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Community health needs and assets assessment for health promotion and prevention measures for children and the youth in the district (Landkreis) of Marburg-Biedenkopf
No full textHintergrund
Seit der Verabschiedung des deutschen Präventionsgesetzes im Jahr 2015 haben sich die Mittel für Setting-bezogene Gesundheitsförderung und Prävention in Deutschland vervielfacht. Besondere Aufmerksamkeit erhalten dabei unter anderem Interventionen im Kindes- und Jugendalter, da hier Gesundheitsbiographien nachhaltig beeinflusst werden können und so gesundheitliche Ungleichheit bekämpft werden kann. Die Effekte derartiger Interventionen können dabei durch eine partizipative, an lokalen Bedarfen orientierte Planung positiv beeinflusst werden, weshalb das Präventionsgesetz beziehungsweise die ihm angegliederten Bundesrahmenempfehlungen lokale Bedarfserhebungen vorschreiben. Vor diesem Hintergrund hat der Landkreis Marburg-Biedenkopf eine Bedarfsanalyse in Auftrag gegeben, die Gegenstand dieser Arbeit ist.
Fragestellungen
Die vorliegende Arbeit analysiert den Bedarf für Kinder und Jugendliche in diesem Landkreis unter Berücksichtigung lokaler Probleme und Ressourcen entlang folgender Leitfrage und weiterer, ihr beigeordneter Fragestellungen:
Wie ist der Bedarf an Gesundheitsförderung und Prävention hinsichtlich Kinder und Jugendlichen im Landkreis Marburg-Biedenkopf strukturiert?
1. Bestehen Unterschiede der Gesundheitszustände der Kommunalbevölkerungen, die auf kommunal-differenzierte Bedarfslagen schließen lassen?
2. Wo bestehen aus Sicht von Akteur:innen Bedarfsschwerpunkte?
3. Wie stellt sich der Bedarf Vulnerabler Gruppen dar, unter denen in dieser Arbeit Menschen mit Migrationshintergrund, die in Armut oder mit Behinderung leben verstanden werden?
4. Eignen sich die Ergebnisse als Grundlage für eine evidenzbasierte Interventionsplanung?
Methoden
Folgende quantitativen und qualitativen Herangehensweisen wurden im Sinne eines Mixed-Methods-Ansatzes kombiniert:
1. Small Area Estimation (SAE): Mithilfe von öffentlich verfügbaren Daten wurden erwartete Prävalenzen von Gesundheitsmerkmalen berechnet, indem bekannte epidemiologische Zusam-menhänge an die lokal unterschiedlichen Bevölkerungsstrukturen (Geschlecht, Alter, Einkommen) angepasst wurden. Die Ergebnisse wurden nach Kommunen aufgeschlüsselt und (karto-)grafisch dargestellt.
2. Expert:innen-Interviews: Die 22 Kommunen des Landkreises wurden aufgefordert, lokale Akteur:innen zu benennen, mit denen semistrukturierte Interviews zur Erfassung von lokalen präventionsbezogenen Strukturen, Problemen und Bedarfen durchgeführt wurden. Dabei wurde auf einzelne Altersgruppen und gesundheitlich Vulnerable Gruppen (Migrationshintergrund, Armut und Behinderung) eingegangen. Die Ergebnisse wurden zu Kategorien verdichtet, Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Kommunen hervorgehoben und Good Practices benannt.
Ergebnisse
Die Ergebnisse der SAE zeigen gesundheitliche Ungleichheiten auf, die am deutlichsten zwischen den sozioökonomisch depriviertesten und priviligiertesten Kommunen zutage treten.
