final analysis. At median FU of 10 months (interquartile-range 5.0–18.0), RFS was 83%. After successful voiding trial, the postoperative median Qmax significantly improved (24.0 vs. 7.0 mL/s; p < 0.01). Conversely, median residual urine decreased significantly (78 vs. 10 mL; p < 0.01). Overall, 95% of patients stated that QoL improved and 90% were satisfied by the surgical outcome. Conclusions: We demonstrated a successful implementation and transfer of an institutional standardized perioperative algorithm for urethral surgery from one location (UKE) to another (UKF). In our short-term FU, urethroplasty showed excellent RFS, low complication rates, good functional results, improvement of QoL and high patient satisfaction. PROMs allow an objective comparison between different centers.
Objective: To analyze the effect of adverse preoperative patient and tumor characteristics on perioperative outcomes of open (ORP) and robot-assisted radical prostatectomy (RARP).
Material and Methods: We retrospectively analyzed 656 patients who underwent ORP or RARP according to intraoperative blood loss (BL), operation time (OR time), neurovascular bundle preservation (NVBP) and positive surgical margins (PSM). Univariable and multivariable logistic regression models were used to identify risk factors for impaired perioperative outcomes.
Results: Of all included 619 patients, median age was 66 years. BMI (<25 vs. 25-30 vs. ≥30) had no influence on blood loss. Prostate size >40cc recorded increased BL compared to prostate size ≤ 40cc in patients undergoing ORP (800 vs. 1200 ml, p < 0.001), but not in patients undergoing RARP (300 vs. 300 ml, p = 0.2). Similarly, longer OR time was observed for ORP in prostates >40cc, but not for RARP. Overweight (BMI 25-30) and obese ORP patients (BMI ≥30) showed longer OR time compared to normal weight (BMI <25). Only obese patients, who underwent RARP showed longer OR time compared to normal weight. NVBP was less frequent in obese patients, who underwent ORP, relative to normal weight (25.8% vs. 14.0%, p < 0.01). BMI did not affect NVPB at RARP. No differences in PSM were recorded according to prostate volume or BMI in ORP or RARP. In multivariable analyses, patient characteristics such as prostate volume and BMI was an independent predictor for prolonged OR time. Moreover, tumor characteristics (stage and grade) predicted worse perioperative outcome.
Conclusion: Patients with larger prostates and obese patients undergoing ORP are at risk of higher BL, OR time or non-nervesparing procedure. Conversely, in patients undergoing RARP only obesity is associated with increased OR time. Patients with larger prostates or increased BMI might benefit most from RARP compared to ORP.
Introduction: There is still an ongoing debate whether a transrectal ultrasound (TRUS) approach for prostate biopsies is associated with higher (infectious) complications rates compared to transperineal biopsies. This is especially of great interests in settings with elevated frequencies of multidrug resistant organisms (MDRO).
Materials and Methods: Between 01/2018 and 05/2019 230 patients underwent a TRUS-guided prostate biopsy at the department of Urology at University Hospital Frankfurt. Patients were followed up within the clinical routine that was not conducted earlier than 6 weeks after the biopsy. Among 230 biopsies, 180 patients took part in the follow-up. No patients were excluded. Patients were analyzed retrospectively regarding complications, infections and underlying infectious agents or needed interventions.
Results: Of all patients with follow up, 84 patients underwent a systematic biopsy (SB) and 96 a targeted biopsy (TB) after MRI of the prostate with additional SB. 74.8% of the patients were biopsy-naïve. The most frequent objective complications (classified by Clavien-Dindo) lasting longer than one day after biopsy were hematuria (17.9%, n = 32), hematospermia (13.9%, n = 25), rectal bleeding (2.8%, n = 5), and pain (2.2%, n = 4). Besides a known high MDRO prevalence in the Rhine-Main region, only one patient (0.6%) developed fever after biopsy. One patient each (0.6%) consulted a physician due to urinary retention, rectal bleeding or gross hematuria. There were no significant differences in complications seen between SB and SB + TB patients. The rate of patients who consulted a physician was significantly higher for patients with one or more prior biopsies compared to biopsy-naïve patients.
Conclusion: Complications after transrectal prostate biopsies are rare and often self-limiting. Infections were seen in <1% of all patients, regardless of an elevated local prevalence of MDROs. Severe complications (Clavien-Dindo ≥ IIIa) were only seen in 3 (1.7%) of the patients. Repeated biopsy is associated with higher complication rates in general.
