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The role of PTP1B and TCPTP in regulation of sepsis mediated skeletal muscle inflammation
Full text linkSkeletal muscle is a dynamic tissue with high plasticity which maintains its functionality by regulating the balance between protein degradation and protein synthesis. In response to injury and other pathological conditions like inflammation and sepsis, a loss in muscle mass (muscle atrophy) and function (metabolic homeostasis, contractility) occurs. Critically ill septic patients often develop intensive care unit-acquired weakness (ICUAW), characterized by muscle weakness and atrophy as well as insulin resistance. Sepsis and inflammation are major risk factors for ICUAW. However, the pathogenesis of this syndrome is poorly understood but a disturbed glucose homeostasis and an enhanced inflammation are implicated. Previous RNA sequencing and quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analyses of RNAs isolated from human M. vastus lateralis of critically ill patients and muscles from septic mice revealed an increased expression of the protein tyrosine phosphatases protein tyrosine phosphatase 1 B (PTP1B/PTPN1) and t-cell protein tyrosine phosphatase (TCPTP/PTPN2). In parallel a decreased expression of insulin receptor substrate (IRS) 1 and reduced insulin receptor (INSR) phosphorylation indicative for insulin resistance was observed. Because PTP1B and TCPTP are nodal enzymes in insulin and cytokine signaling in skeletal muscle and immune cells these data suggested their involvement in inflammation-mediated insulin resistance and skeletal muscle atrophy. I hypothesized that PTP1B and TCPTP are major regulators of insulin signaling and inflammation via dephosphorylation of cytokine receptor associated proteins in skeletal muscle. To investigate the mechanism responsible for Ptpn1 and Ptpn2 upregulation during inflammation I treated C2C12 myocytes with the inflammatory cytokine interleukin 6 (IL-6). IL-6 increased the expression of Ptpn1 and Ptpn2. Using small interfering RNA (siRNA) and chemical inhibitors, I found that this effect was mediated by the transmembrane IL-6 receptor glycoprotein 130 (Gp130) and the downstream kinases Janus kinase 2 (JAK2) and Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3). IL-6 facilitates its pro- and anti-inflammatory effects through the transcription factor STAT3, which gets tyrosine phosphorylated, translocates into the nucleus and modulates the expression of IL-6 responsive genes, such as suppressor of cytokine signaling 3 (Socs3). Overexpression of PTP1B and TCPTP attenuated IL-6 mediated STAT3 tyrosine phosphorylation and Socs3 gene expression. Overexpression of PTP1B but not TCPTP inhibited insulin mediated phosphorylation of the insulin receptor beta chain and its downstream targets IRS1, Akt (protein kinase B), and Akt substrate of 160 kDa (AS160) in C2C12 myocytes. To investigate the role of PTP1B and TCPTP in skeletal muscle in vivo, I generated male and female mice devoid of Ptpn1 (Ptpn1 cKO), Ptpn2 (Ptpn2 cKO) and Ptpn1+Ptpn2 (DKO) in myocytes. I subjected these mice to polymicrobial sepsis for 24 hours or 96 hours employing cecal ligation and puncture surgery (CLP). Sham treated male and female KO and wildtype (WT) mice served as controls. Septic DKO mice showed a higher mortality compared to their sham operated littermates and septic WT mice. Morphological and histological analyses showed a higher muscle mass loss and more muscle atrophy, tissue leucocyte infiltration and leucocyte marker gene expression in muscle of septic DKO mice. This was accompanied by an increased pro-inflammatory cytokine signature with increased amounts of interleukin 1 beta (IL-1β/Il1b), tumor necrosis factor alpha (TNFα/Tnfa), interferon gamma (IFNγ/Ifng) and IL-6/Il6 in skeletal muscle and serum of septic DKO mice. Chemokines that are chemo attractants for immune cells, like C-C-motif ligand 2 and 5 (Ccl2, Ccl5) and C-X-C motif ligands 9 and 10 (Cxcl9, Cxcl10) were upregulated on gene expression level in muscle tissue as well as in serum of septic DKO mice compared to septic WT mice. Additionally, I observed an increased NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3) -inflammasome activation in muscle of septic DKO mice. Inflammasomes are multiprotein complexes which facilitate innate immune responses after infection by activation of caspases which cleave and mediate the release pro-inflammatory cytokines like IL-1β and interleukin 18 (IL-18). In addition, using global proteomics analyses I observed a significantly dysregulated interferon γ (IFNγ) response in TA muscle of septic DKO mice shown by increased IFN stimulated gene (ISG) expression, increased abundancy of interferon regulatory factor 1 (IRF1) transcription factor as well as increased IFN-dependent chemokine expression. Utilizing murine myocytes in vitro and treating them with IFNγ, I reproduced the phenotype seen in mice. These data are indicative for a myocyte specific phenotype. I could also activate the NLRP3 inflammasome in primary myocytes from mice that were differentiated into myotubes. In these cells