In 23 Interviews (2 Kommunen fehlten, in Marburg aber 4 Stadtteilinterviews) benannten 70 Akteur:innen Strukturen, Probleme und lokale Bedarfe für Heranwachsende zentrale Settings (Kitas, Jugendarbeit, Vereine, Kommunen) und Gesundheitsfaktoren (Bewegung, Ernährung und psychische Gesundheit). Die Ergebnisse zeigten Setting-bezogene Bedarfsunterschiede zwischen städtischen und ländlichen Gebieten. Beispielsweise war Jugendarbeit im städtischen Raum professionalisiert, konnte den anhaltend hohen Bedarf jedoch nicht decken. Im Kontrast dazu war professionalisierte Jugendarbeit im ländlichen Raum selten, weshalb Bedarf am Aufbau derartiger Strukturen geäußert wurde. Good Practices wurden benannt und umfassten unter anderem ein professionalisiertes Angebot, welches selbstverwaltete Jugendräume unterstützte. Hinsichtlich spezifischer Gesundheitsfaktoren wiesen Akteur:innen einen breiten Bedarf an vermehrten Bewegungsangeboten, wie der Instandsetzung von „Bolzplätzen“, hin. Bedenken wurden hinsichtlich mangelhafter Kindergartenernährung geäußert, während Schulernährung nicht diskutiert wurde. Hinsichtlich psychischer Gesundheit wurden verschiedenste Bedarfe, wie die Förde-rung der sexuellen Gesundheit oder Suchtbekämpfung dokumentiert, während das sonst oft diskutierte Bullying nicht erwähnt wurde. Begrenzte Informationen wurden über Schulen und die Bedürfnisse von Menschen mit Behinderungen gesammelt. In ländlichen Gebieten galt dies auch für Menschen mit Migrationshintergrund und Menschen, die in Armut leben. Die getroffenen Äußerungen wiesen aber auf einen umfassenden Interventionsbedarf hin.
Diskussion & Fazit
Die durch die SAE gezeigte interkommunale gesundheitliche Ungleichheit kann Schwerpunktsetzungen der Interventionsplanung informieren. Die Setting- und Gesundheitsfaktoren-bezogenen Ergebnisse bieten vielfältige, oftmals grundsätzlich mit wissenschaftlichen Erkenntnissen übereinstimmende Anknüpfungspunkte für lokale Interventionsplanungen, die die SAE-Ergebnisse auf Kommunalebene sinnvoll ergänzen. Hinsichtlich einiger Bevölkerungsgruppen und Settings ist die Aussagekraft wegen geringer Informationsdichte, die im Zusammenhang mit der Zusammenstellung des Interviewtenkollektivs steht, eingeschränkt. Mögliche Verzerrungen (biases) können die Verlässlichkeit der Good Practice-Nennungen beeinflussen. Weitere lokale Untersuchungen zur Bedarfserhebung wurden empfohlen. Aus den Limitationen wurden zudem methodische Verbesserungsmöglichkeiten abgeleitet, womit die Arbeit zur Weiterentwicklung von Bedarfserhebungen beitragen kann.Background
Since the enactment of the German Prevention Act (Präventionsgesetz; PrävG) in 2015, resources for setting-based health promotion and prevention in Germany have significantly increased. Special attention has been directed towards interventions in childhood and adolescence, as they have the potential to influence lifelong health trajectories and combat health inequality. The effectiveness of such interventions can be enhanced through participative, locally-oriented planning, which is why the Prevention Act and its associated federal guidelines mandate local community health needs assessments. Against this background, the district of Marburg-Biedenkopf commissioned a needs assesment, which is the subject of this paper.
Research Questions
This study examines the health promotion and prevention needs of children and adolescents in the Marburg-Biedenkopf district, considering local issues and resources, focusing on the following main question and related research questions:
What is the structure of health promotion and prevention needs for children and adolescents in the Marburg-Biedenkopf district?
1. Are there differences in the health status of municipal populations that suggest locally differentiated needs?
2. Where do stakeholders identify areas of need?
3. How are the needs of Vulnerable Groups (people with migration background as well as impoverished and disabled people) represented?
4. Are the results suitable as a basis for evidence-based intervention planning?
Methods
The study employed a mixed-methods approach that combined quantitative and qualitative methods:
1. Small Area Estimation (SAE): Expected prevalence rates of health characteristics were calculated using publicly available data. Known epidemiological associations were adjusted for local population structures (sex, age, income). Results were disaggregated by municipalities and graphically represented.
2. Expert Interviews: Local stakeholders in the 22 municipalities were identified, and semi-structured interviews were conducted to assess local prevention-related structures, issues, and needs. The interviews addressed specific age groups and health-Vulnerable populations (migration background, poverty, disability). Results were condensed into categories, highlighting commonalities and differences between municipalities, as well as naming Good Practices.
Results
The results of the SAE revealed significant health disparities, primarily between the most socioeconomically disadvantaged and advantaged municipalities.
