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Towards a Digital Information Platform for Locating and Assessing Environmental Impacts of Submarine Groundwater Discharge: Examples from the Baltic Sea
Full text linkThe number of studies on submarine groundwater discharge (SGD) and the evidence of its significance in biogeochemical cycling and potential impacts on the chemical and ecological status of coastal waters is increasing globally. Here, we briefly present SGD studies from the Baltic Sea identified along the coastlines of Denmark, Finland, Germany, Poland, Sweden and Russia in the southwestern, southern and north–northeastern parts of the Baltic Sea. We introduce a digital SGD map viewer and information platform enabling easy overview and access to information on identified SGD sites in the coastal areas of the Baltic Sea. SGDs potentially transport critical pollutants from urban and agricultural areas on land to the marine environment. The pollutants include nutrients, dissolved organic and inorganic carbon, metals, pharmaceuticals, and other emerging contaminants, potentially harming marine ecosystems and biodiversity and possibly contributing to the poor chemical or ecological status of coastal waters, affecting human and environmental health. We focus on case studies from Finland, Germany, Poland and Denmark that include the results and interpretations from the applied geochemical, geophysical and geological methods, as well as bionic autonomous underwater vehicles (AUVs) for locating, investigating, modelling and visualizing SGD sites in 2D and 3D. The potential Pan-European or even global SGD information platform established within the European Geological Data Infrastructure (EGDI) enables the easy combination and comparison of map layers such as seabed sediment types and coastal habitats. The EGDI map viewer provides easy access to information from SGD studies and may serve as an entry point to relevant information on SGDs, including contents of pollutants, [...
Stored Intestinal Biopsies in Inflammatory Bowel Disease Research: A Danish Nationwide Population-Based Register Study
Full text linkBackground. Inflammatory bowel disease (IBD), encompassing Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC), is a complex inflammatory condition affecting the intestinal tract. Currently, immune-modulating treatments are inadequate for 30–50% of patients and often cause significant side effects, highlighting the urgent need for a personalized medicine approach. Real-world data and archived gut biological material from clinical repositories could be a resource for identifying new drug candidates and biomarkers. This study assesses the extent of stored formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) gut biopsies from patients with IBD that could be leveraged for research efforts. Methods. Data from the Danish National Patient Register and the Danish Pathology Register were used to construct a cohort of patients diagnosed with IBD between 1 January 2005, and 30 June 2013, and followed for five years. Results. Among 14,512 IBD patients, 13,936 (96%) had at least one biopsy visit within five years after their initial diagnosis (CD 94%, UC 97%), and 13,598 (94%) had their first biopsy visit as part of the diagnostic process. Biopsies were taken from the colon (82%) or multiple locations (46%). Patients with severe disease had more biopsy visits than those with non-severe disease (IBD 3.3 vs. 2.0 visits, CD 2.9 vs. 1.9 visits, UC 3.6 vs. 2.0 visits). Conclusions. Thus, the vast majority of patients with IBD have biopsies taken. These findings demonstrate the feasibility and applicability of combining real-world data and archived gut biopsies for research, highlighting it as a valuable but underutilized resource for identifying new drug candidates and biomarkers, with huge potential for enhancing personalized medicine within IBD for the benefit of patients and society
Gesundheitsrisiko Radon: Eine vergleichende Untersuchung der wohnraum- und personenbezogenen Exposition in Schleswig-Holstein unter Berücksichtigung weiterer kanzerogener Innenraumschadstoffe
No full textEine gute Innenraumluftqualität spielt für den Gesundheitsschutz der Bevölkerung eine wichtige Rolle, da der Mensch den allergrößten Teil seiner Zeit in Innenräumen verbringt. Dort setzt er sich einer Vielzahl gesundheitsschädlicher Substanzen aus. Von prioritärer Bedeutung ist das radioaktive Edelgas Radon, welches in unterschiedlicher Konzentration im Boden vorkommt, durch Undichtigkeiten in Gebäude eindringt und sich dort anreichert. Der durchschnittliche Jahreswert für Radon in Innenräumen in Deutschland beträgt 50 Bq/m³. Die Internationale Agentur für Krebsforschung in Lyon hat Radon als beim Menschen erwiesenermaßen krebserregend eingestuft. Pro 100 Bq/m³ steigt das Risiko einer Lungenkrebserkrankung um 16%. Einen Schwellenwert unterhalb dessen eine Exposition gegenüber Radon als unbedenklich angenommen werden kann, gibt es nicht. Das Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) sieht einen Referenzwert von 300 Bq/m³ für Aufenthaltsräume vor und legt fest, dass die Bundesländer Gebiete ermitteln müssen, in denen eine erhebliche Anzahl von Gebäuden den Referenzwert überschreiten (= Radonvorsorgegebiete). Ziel dieser Studie war es, die Exposition schleswig-holsteinischer Studienteilnehmer:innen gegenüber Radon als prioritärem Schadstoff in der Innenraumluft zu charakterisieren, weitere Krebsrisikofaktoren zu erfassen und das gesundheitliche Risiko zu bewerten