Um den aktuellen Bildungsstand einer Gesellschaft abbilden zu können müssen Resultate von Bildungsprozessen, wie erworbenes Wissen oder ausgebildete Fähigkeiten, modelliert und gemessen werden (Leutner, Klieme, Fleischer & Kuper, 2013). Im Rahmen sogenannter Large-Scale-Assessments (LSAs) werden Kompetenzen in bestimmten Bereichen definiert und erfasst, die generell für die gesellschaftliche Teilhabe benötigen werden (bspw. Fraillon, Schulz & Ainley, 2013). Durch die fortschreitende Digitalisierung aller Lebens- und Arbeitsbereiche ist der kompetente Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT) eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche Teilhabe an unserer modernen Wissensgesellschaft. Die detaillierte Beschreibung solcher, auch als ICT-Skills bezeichneter Kompetenzen, und die Entwicklung von theoriebasierten Instrumenten zu deren Erfassung ist von großer Bedeutung, um mögliche sozial bedingte Disparitäten aufzudecken.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden Annahmen, Ergebnisse und Daten aus dem Projekt CavE-ICT, in dem verhaltensnahe simulationsbasierte Items zur Erfassung von ICT-Skills entwickelt wurden, aufgegriffen und weitergenutzt mit dem Ziel eine besonders effiziente und ökonomisch Messung von ICT-Skills im LSA-Kontext und darüber hinaus zu ermöglichen. Ein vielversprechender Ansatz durch den Testzeiten verkürzt und/oder die Messpräzision erhöht werden kann ist das computerisierte adaptive Testen (CAT; bspw. Frey, 2012). Beim adaptiven Testen orientiert sich die Auswahl der Items am Antwortverhalten der untersuchten Person, so dass durch die Berücksichtigung der individuellen Fähigkeit einer Person Items mit möglichst viel diagnostischer Information administriert werden können. Damit auch bei der Vorgabe unterschiedlicher Items in unterschiedlicher Reihenfolge Testleistungen von Personen miteinander verglichen werden können, stellen Modelle der Item-Response-Theorie (IRT; bspw. Hambleton & Swaminathan, 2010) die Basis der Anwendung von CAT dar.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, wie ICT-Skills auf Basis der Item-Response-Theorie und unter Einsatz computerisierter Messinstrumente erfasst werden können. Dabei setzten die empirischen Studien dieser Arbeit unterschiedliche Testformen um und an unterschiedlichen Punkten im Prozess der Testentwicklung an. Studie I setzt noch vor der Entwicklung von Items zur Messung von ICT-Skills an und zielt darauf ab Hinweise zum Umfang des zu erstellenden ICT-Itempools und zur Testlänge eines adaptiven Messinstruments bereitzustellen. Studie II baut direkt auf Studie I auf und nutzt die im Rahmen des Projekts CavE-ICT entwickelten und kalibrierten Items beziehungsweise ihre ermittelten Itemeigenschaften zur weiteren Erprobung verschiedener CAT-Algorithmen. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie multidimensionales adaptives Testen zur Messung von ICT-Skills gewinnbringend eingesetzt werden kann, und zudem eine differenzierte Messung auf Ebene der verschiedenen kognitiven Prozesse von ICT-Skills erlaubt. Dabei werden explizit Möglichkeiten exploriert Items die unterschiedliche kognitive Prozesse von ICT-Skills abbilden sequentiell geordnet und trotzdem adaptiv vorzulegen. Die durch Studie II erarbeiteten Erkenntnisse können insbesondere für die Erfassung von multidimensionalen Konstrukten oder facettierten Merkmalen in LSAs genutzt werden. Durch den Vergleich der Ergebnisse von Studie I und II ergeben sich zudem Implikationen für ein angemessenes Design von Simulationsstudien die insbesondere noch vor der eigentlichen Test- beziehungsweise Itementwicklung ansetzen. In Studie III werden lineare Kurztests zur Messung von ICT-Skills zusammengestellt. Durch die gezielte Auswahl geeigneter ICT-Items soll bei möglichst geringer Testzeit zugleich eine hohe Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit realisiert werden. Die in Studie III manuell und automatisiert computerbasiert zusammengestellten Tests werden hinsichtlich des Einsatzes sowohl auf Populationsebene, im Sinne einschlägiger LSAs, als auch darüber hinaus für gruppen- und individualdiagnostische Zwecke evaluiert und Empfehlungen für den Kurztesteinsatz abgeleitet.
Most fungal fatty acid synthases assemble from two multidomain subunits, α and β, into a heterododecameric FAS complex. It has been recently shown that the complex assembly occurs in a cotranslational manner and is initiated by an interaction between the termini of α and β subunits. This initial engagement of subunits may be the rate-limiting phase of the assembly and subject to cellular regulation. Therefore, we hypothesized that bypassing this step by genetically fusing the subunits could be beneficial for biotechnological production of fatty acids. To test the concept, we expressed fused FAS subunits engineered for production of octanoic acid in Saccharomyces cerevisiae. Collectively, our data indicate that FAS activity is a limiting factor of fatty acid production and that FAS fusion proteins show a superior performance compared to their split counterparts. This strategy is likely a generalizable approach to optimize the production of fatty acids and derived compounds in microbial chassis organisms.