In 23 interviews (two municipalities did not respond, but four neighborhood interviews were conducted in Marburg), 70 stakeholders identified structures, problems, and local needs related to crucial settings (childcare facilities, youth work, associations, municipalities) and specific health factors (physical activity, nutrition, mental health). Findings indicated setting-based regional disparities between rural and urban areas. For instance, youth work in urban areas was highly professionalized but struggled to meet the persistent high demand. In contrast, professionalized youth work was scarce in rural areas, leading to a need to establish such structures. Good Practices were named and included initiatives like a professionalized program that supports self-managed youth spaces. With regard to specific health factors, stakeholders emphasized a broad demand for increased physical activity opportunities, including the restoration of recreational sports facilities. Concerns were raised about inadequate kindergarten-based nutrition, while school-based nutrition was not discussed. A wide variety of needs regarding mental health were documented. These included furthering sexual health and addiction prevention, while the other-wise often discussed topic of bullying was not discussed. Limited information was gathered on schools and the needs of individuals with disabilities. In rural areas this applied as well to indivi-duals from migrant backgrounds and those living in poverty. However, the statements made indicated a comprehensive need for intervention.
Discussion & Conclusion
The SAE revealed health inequalities on municipality-level which can inform plannings for intervention prioritizations. The interview-based findings related to settings and health factors provide diverse starting points for local intervention planning. However, the significance of the study is limited in some population groups and settings due to low information density, stemming from the composition of the interviewee group. Possible biases may influence the reliability of the good practice nominations. Additional local investigations for needs assessment were recom-mended. From the limitations, methodological improvements were derived, contributing to the methodological advancement of local community health needs assessments
Interaktionen zwischen der hemiparasitären Wurzelpflanze Rhinanthus alectorolophus und ihren Wirten
No full textParasitic plants attach to the shoots or roots of other plants with a specialized organ called haustorium and extract water, carbon and other nutrients from the host. Annual, herbaceous root hemiparasites are typically generalists which grow in species-rich communities and can interact with a wide range of host species, but the outcome of the interaction between root hemiparasites and their hosts varies greatly depending on the identity of the host species. In this thesis, I studied several factors which could affect parasite-host interactions. As model species I used Rhinanthus alectorolophus, an annual root hemiparasite found in central European grasslands which mostly interacts with perennial plant species. I addressed the following specific questions: (i) Are parasite-host interactions affected by the genotype of the parasite? (ii) How does host age at the time of infection affect parasite-host interactions? (iii) How strong is the variation in the quality of legume species as hosts for R. alectorolophus, and which host traits most strongly affect parasite-host interactions?Parasitische Pflanzen nehmen mit einem spezialisierten Organen (Haustorien) Kontakt zu den Sprossen oder den Wurzeln anderer Pflanzen auf und entziehen den Wirtspflanzen Wasser, andere Nährstoffe und Kohlenstoffverbindungen. Einjährige, krau-tige Wurzel-Hemiparasiten sind in der Regel Generalisten, die in artenreichen Pflanzengesellschaften wachsen und mit einem breiten Spektrum von Wirtsarten interagieren können. Allerdings variiert das Ergebnis der Interaktionen zwischen Wurzel-Hemiparasiten und ihren Wirten stark in Abhängigkeit von der Identität der Wirtsart. In dieser Arbeit untersuchte ich mehrere Faktoren, welche die Parasit-Wirt-Interaktionen beeinflussen könnten. Als Modellart verwendete ich Rhinanthus alectorolophus, einen einjährigen Wurzel-Hemiparasiten, der in mitteleuropäischen Grünlandgesellschaften vorkommt und meist mit mehrjährigen Pflanzenarten interagiert. Ich untersuchte die folgenden spezifischen Fragen: (i) Werden die Parasit-Wirt-Interaktionen durch den Genotyp des Parasiten beeinflusst? (ii) Wie beeinflusst das Wirtsalter zum Zeitpunkt der Infektion die Parasit-Wirt-Interaktionen? (iii) Wie stark variieren Leguminosenarten in ihrer Qualität als Wirte für R. alectorolophus, und welche Wirtseigenschaften beeinflussen die Parasit-Wirt-Interaktionen am stärksten
Vitamin D Supplementierung bei COVID-19 Patient*innen in randomisierten kontrollierten Studien: Systematischer Review und Metaanalyse
No full textIm Dezember 2019 wurde erstmals das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 beschrieben, welches sich in kürzester Zeit weltweit verbreitet und zur Pandemie, mit stetig steigenden Fallzahlen und Todesfällen, führte.
