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Efficient Enzymatic Synthesis of Carbamates in Water Using Promiscuous Esterases/Acyltransferases
Get PDFBiocatalysis provides an attractive approach to facilitate synthetic reactions in aqueous media. Motivated by the discovery of promiscuous aminolysis activity of esterases, we exploited the esterase from Pyrobaculum calidifontis VA1 (PestE) for the synthesis of carbamates from different aliphatic, aromatic, and arylaliphatic amines and a set of carbonates such as dimethyl‐, dibenzyl‐, or diallyl carbonate. Thus, aniline and benzylamine derivatives, aliphatic and even secondary amines could be efficiently converted into the corresponding benzyloxycarbonyl (Cbz)‐ or allyloxycarbonyl (Alloc)‐protected products in bulk water, with (isolated) yields of up to 99 %
Space‐for‐time substitution misleads projections of plant community and stand‐structure development after disturbance in a slow‐growing environment
Get PDFUnderstanding and projecting ecosystem dynamics is a key goal for both basic science and applied ecosystem management. In ecosystems dominated by long‐lived organisms such as forests, space‐for‐time substitutions (SFT) inferring temporal development from observations of study objects differing in age across space at a given time, also called chronosequences, are widely used as an alternative approach for long‐term monitoring, in particular to understand forest dynamics after stand‐replacing disturbances. Uncertainties and challenges of SFT substitution, however, arise from violations of the underlying assumption that everything but time since disturbance is identical among the spatial sampling sites. Direct comparisons between true time series and SFT substitutions are still surprisingly rare. I resampled a 20‐year‐old SFT substitution study to check if this method accurately projects vegetation changes after major disturbances in primary subalpine conifer forests, and to evaluate its conclusions for forest management. Two decades and a spatial scale of about 600 km 2 constitutes spatial and temporal conditions for which little empirical evidence for the validity of SFT substitution exists. SFT suggested a strong shift away from old‐growth plant community compositions after clearcutting with, misleadingly, no trend back over two decades. True temporal development, however, differed significantly from this expectation as it showed a directional trend back towards old‐growth plant community compositions after the initial displacement. Compositional recovery is predicted to take 100–200 years in the studied ecosystem. Accordingly, several late seral forest floor herbs and bryophytes were still missing completely even 50 years after clearcutting. Synthesis . Non‐constant climate, species pools and management actions compromise the ability to reliably project temporal dynamics in plant community composition and stand structure by space‐for‐time substitutions, likely also for other scenarios than the studied subalpine conifer forests after stand‐replacing disturbance. Long‐term monitoring therefore is indispensable for understanding ecosystem dynamics, in particular in slow‐growing and stressful environments. Management needs to consider the slow regeneration in its planning of rotation times and is advised to monitor and retain species indicative of old‐growth conditions at the landscape level
W‐schemes in spectral methods for reaction‐diffusion equations
Get PDFWe consider reaction‐diffusion equations, which are parabolic systems of partial differential equations. Assuming periodic boundary conditions in space, a multidimensional Fourier transform can be used. A spectral method yields an initial value problem of a stiff system of ordinary differential equations for time‐dependent Fourier coefficients. We investigate the application of Rosenbrock‐Wanner W‐schemes in the time integration of the ordinary differential equations including step size selection. Results of numerical computations are presented using a Turing system in two space dimensions
Impact of Protein Corona Formation and Polystyrene Nanoparticle Functionalisation on the Interaction with Dynamic Biomimetic Membranes Comprising of Integrin