Atg8-family proteins - structural features and molecular interactions in autophagy and beyond
(2020)
Autophagy is a common name for a number of catabolic processes, which keep the cellular homeostasis by removing damaged and dysfunctional intracellular components. Impairment or misbalance of autophagy can lead to various diseases, such as neurodegeneration, infection diseases, and cancer. A central axis of autophagy is formed along the interactions of autophagy modifiers (Atg8-family proteins) with a variety of their cellular counter partners. Besides autophagy, Atg8-proteins participate in many other pathways, among which membrane trafficking and neuronal signaling are the most known. Despite the fact that autophagy modifiers are well-studied, as the small globular proteins show similarity to ubiquitin on a structural level, the mechanism of their interactions are still not completely understood. A thorough analysis and classification of all known mechanisms of Atg8-protein interactions could shed light on their functioning and connect the pathways involving Atg8-proteins. In this review, we present our views of the key features of the Atg8-proteins and describe the basic principles of their recognition and binding by interaction partners. We discuss affinity and selectivity of their interactions as well as provide perspectives for discovery of new Atg8-interacting proteins and therapeutic approaches to tackle major human diseases.
We present the results of geochemical analysis of silver coinage issued by Rome and dated between the fourth and second century BCE, which are complemented by data of coinage issued by Carthage, the Brettii, and the Greek colony of Emporion. Each of these minting authorities represents one of the major parties involved in the struggle for hegemony in the fourth to second centuries BCE Western Mediterranean region. This study retraces how the metal supply shifts in response to the transforming power relations and how this change is related to Rome's rise to the virtually uncontested ruler of the region.
Objective: Phenotypic (Sensititre Myco, pDST) and genotypic drug susceptibility testing (GenoType NTM DR, gDST) in M. avium complex (MAC) have become available as standardized assays, but comparable data is needed. This study aimed to investigate the phenotypic and genotypic drug susceptibility patterns in MAC clinical isolates.
Methods: Overall, 98 isolates from 85 patients were included. pDST and gDST were performed on all isolates and results compared regarding specificity and sensitivity using pDST as a reference method. The impact of drug instability on pDST results was studied using a biological assay over 14 days. In addition, the evolution of antimicrobial resistance was investigated in sequential isolates of 13 patients.
Results: Macrolide resistance was rare, 1.2% (95% CI 0.7–7.3) of isolates in the base cohort. No aminoglycoside resistances were found, but 14.1% of the studied isolates (95% CI 7.8–23.8) showed intermediate susceptibility. The GenoType NTM DR identified two out of four macrolide-resistant isolates. Antibiotic stability was demonstrated to be poor in rifampicin, rifabutin, and doxycycylin.
Conclusions: pDST results in NTM for unstable antibiotics must be interpreted with care. A combination of pDST and gDST will be useful for the guidance of antimicrobial therapy in MAC-disease.
Echovirus-30 (E-30) is a non-polio enterovirus responsible for meningitis outbreaks in children worldwide. To gain access to the central nervous system (CNS), E-30 first has to cross the blood-brain barrier (BBB) or the blood-cerebrospinal fluid barrier (BCSFB). E-30 may use lipid rafts of the host cells to interact with and to invade the BCSFB. To study enteroviral infection of the BCSFB, an established in vitro model based on human immortalized brain choroid plexus papilloma (HIBCPP) cells has been used. Here, we investigated the impact of E-30 infection on the protein content of the lipid rafts at the BCSFB in vitro. Mass spectrometry analysis following E-30 infection versus uninfected conditions revealed differential abundancy in proteins implicated in cellular adhesion, cytoskeleton remodeling, and endocytosis/vesicle budding. Further, we evaluated the blocking of endocytosis via clathrin/dynamin blocking and its consequences for E-30 induced barrier disruption. Interestingly, blocking of endocytosis had no impact on the capacity of E-30 to induce loss of barrier properties in HIBCPP cells. Altogether, these data highlight the impact of E-30 on HIBCPP cells microdomain as an important factor for host cell alteration.