In zahlreichen Beobachtungsstudien konnte festgestellt werden, dass schwere COVID- 19 Verläufe mit einem niedrigen Vitamin D Serumspiegel korrelierten und hier somit ein möglicher Ansatzpunkt zur Beeinflussung krankheitsbezogener Komplikationen liegen könnte. Im Zusammenhang mit anderen Infektionserkrankungen, vor dem Ausbruch von SARS-CoV-2, wurden die immunologischen Effekte von Vitamin D bereits vielseitig untersucht und signifikante Zusammenhänge zwischen dem Vitamin D Status von Patient*innen und der Schwere von Krankheitsverläufen beobachtet. Zudem konnten Vitamin D Supplementierungen in klinischen Studien positive Effekte auf den Krankheitsverlauf von respiratorischen Infektionserkrankungen zeigen.
Dies führte zur Formulierung der Fragestellung unserer Metaanalyse, die Effekte einer Vitamin D Supplementierung auf den Krankheitsverlauf von COVID-19 im Rahmen von randomisierten-kontrollierten Studien zu untersuchen. Dabei lag ein Fokus dieser Metaanalyse auf den verschiedenen Dosierungsformen der Vitamin D Supplementierung.
Im systematischen Review identifizierten wir acht randomisierte-kontrollierte Studien, die unsere Einschlusskriterien erfüllten. Die Analyse der Daten von insgesamt 657 COVID-19 Patient*innen zeigte im primären Endpunkt dieser Studie, dass eine Vitamin D Supplementierung keinen signifikanten Effekt auf die Mortalität von COVID-19 verglichen mit der Kontrollgruppe hatte. Es konnten nur Tendenzen eines protektiven Effekts beobachtet werden, mit einem Odds Ratio von 0,74 (95%-CI 0,32–1,71; p=0,48). Die Analyse von vier Studien zur Hospitalisierungsdauer bei COVID-19 Patient*innen zeigte einen kürzen Krankenhausaufenthalt nach Vitamin D Gabe mit einer Mittelwertdifferenz von -0,28 gemessen in Tagen. Auch in Bezug auf eine intensivmedizinische Behandlung zeigten sich bei Vitamin D Supplementierung Tendenzen eines geringeren Bedarfs. Die Analyse von fünf Studien ergab hier ein Odds Ratio von 0,41. In die Analyse zur invasiven Beatmung konnten drei Studien eingeschlossen werden, die mit einem Odds Ratio von 0,52 ebenso Tendenzen eines geringen Bedarfs bei Vitamin D Gabe zeigten. In den sekundären Endpunkten konnten somit ebenso Tendenzen protektiver Effekte nach Vitamin D Gabe bei COVID-19 Patient*innen beobachtet werden, jedoch konnte auch hier keine statistische Signifikanz erreicht werden.
Bei Betrachtung der Studien, in denen die COVID-19 Patient*innen mehr als eine Gabe Vitamin D erhielten, zeigten sich jeweils stärkere Effekte der Vitamin D Supplementierung auf die erhobenen klinischen Endpunkte. In Bezug auf die Mortalität lag das Odds Ratio bei 0,33.
Unsere Studie war damit die erste Metaanalyse zur Vitamin D Supplementierung im Kontext von COVID-19, die nur randomisierte-kontrollierte Studien einschloss und einen Fokus auf die verschiedenen Dosierungen von Vitamin D legte. Andere Studien zu Vitamin D im Zusammenhang mit respiratorischen Infektionserkrankungen, die vor dem Ausbruch von SARS-CoV-2 durchgeführt wurden, und Analysen zu COVID-19 konnten ähnliche protektive Effekte von Vitamin D zeigen. Eine große Limitation unserer Metaanalyse und zahlreicher durchgeführter und laufender Studien liegt jedoch in den fehlenden Datenerhebungen zu Vitamin D Serumkonzentrationen. In einigen Studien werden keine Vitamin D Serumlevel erfasst, andere können nach Vitamin D Gabe keinen signifikanten Vitamin D Serumanstieg verzeichnen, sodass der wahre Effekt von Vitamin D auf die klinischen Endpunkte nicht erhoben werden kann. Eine weitere Limitation unserer Metaanalyse liegt in dem geringen Umfang an Daten und deren Qualität. Unsere eingeschlossenen Studien sind sehr heterogen und fehlende Informationen zu den Patient*innen limitieren die Aussagekraft und Übertragbarkeit der Ergebnisse.