Get PDFPlastics, omnipresent in the environment, have become a global concern due to their durability and limited biodegradability, especially in the form of microparticles and nanoparticles. Polystyrene (PS), a key plastic type, is susceptible to fragmentation and surface alterations induced by environmental factors or industrial processes. With widespread human exposure through pollution and diverse industrial applications, understanding the physiological impact of PS, particularly in nanoparticle form (PS‐NPs), is crucial. This study focuses on the interaction of PS‐NPs with model blood proteins, emphasising the formation of a protein corona, and explores the subsequent contact with platelet membrane mimetics using experimental and theoretical approaches. The investigation involves αIIbβ3‐expressing cells and biomimetic membranes, enabling real‐time and label‐free nanoscale precision. By employing quartz‐crystal microbalance with dissipation monitoring studies, the concentration‐dependent cytotoxic effects of differently functionalised ~210 nm PS‐NPs on HEK293 cells overexpressing αIIbβ3 are evaluated in detail. The study unveils insights into the molecular details of PS‐NP interaction with supported lipid bilayers, demonstrating that a protein corona formed in the presence of exemplary blood proteins offers protection against membrane damage, mitigating PS‐NP cytotoxicity
Ethische Aspekte der genetischen Testung auf seltene Erkrankungen - Eine multimethodische Untersuchung mit spezieller Berücksichtigung der hereditären chronschen Pankreatitis
Get PDFIn Deutschland sind etwa 4 Millionen Menschen von einer der 5000 – 8000 seltenen Erkrankungen betroffen. Da etwas 80% seltenen Erkrankungen genetische Ursachen haben spielen genetische Untersuchungen eine zentrale Rolle in der Diagnostik seltener Erkrankungen. Jedoch sind genetische Tests mit vielen ethischen Herausforderungen verbunden. Insbesondere die Durchführung genetischer Testungen für seltene Erkrankungen erfordert ein umfassendes Verständnis der Komplexität und Vielfältigkeit der relevanten ethischen Aspekte.
Die hereditäre chronische Pankreatitis ist ein Beispiel für eine seltene, genetische Erkrankung. Sie hat in Deutschland eine Prävalenz von 1:800.000 und kann durch verschiedene Genmutationen hervorgerufen werden. Bisher ist wenig bekannt über das Krankheitserleben von Patient*innen die von der hereditären chronischen Pankreatitis betroffen sind. Eine weitere, wenig untersuchte Perspektive ist die der Angehörigen.
Anhand einer qualitativen Interviewstudie mit Patient*innen sowie Angehörigen von Patient*innen wurde die Lebensrealität von Betroffenen der hereditären, chronischen Pankreatitis untersucht. Dabei stellte sich genetische Testung als eines der zentralen Themen heraus und wurde in einer Fokusgruppe vertieft. Ergänzt wurden diese Ergebnisse durch ein systematisches Literatur Review ethischer Aspekte zu genetischer Testung bei seltenen Erkrankungen.
Die Ergebnisse beider Studien sind komplex und vielfältig. Einige Zentrale ethische Aspekte zu genetischer Testung bei seltenen Erkrankungen konnten sowohl in der Interviewstudie wie auch im Literatur Review gefunden werden, zum Beispiel Familienplanung, Testung in der Kindheit oder Testung bei fehlenden kausalen Therapieoptionen. Aber auch Differenzen konnten gezeigt werden, wie zum Beispiel die Beeinflussung der Test Teilnahme durch Familiendynamiken. Dies Thema spielte eine große Rolle in der Interviewstudie, im Literatur review konnten jedoch keine Aspekte zu Familiendynamiken gefunden werden.
Diese Ergebnisse dieser Arbeit Bilden eine Vielzahl komplexer ethischer Aspekte ab. Sie können damit Ausgangspunkt für weitere vertiefende Forschungen sin. Darüber hinaus beinhalten sie wichtige Informationen für die Beratung und Betreuung von Patient*innen mit seltenen genetischen Erkrankungen
Transkranielle Gleichstromstimulation zur Verbesserung der Trainingseffektivität bei chronischer Aphasie nach Schlaganfall – wie gelingt die Studienrekrutierung Betroffener?
Get PDFEinleitung/Hintergrund
DC_TRAIN_APHASIA ist eine multizentrische, randomisiert-kontrollierte Studie, die seit November 2019 unter Federführung der Universitätsmedizin Greifswald durchgeführt wird (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03930121). Die Studie untersucht, ob adjuvante transkranielle Gleichstromstimulation („transcranial direct current stimulation“, tDCS) den Erfolg einer 3‑wöchigen intensiven Sprachtherapie bei chronischer Aphasie steigern kann.