I show that the release of IL-1β and GSDMD is dependent on PTP1B and TCPTP; further validating the results seen in TA muscle of septic mice. In summary, deficiency of PTP1B and TCPTP caused a hyperinflammatory systemic and skeletal muscle phenotype which was caused by a dysregulated IFNγ and NLRP3 inflammasome response to infection. Furthermore, it pronounces the role of skeletal muscle as a highly immunomodulatory organ, which is crucial in maintaining whole body proteo- and homeostasis. Therefore, inhibition of PTPs should be carefully evaluated in a clinical setting.Der Skelettmuskel ist ein dynamisches Gewebe mit hoher Plastizität, dass seine Funktionalität durch die Regulierung des Gleichgewichts zwischen Proteinabbau und Proteinsynthese aufrechterhält. Infolge von Verletzungen und anderen pathologischen Zuständen wie Entzündungen und Sepsis kommt es zu einem Verlust an Muskelmasse (Muskelatrophie) und Funktion (metabolische Homöostase, Kontraktilität). Kritisch kranke septische Patienten entwickeln häufig eine intensivmedizinisch erworbene Muskelschwäche (ICUAW), die durch Muskelschwäche, Atrophie sowie Insulinresistenz gekennzeichnet ist. Sepsis und Entzündungen sind bedeutende Risikofaktoren für ICUAW. Die Pathogenese dieses Syndroms ist jedoch nur unzureichend verstanden, wobei eine gestörte Glukosehomöostase und verstärkte Entzündungen eine Rolle spielen. RNA-Sequenzierungen und quantitative Echtzeit-PCR-Analysen (qRT-PCR) von RNAs, die aus dem humanen M. vastus lateralis kritisch kranker Patienten und den Muskeln septischer Mäuse isoliert wurden, zeigten eine erhöhte Expression der Protein-Tyrosin-Phosphatasen Protein-Tyrosin-Phosphatase 1B (PTP1B/PTPN1) und T-Zell-Protein-Tyrosin-Phosphatase (TCPTP/PTPN2). Parallel dazu wurde eine verringerte Expression des Insulinrezeptorsubstrats (IRS) 1 und eine reduzierte Insulinrezeptorphosphorylierung beobachtet, was auf eine Insulinresistenz hindeutet. Da PTP1B und TCPTP zentrale Enzyme in der Insulin- und Zytokin-Signalübertragung in Skelettmuskel- und Immunzellen sind, deuten diese Daten auf ihre Beteiligung an der durch Entzündung vermittelten Insulinresistenz und Muskelatrophie hin. Ich stellte die Hypothese auf, dass PTP1B und TCPTP wichtige Regulatoren der Insulin Signaltransduktion und Inflammation durch die Dephosphorylierung von zytokinrezeptorassoziierten Proteinen im Skelettmuskel sind. Um den Mechanismus zu untersuchen, der für die Hochregulierung von Ptpn1 und Ptpn2 während einer Entzündung verantwortlich ist, behandelte ich C2C12-Myoblasten mit dem pro-inflammatorischen Zytokin Interleukin 6 (IL-6). IL-6 erhöhte die Expression von Ptpn1 und Ptpn2. Mithilfe von small interfering RNA (siRNA) und chemischen Inhibitoren stellte ich fest, dass dieser Effekt durch den transmembranen IL-6-Rezeptor Glycoprotein 130 (Gp130) und die nachgelagerten Kinasen Janus-Kinase 2 (JAK2) und Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) vermittelt wurde. IL-6 vermittelt seine pro- und anti-inflammatorischen Effekte über den Transkriptionsfaktor STAT3, der tyrosin-phosphoryliert wird, in den Zellkern transloziert und die Expression von IL-6-abhängigen Genen wie Suppressor of Cytokine Signaling 3 (Socs3) moduliert. Die Überexpression von PTP1B und TCPTP reduzierte die IL-6-vermittelte STAT3-Tyrosinphosphorylierung und die Socs3-Genexpression. Die Überexpression von PTP1B, jedoch nicht von TCPTP, hemmte die Insulin-vermittelte Phosphorylierung der Insulinrezeptor-Beta-Kette und ihrer nachgelagerten Zielmoleküle IRS1, Akt (Proteinkinase B) und Akt-Substrat von 160 kDa (AS160) in C2C12-Myoblasten. Um die Rolle von PTP1B und TCPTP im Skelettmuskel in vivo zu untersuchen, generierte ich männliche und weibliche Mäuse, die kein Ptpn1 (Ptpn1 cKO), Ptpn2 (Ptpn2 cKO) oder sowohl Ptpn1 als auch Ptpn2 (DKO) in Myozyten exprimierten. Diese Mäuse unterzog ich einer polymikrobiellen Sepsis für 48 Stunden durch Zäkalligation und Punktion (CLP). Scheinoperierte männliche und weibliche KO- und Wildtyp (WT)-Mäuse dienten als Kontrollgruppen. Septische DKO-Mäuse zeigten eine höhere Mortalität im Vergleich zu ihren scheinoperierten Wurfgeschwistern und septischen WT-Mäusen. Morphologische und histologische Analysen zeigten einen größeren Verlust an Muskelmasse, mehr Muskelatrophie, Gewebeinfiltration durch Leukozyten sowie eine erhöhte Expression von Leukozyten-Marker Genen in den Muskeln septischer DKO-Mäuse. Dies wurde von einer verstärkten pro-inflammatorischen Zytokinsignatur begleitet, mit erhöhten Mengen an Interleukin 1 Beta (IL-1β/Il1b), Tumornekrosefaktor Alpha (TNFα/Tnfa), Interferon Gamma (Ifnγ) und IL-6/Il6 im Skelettmuskel und Serum der septischen DKO-Mäuse. Chemokine, die als Chemoattraktoren für Immunzellen wirken, wie C-C-Motiv-Ligand 2 und 5 (Ccl2, Ccl5) und C-X-C-Motiv-Liganden 9 und 10 (Cxcl9, Cxcl10), waren auf Genexpressionsebene in Muskelgeweben sowie im Serum septischer DKO-Mäuse hochreguliert. Zudem beobachtete ich eine verstärkte Aktivierung des NLR-Familien-Pyrindomänen-enthaltenden 3 (NLRP3) -Inflammasoms in den Muskeln septischer DKO-Mäuse. Inflammasome sind Multiproteinkomplexe, die nach Infektionen angeborene