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Die Herztransplantation ist die Goldstandardtherapie der Herzinsuffizienz [24]. Verglichen mit der konventionellen Therapie führt sie zu einer verbesserten Überlebensrate, Belastbarkeit und Lebensqualität [15b]. Diese werden durch die internationale Gesellschaft für Herz- und Lungentransplantation (ISHLT) mit ihrer weltweit größten Datenbank für Herz- und Lungentransplantationsdaten überprüft [45]. Aufgrund des hohen Stellenwerts und der umfassenden Arbeit der ISHLT findet in dieser Dissertation der Vergleich der Daten über das Outcome von 76 Herztransplantierten der Johann-Wolfgang-Goethe-Universitätsklinik Frankfurt am Main (KGU) mit den Daten der ISHLT statt.
Es handelt sich bei dieser Arbeit um eine retrospektive Studie, die 60 Männer und 16 Frauen im Alter zwischen 18 und 68 Jahren einschließt, die an der Uniklinik Frankfurt zwischen dem 24.02.1997 und dem 04.05.2013 eine Herztransplantation erhielten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Ergebnisse der Universitätsklinik Frankfurt a.M. mit den internationalen Werten zu vergleichen um genauere Informationen zur internationalen Positionierung zu erhalten. Die Resultate sollen dazu dienen, die eigenen Prozesse zu verbessern, Stärken auszubauen und Schwächen zu beheben und die Behandlung der Patienten den wissenschaftlichen Empfehlungen anzupassen.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die 1-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit an der KGU mit 69% deutlich geringer war als international mit 81% [37a]. Dabei zeigte sich in genaueren Analysen, dass das schlechtere Kurzzeitüberleben vor allem von der Transplantationsära von Februar 1997 bis 2001, der zur Transplantation führenden Diagnose einer ischämischen Kardiomyopathie (ICM) und dem Vorhandensein eines Assist Devices vor der Transplantation verursacht wurde. Das Alter und das Geschlecht des Patienten dagegen schienen keinen Einfluss darauf zu nehmen. Im Langzeitüberleben lagen die Ergebnisse der KGU deutlich über den Werten der ISHLT. Unter der Bedingung, dass das erste postoperative Jahr überlebt wurde, ergab sich für KGU Patienten eine 10- bzw. 15-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit von 74% (n=40) bzw. 60% (n=33). Die Wahrscheinlichkeit das 10. postoperative Jahr zu überleben lag für ISHLT Patienten bei 63,9%; für das 15. Jahr lag dieser Wert bei 42% [37g].
Die Langzeitkomplikationen der Malignität und der TVP traten an der KGU anteilig seltener auf als international. Die TVP-Freiheit nach 10 Jahren lag international bei 47% und an der KGU bei 75% [37e]. Für die Freiheit von Malignität lag die Wahrscheinlichkeit des 10. Jahres international bei 66% und an der KGU bei 74% [37c]. Die Wahrscheinlichkeit für die Freiheit von einem Kreatininwert über 2,5mg/dl bis zum 10. Jahr nach Transplantation war an der KGU mit 70% (n=26) ähnlich wie die internationalen Werte von 61,5% [37b]. Die Patienten der KGU erlitten des Weiteren deutlich mehr Abstoßungen im ersten Jahr. Während international zwischen 25 und 30% der Patienten eine Abstoßungsreaktion im ersten Jahr erlebten, waren es an der KGU mindestens 50%. Trotzdem war der Anteil an behandlungsbedürftigen Abstoßungen an der KGU anteilig geringer als bei dem Patientenkollektiv der ISHLT [37d]. Bei der Analyse der Immunsuppression zeigte sich, dass die KGU das Steroidweaning deutlich später und in wesentlich geringerem Ausmaß durchführt: während im 5. postoperativen Jahr 48% der ISHLT-Patienten Steroide erhalten, sind es an der KGU noch 83% (n=40) [37n]. Im Vergleich der verschiedenen Kombinationstherapien zeigte sich, dass in der Patientengruppe der KGU hauptsächlich Kombinationen mit Ciclosporin (Jahr 1 85,2%, n=46) angewendet wurden, während unter den ISHLT-Patienten hauptsächlich Tacrolimus (Jahr 1 57,5%, n=4053) eingesetzt wurde. Beide Gruppen haben gemeinsam, dass der Anteil an Sirolimus- bzw. Everolimus-Kombinationen von Jahr 1 auf Jahr 5 zunimmt. Dabei kommen diese Kombinationen prozentual gesehen international häufiger vor [37m].