Um den Einfluss von Vitamin D auf den Krankheitsverlauf von COVID-19 beurteilen zu können, bedarf es weiterer hoch-qualitativer Studien, die den Zusammenhang zwischen einer Vitamin D Supplementierung, den durch Vitamin D Gabe erreichten Serumkonzentrationen der COVID-19 Patient*innen und den klinischen Ergebnissen untersuchen. Diese könnten dazu beitragen, die beobachteten protektiven Effekte von Vitamin D im Kontext von COVID-19 zu quantifizieren.In December 2019 the novel coronavirus SARS-CoV-2 emerged and lead to a global pandemic with continuously increasing COVID-19 case numbers and disease-related deaths.
In the context of COVID-19, observational studies showed a correlation between severe COVID-19 cases and a low vitamin D serum concentration. Before the emerge of SARS- CoV-2 similar observations lead to the discussion of vitamin D and its immunological effects in patients with respiratory infections. Furthermore, a vitamin D supplementation did improve clinical outcomes in patients with respiratory infections in several clinical trials.
This led to our meta-analysis, aiming to assess the effect of vitamin D supplementation on clinical outcomes in COVID-19 patients by analyzing randomized controlled trials only and focusing on vitamin D dosing regimen.
This systematic review identified eight randomized controlled trials with a total of 657 patients, which met our eligibility criteria. Although no statistically significant effects were reached, the use of vitamin D supplementation showed a trend for reduced mortality compared to the control group as our primary outcome. The odds ratio was 0,74 (95%-CI 0,32–1,71; p=0,48). The analysis of four trials on the lengths of hospitalization as a secondary outcome showed a mean difference of -0,28 measured in days. The need for the admission to an intensive-care-unit showed trends of a lower need with an odds ratio of 0,41 by analyzing five clinical trials. Patients receiving vitamin D supplementation showed a lower need for mechanical ventilation compared to the control group with an odds ratio of 0,52 in the analysis of three trials.
Even stronger effects were observed when vitamin D was administered repeatedly. For the outcome mortality in COVID-19 patients we assessed an odds ratio of 0,33 compared to the control group. However, no statistical significance was reached.
This study was the first meta-analysis analyzing vitamin D supplementation in the context of COVID-19 in randomized controlled trials only and focusing on vitamin D dosing regimen. Previous studies investigating vitamin D serum concentrations and its supplementation in patients with other respiratory infections, before the emerge of SARS-CoV-2, and studies in the context of COVID-19 observed similar protective trends of vitamin D.
A strong limitation of our study is the leak of analyzations on vitamin D serum concentrations. Some trials did not measure vitamin D serum levels, others were not able to show a significant increase in vitamin D serum concentrations. Hence, it is impossible to assess the true effect of vitamin D supplementation on the COVID-19 related clinical outcomes. Furthermore, the low amount and quality of data on this subject is limiting our results. Analyzed trials were heterogenous and missing data is limiting the strengths of our results.
To assess the true effect of vitamin D in the context of COVID-19 further investigations are required, including high-quality clinical trials, focusing on the effect of vitamin D supplementation on the increase of vitamin D serum concentrations and disease-related clinical outcomes
Emergencies and crises in schools. Development of professionalized crisis skills for Hessian pre-service teachers.
No full textSchulen sind komplexe soziale Systeme, in denen fortlaufend unterschiedlichste Herausforde-rungen auftreten können (Karutz et al., 2022). Lehrkräfte können zudem – neben den alltägli-chen pädagogischen und organisatorischen Aufgaben – auch mit außergewöhnlichen Situatio-nen konfrontiert werden, die besondere Handlungskompetenzen erfordern. Dazu zählen u. a. akute Notfälle, zwischenmenschliche Konflikte oder längerfristige Krisen (wie Pandemien oder Naturkatastrophen), die eine Schulgemeinde deutlich beeinflussen können.