Immunreaktionen durch die Aktivierung von Caspasen erleichtern, welche die Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine wie IL-1β und Interleukin 18 (IL-18) vermitteln. Durch globale Proteomik-Analysen stellte ich außerdem eine signifikant dysregulierte Interferon-Gamma-(IFNγ)-Antwort in den TA-Muskeln septischer DKO-Mäuse fest, gekennzeichnet durch eine erhöhte Expression von IFN-stimulierten Genen (ISG), eine erhöhte Menge des Transkriptionsfaktors Interferon-Regulator-Faktor 1 (IRF1) sowie eine verstärkte IFN-abhängige Chemokinexpression. Durch Experimente an murinen Myozyten in vitro und deren Behandlung mit IFNγ reproduzierte ich den bei den Mäusen beobachteten Phänotyp. Diese Daten deuten auf einen myozytenspezifischen Phänotyp hin. Ich konnte ebenfalls das NLRP3-Inflammasom in primären, zu Myotuben differenzierten, Myozyten aktivieren. In diesen Zellen zeigte ich, dass die Freisetzung von IL-1β und GSDMD von PTP1B und TCPTP abhängt, was die Ergebnisse aus den TA-Muskeln septischer Mäuse weiter bestätigte. Zusammenfassend führte ein Mangel an PTP1B und TCPTP zu einem hyperinflammatorischen systemischen und skelettmuskulären Phänotyp, der durch eine dysregulierte IFNγ- und NLRP3-Inflammasom-Antwort auf Infektionen verursacht wurde. Daher sollte die Hemmung von PTPs in einem klinischen Kontext sorgfältig evaluiert werden. Darüber hinaus unterstreichen diese Ergebnisse die Rolle des Skelettmuskels als ein hoch immunmodulatorisches Organ, das für die Aufrechterhaltung der gesamten Proteo- und Homöostase entscheidend ist
Individualisierte audiologische Qualitätssicherung im Rahmen der prothetischen Hörsystemversorgung
Full text linkDie Hals-Nasen-Ohren (HNO)-Heilkunde verfügt über eine breite Palette an Behandlungsmöglichkeiten. Mit der Hörsystemversorgung verfügt die HNO-Heilkunde über einen integrativen Versorgungszweig der, beginnend vom apparativen Ausgleich diverser Hörstörungen mit konventionellen oder implantierbaren Hörsystemen, bis hin zur prothetischen Versorgung mit dem Cochlea-Implantat (CI), über ein breites Spektum. Dieses Versorgungsspektrum ist durch die Integration verschiedener Disziplinen, wie Medizin, Audiologie, Therapie und Pflege, von einem hohen Maß an Translationalität geprägt. Eine Sonderstellung nimmt hier die CI-Versorgung ein, da es mit dem CI als bisher einziges, in die Regelversorgung integriertes, Versorgungskonzept gelingt, einen menschlichen Sinneseindruck prothetisch zu rehabilitieren.
Die vorliegende Habilitationsschrift kummuliert sechs thematisch zusammenhängende Originalarbeiten zur individualisierten audiologischen Qualitätssicherung im Kontext der prothetischen Hörsystemversorgung, insbesondere mit CI. Die Arbeiten bilden einen thematischen Querschnitt zur audiologischen Qualitätssicherung während der CI-Operation, der Differenzialdiagnostik bei unerwartetem Versorgungsverlauf und gibt einen Einblick in translationale Ansätze der experimentellen Hals-Nasen-Ohrenheilkunde und Audiologie. Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Qualitätssicherung der audiologischen Evaluation von Hörsystemversorgungen gelegt. Dieser Themenbereich beleuchtet die Methodik einzelner Messverfahren, das Monitoring der audiologischen Versorgungsergebnisse und die Möglichkeiten zum Vergleich der Ergebnisvariabilität mit einer Prognose des Versorgungsergebnisses.Ear, nose and throat (ENT) medicine offers a wide range of treatment options. With hearing system care, ENT medicine has an integrative branch of care that covers a broad spectrum, starting with the equipment-based compensation of various hearing disorders with conventional or implantable hearing systems, through to prosthetic care with the cochlear implant (CI). This range of care is characterized by a high degree of translationality through the integration of various disciplines, such as medicine, audiology, therapy and care. CI care occupies a special position here, as the CI is the only care concept integrated into standard care that has so far succeeded in prosthetically rehabilitating a human sensory impression
This habilitation thesis brings together six thematically related original works on individualized audiological quality assurance in the context of prosthetic hearing system provision, in particular with CI. The papers form a thematic cross-section on audiological quality assurance during CI surgery, differential diagnostics in the case of unexpected treatment progression and provide an insight into translational approaches in experimental otorhinolaryngology and audiology. Particular attention was paid to quality assurance in the audiological evaluation of hearing system provisions. This topic area highlights the methodology of individual measurement procedures, the monitoring of results of audiological provision and the possibilities for comparing the variability of results with a prognosis of the provision outcome
Periodontal Probing Depth Trajectory in 10 Years of Follow‐Up as Associated With Tooth Loss
Full text linkAim
To elucidate whether ranked probing depth (PD) data translate into ranked PD outcomes after 10 years of follow‐up and the associated tooth loss.