Folglich konnte diese Studie nicht nur zeigen, wo die Stärken der Universitätsklinik Frankfurt liegen, sondern auch welche Punkte in naher Zukunft verbessert werden können. Somit werden konkrete Anpassungen an der Behandlung der HTx-Patienten der KGU erfolgen können.
The G2A receptor (GPR132) contributes to oxaliplatin-induced mechanical pain hypersensitivity
(2017)
Chemotherapy-induced peripheral neuropathic pain (CIPN) is a common and severe debilitating side effect of many widely used cytostatics. However, there is no approved pharmacological treatment for CIPN available. Among other substances, oxaliplatin causes CIPN in up to 80% of treated patients. Here, we report the involvement of the G-protein coupled receptor G2A (GPR132) in oxaliplatin-induced neuropathic pain in mice. We found that mice deficient in the G2A-receptor show decreased mechanical hypersensitivity after oxaliplatin treatment. Lipid ligands of G2A were found in increased concentrations in the sciatic nerve and dorsal root ganglia of oxaliplatin treated mice. Calcium imaging and patch-clamp experiments show that G2A activation sensitizes the ligand-gated ion channel TRPV1 in sensory neurons via activation of PKC. Based on these findings, we conclude that targeting G2A may be a promising approach to reduce oxaliplatin-induced TRPV1-sensitization and the hyperexcitability of sensory neurons and thereby to reduce pain in patients treated with this chemotherapeutic agent.
Die Einführung von Patient Blood Management (PBM) führt zu einem Paradigmenwechsel bezüglich Erkennen und Therapie der Anämie und zeigt Maßnahmen auf um die Entstehung einer Anämie zu verhindern. PBM unterstützt den Arzt im Entscheidungsdilemma zwischen positiver Wirkung und nachteiligen Nebenwirkungen von Bluttransfusionen. Mit PBM wird der Blutverbrauch deutlich reduziert und die Nebenwirkungen gesenkt. Nicht nur die therapeutischen Maßnahmen, sondern auch die diagnostischen PBM Maßnahmen im Labor führen zu einer relevanten Verringerung des Blutvolumens. PBM Studienergebnisse zeigen eine signifikant Reduktion der Morbidität und Mortalität und die Verbesserung des Patienten- Outcome. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist Schonung von Ressourcen in allen beteiligten Bereichen, welches zu einer relevanten Kostenreduktion und Steigerung der Wirtschaftlichkeit führt. Zusätzlich sensibilisiert das PBM bezüglich des Vorliegens, der Entwicklung und der Therapie einer anämischen Situation sowie den Umgang mit der kostbaren Ressource Blut. Die Bedeutung des PBM wird mittlerweile von der Industrie auch für das Labor unterstützt; für den Bereich POCT ist das PBM jedoch bisher noch nicht adäquat technisch realisiert.
Background: High reproducibility and low intra- and interobserver variability are important strengths of cardiac magnetic resonance (CMR). In clinical practice a significant learning curve may however be observed. Basic CMR courses offer an average of 1.4 h dedicated to lecturing and demonstrating left ventricular (LV) function analysis. The purpose of this study was to evaluate the effect of initial teaching on complete and intermediate beginners’ quantitative measurements of LV volumes and function by CMR.
Methods: Standard clinical cine CMR sequences were acquired in 15 patients. Five observers (two complete beginners, one intermediate, two experienced) measured LV volumes. Before initial evaluation beginners read the SCMR guidelines on CMR analysis. After initial evaluation, beginners participated in a two-hour teaching session including cases and hands-on training, representative for most basic CMR courses, after which it is uncertain to what extent different centres provide continued teaching and feedback in-house. Dice Similarity Coefficient (DSC) assessed delineations. Agreement, accuracy, precision, repeatability and reliability were assessed by Bland-Altman, coefficient of variation, and intraclass correlation coefficient methods.
Results: Endocardial DSC improved after teaching (+0.14 ± 0.17;p < 0.001) for complete beginners. Low intraobserver variability was found before and after teaching, however with wide limits of agreement. Beginners underestimated volumes by up to 44 ml (EDV), 27 ml (ESV) and overestimated LVM by up to 53 g before teaching, improving to an underestimation of up to 9 ml (EDV), 7 ml (ESV) and an overestimation of up to 30 g (LVM) after teaching. For the intermediate beginner, however, accuracy was quite high already before teaching.