Material und Methode
Bis Ende 2024 sollen bundesweit 130 Patient:innen eingeschlossen werden. Die Entwicklung innovativer Rekrutierungsstrategien stellt seit Beginn der Studie eine Herausforderung dar. Neben gängigen Rekrutierungsmethoden wie der direkten Ansprache von Menschen mit Aphasie in Kliniken, Logopädiepraxen, Rehabilitationseinrichtungen und Selbsthilfegruppen wurden Radiowerbespots, Fernsehbeiträge und Auftritte in sozialen Medien erprobt.
Zwischenergebnisse
Bis zum aktuellen Zeitpunkt konnten 110 Patient:innen in die Studie eingeschlossen werden. Zum größten kurzzeitigen Rücklauf führte die Rekrutierung über einen Fernseh- bzw. Radiobeitrag. Den größten langfristigen Rücklauf ergab die Rekrutierung über Logopädie- und Neurologiepraxen, Selbsthilfegruppen und soziale Medien. Teilnehmer:innen berichteten als „Testimonials“ positiv von der Sprachtherapie und der Anwendung von tDCS, die sich als gut verträglich erwies.
Diskussion
Die multizentrische Studie DC_TRAIN_APHASIA prüft die Wirksamkeit von tDCS als adjuvante Applikation für intensive Sprachtherapie bei chronischer Aphasie. Die vorliegende Übersicht soll künftigen Studien als Leitfaden zur Rekrutierung von Stichproben dienen, die Menschen mit eingeschränkten kommunikativen Fähigkeiten umfassen.Introduction/background
DC_TRAIN_APHASIA is an ongoing multicenter, randomized controlled trial, conducted since November 2019 under the lead of the University Medicine Greifswald (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03930121). The study seeks to determine whether adjuvant transcranial direct current stimulation (tDCS) can increase the effectiveness of a 3‑week treatment with intensive speech-language therapy in chronic post-stroke aphasia.
Material and method
Until the end of 2024, a total of 130 patients are to be included in Germany. Recruitment has been a challenge throughout the study and substantial efforts went into devising innovative recruiting approaches. Standard recruitment strategies were used, such as directly approaching people with aphasia in clinical settings, inpatient and outpatient language rehabilitation facilities, and patient support and advocacy groups, alongside more innovative techniques including radio commercials, dissemination of study information via national television and social media platforms.
Provisional results
Up until now, 110 patients have been included into the study. The largest short-term response was achieved via television and radio. The largest long-term response was obtained through recruitment via logopaedic and neurological facilities, patient support groups, and social media. Participants served as “testimonials”, expressing that they were satisfied with the therapy and the tDCS application.
Discussion
The multicenter study DC_TRAIN_APHASIA aims to provide evidence on tDCS as an adjuvant application to increase the effect size of intensive speech-language therapy in chronic post-stroke aphasia. The present review may guide future studies in recruiting samples that involve people with impaired communicative abilities
Suicidal ideation among participants of population-based studies – how to deal with it?
Get PDFOur study examined whether potentially critical indications from depression questionnaires, interviews, and single items on suicidal ideation among partici-pants in a large prospective population-based study are related to short-term sui-cides within one year. For this purpose, we studied the association between (a) the severity of depressive symptoms according to the M-CIDI and the PHQ-9, BDI-II, and CID-S depression screening and (b) elevated scores on single sui-cidal ideation items and mortality according to claims databases.
In the baseline cohort, the frequency of depressive symptoms measured by CID-S was 12.90% (SHIP-START-0). The frequency for “Moderate” to “Severe de-pression” measured by the PHQ-9 (≥ 10 points) and BDI-II (≥ 20 points) ques-tionnaires ranged from 5.40% (SHIP-LEGENDE) to 8.80% (SHIP-TREND Morbid-ity follow-up). The 1-month prevalence of unipolar depression, measured by the M-CIDI in SHIP LEGENDE, was 2.31%.