Materials and Methods
From the Study of Health in Pomerania (SHIP‐START), all participants were retrospectively included with complete PD measurements in both baseline and 10‐year follow‐up, comprising 1887 participants. The trajectory of percentile‐based quintiles of mean PD measurements was followed.
Results
Quintiles of mean PD at baseline were, in a dose dependent manner, associated with the number of teeth at baseline, number of teeth after 10 years and involved risk of tooth loss. The trajectory of membership to individual PD quintiles indicated that the majority of participants remained in or near their baseline quintile after reaching the 10‐year end analysis. Periodontal risk factors assessed at baseline continued to affect PD outcomes at follow‐up. Two categories of tooth loss were identified: 1–2 teeth lost versus ≥ 3 teeth and differentiated by baseline PD.
Conclusion
PD severity ranked within this population translates, in a dose‐dependent manner, to follow‐up tooth loss even after many years. This underlines the prospective importance of pocket probing in the dental practice. Ranked PD offers a simple measure to identify patients at high risk of tooth loss
Untersuchung der Wirkung Kaltplasma-behandelter Dentalkomposite auf humane Keratinozyten in vitro
Full text linkIn dieser Arbeit wurden zytotoxische Effekte Kaltplasma-behandelter Dentalkomposite auf humane Keratinozyten-Kulturen experimentell untersucht und beschrieben. Hierfür wurde im ersten Teil ein reproduzierbares Verfahren für die Kompositproben-Herstellung etabliert sowie ein präziser, computergestützter Ablauf einer Kaltplasma-Behandlung ebenjener generiert. Zudem wurde ein direktes quantitatives Mikroskopie-Verfahren entwickelt und neben anderen Methoden zur Analyse der Zelleigenschaften eingesetzt. Bei den verwendeten Dentalkompositen handelte es sich um Arabesk Top, Arabesk Flow und GrandioSO (VOCO), welche nach Herstellerangaben verarbeitet wurden.
Als Kaltplasmaquelle wurde der als Medizinprodukt zugelassene, mit Argon-Gas betriebene, kINPen MED genutzt und verschiedene Behandlungszeiten getestet (30s, 60s, 120s).
Die Zellen wurden entweder direkt auf Kaltplasma-behandeltes Komposit gesetzt und in Medium inkubiert (direkt), oder lediglich mit einem Medium versetzt, welches seinerseits zuvor Kaltplasma-behandeltem Komposit ausgesetzt war (indirekt). Die Keratinozyten-Analyse erfolgte mittels Untersuchung der metabolischen Aktivität und des Zellwachstums sowie der Viabilität und des Sekretionsprofils nach unterschiedlichen Expositionszeiten (24h und 48h). Eine mögliche, durch Kaltplasma ausgelöste Partikelfreisetzung von Komposit, wurde mittels dynamischer Lichtstreuung untersucht.
Im Ergebnis traten zum Teil signifikante, aber zumeist moderate zytotoxische Effekte Kaltplasma-behandelter Dentalkomposite auf humane Keratinozyten in Form einer reduzierten metabolischen Aktivität und Viabilität auf. Zudem zeigten sich Veränderungen im zellulären Sekretionsprofil von Entzündungsmediatoren. Die beobachteten zytotoxischen Effekte skalierten nicht linear mit der Kaltplasma-Behandlungszeit. Ein verstärktes Herauslösen von Partikeln aus Kaltplasma-behandeltem Komposit konnte nicht schlüssig nachgewiesen werden.