Etablierung von spezifischen AMD-relevanten Genexpressionspanels (oxidativer Stress, Inflammation, Angiogenese) für das porcine retinale Pigmentepithel und deren Beeinflussung durch Fucoidan
Full text linkDie altersabhängige Makuladegeneration (AMD) ist die wichtigste Ursache für schweren Sehverlust in den Industrienationen. Wichtige Faktoren in der Pathogenese sind oxidativer Stress, Entzündung und Angiogenese (feuchte Form der AMD). Fucoidane, sulfatierte Polysaccharide aus Braunalgen, können antioxidativ, antientzündlich und antiangiogen wirken. In dieser Studie haben wir spezifische Genexpressionspanels für oxidativen Stress, Inflammation und Angiogenese im porcinen retinalen Pigmentepithel (RPE) etabliert und den Einfluss von Fucoidan auf die Genexpression untersucht. Für die Untersuchungen wurden primäre porcine RPE Zellen genutzt. Unter Verwendung von Viabilitätstests mit Tetrazoliumbromid und qPCR von Markergenen wurden Positivkontrollen für geeignete Konzentrationen und Einwirkungszeiten von ausgewählten Noxen etabliert.. Unter verschiedenen Stressoren wurden insgesamt 43 Gene reguliert. Darunter wurden Interleukin 1-Rezeptor 2, Interleukin 8, Cyclooxygenase-2, Vascular Cell Adhesion Protein 1, Superoxid Dismutase-1, C-X-C motif chemokine 10, CC-Chemokin-Ligand-5, Angiopoietin 2, vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor-Rezeptor-1 und Follistatin, die zuvor durch die Stressoren hochreguliert wurden, durch FV runterreguliert.. Wir konnten drei spezifische Genexpressionspanels für porcines RPE etablieren, die Gene für drei der wichtigsten pathologischen Faktoren der AMD, oxidativer Stress, Entzündung und Angiogenese, abbilden. Es wurde gezeigt, dass FV die Aktivierung durch verschiedene Stressoren reduzieren kann. Diese Studie zeigt, dass Fucoidane auf verschiedene Pathomechanismen der AMD wirken können und für eine Weiterentwicklung zur Behandlung und Vorbeugung der AMD geeignet sind
Phylogenetic relationships among wild and cultivated species of the genus Beta and genome wide association mapping of agronomically important traits
Full text linkBeta vulgaris ssp. vulgaris includes sugar, table, leaf, and fodder beets, essential in sugar production, food, medicine, and livestock feed. Cultivated beets originate from wild sea beet (B. vulgaris subsp. maritima). Sugar beet, domesticated about 200 years ago for high sucrose content, resulting in a narrow genetic base. However, the full impact of domestication on the beet genome remains unclear due to limited genomic tools. A Beta mini-core collection of 290 wild and cultivated accessions was assembled. Whole-genome sequencing identified ~11 million genetic variants, revealing four genetic clusters: table beet, sugar beet, Mediterranean and Atlantic sea beet. Cultivated beets were genetically closer to Mediterranean sea beets. Phylogenetic analysis showed that beets with thickened storage roots share a common ancestor. Cultivated beets showed reduced nucleotide diversity, with selective sweeps in genes linked to root development, lateral root suppression, flowering time, and sucrose metabolism. This study is the first large-scale effort to identify genetic associations for Cercospora Leaf Spot resistance, monogermity, and red pigmentation in beets. A novel candidate gene in the M locus on chromosome 4 was identified, with the most significant association at 64,590,348 bp. A non-synonymous mutation in the Zinc-Finger domain of WIP2 co-segregated with mono- and multigermity. Significant associations for CLS resistance were found on chromosomes 1, 2, 7, and 9, in regions linked to plant defense, disease resistance, and actin depolymerization. The strongest associations for red pigmentation were at R and Y loci, near CYP76AD1 and BvMYB1, which control beet pigmentation. These findings establish a genetic framework for functional gene validation and breeding strategies to enhance desirable traits in beets
Long range electric and magnetic fields for the sensitivity enhancement of electronic devices: Novel ZnO contact methods and permanent magnet-based magnetic field sensors