Between 5.90% (SHIP-TREND Morbidity follow-up) and 6.60% (SHIP-LEGENDE) of respondents showed a certain degree of suicidal ideation in the two weeks preceding the assessment, according to BDI-II and PHQ-9.
Our results show the high frequency of depressive symptoms in the study region, with women being affected more frequently than men, especially in the higher categories. Furthermore, women were more frequently affected by suicidal idea-tion, although this difference was not evident in the highest categories.
There was one potential suicide in the year after a SHIP examination.
From our results, we cannot conclude that severe self-reported symptoms from depression questionnaires should be reported back to participants of an obser-vational population-based study to prevent suicide deaths within one year
Physics-regularized Machine Learning To Approximate 3D Ideal-MHD Equilibria At Wendelstein 7-X
Get PDFThe magnetohydrodynamic (MHD) equilibrium model is one of the fundamental building blocks in the description of a magnetically confined plasma. The computational cost of constructing solutions to the 3D ideal-MHD equilibrium problem is one of the limiting factors in stellarator research and design; in particular, it limits the extent to which we can perform sample-intensive applications, applications which require many samples to be evaluated to yield meaningful results. Sample-intensive applications in stellarator research and design include, for example, equilibrium reconstruction, stellarator optimization, and flight simulators. In this thesis, we investigate how faithfully artificial neural networks (NNs) can quickly approximate ideal-MHD equilibria in stellarator geometries, starting with Wendelstein 7-X (W7-X), the world’s most advanced stellarator. In particular, we investigate (see section 1.7):
RQI: to what extent can NN models approximate the MHD equilibrium solution for different W7-X configurations and plasma profiles? What
is the speed-accuracy trade-off offered by NN models?
RQII: to what degree the NN model faithfully reproduces equilibrium quantities of interest (e. g., MHD stability)? To what extent can NN models meet the requirements of downstream applications (e. g., Bayesian
inference, stellarator optimization) in terms of equilibrium quantities
accuracy?
RQIII: whether we can exploit the implicit representation of a MHD equilibrium, i. e., the equilibrium solution should satisfy the ideal-MHD force
balance equation, to improve the NN approximation’s accuracy;
RQIV: the reconstruction of the full posterior istribution of plasma parameters and equilibrium quantities with self-consistent MHD equilibria; moreover, how does the adoption of MHD equilibria approximated by NN models affect the inferred plasma parameters?
A deep NN model is developed to learn the ideal-MHD solution operator in W7-X operational subspace, yielding 3D equilibria up to six orders of magnitude faster than currently available MHD equilibrium codes. Physics domain knowledge is embeded into the NN model: equilibrium solution symmetries are satisfied by construction, and the MHD force balance regularizes the NN model to satisfy the ideal-MHD equations. The model accurately predicts the equilibrium solution and it faithfully reproduces global equilibrium quantities and proxy functions used in stellarator optimization. Finally, the developed fast NN equilibrium model has been applied in downstream applications to obtain W7-X configurations with improved fast-particle confinement and to infer plasma parameters with self-consistent MHD equilibria at W7-X.Das magnetohydrodynamische (MHD) Gleichgewichtsmodell ist einer der grundlegenden Bausteine für die Beschreibung eines magnetisch eingeschlossenen Plasmas.
Der Rechenaufwand für die Konstruktion von Lösungen für das 3D-Ideal-MHD-Gleichgewichtsproblem ist einer der begrenzenden Faktoren in der Stellaratorforschung und -entwicklung; insbesondere schränkt er das Ausmaß ein, in dem wir stichprobenintensive Anwendungen, d. h. Anwendungen, bei denen viele Stichproben ausgewertet werden müssen, um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. Zu den stichprobenintensiven Anwendungen in der Stellaratorforschung und -entwicklung gehören beispielsweise die Gleichgewichtsrekonstruktion, die Stellaratoroptimierung und Flugsimulatoren. In dieser Arbeit untersuchen wir, wie genau künstliche neuronale Netze (NNs) ideale MHD-Gleichgewichte in Stellaratorgeometrien schnell annähern können. Wir beginnen mit Wendelstein 7-X (W7-X), dem weltweit fortschrittlichsten Stellarator. Insbesondere werden wir untersuchen (siehe Abschnitt 1.7):
RQI: Inwieweit können NN-Modelle die MHD-Gleichgewichtslösung für verschiedene W7-X-Konfigurationen und Plasmaprofile approximieren? Wie ist der Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit, den die NN-Modelle bieten?