Mithin ist ein relevantes, nachvollziehbares Risikoprofil der Kaltplasmabehandlung von Dentalkomposit mittels des kINPen MED nicht unmittelbar ersichtlich. Gleichzeitig können unter bestimmten Bedingungen zytotoxische Effekte in HaCaT Keratinozyten beobachtet werden. Obgleich die Ursache für das Auftreten ebenjener nicht eindeutig geklärt werden konnte, erscheint eine Kaltplasma-bedingte Oberflächenveränderung des Komposits hierbei ein potenziell wichtiger Faktor zu sein, dessen Untersuchung jedoch nicht Teil der vorliegenden Arbeit war und zukünftig, auch im Kontext möglicher Partikelfreisetzungen, genauer untersucht werden kann. Eine unmittelbare Kontraindikation ist basierend auf den Daten dieser Arbeit, im klinischen Kontext, vorläufig nicht ableitbar
3-months evaluation of desensitisation effect, retention rate and acceptance of a glass-ionomer-cement application in MIH-molars in schoolchildren
Full text linkBackground and aim:
Teeth affected by MIH frequently exhibit increased sensitivity due to the presence of hypomineralised tooth structure. Children with this condition have difficulties with tooth brushing and tend to be less tolerable for extremely cold or hot beverages and foods. Beyond a higher susceptibility to caries formation, these children are also more likely to develop anxiety regarding dental procedures, as they often require restorative treatments that can be uncomfortable for sensitive teeth, es-pecially when a desensitisation phase has not been implemented beforehand. There-fore, this prospective clinical study (NCT05945381) aimed to evaluate the efficiency of glass-ionomer-cement (GIC) application in reducing hypersensitivity in permanent mo-lars with molar incisor hypomineralisation (MIH) after 15 minutes and 12 weeks later. Furthermore, the retention rate of the material and child acceptance were evaluated.
Materials and Methods:
For children with at least one hypersensitive MIH-affected permanent molar (MIH-TNI-3 or 4) and without tooth-specific in-office desensitising treatment within the last month, clinical pain was assessed via the Schiff Score Air Sensitivity Scale (SCASS) and Wong-Baker Faces Scale (WBFS) at baseline, imme-diately after the GIC application (Ionostar Plus + Easy Glaze, VOCO) and 12 weeks later. Children’s acceptance was recorded with Frankl behaviour rating scale (FBRS) and retention rate was evaluated with modified USPHS criteria.
Results:
The 25 participants (mean age 8.6 ±1.9 years) had 43 hypersensitive MIH-molars with mostly SCASS 3 (n=24, 55.8%). The overall behaviour during the proce-dure was positive (FBRS ≥22; 3.5 (±0.7). Regarding hypersensitivity, the reported mean SCASS score reduced significantly from 2.6 (±0.50) at baseline to 1.1 (±0.9) after 15 minutes of GIC application and even further to 0.7 (±0.9) after 12 weeks (P<0.001, paired t test). Similarly, reported WBFS scores also significantly reduced from 5.8 (±2.5; Range=2-10) at baseline to 2.8 (±2.3; Range=0-10) after 15 minutes and to 2.9 (±2.1) after 12 weeks, respectively (P<0.001, paired t test). The mean SCASS score reduction was 1.3 (±0.6) and 1.4 (±1.0) for baseline SCASS 2 vs. 3, respectively. The rate of cumulative retention failure was 7.2% (n=3) after 12 weeks.
Conclusion:
GIC coverage is effective and highly accepted with good retention in providing immediate and mid-term relief from hypersensitivity in MIH-molars among schoolchildren.Hintergrund:
Zähne mit Molaren-Inzisiven-Hypomineralisation (MIH) sind häufig überempfindlich, was bei den betroffenen Kindern zu Schwierigkeiten beim Zähneputzen oder Vermeiden von kalten bzw. warmen Getränke und Speisen führt. Neben einem erhöhten Kariesrisiko entwickeln diese Kinder mitunter Angst vor Zahnbehandlungen, da restaurative Maßnahmen bei überempfindlichen Zähnen ohne vorherige Desensibilisierungsphase oft schmerzhaft sind.
Ziel:
Ziel dieser prospektiven klinischen Studie war es daher, die Effizienz der Applikation von Glasionomerzement (GIZ; Ionostar Plus + Easy Glaze, VOCO) bei der Reduzierung der Überempfindlichkeit bei den bleibenden Molaren mit MIH zu untersuchen. Dabei erfolgte zum einen eine sofortige Beurteilung (nach 15 Minuten) sowie eine Evaluation nach 12 Wochen. Darüber hinaus wurden die Haltbarkeit des Materials und die Akzeptanz der Kinder und Eltern bezüglich der Maßnahme bewertet.
Methode:
Kinder aus dem regulären Patientenstamm sowie Erstaufnahmen mit mindestens einem überempfindlichen, von MIH betroffenen bleibenden Backenzahn (MIH-TNI-3 oder 4) mit einem Schmerzempfindlichkeit-Wert von SCASS 2 & 3 wurden im Rahmen der Studie (ClinicalTrials.gov Reg.-Nr: NCT05945381, Ethikvotum: BB 047/ 23) gescreent. Die Studienteilnahme erfolgte, nachdem die Sorgeberechtigten eine ausführliche Aufklärung der Studienabläufe erhielten und die unterzeichneten schriftlichen Einwilligungen von ihnen eingeholt wurden. Der Vorbehandlungsstatus wurde bewertet und Kinder nur dann eingeschlossen, wenn sie nicht bereits innerhalb eines Monats eine zahnspezifische Desensibilisierungsbehandlung in einer Praxis erhielten. Klinische Schmerzbeurteilungen umfassten einen gängigen Test mit einem Luftpüster der zahnärztlichen Behandlungseinheit (Schiff Cold Air Sensitivity Skala; SCASS 0-3). Dazu wird Luft auf den betreffenden MIH-Zahn für 1 Sekunde mit ca. 1 cm Abstand gepustet. Die Reaktion des Kindes zum Kältetest wurde vor Beginn der
Studie, sofort (nach 15 Minuten) & nach 12 Wochen im regulären Kontrolltermin mittels SCASS und der Wong-Baker Faces Skala (WBFS) graduiert. Zudem wurden die Akzeptanz der Kinder mit der Frankl Behaviour Rating Skala (FBRS) und die Zufriedenheit der Eltern gegenüber der Studienintervention anhand des Studienfragebogens sofort und nach 12-wöchiger Nachuntersuchung erfasst. Die Retentionsrate wurde mittels modifizierten USPHS (Modified US Public Health Service)-Kriterien bewertet.