Interspecies hydrogen transfer in anoxic ecosystems is essential for the complete microbial breakdown of organic matter to methane. Acetogenic bacteria are key players in anaerobic food webs and have been considered as prime candidates for hydrogen cycling. We have tested this hypothesis by mutational analysis of the hydrogenase in the model acetogen Acetobacterium woodii. Hydrogenase-deletion mutants no longer grew on H2 + CO2 or organic substrates such as fructose, lactate, or ethanol. Heterotrophic growth could be restored by addition of molecular hydrogen to the culture, indicating that hydrogen is an intermediate in heterotrophic growth. Indeed, hydrogen production from fructose was detected in a stirred-tank reactor. The mutant grew well on organic substrates plus caffeate, an alternative electron acceptor that does not require molecular hydrogen but NADH as reductant. These data are consistent with the notion that molecular hydrogen is produced from organic substrates and then used as reductant for CO2 reduction. Surprisingly, hydrogen cycling in A. woodii is different from the known modes of interspecies or intraspecies hydrogen cycling. Our data are consistent with a novel type of hydrogen cycling that connects an oxidative and reductive metabolic module in one bacterial cell, "intracellular syntrophy."
Background: Capture and storage of the energy carrier hydrogen as well as of the greenhouse gas carbon dioxide are two major problems that mankind faces currently. Chemical catalysts have been developed, but only recently a group of anaerobic bacteria that convert hydrogen and carbon dioxide to acetate, formate, or biofuels such as ethanol has come into focus, the acetogenic bacteria. These biocatalysts produce the liquid organic hydrogen carrier formic acid from H2 + CO2 or even carbon monoxide with highest rates ever reported. The autotrophic, hydrogen-oxidizing, and CO2-reducing acetogens have in common a specialized metabolism to catalyze CO2 reduction, the Wood–Ljungdahl pathway (WLP). The WLP does not yield net ATP, but is hooked up to a membrane-bound respiratory chain that enables ATP synthesis coupled to CO2 fixation. The nature of the respiratory enzyme has been an enigma since the discovery of these bacteria and has been unraveled in this study.
Results: We have produced a His-tagged variant of the ferredoxin:NAD oxidoreductase (Rnf complex) from the model acetogen Acetobacterium woodii, solubilized the enzyme from the cytoplasmic membrane, and purified it by Ni2+–NTA affinity chromatography. The enzyme was incorporated into artificial liposomes and catalyzed Na+ transport coupled to ferredoxin-dependent NAD reduction. Our results using the purified enzyme do not only verify that the Rnf complex from A. woodii is Na+-dependent, they also demonstrate for the first time that this membrane-embedded molecular engine creates a Na+ gradient across the membrane of A. woodii which can be used for ATP synthesis.
Discussion: We present a protocol for homologous production and purification for an Rnf complex. The enzyme catalyzed electron-transfer driven Na+ export and, thus, our studies provided the long-awaited biochemical proof that the Rnf complex is a respiratory enzyme.
Hintergrund. Die Achtung der individuellen Autonomie ist eines von vier medizinethischen Prinzipien, das im Kontext von Medizin und Forschung insbesondere in Bezug auf die informierte Einwilligung einer Person thematisiert wird. Menschen mit Demenz können aufgrund innerer oder äußerer Faktoren in ihrer Einwilligungsfähigkeit beeinträchtigt sein, was zu einer Einschränkung ihres Rechts auf Selbstbestimmung führen kann. Im diesbezüglichen Spannungsfeld zwischen Fürsorge und Autonomie soll Entscheidungsassistenz zur Ermöglichung selbstbestimmter Entscheidungen beitragen.
Zielrichtung der Arbeit. Ziel der vorliegenden Dissertation ist die Definition, Implementierung und Evaluation von Entscheidungsassistenzmaßnahmen für Menschen mit Demenz, um deren Autonomie in Entscheidungsprozessen zu unterstützen. Drei Teilprojekte umfassen die Ermittlung des internationalen Forschungsstands zu Entscheidungsassistenz bei Demenz, die Definition und Pilotierung von Unterstützungstools in der Praxis und die Analyse des individuellen Erlebens der vereinfachten Aufklärungsgespräche durch Menschen mit Demenz.
Methode. Im ersten Teilprojekt wurde eine am PRISMA-Standard orientierte systematische Literaturrecherche in Medline und PsycINFO durchgeführt. Die extrahierten relevanten Informationen wurden inhaltlich systematisiert. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurden im zweiten Teilprojekt konkrete Unterstützungstools definiert und in reale Aufklärungsgespräche (Lumbalpunktion) implementiert. Die Tools wurden in der Pilotierung in der Praxis sowie in einem iterativen Diskussionsprozess mit Experten weiterentwickelt. Im dritten Teilprojekt wurde das individuelle Erleben der Teilnehmer der vereinfachten Aufklärungsgespräche mittels problemzentrierter Interviews untersucht und die Daten einer qualitativen Inhaltsanalyse unterzogen.