RQII: Inwieweit reproduziert das NN-Modell die interessierenden Gleichgewichtsgrößen (z. B. die MHD-Stabilität) zuverlässig? Inwieweit können NN-Modelle die Anforderungen nachgelagerter Anwendungen erfüllen (z. B. Bayes'sche Inferenz, Stellaratoroptimierung) in Bezug auf die Genauigkeit der Gleichgewichtsgrößen Genauigkeit?
RQIII: Können wir die implizite Darstellung eines MHD-Gleichgewichts ausnutzen, d. h., die Gleichgewichtslösung sollte die ideale MHD-Kräftegleichung Gleichung genügen sollte, um die Genauigkeit der NN-Approximation zu verbessern;
RQIV: die Rekonstruktion der vollständigen posterioren Verteilung von Plasmaparametern und Gleichgewichtsgrößen mit selbstkonsistenten MHD-Gleichgewichten; außerdem: wie wirkt sich die Annahme von durch NN-Modelle approximierten MHD-Gleichgewichten auf die abgeleiteten Plasmaparameter aus?
Es wird ein tiefes NN-Modell entwickelt, um den idealen MHD-Lösungsoperator im W7-X-Operationsunterraum zu erlernen und so 3D-Gleichgewichte bis zu sechs Größenordnungen schneller als derzeit verfügbare MHD-Gleichgewichtscodes zu finden. Physikalisches Fachwissen ist in das NN-Modell eingebettet: Symmetrien der Gleichgewichtslösung werden durch die Konstruktion erfüllt, und die MHD-Kräftebilanz reguliert das NN-Modell, um die Ideal-MHD-Gleichungen zu erfüllen. Das Modell sagt die Gleichgewichtslösung genau voraus und reproduziert die globalen Gleichgewichtsgrößen und Proxy-Funktionen, die in der Stellarator-Optimierung verwendet werden, getreu. Schließlich wurde das entwickelte schnelle NN-Gleichgewichtsmodell in nachgelagerten Anwendungen eingesetzt angewandt, um W7-X-Konfigurationen mit verbessertem Einschluss schneller Teilchen zu erhalten und um Plasmaparameter mit selbstkonsistenten MHD-Gleichgewichten bei W7-X abzuleiten
Prävalenz des Os acromiale im SHIP-Normalkollektiv, Vermessung der Glenoidmorphologie im SHIP-MRT sowie deren Bezug auf populationsbasierte Daten
Get PDF1 Zusammenfassung
1.1 Hintergrund
Das Schultergelenk zeigt im Vergleich zu anderen Gelenken einen deutlich vergrößerten Bewegungsumfang bei gleichzeitigem anatomischen Missverhältnis der Gelenkpartner und ist häufiger Manifestationsort degenerativer Veränderungen und Beschwerden. Erkrankungen der Schultergelenke haben diesbezüglich eine hohe sozioökonomische Bedeutung. Als Grundlage einer Beurteilung und Behandlung von Schultergelenkserkrankungen sind verlässliche schulterspezifische Normwerte sowie Aussagen über mögliche anatomische Besonderheiten wie das Os acromiale aber auch über Zusammenhänge mit demographischen, anamnestischen und klinischen Daten notwendig. Große populationsbasierte Untersuchungen liegen hierzu bisher kaum vor. Auch ist eine Untersuchung entsprechend großer Kohorten unter Nutzung von Röntgenstrahlung ethisch nicht vertretbar. Das Ziel dieser Untersuchung ist es somit, anhand MRT basierter Daten populationsbasierte Grundlagen zur Beurteilung schultermetrischer Daten sowie möglichen Zusammenhängen mit externen Faktoren zu erarbeiten.