Ergebnisse:
Die 25 Teilnehmer (Durchschnittsalter 8,6 ±1,9 Jahre) hatten 43 überempfindliche MIH-Molaren mit überwiegend SCASS 3 (n=24; 55,8 %). Das Gesamtverhalten während der Prozedur war positiv (FBRS ≥22; 3,5 ±0,7). Bei der Überempfindlichkeit verringerte sich der mittlere SCASS-Score signifikant von initial 2,6 (±0,5) auf 1,1 (±0,9) 15 Minuten nach GIZ-Anwendung und noch weiter auf 0,7 (±0,9) nach 12 Wochen (P 0,05) und nach 12 Wochen Nachbeobachtung für Vorbehandlung- und ohne Vorbehandlungsgeschichte (-1,61 (±0,38) vs. -1,38). (±0,55), P> 0,05). Allerdings zeigten in dieser Studie überempfindliche MIH-Molaren mit einer Vorbehandlungsgeschichte (n=13) eine statistisch signifikant höhere Reduktion des mittleren SCASS im Vergleich zwischen sofortiger Wirkung (15 Minuten) und 12-wöchiger Nachbeobachtung (-0,69 (±0,35) vs. -0,05 (±0,12) P <0,01). Die Rate kumulativer Retentionsfehler betrug nach 12 Wochen 7,2 % (n=3) und die Zufriedenheit der Sorgeberechtigten zur GIZ-Anwendung waren hoch zum einen bereits 15 Minuten nach der Anwendung (76,0 %) und deutlicher nach 12 Wochen Nachbeobachtung (91,6 %)
Frailty nach ischämischem Schlaganfall und transitorisch ischämischen Attacken in Relation zur Schlaganfallschwere sowie ihr Einfluss auf die schlaganfallspezifischen Alltagsfunktionen
Full text linkDiese Studie untersuchte den Einfluss von Frailty auf die funktionelle
Erholung nach einem ischämischen Schlaganfall oder einer transitorisch
ischämischen Attacke.
Die Haupthypothesen waren, dass die funktionelle Erholung von der
Frailty der Patienten abhängt und dass die gesundheitsbezogene
Lebensqualität und subjektive Krankheitswahrnehmung die Entwicklung
der Alltagsfunktionen beeinflussen.
In der hier vorliegenden prospektiven Beobachtungsstudie wurden die
ersten 100 konsekutiv eingeschlossenen Patienten über einen Zeitraum
von sechs Monaten nach Schlaganfall zu insgesamt vier Zeitpunkten
untersucht. Der Frailty-Grad wurde mit dem SHARE-FI ermittelt, die
Schlaganfallschwere mit der NIHSS und die Alltagskompetenzen mit der
SIS-16.
Die Ergebnisse zeigten, dass 39 % der Teilnehmer als pre-frail oder frail
eingestuft wurden. Der Frailty-Grad erwies sich als signifikanter Prädiktor
für die Entwicklung der Alltagsaktivitäten sechs Monate nach dem
Schlaganfall. Ein noch stärkerer Prädiktor war der initiale Schweregrad
des Schlaganfalls.
Alleinleben und niedriger Bildungsstand beeinflussen die funktionelle
Erholung und den Frailty-Status negativ.
Entgegen den Erwartungen wurde kein signifikanter Zusammenhang
zwischen Geschlecht sowie Alter und Frailty festgestellt.
Die Studie unterstreicht die Notwendigkeit, Frailty frühzeitig zu erkennen
und zu behandeln. Limitationen waren die kleine Stichprobengröße und
eine mögliche Selektionsverzerrung zugunsten weniger beeinträchtigter
Patienten.
Zukünftige Forschung sollte größere Stichproben einbeziehen und
gezielte Bemühungen unternehmen, auch schwerer betroffene Patienten
mit einzubeziehen. Zudem sollte der Einfluss gezielter Interventionen zur
Verbesserung des Frailty-Status auf die Schlaganfallrehabilitation
untersucht werden
Muskelfunktion und Mobilität bei ITS-Patienten – ist der Muskelsummenscore (MRC-SS) ein Prädiktor der Mobilitätsstufe (ICU mobilityscale)?
Full text linkHintergrund:
Frühmobilisation spielt eine Schlüsselrolle in der intensivtherapeutischen Behandlung, um Schäden durch lange Liegezeiten zu vermeiden. Unterschiedliche Testmethoden ermöglichen die Erfassung des rehabilitativen Zustands der Patient*innen. Diese stützen sich zumeist auf Kraft, Leistungsfähigkeit/Mobilität oder Muskelmorphologie. Das Ziel dieser Studie war es, eine Brücke zwischen den Tests der Muskelkraft und der Mobilität zu schlagen. Es wurde untersucht, ob es möglich ist, eine Vorhersage der Mobilität anhand der Kraft zu treffen. Die Muskelkraft wurde hierbei durch den Medical Research Council (MRC)-Test erfasst und die Mobilität mit Hilfe der ICU Mobilty Scale (IMS) dargestellt.