Diese Arbeit verfolgt das Ziel, eine wissenschaftlich fundierte Systematisierung der Entwick-lung professioneller Krisenkompetenzen zu erarbeiten und daraus praxisorientierte Maßnahmen zur Resilienzförderung von Lehrkräften abzuleiten. Die Untersuchungen beruhen auf einem Mixed-Methods-Design: Nach einer theoretischen Fundierung und Hypothesenbildung wurden theoriegeleitete Befragungsinstrumente entwickelt. Darauf folgte eine Bedarfsanalyse mittels qualitativer Expertenbefragungen und quantitativer Online-Erhebungen. Die daraus gewonnenen Daten wurden ausgewertet, diskutiert und anschließend zu einem Ausbildungskonzept (SKK-L) zusammengeführt.
Anhand einer iterativen Überarbeitung und Validierung des Ausbildungskonzeptes SKK-L durch ein Expertenrating kann die wissenschaftliche Fundierung und Praxisrelevanz des Kon-zepts sichergestellt werden.
Als erstes zentrales Ergebnis konnte ein valides und reliables Screeninginstrument (SKK-L) zur Erfassung schulischer Krisenkompetenzen und Strategien zur Stressbewältigung für Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst (LiV) entwickelt werden. Darüber hinaus wurde das Ausbildungskon-zept SKK-L (Schulische Krisenkompetenzen von Lehrkräften) konzipiert, das als praxisnahe Handreichung für verschiedene Akteure des Bildungswesens, wie Ausbilder an Studiensemina-ren oder und Schulpsychologen, für die Weiterentwicklung bestehender Ausbildungsstrukturen dienen kann.
Die Forschungsergebnisse sollen zur Professionalisierung von Lehrkräften im Umgang mit herausfordernden schulischen Notfall- und Krisenereignissen beitragen und zugleich Impulse zur Stärkung der Resilienz von Lehrkräften und des Bildungswesens setzen.Schools are complex social systems in which a wide variety of challenges can arise on an ongo-ing basis (Karutz et al., 2022). In addition to everyday pedagogical and organizational tasks, teachers can also be confronted with extraordinary situations that require special skills. These include acute emergencies, interpersonal conflicts or longer-term crises (such as pandemics or natural disasters), which can have a significant impact on a school community.
The aim of this work is to develop a scientifically sound systematization of the development of professional crisis skills and to derive practice-oriented measures to promote resilience among teachers. The research is based on a mixed-methods design: following a theoretical foundation and hypothesis formation, theory-based survey instruments were developed. This was followed by a needs analysis using qualitative expert interviews and quantitative online surveys. The re-sulting data was evaluated, discussed and then merged into a training concept (SKK-L).
By means of an iterative revision and validation of the SKK-L training concept through an ex-pert rating, the scientific foundation and practical relevance of the concept can be ensured.
The first key result was the development of a valid and reliable screening instrument (SKK-L) to record school crisis skills and strategies for coping with stress for pre-service teachers (LiV). In addition, the training concept SKK-L (Schulische Krisenkompetenzen von Lehrkräften) was designed, which can serve as a practical guide for various actors in the education system, such as trainers at study semesters or school psychologists, for the further development of existing training structures.
The research findings are intended to contribute to the professionalization of teachers in dealing with challenging school emergencies and crises and at the same time provide impetus for strengthening the resilience of teachers and the education system
Einfluss von PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase- Activating Polypeptide) bzw. des PACAP Rezeptors PAC1 auf Metabolismus, Morphologie und Expression pro- inflammatorischer/ oxidativen Stress- relevanter Proteine/ Zytokine in der Leber bei ApoE-/- Mäusen unter Normalfutter
No full textAtherosklerose gilt als chronische Entzündungserkrankung der Arterienwände und zählt zu den führenden Todesursachen weltweit. Sie zeichnet sich durch Läsionen (~ Plaques) in der Arterienwand aus. Durch Erosion oder Ruptur der Plaques können z.B. thrombotische Ereignisse, Embolie, Schlaganfall, Herzinfarkt oder im ungünstigsten Fall der Tod resultieren. Trotz intensiver Forschungen hat die Atherosklerose eine komplexe Pathogenese, die noch immer nicht komplett aufgeklärt ist. Lipidakkumulation und chronische Entzündung der Arterienwand gelten jedoch als Hauptkomponenten. Üblicherweise wird sie mit einem veränderten Lipidstoffwechsel und Hypercholesterinämie in Verbindung gebracht.