1.2 Methoden
Datengrundlage dieser Arbeit sind die im Rahmen der „Study of Health in Pomerania“ (SHIP) sowie deren Follow-up`s SHIP-2 und SHIP-Trend zwischen 2008 und 2009 erhobenen 3226 Ganzkörper-MRT-Untersuchungen (1639 Frauen und 1587 Männer) sowie dazugehörige demographische, anamnestische und klinische Daten. Nach Beurteilung von Bildqualität und Abbildung beider Schultergelenke konnten 3054 Datensätze in die Studie einbezogen werden. Intra- und Interobserver-Variabilitäten wurden anhand von 25 Testdatensätzen bestimmt und verglichen.
Anhand der 3054 MRT-Bilddatensätze wurden die Prävalenz des Os acromiale und die Glenoidmorphologie nach Walch et al. ermittelt sowie die Messung von Glenoidversion, Humeruskopf- und Glenoiddurchmesser, transversalem glenohumeralem Index nach Saha et al und der glenohumeralen Subluxation nach Walch durchgeführt. Grundlage der Messmethodik waren die in den jeweiligen Originalarbeiten beschriebenen zweidimensionalen, nativradiologischen bzw. computertomographischen Messverfahren.
Zusammenhänge der ermittelten schultermetrischen Daten mit den Faktoren Körperseite, Geschlecht, Körpergröße, Körpergewicht, BMI, Nebenerkrankungen, dominante oberer Extremität, Teilkörperschwingungen, Greifkraft sowie Schulterschmerzen wurden überprüft und mit vorhandenen Literaturdaten verglichen.
Aus den berechneten Mittelwerten der erhobenen schultermetrischen Daten wurden Normwertbereiche (Referenzbereich: Mittelwert ± 1,96 * SD) abgeleitet und mit vorhandenen Werten etablierter Untersuchungen unter Einsatz nativradiologischer und computertomographischer Bildgebung verglichen.
1.3 Ergebnisse
Eine Readerzertifizierung erfolgte wie o. g. anhand von 25 MRT-Testdatensätzen. Nach statistischer Auswertung mittels Bland-Altman Methode wurden die Vorgaben mit einem Mean Bias von < 5 % und 1,96 SD < 25 % erreicht.
Die ermittelte Prävalenz des Os acromiale lag bei 1,9 % und ist im Vergleich zu anderen Untersuchungen gering. Bisherige Daten zur Prävalenz schwanken je nach Quelle zwischen 0,7 - 18,2 %. Bevölkerungsspezifische Unterschiede der Prävalenz sind bekannt. Unsere Daten sind somit repräsentativ für die Bevölkerung im Landkreis Vorpommern. Eine Seitenabhängigkeit bestand nicht. Jedoch fand sich eine Geschlechtsabhängigkeit zu Gunsten des männlichen Geschlechts (rechts: p = 0,037; links: p = 0,005). Zusammenhänge mit Teilkörperschwingungen oder Schulterschmerzen konnten nicht festgestellt werden.