No full textEnhancing sensor performance is crucial for reliable electronic devices. This work explores advanced fabrication techniques for zinc oxide (ZnO) piezotronic devices and introduces a novel magnetic field sensor concept. The thesis covers the fabrication of stable solder contacts on microscopic ZnO for piezotronic applications and a new magnetic field sensor based on permanent magnets. These approaches optimize magnetoelectric sensors by improving electrical contacts, enhancing the piezotronic effect, and increasing magnetic sensitivity while reducing noise. The findings contribute to improved measurement stability, sensitivity, and noise reduction in electronic devices. A refined process enabled the production of ZnO needles, joined using an innovative soldering technique. Electrical characterization confirmed soldering as a viable method for precise Schottky or ohmic contacts. Impedance spectroscopy demonstrated how external bias influences the space charge region, affecting resistance, conductivity, and sensing. The novel magnetic field sensor relies on opposing permanent magnets, detecting external fields via cantilever deflection or oscillation. Characterization revealed a sensitivity of 2.2 kV/T and a detection limit of 46 pT/√Hz. The sensor’s minimal magnetic noise, lack of shielding or cooling requirements, and simple manufacturing process position it as a competitive alternative in the field. Overall, the developed soldering method is adaptable to various semiconductors, improving contact stability and enabling piezotronic applications, including MEMS miniaturization. The proposed magnetic field sensor, with its unique properties and optimization potential, fills a gap in current sensing technology and holds promise for energy harvesting applications
Bioremediation of water bodies with phototrophic organisms: Two pilot approaches taking into account biological and economic aspects
Full text linkIm Rahmen dieser Promotion wurden zwei unterschiedliche Ansätze zur Bioremediation durch phototrophe Organismen auf Pilotebene betrachtet. Der erste Ansatz basiert auf einer von Dr. Niels Holm selektieren sedimentierenden Kultur aquatischer Organismen. In Kombination mit speziell konstruierten Röhrenbioreaktorsystemen. Durch diese Bioreaktorsysteme kann das Auslaufwasser einer Kläranlage geleitet werden, während die Kultur durch Sedimentation im Reaktorsystem gehalten wird. Innerhalb von Pilotversuchen auf der Kläranlage Plön konnte gezeigt werden, dass es die beschriebene Behandlung des Kläranlagenauslaufs zu einer Verringerung der Ammoniumkonzentration führt. Diese Abnahme ist nachweislich auf die sedimentierende Kultur aquatischer Organismen und nicht auf die Ausgasung von Ammoniak oder photochemische Prozesse zurückzuführen. Weiterhin konnte durch Messungen und konservative Hochrechnungen gezeigt werden, dass aus dem Prozess eine Wärmemenge ausgekoppelt werden kann, die mit der einer konventionellen Solarthermieanlagen vergleichbar ist. Der zweite Bioremediationsansatz basiert auf der Ernte von natürlich gewachsenen phytoplanktischen Organismen aus natürlichen Gewässerkörpern. Auf diese Weise können in der Biomasse der Organismen gebundene Nährstoffe aus dem Gewässerkörper eliminiert werden. Zusätzlich wird aufgrund der Entnahme von organischem Material die Remineralisierung in benthischen Regionen verringert, was zu einer verminderten Sauerstoffzehrung führt. Es wurden vier unterschiedliche Techniken: Abschäumer, Hydrozyklone in drei unterschiedlichen Größen, Trommelfilter und Bandfilter in unterschiedlichen Konfigurationen im Hinblick auf die Ernte der phytoplanktischen Biomasse verglichen. Auf Basis der Ergebnisse ist die Bandfiltertechnik gegenüber den anderen Erntetechniken zu präferieren.Two different approaches to bioremediation by phototrophic organisms were considered at the pilot level as part of this doctorate. The first approach is based on a sedimenting culture of aquatic organisms selected by Dr. Niels Holm. In combination with specially designed tubular bioreactor systems. Through these bioreactor systems, the effluent water of a wastewater treatment plant can be passed, while the culture is kept in the reactor system by sedimentation. Pilot tests at the Plön wastewater treatment plant have shown that the treatment of the wastewater treatment plant effluent described above leads to a reduction in the ammonium concentration. This reduction is demonstrably due to the sedimenting culture of aquatic organisms and not to the outgassing of ammonia or photochemical processes. Furthermore, measurements and conservative extrapolations have shown that a quantity of heat can be extracted from the process that is comparable to that of a conventional solar thermal system. Der zweite Bioremediationsansatz basiert auf der Ernte von natürlich gewachsenen phytoplanktischen Organismen aus natürlichen Gewässerkörpern. Auf diese Weise können in der Biomasse der Organismen gebundene Nährstoffe aus dem Gewässerkörper eliminiert werden. Zusätzlich wird aufgrund der Entnahme von organischem Material die Remineralisierung in benthischen Regionen verringert, was zu einer verminderten Sauerstoffzehrung führt. Es wurden vier unterschiedliche Techniken: Abschäumer, Hydrozyklone in drei unterschiedlichen Größen, Trommelfilter und Bandfilter in unterschiedlichen Konfigurationen im Hinblick auf die Ernte der phytoplanktischen Biomasse verglichen. Auf Basis der Ergebnisse ist die Bandfiltertechnik gegenüber den anderen Erntetechniken zu präferieren