Conclusions: Initial teaching to complete beginners increases accuracy for assessment of LV volumes, however with high bias and low precision even after standardised teaching as offered in most basic CMR courses. Even though the intermediate beginner showed quite high accuracy already before teaching, precision did generally not improve after standardised teaching. To maintain CMR as a technique known for high accuracy and reproducibility and low intra- and inter-observer variability for quantitative measurements, internationally standardised training should be encouraged including high-quality feedback mechanisms. Objective measurements of training methods, training duration and, above all, quality of assessments are required.
Ubiquitination is a widespread post-translational modification that controls multiple steps in autophagy, a major lysosome-mediated intracellular degradation pathway. A variety of ubiquitin chains are attached as selective labels on protein aggregates and dysfunctional organelles, thus promoting their autophagy-dependent degradation. Moreover, ubiquitin modification of autophagy regulatory components is essential to positively or negatively regulate autophagy flux in both non-selective and selective pathways. We review the current findings that elucidate the components, timing, and kinetics of the multivalent role of ubiquitin signals in control of amplitude and selectivity of autophagy pathways as well as their impact on the development of human diseases.
The yeast Rcf1 protein is a member of the conserved family of proteins termed the hypoxia-induced gene (domain) 1 (Hig1 or HIGD1) family. Rcf1 interacts with components of the mitochondrial oxidative phosphorylation system, in particular the cytochrome bc1 (complex III)-cytochrome c oxidase (complex IV) supercomplex (termed III-IV) and the ADP/ATP carrier proteins. Rcf1 plays a role in the assembly and modulation of the activity of complex IV; however, the molecular basis for how Rcf1 influences the activity of complex IV is currently unknown. Hig1 type 2 isoforms, which include the Rcf1 protein, are characterized in part by the presence of a conserved motif, (Q/I)X3(R/H)XRX3Q, termed here the QRRQ motif. We show that mutation of conserved residues within the Rcf1 QRRQ motif alters the interactions between Rcf1 and partner proteins and results in the destabilization of complex IV and alteration of its enzymatic properties. Our findings indicate that Rcf1 does not serve as a stoichiometric component, i.e. as a subunit of complex IV, to support its activity. Rather, we propose that Rcf1 serves to dynamically interact with complex IV during its assembly process and, in doing so, regulates a late maturation step of complex IV. We speculate that the Rcf1/Hig1 proteins play a role in the incorporation and/or remodeling of lipids, in particular cardiolipin, into complex IV and. possibly, other mitochondrial proteins such as ADP/ATP carrier proteins.
Polytraumatisierte Patienten erleiden in ca. 40% der Fälle eine Verletzung des Thorax. Die Verletzung des Thorax erhöht die Dauer der Beatmungszeit, das Pneumonie-Risiko, die Intensiv- und Krankenhausverweildauer sowie das Letalitätsrisiko. Seit 2003 wurde im Universitätsklinikum Frankfurt am Main ein standardisiertes Behandlungsverfahren zur intensivmedizinischen Behandlung nach Polytrauma implementiert und weiterentwickelt. Eckpunkte des Konzeptes sind eine kinetische Therapie im Rotorest®Bett, eine initiale Beatmung mit einem PEEP von 15mbar, eine frühzeitige assistierte Spontanatmung und frühzeitige enterale Ernährung. In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen der Weiterentwicklung des Behandlungsprotokolls, insbesondere die Auswirkungen der Ernährung und Sedierung auf die Leberfunktion und die Entwicklung einer Pneumonie, untersucht. Das Behandlungsprotokoll sah folgende Behandlungsstandards vor: 2003: Kontrollierte Beatmung und Therapie im Rotorest®Bett in den ersten Tagen, PEEP-Einstellung entsprechend der Oxygenierung, individuelle Entwöhnung von der Beatmung und der Rotorest®-Therapie. Der Kostaufbau überwiegend parenteral, Sedierung mit Propofol und Midazolam. 2006: 72h Beatmung mit einem PEEP von 15mbar, Rotorest®-Bett, zügige assistierte Beatmungsform. Individuelle Entwöhnung von der Beatmung und der Rotorest®-Therapie, der Kostaufbau parenteral und enteral, Sedierung überwiegend mit Midazolam. 2009: Reduktion der Rotorest®-Therapie mit einem PEEP von 15mbar auf 40 bis 48h, PEEP-Reduktionsprotokoll. Der Kostaufbau erfolgte primär enteral, die Sedierung mit vorwiegend Propofol und z. T. Midazolam.