Der Mittelwert der Glenoidversion war mit -0,6° (± 4,5) leicht retrovertiert bei einem Normwertbereich zwischen 8,2° und -9,5°. Beide Körperseiten korrelierten positiv (r = 0,65) bei signifikant kleineren Werten rechts (Effekt: -0,24°, p = 0,035). Ein Geschlechtsunterschied (p < 0,001) mit größeren Werten für Frauen wurde festgestellt. Die Mittelwerte für Männer lagen hierdurch im negativen (retrovertierten) und für Frauen im positiven bzw. neutralen Bereich. Für den Humeruskopfdurchmesser konnte ein Mittelwert von 42,6 mm (± 3,9), Referenzbereich: 34,9 – 50,4 mm rechts sowie 42,8 mm (± 4,0) Referenzbereich: 35,0 – 50,6 mm links ermittelt werden. Ein Zusammenhang der Körperseiten fand sich nicht. Die Werte für Frauen waren signifikant kleiner (Effekt -6,36 mm rechts, -6,41 mm links, p < 0,001). Beim Glenoiddurchmesser ergab sich einen Mittelwert von 24,5 mm (± 3,0), Referenzbereich: 18,7 – 30,4 mm rechts und 24,0 mm (± 2,9), Referenzbereich: 18,4 – 29,6 mm links. Auch hier fanden sich kleinere Werte bei Frauen. Bei der Bestimmung des Transversalen glenohumeralen Index nach Saha et al. stellten wir einen Mittelwert von 57,5 % (+ 4,6), Referenzbereich: 48,6 – 66,4 % rechts und 56,0 % (± 4,6) Referenzbereich: 47,0 – 65,0 % fest. Auch hier zeigten sich geringere Werte für das weibliche Geschlecht. Ein verändertes Verhältnis zwischen Humeruskopf- und Glenoiddurchmesser bei Frauen kann hier ursächlich sein. Für die Glenohumerale Subluxation nach Walch et al. wurde ein Mittelwert von 47,5 % (± 4,1), Referenzbereich: 39,4 – 55,7 % rechts und 51,1 % (± 4,7), Referenzbereich: 41,9 – 60,3 % berechnet. Hier bestand ein positiver Zusammenhang mit dem weiblichen Geschlecht. Weitere Zusammenhänge der ermittelten Schulterparameter mit den o. g. Faktoren konnten festgestellt werden. Die Beurteilung der Glenoidmorphologie nach Walch et al. ergab zu 97,12 % (n = 2966) unauffällige Befunde vom Typ A1. Schwere degenerative Veränderungen der Typen B2 und C kamen nur selten vor. Aufgrund der geringen Subgruppengrößen war eine statistische Auswertung nicht möglich.
Die Berechnung möglicher Zusammenhänge der ermittelten Schulterparameter mit Nebenerkrankungen sowie dominanter oberer Extremität waren aus statistischen Gründen nicht sinnvoll.
1.4 Schlussfolgerung
Mittels zweidimensionaler MRT-Bildgebung können spezifische Schulterparameter wie Prävalenz des Os acromiale, Glenoidmorphologie und Glenohumerale Subluxation nach Walch et al., Glenoidversion, Humeruskopf-, Glenoiddurchmesser sowie der Transversale Glenohumerale Index nach Saha et al. verlässlich bestimmt werden. Die gewonnenen Daten sind vergleichbar mit etablierten Werten bisheriger nativradiologischer bzw. computertomographischer Bildgebung. Zusammenhänge der ermittelten schultermetrischen Daten mit Faktoren wie Körperseite, Geschlecht, Größe, Gewicht, BMI, Greifkraft, Teilkörperschwingungen sowie Schulterschmerzen sind z. T. gegeben. Festgestellte Zusammenhänge mit Körperseite oder Geschlecht unterstreichen die Notwendigkeit einer individuellen Beurteilung von Patienten im Sinne der individualisierten Medizin. Aufgrund bekannter bevölkerungsspezifischer Unterschiede für verschiedene Schulterparameter ist die Vergleichbarkeit unserer Ergebnisse eingeschränkt. Die erhobenen Daten sind repräsentativ für eine nordostdeutsche Bevölkerung. Diese Untersuchung ermöglicht durch Nutzung der MRT-Bildgebung erstmals die Beurteilung von Schulterparametern einer großen bevölkerungsbasierten Stichprobe von über 3000 Probanden ohne Verwendung von Röntgenstrahlung zur Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen wie Prävalenzen oder Normwertbereiche
Sex-specific associations and multi-omics interactions in altered hypothalamic-pituitary-adrenal axis function