Methodik:
In diese klinische Beobachtungsstudie wurden 45 Patient*innen der chirurgischen- und internistischen Intensivstation sowie der Weaningstation der Universitätsmedizin Greifswald (UMG) eingeschlossen. Es erfolgten 3 separate Messungen des MRC und der IMS in einem Mindestabstand von 3 Tagen. Weitere Einflussfaktoren von Interesse waren die Handgreifkraft, das Geschlecht, der Body Mass Index (BMI) und das Alter. Linear Mixed Models (LMM) wurden verwendet, um die Signifikanz und den Einfluss der Variablen auf die IMS zu bestimmen. Es wurde Spearman’s rho genutzt, um eine Vergleichbarkeit mit vorangegangen Studien herzustellen.
Ergebnisse:
Der MRC und die Handgreifkraft (HG) bewiesen einen signifikanten Einfluss auf die IMS (MRC p =0,05). Es wur-de ein Regressionsmodel (Linear Mixed Model LMM) mit dem MRC und der HG als Prädiktoren der IMS entworfen (Spearmans rho =0.902). Unterschiedliche Modelle wurden für eine möglichst genaue und einfache Prädiktion der IMS entwickelt. Das LMM mit dem quadrierten MRC als Einflussfaktor stellte sich als stärkstes Modell dar.
Fazit:
Die Muskelkraft (MRC) stellte sich als starker Prädiktor der Mobilität (IMS) dar. Mittels des LMMs konnte eine Formel entwickelt werden, welche eine Vorhersage der Mobilität (IMS) zulässt. Die Formel dient der Einschätzung des Potenzials von Intensivpatient*innen, um die physiotherapeutische Planung zu unterstützen und um die Immobilisierungszeit zu minimieren
Anti-Heroes : Negations and Contradictions of the Heroic in the Medieval and Early Modern Baltic Sea Region
Full text linkWas macht einen Helden aus, und wie formen Gesellschaften ihre Heldenfiguren im Laufe der Zeit? Dieser Band hinterfragt statische Typologien des Heroischen und untersucht die historischen Prozesse hinter der Entstehung, Veränderung und Negation mittelalterlicher Helden. Mit einem Fokus auf Schweden, Finnland, Preußen und den baltischen Regionen analysieren die Beiträge die frühesten Momente, in denen historische Figuren in Chroniken, Hagiographien und Verwaltungsdokumenten verewigt oder verurteilt wurden. Diese longue durée-Perspektive auf das Heroische zeigt, dass weder der Held noch seine Negation absolute Konzepte sind – sondern stets historisch bedingt
Basenfreie anodische Oxidation von 5-(Hydroxymethyl)-furfural zu 2,5-Furandicarbonsäure in diskontinuierlichen und halbkontinuierlichen Reaktorsystemen
Full text linkDie Verwendung fossiler Ressourcen als Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Energie und chemischen
Produkten stellt aufgrund ihrer Endlichkeit und der resultierenden negativen Auswirkungen für
die Umwelt ein akutes Problem für unsere Gesellschaft dar. Dies erfordert die Etablierung neuer Wertschöpfungsketten,
welche regenerierbare Kohlenstoffquellen wie Biomasse nutzen. Hierfür ist die Erforschung
von Synthesewegen geeigneter biobasierter Moleküle einschließlich ihrer Nebenreaktionen
von großer Bedeutung. Zur Senkung des Energiebedarfs der chemischen Industrie muss zudem die
Entwicklung energieeffizienterer Synthesemethoden gegenüber den herkömmlichen thermischen Verfahren
erfolgen. Die Elektrolyse stellt eine solche nachhaltige Methode dar, mit welcher die Oxidation
bzw. Reduktion organischer Moleküle effizient und unter milden Bedingungen erfolgen kann. So kann
beispielsweise die Oxidation der zuckerbasierten Substanz 5-(Hydroxymethyl)-furfural (HMF) zu 2,5-
Furandicarbonsäure (FDCA) elektrochemisch erfolgen. Diese Reaktion ist aktuell im Kontext der nachhaltigen
Chemie von großer Bedeutung, da FDCA als Monomer für die Herstellung von Biopolyestern
verwendet werden kann. Das Copolymer mit Ethylenglycol, Polyethylenfuranoat (PEF), stellt ein attraktives
Ersatzprodukt für das erdölbasierte Polyethylenterephthalat (PET) dar. Die elektrochemische
FDCA-Synthese aus HMF wurde bereits in zahlreichen Systemen mit hohen Ausbeuten und Coulomb-
Effizienzen demonstriert, allerdings bisher nur in kleinen Maßstäben. Für die meisten dieser Systeme
stellt die Notwendigkeit stark alkalischer Elektrolyte eine Limitation für die Skalierbarkeit dar, da dieser
pH-Bereich aufgrund der Instabilität des HMF und einer ressourcenaufwändigen Abtrennung des FDCA
nachteilig ist.