Ergebnisse. Die Datenbankrecherche ergab initial 2348 Treffer. Nach Screenings der Titel, Abstracts und Volltexte konnten 11 Artikel eingeschlossen werden. Vier der eingeschlossenen Studien sind Interventionsstudien, die übrigen sieben qualitative Interviewstudien. Die identifizierten Unterstützungsmaßnahmen wurden zunächst den beiden Kategorien Interventionen und Strategien und anschließend unter Zuhilfenahme des Konzepts des Contextual Consents fünf komplexitätssteigernden Dimensionen einer Entscheidungssituation zugeordnet (individuelle, soziale, medizinische, informationelle und Folgendimension). Darauf aufbauend wurden im zweiten Teilprojekt acht Entscheidungsassistenzmaßnahmen abgeleitet: (1) Gesprächsstruktur, (2) Elaborierte klare Sprache, (3) Ambiente / Raumgestaltung, (4) Stichwortlisten, (5) Prioritätenkarten, (6) Visualisierung, (7) Vereinfachte schriftliche Einverständniserklärung sowie (8) Personenzentrierte Haltung des Entscheidungsassistenten (1-7: Tools, 8: Grundeinstellung). Die Tools zielen überwiegend auf eine Komplexitätsreduktion in der informationellen Dimension unter Berücksichtigung der fähigkeitsbezogenen und der bedürfnisbezogenen individuellen Dimension ab. Durch Anpassungen der Informationsdarbietung oder der kommunikativen Interaktion im Gespräch dienen sie mehrheitlich der Förderung des (Informations-) Verständnisses. Die Analyse der qualitativen Daten im dritten Teilprojekt zeigt, dass die Erfahrung der vereinfachten Aufklärungsgespräche durch drei übergreifende Themen gekennzeichnet ist. Die Kategorie Formalität versus Informationsgewinn illustriert die individuelle Bedeutung des Aufklärungsgesprächs für die Teilnehmer und deren Bewertung des Prozesses der informierten Einwilligung. Die Kategorie Wahrnehmung der Unterstützung skizziert die Bewertungen der angewandten Unterstützungstools durch die Teilnehmer. Die Kategorie Der Wahrheit ins Auge sehen müssen stellt dar, dass die erlebte Situation des vereinfachten Aufklärungsgesprächs wesentlich durch die Verdachtsdiagnose Demenz bestimmt ist, die im Rahmen aller Aufklärungsgespräche besprochen wurde.
Fazit. Bislang gibt es wenig empirische Forschung zu Entscheidungsassistenz für Menschen mit Demenz und Unterstützungsmaßnahmen werden überwiegend unsystematisch entwickelt und angewendet. Die Wirksamkeit einzelner Unterstützungsmaßnahmen kann aufgrund fehlender Interventionsstudien selten beurteilt werden. Unterstützungsmaßnahmen zielen überwiegend auf eine Komplexitätsreduktion in der Informationsdarbietung und im kommunikativen Interaktionsprozess ab, wobei sie kognitive Beeinträchtigungen und Interaktions-/ Entscheidungsbedürfnisse von Menschen mit Demenz berücksichtigen. Die definierten Tools können als erste konkret handhabbare Werkzeuge verstanden werden, die das strukturierte Leisten von Entscheidungsassistenz für Menschen mit Demenz erleichtern sollen. Sie sind übertragbar auf verschiedene Entscheidungssituationen. Eine Bewertung der Wirksamkeit der definierten Tools sollte in weiteren Entscheidungssituationen und mit größeren Stichproben weiteruntersucht werden. Die Ergebnisse der Evaluation liefern jedoch erste Hinweise darauf, dass einige Teilnehmer sich von einzelnen Tools unterstützt gefühlt haben und die anvisierte Komplexitätsreduktion in der informationellen Dimension in einigen Fällen erfolgreich war. Eine wesentliche Komplexitätssteigerung in der untersuchten Entscheidungssituation entstand durch die negative Emotionen auslösende Vermittlung einer potentiellen Demenzdiagnose (Folgendimension). Dieses Ergebnis impliziert, dass die definierte „verständnisfördernde Toolbox“ um Unterstützungsmaßnahmen zur emotionalen Entlastung von Menschen mit Demenz erweitert werden muss, da davon ausgegangen werden kann, dass vielfältige Entscheidungssituationen für Menschen mit Demenz emotional hoch belastend sind.
Background: Balloon pulmonary angioplasty is an evolving, interventional treatment option for inoperable patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH). Pulmonary hypertension at rest as well as exercise capacity is considered to be relevant outcome parameters. The aim of the present study was to determine whether measurement of pulmonary hemodynamics during exercise before and six months after balloon pulmonary angioplasty have an added value.