PACAP (engl. „Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide“) und sein spezifischer Rezeptor PAC1 sind an der Pathogenese atherosklerotischer/ inflammatorischer Prozesse beteiligt. Frühere Studien wiesen bereits neuroprotektive Wirkungen von PACAP mittels anti- apoptotischen, entzündungshemmenden und anti- oxidativen Eigenschaften nach sowie die Reduzierung von Steatosis hepatis.
Da die Leber im Fettstoffwechsel eine zentrale Rolle einnimmt und maßgeblich an systemischen Entzündungsreaktionen beteiligt ist, war es naheliegend den Einfluss von PACAP und PAC1 auf den Leberstoffwechsel untersucht werden, insbesondere auf Metabolismus und Expression pro- inflammatorischer/ oxidativen Stress- relevanter Proteine/ Zytokine.
Für die Untersuchungen wurden folgende drei Mausgenotypen verwendet: ApoE-/- (~ Kontrolle), PACAP-/-/ ApoE-/- und PAC1-/-/ ApoE-/-. Die Mäuse wurden für 30 Wochen mit Standardfutter ernährt. Im Anschluss wurden die Körpergewichte ermittelt und die Cholesterin- und Triglyceridkonzentrationen im Blutplasma und in der Leber gemessen. Zur weiteren Differenzierung inflammatorischer und metabolischer Vorgänge in der Leber erfolgten immunhistochemische Untersuchungen sowie Messungen der Aminosäurenkonzentrationen in der Leber.
Es zeigte sich ein signifikant um 16,9% niedrigeres Gewicht bei PACAP-/-/ApoE-/-- gegenüber den ApoE-/-- Mäusen. Alle drei untersuchten Genotypen ApoE-/-, PACAP-/-/ApoE-/-- und PAC1-/-/ApoE-/- waren hypercholesterinämisch. Die hepatische Triglyceridkonzentration bei PACAP-/-/ApoE-/-- Mäusen war signifikant um 53,9% niedriger als bei ApoE-/-- Mäusen.
Bei den immunhistochemischen Analysen war der prozentuale Anteil IL-1β positiver- Zellen um die ZV bei PACAP-/-/ ApoE-/-- Mäusen 1,2fach niedriger als bei den ApoE-/-- Mäusen. Wir fanden bei Ki-67 in der Leber von PAC1-/-/ ApoE-/--, aber nicht von PACAP-/-/ ApoE-/-- Mäusen, eine um 32,4% höhere Dichte um die GT als bei ApoE-/-- Mäusen. Der prozentuale Anteil Ki-67 positiver- Zellen war um die GT um 12,6% höher als bei ApoE-/-- Mäusen. Bei den PACAP-/-/ ApoE-/-- Mäusen waren die Aminosäurekonzentrationen in der Leber im Vergleich zu den ApoE-/-- Mäusen wie folgt erhöht: Citrullin (1,4fach), α- Aminobuttersäure (58,1%), Methionin (24,1%) und Ornithin (23%). Bei den PAC1-/-/ ApoE-/-- Mäusen waren die Aminosäurekonzentrationen in der Leber im Vergleich zu den ApoE-/-- Mäusen wie folgt erhöht: Citrullin (1,5fach), α- Aminobuttersäure (2,5fach) und Methionin (16,3%).
Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass PACAP- Defizienz eine erniedrigte hepatische Triglyceridkonzentration wie auch Gewichtsreduktion bewirkt.
Unsere Daten zeigen ferner, dass PACAP- Defizienz in der Leber anscheinend für ein erhöhtes anti- inflammatorisches Potential (s. COX-2, IL-1β) sorgt, während PAC1- Defizienz tendenziell zu einer vermehrten Proliferation (s. Ki-67) und Nekroptose (s. RIPK3) führt. Die positiven Korrelationen des prozentualen Anteils COX-2-, IL-1β-, Ki-67- bzw. RIPK3- positiver- Zellen, sowie der Dichte (n/mm2) MOMA-2 positiver Makrophagen/ Monozyten zwischen den GT und ZV könnten auf eine zonale Koinzidenz der Ereignisse in diesen beiden Bereichen der Leber hindeuten.