A functional approach to the intestinal microbiome of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) affected by a plant-based diet and handling stress
Full text linkThe present thesis investigated the influence of plant-based feeding and handling stress on the gut microbiome of two rainbow trout genetic lines using 16S rRNA gene analysis. In addition, the functional contributions of bacteria within the gut mucosa were assessed using RNA sequencing. The results demonstrated that the use of a plant-based diet combined with simulated handling stress had no significant effect on classical fish performance parameters in either trout genetic line. However, the results also indicated that handling stress significantly affected the bacterial composition of the gut content of trout genetic line B, whereas in trout genetic line A an interaction of stress and diet induced a shift in the bacterial community. Furthermore, the plant-based diet had a consistent significant effect on the resident microbiota of the intestinal mucosa in both trout genetic lines. While different responses to the treatments were observed in the transient and resident microbiota, an overlap of bacteria from the genera Cetobacterium, Mycoplasma, and Photobacterium was observed in both communities, indicating that they are important taxa in the gut of rainbow trout. Functional activities of the bacteria, revealed that 499 transcripts were significantly regulated by either diet, stress, or their interaction. While none of the regulated transcripts could be annotated by available databases, the metatranscriptome data indicated an up-regulation of cobalamin metabolism and amino acid metabolism with evidence for arginine biosynthesis independent of diet and stress. In conclusion, the gut microbiome of two trout genetic lines was differentially affected by diet type and stress, while classical performance parameters remained unchanged, revealing the microbiome as an early indicator of aquaculture practices
Anhang zu 'Zur Verinnerlichung sexistischer Normen im Kontext cis-weiblicher Subjektivierungsprozesse'
Full text linkDer Anhang ergänzt die Veröffentlichung Zur Internalisierung sexistischer Normen im Kontext cis-weiblicher Subjektivierungsprozesse von Luisa Brandt und bietet detaillierte Informationen zur empirischen Untersuchung der Arbeit. Die Datengrundlage bildet eine Gruppendiskussion, die mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet wurde. Enthalten sind der Diskussionsleitfaden, das vollständige Transkript der Gruppendiskussion, die Transkriptionsregeln sowie das entwickelte Kategoriensystem. Diese Dokumente ermöglichen Einblicke in die empirischen Grundlagen und das methodische Vorgehen der Studie. Der Anhang dient der Transparenz der Forschung und bietet eine Ressource für weiterführende wissenschaftliche Auseinandersetzungen mit dem Thema
Outcome nach Aortenwurzelersatz: Vergleich zweier Conduits mit biologischen Klappenprothesen
Full text linkDer herzchirurgische Aortenwurzelersatz nach Bentall wird notwendig, wenn die Aortenklappe und die wurzelnahe Aorta ascendens substanziell pathologisch verändert sind, sodass ein einfacher Aortenklappenersatz oder erhaltende Operationsmethoden nicht mehr möglich sind. Im Zuge der Bentall-Operation werden heutzutage vermehrt biologische Conduits verwendet. Diese retrospektive Vergleichsstudie zählt 266 Patienten, bei denen die Aortenwurzelpathologie entweder mit einem gestenteten Labcor-Conduit (n=193) oder einem stentlosen BioIntegral-Conduit (n=73) therapiert wurde. Um einen direkteren Vergleich zwischen den Conduits zu gewährleisten, wurde das Patientenkollektiv in zwei weitere Subgruppen anhand einer präoperativ diagnostizierten Endokarditis bzw. der Abwesenheit einer Endokarditis eingeteilt: Die Studie zeigt die hohe Komplexität eines Aortenwurzelersatzes, insbesondere im Zuge einer kardialen Reoperation oder bei einer vorbestehenden Endokarditis. Beide Conduits wiesen gute hämodynamische Eigenschaften auf und bei homogenen perioperativen Parametern zeigte sich ein vergleichbares, zufriedenstellendes Outcome. Das Outcome war primär multifaktoriell durch die konkomitanten Erkrankungen der Patienten bestimmt und nicht direkt abhängig vom implantierten Conduit. Allgemein werden vollbiologische Conduits bei einer Endokarditis-Indikation aufgrund der Abwesenheit von synthetischem Material präferiert. Die vorliegende Studie fand jedoch keine Argumente gegen die Implantation eines semibiologischen Conduits im Rahmen einer präoperativen Endokarditis-Indikation. Um diese Beobachtung zu bestätigen, bedarf es prospektiver, randomisierter Vergleichsstudien zwischen voll- und semibiologischen Conduits. Bis dahin empfehlen wir weiterhin vollbiologische Conduits bei einer extensiven Endokarditis, verbunden mit einem ausgeprägten Debridement, zu implantieren