Methods: From March 2014 to July 2018, 172 consecutive patients underwent balloon pulmonary angioplasty. Of these, 64 consecutive patients with inoperable CTEPH underwent a comprehensive diagnostic workup that included right heart catheterization at rest and during exercise before balloon pulmonary angioplasty treatments and six months after the last intervention.
Results: Improvements in pulmonary hemodynamics at rest and during exercise, in quality of life, and in exercise capacity were observed six months after balloon pulmonary angioplasty: WHO functional class improved in 78% of patients. The mean pulmonary arterial pressure (mPAP) at rest was reduced from 41 ± 9 to 31 ± 9 mmHg (p < 0.0001). The mPAP/cardiac output slope decreased after balloon pulmonary angioplasty (11.2 ± 25.6 WU to 7.7 ± 4.1 WU; p < 0.0001), and correlated with N-terminal fragment of pro-brain natriuretic peptide (p = 0.035) and 6-minute walking distance (p = 0.01).
Conclusions: Exercise right heart catheterization provides valuable information on the changes of pulmonary hemodynamics after balloon pulmonary angioplasty in inoperable CTEPH patients that are not obtainable by measuring resting hemodynamics.
Das Geschichtswerk des Florus findet in der modernen althistorischen Forschung nur wenig Anerkennung. Dies geschieht nicht ohne Grund, entspringen doch manche Berichte allzu deutlich der Phantasie des Historiographen und basieren auf einer auf Effekte abzielenden Darstellungskunst. Ein Beispiel hierfür liefert seine Schilderung des Ablaufs der clades Variana, die – beim Wort genommen – kein Vertrauen verdient und daher zumeist in der aktuellen Diskussion über die Vorgänge in Germanien übergangen wird. Dagegen ist Florus anerkanntermaßen ein wichtiger Repräsentant für die Geschichtsschreibung des 2. und 3. Jahrhunderts n. Chr. Der Beitrag zielt nicht darauf ab, das viel diskutierte Problem der ‚Varusschlacht‘ und ihre Lokalisierung erneut zu traktieren, vielmehr sollen neben dem Geschichtsbild des Autors und seiner Auffassung über die den geschichtlichen Prozess beeinflussenden Kräfte die Zeitbezüge verdeutlicht werden, die hinter dem Berichteten als solchem erkennbar sind. Damit gewährt das Werk interessante Einblicke in Erwartungen, Vorstellungen und Mentalitäten der Zeitgenossen des Autors, was jenseits positivistischer Vermittlung von Fakten auch für den Historiker von Bedeutung ist.
Im Frühjahr 23 n. Chr. sah sich Kaiser Tiberius veranlasst, dem Senat Bericht zu erstatten über die Lage im Heer und die Schwierigkeiten der Gewinnung von Rekruten. Tacitus nimmt dies seinerseits zum Anlass, mit Bezug auf die seinerzeitige Situation über die Verteilung der wichtigsten Truppenverbände an den verschiedenen Reichsgrenzen zu informieren. Der Zeitpunkt des kaiserlichen Rapports an den Senat war offenbar nicht zufällig gewählt, das Jahr 23 wird später von Tacitus als Wendepunkt im persönlichen Verhalten und in der Politik des Tiberius angesehen. Bei der Übersicht über die Truppen und deren Stärke fällt hinsichtlich der Rheinfront der betonte Hinweis auf, dass diese nicht nur zum Schutz gegen Germanien, sondern auch gegen Gallien dienen sollten. In diesem Beitrag soll zunächst das historische Umfeld erörtert werden, in welches maßgeblich Anlass und Zeitpunkt der Mitteilung des Kaisers an den Senats und die Übersicht über die Heeresstärke eingeordnet werden können (I.). In einem zweiten Punkt wird auf einige grundlegende Aspekte der Grenzpolitik des Tiberius nach Abberufung des Germanicus von der Rheinfront eingegangen werden (II.). Schließlich soll auf die besondere Situation der Truppen am Rhein und ihren Bezug zum inneren, vornehmlich östlichen Gallien hingewiesen werden (III.).
Das Working Paper bietet die zusammenfassende Stellungnahme von Prof. Volker Wieland zum Ankaufprogramm der Europäischen Zentralbank für Anleihen des öffentlichen Sektors (Public Sector Purchase Programme, PSPP) am Bundesverfassungsgericht am 30.07.2019. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Frage der Einordnung des PSPP als monetäre, geldpolitische Maßnahme und der Verhältnismäßigkeit des Programms und seiner Umsetzung. Ebenfalls wird kurz auf die weiteren Fragen zur Umsetzung, insbesondere Ankündigung, Begrenzung und Abstand zum Primärmarkt für Staatsanleihen eingegangen.