Dementsprechend war das Ziel dieser Arbeit die Etablierung eines elektrokatalytischen Systems für die
HMF-Oxidation, welches in nicht-alkalischen Elektrolyten operiert. Hierfür wurde die Wirksamkeit des
Cobaltoxyhydroxids (CoOOH) als Elektrokatalysator in acetat- und phosphatgepufferten Lösungen
(pH 5 und 7) demonstriert. Anhand verschiedener Reaktionsreihen unter Variation relevanter Systemparameter
(Katalysatorbeladung der Elektrode, angelegte Stromdichte, Reaktortemperatur) konnten
optimale Reaktionsbedingungen für die HMF-Oxidation ermittelt werden. Unter diesen war eine nahezu
vollständige Umsetzung des vorgelegten HMF zu FDCA mit einer Ausbeute von 94.7 % und einer
Coulomb-Effizienz von 24.5 % möglich. Das Cobaltoxyhydroxid-System wurde anschließend aus dem
verwendeten diskontinuierlichen Laborreaktor (H-Zelle) in einen halbkontinuierlich betriebenen
Durchflussreaktor mit industrietypischen Kanalstrukturen übertragen. Durch die zum Volumen verhältnismäßig
größeren Elektrodenoberflächen dieses Reaktors konnte die Reaktionszeit für die Umsetzung
der gleichen Menge HMF deutlich verringert und so die Raum-Zeit-Ausbeute erhöht werden. Im
Acetatpuffer wurden entsprechende Reaktionen unter Variation der Temperatur durchgeführt und mit
den Ergebnissen aus dem diskontinuierlichen Betrieb verglichen.
Unabhängig davon erfolgte zudem eine mechanistische Untersuchung der eingangs erwähnten Instabilität
von HMF in stark alkalischer Lösung (pH 14) unter üblichen Lagerungsbedingungen. Als Ursache
der Instabilität wurden zwei basenkatalysierte Reaktionen identifiziert: Die Cannizzaro-Reaktion und
die Eigenpolymerisation des HMF zu Huminstoffen. Durch einen Vergleich mit dem Verhalten des analogen
Benzyl-Derivats 4-(Hydroxymethyl)-benzaldehyd (HMB) konnte festgestellt werden, dass die Eigenpolymerisation
von HMF unter Öffnung des Furanrings abläuft. Durch Anwendung der UV/Vis- und
der FTIR-Spektroskopie war eine genauere Untersuchung der Mechanismen möglich
Echokardiographische Untersuchung der Auswirkungen prolongierter Bettruhe auf kardiale Morphologie und Funktion
Full text linkEinleitung: Die Schwerelosigkeit im Weltall hat vielfältige Auswirkungen auf den menschlichen Körper. So verliert nicht nur die Skelettmuskulatur an Kraft und Masse, sondern es treten auch erhebliche kardiovaskuläre Veränderungen auf. Insbesondere eine kardiale Atrophie und eine verminderte Orthostase-Toleranz sind häufige Folgen. In der vorliegenden Studie wurden als Simulation für Schwerelosigkeit die Auswirkungen einer strikten 60tägigen Bettruhe in -6° Kopftieflage auf die kardiale Morphologie und Funktion mithilfe echokardiographischer und laborchemischer Parameter untersucht.
Material und Methoden: Die Studie wurde mit 20 gesunden, männlichen Probanden im Alter von 20 bis 45 Jahren, die in zwei Gruppen von jeweils 10 Probanden verteilt wurden, durchgeführt. Es erfolgten echokardiographische und laborchemische Untersuchungen sieben Tage vor, drei Tage nach Beginn, fünf Tage vor und 4 Tage nach Beendigung der Bettruhe. Eine der Gruppen erhielt zusätzlich eine Mischung aus Nahrungsergänzungsmitteln, während die andere Gruppe eine standardisierte Ernährung bekam. Zudem wurden die beiden Gruppen zu unterschiedlichen Jahreszeiten, nämlich im Frühjahr und im Herbst untersucht.
Ergebnisse: Die Immobilisierung führte zu signifikanten echokardiographischen Veränderungen der kardialen Funktion. Es trat nicht nur eine Abnahme der LV-Masse auf, sondern auch funktionell ließ sich eine signifikante Abnahme des GLS (Global longitudinal Strain) nachweisen. Auch verschiedene weitere Parameter wie der LA-Diameter und der LVEDD veränderten sich durch die Immobilisierung. All diesen Veränderungen gemein war eine vollständige Erholung nach Beendigung der Immobilisierung. Auch bei den gemessenen Laborparametern fanden sich durch die Immobilisierung verursachte Veränderungen, die jeweils wieder reversibel waren.
Diskussion: Die prolongierte Bettruhe in dieser Studie führte zu signifikanten echokardiographisch nachweisbaren Veränderungen sowohl funktioneller als auch morphologischer Parameter der kardialen Funktion. Diese negativen Auswirkungen bestätigen vorherige Untersuchungen und verdeutlichen die Wichtigkeit von Strategien zur Vermeidung solcher Veränderungen bei künftigen Raumfahrtmissionen in der Schwerelosigkeit, aber auch der Immobilisierung von Patienten im klinischen Alltag