Es konnten retrospektiv 108 Patienten (ISS 37+13) eingeschlossen werden. Bei 38,3% der Patienten lagen unvollständige Akten vor, oder die Rotorest® Therapie wurde erst nach 48h begonnen. Durch das Konzept konnten die Beatmungszeit von 17±15 auf 8±8 Tage und die intensivstationäre Verweildauer von 17±9 auf 10±9 Tage signifikant reduziert werden (p<0,001), die Krankenhausverweildauer blieb gleich. Die Pneumonierate fiel nicht signifikant von 25% in 2003 nach einem Anstieg auf 37% in 2006 auf 17% in 2009. Das Pneumonierisiko stieg mit der Höhe der aufgenommenen kcal/kgKG, der Gesamt-kcal/d bis Tag 7 sowie der Summe der kcal bis Tag 5 signifikant (p<0,05). Eine Leberdysfunktion erhöhte das Letalitätsrisiko signifikant (Rs 0,267; p<0,01). Die Rate an Leberdysfunktionen binnen der ersten 14 Tage fiel von 34,7% in 2003 nach einem Anstieg auf 43,4% im Jahr 2006 auf 22,1% in 2009 (p<0,001). Eine Leberdysfunktion korrelierte, bei Auftreten bis Tag 7, sowohl mit einer überwiegend parenteralen Ernährung bis Tag 5 (p=0,021) als auch der Höhe der parenteralen kcal (Rs 0,248; p=0,02) und der Höhe der Gesamt-kcal (Rs 0,201; p=0,038). Der Anteil an Patienten mit parenteraler Ernährung konnte von 92,2% (bis Tag 5) in 2003 und 97,5% in 2006 auf 65% in 2009 signifikant reduziert werden, ebenso wie die Gesamtmenge an verabreichten Kalorien bis Tag 7 (von 1210kcal/d auf 1113kcal/d und 2009 auf 851kcal/d; p<0,001). Keine Korrelation bestand zwischen der Entstehung einer Leberdysfunktion und der Beatmung, der Höhe des PEEP oder der Entwicklung einer Pneumonie. Im Gegensatz dazu erhöhte die verabreichte Menge von Midazolam in den ersten 7 Tagen (mg/kg/d) das Pneumonie-Risiko signifikant (p=0,024). Als unabhängige Risikofaktoren für die Entwicklung einer Pneumonie stellten sich die Transfusion von EKs (OR 3,646 95%CI 1,074-12,383), die Höhe der verabreichten Gesamtkalorien (>5000kcal) binnen der ersten fünf Tage (OR 3,219 95%Cl 1,033-10,034) und die Höhe des Beatmungsspitzendruckes (OR 1,135 95%Cl 1,010-1,275) dar.
Die Daten der vorliegenden Arbeit bestätigen den kritisch abzuwägenden Einsatz von Midazolam in der Intensivtherapie. Weiterhin zeigte sich ein signifikanter Einfluss der Ernährung auf die Morbidität der Patienten entsprechend der Literatur. Die vorliegenden Ergebnisse weisen weiter darauf hin, dass bei schwerverletzten Patienten auch die Gesamtkalorienzufuhr gering zu halten ist, um die Rate an Pneumonien zu reduzieren. Die Beatmung mit einem PEEP von 15mbar in den ersten Behandlungstagen unter PiCCO-Monitoring erscheint hierbei keine negativen Auswirkungen auf die Entwicklung einer Leberdysfunktion zu haben.
Zusammenfassend kann durch ein vorwiegend enterales Ernährungsschema, mit unter den Empfehlungen der AWMF liegenden Gesamtkalorien, das Auftreten von Leberdysfunktionen und die Rate an Pneumonien signifikant reduziert, durch ein strukturiertes Therapiekonzept mit u.a. reduziertem Einsatz von Midazolam eine signifikante Reduktion der Beatmungszeit sowie der Intensivverweildauer erreicht und eine Reduktion der Pneumonierate unterstützt werden.