Wie lassen sich die Chancen und Gefahren menschlicher Wirkmacht erkennen und einschätzen? Wie umgehen mit den Auswirkungen des menschlichen Handelns? Dazu forscht Darrel Moellendorf, der an der Goethe-Universität politische Philosophie lehrt. Ein Gespräch über Klimawandel, Moral, Gerechtigkeit und das Anthropozän.
Entorhinal-retrosplenial circuits for allocentric-egocentric transformation of boundary coding
(2020)
Spatial navigation requires landmark coding from two perspectives, relying on viewpoint-invariant and self-referenced representations. The brain encodes information within each reference frame but their interactions and functional dependency remains unclear. Here we investigate the relationship between neurons in the rat's retrosplenial cortex (RSC) and entorhinal cortex (MEC) that increase firing near boundaries of space. Border cells in RSC specifically encode walls, but not objects, and are sensitive to the animal’s direction to nearby borders. These egocentric representations are generated independent of visual or whisker sensation but are affected by inputs from MEC that contains allocentric spatial cells. Pharmaco- and optogenetic inhibition of MEC led to a disruption of border coding in RSC, but not vice versa, indicating allocentric-to-egocentric transformation. Finally, RSC border cells fire prospective to the animal’s next motion, unlike those in MEC, revealing the MEC-RSC pathway as an extended border coding circuit that implements coordinate transformation to guide navigation behavior.
Aerobic and resistance exercise acutely increase cognitive performance (CP). High-intensity functional training (HIFT) combines the characteristics of both regimes but its effect on CP is unclear. Thirty-five healthy individuals (26.7 ± 3.6 years, 18 females) were randomly allocated to three groups. The first (HIFT) performed a functional whole-body workout at maximal effort and in circuit format, while a second walked at 60% of the heart rate reserve (WALK). The third group remained physically inactive reading a book (CON). Before and after the 15-min intervention period, CP was assessed with the Stroop Test, Trail Making Test and Digit Span Test. Repeated-measures ANOVAs and post-hoc 95% confidence intervals (95% CI) were used to detect time/group differences. A significant group*time interaction was found for the backwards condition of the Digit Span Test (p = 0.04) and according to the 95% CI, HIFT was superior to WALK and CON. Analysis of the sum score of the Digit Span Test and the incongruent condition of the Stroop Test, furthermore, revealed main effects for time (p < 0.05) with HIFT being the only intervention improving CP. No differences were found for the Trail Making Test (p > 0.05). In conclusion, HIFT represents an appropriate method to acutely improve working memory, potentially being superior to moderate aerobic-type exercise.
Experiments in cadavers have demonstrated significant mechanical interactions between constituents of myofascial chains. However, evidence for such force transmission effects is scarce under in vivo conditions. The purpose of this trial was to examine the impact of ankle motion on soft tissue displacement of the dorsal thigh. Eleven healthy active individuals (26.8 ± 4.3 years, six males), in prone position and with the knee extended, underwent passive calf stretches (ankle dorsal extension) imposed by an isokinetic dynamometer. High-resolution ultrasound was used to simultaneously capture the displacement of the semimembranosus muscle, which was quantified by means of cross-correlation analysis. Inactivity of the leg muscles was controlled using surface electromyography (EMG). One participant had to be excluded due to major EMG activity during the experiment. According to a one-sample t test testing the difference to the neutral zero position, ankle dorsal extension induced substantial caudal muscle displacements (5.76 ± 2.67 mm, p < 0.0001). Correlation analysis (Spearman), furthermore, revealed a strong association between maximal dorsal extension and semimembranosus motion (rho = 0.76, p = 0.02). In conclusion, the present trial provides initial in vivo evidence for a mechanical force transmission between serially connected skeletal muscles. This means that local alterations of the mechanical tissue properties may modify flexibility in neighboring (superior or inferior) joints.