Get PDFThe FKBP5 gene is part of an ultra-short feedback loop of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and was linked to HPA axis alterations due to genetic variations, expression patterns, cortisol concentrations, and stressors. The thesis investigated the interplay of multi-omics factors, focusing on sex-specific responses and environmental stressors such as childhood maltreatment (CM), depression, and oral contraceptive (OC) use. Three studies were conducted using data from a large population-based study: The first study investigated HPA axis alterations in premenopausal OC users versus non-users through multi-omics analyses. OC users exhibited stress-like HPA axis alterations, particularly higher cortisol and FKBP5 mRNA concentrations. Associations with FKBP5 methylation levels were largely dependent on FKBP5 genotype and stress-exposure. The second study focused on FKBP5 SNPs, notably rs1360780, and explored their relationship with FKBP5 methylation levels in the context of CM and depression. Reduced FKBP5 methylation in rs1360780 TT carriers and those with more severe depressive symptoms were observed. No association was found with CM. The third study integrated neuronal changes via sex-specific associations between cortisol concentrations and cortical thickness. Higher cortisol concentrations were associated with reduced cortical thickness in men, but not in women, independent of CM and depression. Additionally, men had higher cortisol concentrations than women. Our results indicate stress-like HPA axis alterations in OC users, FKBP5-genotype-dependent methylation changes, and neurotoxic effects of elevated cortisol concentrations. By integrating multi-omics data, we offer a comprehensive view of HPA axis dynamics, pointing to the potential for personalized approaches in managing stress-related disorders. Additionally, future HPA axis research should consider sex- differences more frequently.Das FKBP5-Gen ist Teil eines Feedbackmechanismus der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden
(HPA)-Achse. Genetische Prädisposition, Genexpression, Kortisolsekretion und
externe Stressoren wurden wiederholt mit einer veränderten HPA-Achsenaktivität in Verbindung
gebracht. Diese Dissertation untersucht das Zusammenspiel diverser Omics-Ebenen in der HPAAchsenaktivität und fokussiert dabei auf geschlechtsspezifische Zusammenhänge sowie den
Einfluss externer Stressoren wie Kindheitstraumata, Depression und die Einnahme oraler Kontrazeptiva
(OC). Mit Daten einer großen Allgemeinbevölkerungsstudie wurden drei Studien
durchgeführt: Die erste Studie untersuchte Unterschiede zwischen prämenstrualen Frauen, die
OC einnahmen bzw. nicht einnahmen in Multi-Omics-Analysen. Frauen, die OC einnahmen,
zeigten stressähnliche Veränderungen der HPA-Achse, vor allem geprägt durch höhere
Kortisolkonzentrationen und stärkere FKBP5 Expression. Assoziationen mit der Methylierung des
FKBP5-Gens waren von genetischen Prädispositionen und externen Stressoren abhängig. Die
zweite Studie untersuchte den Zusammenhang zwischen FKBP5-Genotypen, insbesondere des
SNPs rs1360780, und der Methylierung des FKBP5-Gens unter Berücksichtigung des Einflusses
von Kindheitstraumata und Depression. Bei Teilnehmenden mit stärkeren depressiven Symptomen
und bei TT Trägern des rs1360780 wurde eine verringerte Methylierung des FKBP5-Gens
festgestellt. Mit Kindheitstraumata wurden keine Zusammenhänge gefunden. Die dritte Studie
fokussierte auf neuronale Veränderungen und untersuchte den Zusammenhang zwischen
Kortisolkonzentrationen und kortikaler Dicke. Bei Männern, aber nicht bei Frauen, wurden
höhere Kortisolkonzentrationen mit geringerer kortikaler Dicke assoziiert, unabhängig von
Kindheitstraumata und Depression. Männer wiesen dabei generell höhere Kortisolkonzentrationen
auf. Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse stressähnliche Veränderungen der HPAAchsenaktivität
bei Frauen, die OC einnehmen, genetisch beeinflusste Veränderungen der
Methylierung des FKBP5-Gens und neurotoxische Effekte erhöhter Kortisolkonzentrationen.
Durch die Integration mehrerer Omics-Ebenen konnten Veränderungen der HPA-Achse
umfangreich beschrieben und das Potenzial individualisierter Ansätze unterstrichen werden.
Zusätzlich wurde deutlich, dass Geschlechtsunterschiede in der zukünftigen Forschung zur HPAAchse
genauer zu betrachtet werden sollten