Epigenetic control of microsomal prostaglandin E synthase-1 by HDAC-mediated recruitment of p300
(2017)
Nonsteroidal anti-inflammatory drugs are the most widely used medicine to treat pain and inflammation, and to inhibit platelet function. Understanding the expression regulation of enzymes of the prostanoid pathway is of great medical relevance. Histone acetylation crucially controls gene expression. We set out to identify the impact of histone deacetylases (HDACs) on the generation of prostanoids and examine the consequences on vascular function. HDAC inhibition (HDACi) with the pan-HDAC inhibitor, vorinostat, attenuated prostaglandin (PG)E2 generation in the murine vasculature and in human vascular smooth muscle cells. In line with this, the expression of the key enzyme for PGE2 synthesis, microsomal PGE synthase-1 (PTGES1), was reduced by HDACi. Accordingly, the relaxation to arachidonic acid was decreased after ex vivo incubation of murine vessels with HDACi. To identify the underlying mechanism, chromatin immunoprecipitation (ChIP) and ChIP-sequencing analysis were performed. These results suggest that HDACs are involved in the recruitment of the transcriptional activator p300 to the PTGES1 gene and that HDACi prevented this effect. In line with the acetyltransferase activity of p300, H3K27 acetylation was reduced after HDACi and resulted in the formation of heterochromatin in the PTGES1 gene. In conclusion, HDAC activity maintains PTGES1 expression by recruiting p300 to its gene.
Die Laufökonomie erfasst den Wirkungsgrad der kardiometabolischen Energiebereitstellung eines Menschen für die bipedale Fortbewegung. Ob diese, im Leistungssport häufig angewandte, Größe auch bei Amateursportlern ein leistungsbeeinflussender Faktor ist, wurde bislang noch nicht systematisch untersucht. Speziell die großen Leistungsunterschiede bei Amateursportlern und die Vielzahl an Erfassungs- und Auswertungsmethoden stellen für die interindividuelle Vergleichbarkeit in diesem Kollektiv bislang noch ungelöste Probleme dar.
Die vorliegende Untersuchung verfolgt drei Ziele: 1) Die Überprüfung der Eignung standardisierter stufenförmiger Belastungsprotokolle zur Laufökonomieermittlung; 2) Die Analyse des Einflusses der relativen Beanspruchungsintensität auf die Laufökonomie; und 3) Den Nachweis der Bedeutung der Laufökonomie für die Laufleistung von Amateursportlern unterschiedlicher Leistungsfähigkeit. Zu diesem Zweck wurden zwei unabhängige Studien im Querschnittdesign entworfen. Das erste Experiment überprüfte die Eignung spiroergometrischer Kenngrößen aus stufenförmigen Belastungstests zur Bestimmung der Laufökonomie und deren Einflüsse auf die Laufleistung bei Amateursportlern. Die zweite dieser Arbeit zugrundeliegende Studie diente zur Identifikation des optimalen Beanspruchungsniveaus zur zuverlässigen Bestimmung von Parametern der Laufökonomie bei Amateursportlern.
Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass stufenförmige Belastungsprotokolle zur Laufökonomieermittlung an definierten Beanspruchungspunkten geeignet sind. Sie bestätigen den Einfluss der Laufökonomie auf die Laufleistung bei Amateursportlern unabhängig von der maximalen Sauerstoffaufnahme. Die Auswertung als Sauerstoff- (ml/kg/m) und/oder Kalorienumsetzung (kcal/kg/km) pro zurückgelegte Strecke an standardisierten submaximalen Referenzpunkten erscheint im Amateurbereich empfehlenswert. Speziell für Amateursportler können diese Größen nicht nur als leistungslimitierender Faktor interpretiert sondern auch zur Quantifizierung des bewegungsbezogenen Energieverbrauchs und des damit assoziierten Gesundheitsnutzen körperlicher Aktivität herangezogen werden.
Why do humans cooperate and often punish norm violations of others? In the present study, we sought to investigate the genetic bases of altruistic punishment (AP), which refers to the costly punishment of norm violations with potential benefit for other individuals. Recent evidence suggests that norm violations and unfairness are indexed by the feedback-related negativity (FRN), an anterior cingulate cortex (ACC) generated neural response to expectancy violations. Given evidence on the role of serotonin and dopamine in AP as well as in FRN-generation, we explored the impact of genetic variation of serotonin and dopamine function on FRN and AP behavior in response to unfair vs. fair monetary offers in a Dictator Game (DG) with punishment option. In a sample of 45 healthy participants we observed larger FRN amplitudes to unfair DG assignments both for 7-repeat allele carriers of the dopamine D4 receptor (DRD4) exon III polymorphism and for l/l-genotype carriers of the serotonin transporter gene-linked polymorphic region (5-HTTLRP). Moreover, 5-HTTLPR l/l-genotype carriers punished unfair offers more strongly. These findings support the role of serotonin and dopamine in AP, potentially via their influence on neural mechanisms implicated in the monitoring of expectancy violations and their relation to impulsive and punishment behavior.