Failed jump landings represent a key mechanism of musculoskeletal trauma. It has been speculated that cognitive dual-task loading during the flight phase may moderate the injury risk. This study aimed to explore whether increased visual distraction can compromise landing biomechanics. Twenty-one healthy, physically active participants (15 females, 25.8 ± 0.4 years) completed a series of 30 counter-movement jumps (CMJ) onto a capacitive pressure platform. In addition to safely landing on one leg, they were required to memorize either one, two or three jersey numbers shown during the flight phase (randomly selected and equally balanced over all jumps). Outcomes included the number of recall errors as well as landing errors and three variables of landing kinetics (time to stabilization/TTS, peak ground reaction force/pGRF, length of the centre of pressure trace/COPT). Differences between the conditions were calculated using the Friedman test and the post hoc Bonferroni-Holm corrected Wilcoxon test. Regardless of the condition, landing errors remained unchanged (p = .46). In contrast, increased visual distraction resulted in a higher number of recall errors (chi² = 13.3, p = .001). Higher cognitive loading, furthermore, appeared to negatively impact mediolateral COPT (p < .05). Time to stabilization (p = .84) and pGRF (p = .78) were unaffected. A simple visual distraction in a controlled experimental setting is sufficient to adversely affect landing stability and task-related short-term memory during CMJ. The ability to precisely perceive the environment during movement under time constraints may, hence, represent a new injury risk factor and should be investigated in a prospective trial.
Perceptual-cognitive function and unplanned athletic movement task performance: a systematic review
(2020)
The performance of choice-reaction tasks during athletic movement has been demonstrated to evoke unfavorable biomechanics in the lower limb. However, the mechanism of this observation is unknown. We conducted a systematic review examining the association between (1) the biomechanical and functional safety of unplanned sports-related movements (e.g., jumps/runs with a spontaneously indicated landing leg/cutting direction) and (2) markers of perceptual–cognitive function (PCF). A literature search in three databases (PubMed, ScienceDirect and Google Scholar) identified five relevant articles. The study quality, rated by means of a modified Downs and Black checklist, was moderate to high (average: 13/16 points). Four of five papers, in at least one parameter, found either an association of PCF with task safety or significantly reduced task safety in low vs. high PCF performers. However, as (a) the outcomes, populations and statistical methods of the included trials were highly heterogeneous and (b) only two out of five studies had an adequate control condition (pre-planned movement task), the evidence was classified as conflicting. In summary, PCF may represent a factor affecting injury risk and performance during unplanned sports-related movements, but future research strengthening the evidence for this association is warranted.
High-intensity functional training (HIFT) has become a popular method in the sports and fitness sector. In contrast to unimodal approaches such as strength or endurance training, it has been hypothesized to induce concurrent adaptations in multiple markers of motor function. However, to date, the effectiveness of HIFT in this regard has not been studied. The present systematic review quantified the chronic effects of HIFT on motor function in healthy individuals. A multilevel meta-analysis with a robust random effects meta-regession model was used to pool the standardized mean differences (SMD) between (a) HIFT and (b) no-exercise (NEX) as well as conventional endurance, resistance and balance training for outcomes of muscle strength, endurance capacity and balance. The influence of possible effect modifiers such as program duration, session duration, age or sex was examined in a moderator analysis. Seventeen papers with moderate to high methodological quality (PEDro scale) were identified. Compared to NEX, HIFT had small to moderate positive effects on endurance capacity (SMD: 0.42, 95% CI 0.07–0.78, p = 0.03) and strength (0.60, 95% CI 0.02–1.18, p = 0.04) but no effect on balance (SMD: − 0.10, 95% CI − 1.13 to 0.92, p = 0.42). Regarding endurance, HIFT showed similar effectiveness as moderate-intensity endurance training (SMD: − 0.11, 95% CI − 1.17 to 0.95, p = 0.75) and high-intensity interval endurance training (SMD: − 0.15, 95% CI − 1.4 to 1.1, p = 0.66). No comparisons of HIFT vs. classical resistance or balance training were found. Moderator analyses revealed no influence of most effect modifiers. However, regarding endurance, females seemed to respond more strongly to HIFT in the comparison to NEX (p < .05). HIFT appears to represent an appropriate method to induce chronic improvements in motor function. While being superior to NEX and non-inferior to endurance training, current evidence does not allow a comparison against resistance and balance training. The impact of possible effect moderators should be further elucidated in future research.
Confinement measures during the COVID-19 pandemic have caused substantial reductions in global physical activity (PA) levels. In view of the manifold health benefits of PA, the development of interventions counteracting this trend is paramount. Our survey with 15,261 participants (38 ± 15 years, 58.5% females) examined preferences towards digital home exercise programs in 14 countries affected by COVID-19. More than two-thirds of the sample (68.4%, n = 10,433) indicated being interested in home exercise, and most participants were willing to work out at least three times per week (89.3%, n = 9328). Binary logistic regression revealed that female sex, working part-time, younger age, and being registered in a gym were associated with willingness to exercise. Flexibility (71.1%, n = 7377), resistance (68.6%, n = 7116), and endurance training (62.4%, n = 6478) were the most preferred types of exercise. Our results may guide health providers in developing individually tailored PA interventions during the current and future pandemics.