Erhöhte Methioninkonzentrationen in der Leber bei PACAP- bzw. PAC1- Defizienz könnten allerdings auf ein pro- inflammatorisches und pro- oxidatives Milieu in der Leber hindeuten. In Zusammenschau mit den erhöhten Konzentrationen an Citrullin bei PACAP-/-/ ApoE-/-- und PAC1-/-/ ApoE-/-- Mäusen könnten Methionin und Citrullin kompensatorisch vermehrt produziert worden sein, um eine Protektion gegen Steatosis hepatis zu bewirken. Diese Hypothese wird durch die signifikant niedrigerer Triglyceridkonzentration der Leber bestärkt. Die erhöhten Konzentrationen von Citrullin und Ornithin bei PACAP- und PAC1- Defizienz könnten auf einen gestörten Harnstoffzyklus bei gestörtem Lebermetabolismus zurückzuführen sein.
In Zusammenschau der Befunde könnte die therapeutische Inhibition von PACAP zur Reduzierung von Steatosis hepatis führen. Eine denkbare Nebenwirkung wäre dabei allerdings eine Hypercholesterinämie. Für weitere therapeutische Konsequenzen werden aber noch Studien folgen müssen. Zudem bleibt auch zu klären, welche Rolle PACAP (oder VIP) über VPAC1 und VPAC2 beim Leberstoffwechsel spielt.Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the arterial walls and is one of the leading causes of death worldwide. It is characterized by lesions (~ plaques) in the arterial wall. Erosion or rupture of the plaques can result in thrombotic events, embolism, stroke, heart attack or, in the worst case, death. Despite intensive research, atherosclerosis has a complex pathogenesis that is still not fully understood. However, lipid accumulation and chronic inflammation of the arterial wall are considered to be the main components. It is usually associated with altered lipid metabolism and hypercholesterolemia. PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide) and its specific receptor PAC1 are involved in the pathogenesis of atherosclerotic/ inflammatory processes. Earlier studies have already demonstrated neuroprotective effects of PACAP by means of anti- apoptotic, anti- inflammatory and anti- oxidative properties as well as the reduction of steatosis hepatis. Since the liver plays a central role in lipid metabolism and is significantly involved in systemic inflammatory reactions, the influence of PACAP and PAC1 on liver metabolism, in particular on metabolism and expression of pro- inflammatory/ oxidative stress- relevant proteins/ cytokines, will be investigated.
The following three mouse genotypes were used for the studies: ApoE-/- (~ control), PACAP-/-/ ApoE-/- and PAC1-/-/ ApoE-/-. The mice received a standard diet for 30 weeks. Subsequently, body weights were determined and cholesterol and triglyceride concentrations in blood plasma and liver were measured. To further differentiate inflammatory and metabolic processes in the liver, immunohistochemical examinations and measurements of amino acid concentrations in the liver were carried out.
There was a significant 16.9% lower weight in PACAP-/-/ApoE-/-- compared to ApoE-/-- mice. All three investigated genotypes ApoE-/-, PACAP-/-/ApoE-/-- and PAC1-/-/ApoE-/- were hypercholesterolemic. The hepatic triglyceride concentration in PACAP-/-/ApoE-/-- mice was significantly lower by 53.9% than in ApoE-/-- mice.
In the immunohistochemical analyses, the percentage of IL-1β positive cells around the ZV was 1.2-fold lower in PACAP-/-/ ApoE-/-- mice than in ApoE-/-- mice. We found Ki-67 in the liver of PAC1-/-/ ApoE-/--, but not PACAP-/-/ ApoE-/-- mice, to be 32.4% higher in density around the GT than in ApoE-/-- mice. The percentage of Ki-67 positive cells around the GT was 12.6% higher than in ApoE-/- mice. In the PACAP-/-/ ApoE-/-- mice, the amino acid concentrations in the liver were increased compared to the ApoE-/-- mice as follows: citrulline (1.4-fold), α- aminobutyric acid (58.1%), methionine (24.1%) and ornithine (23%). In the PAC1-/-/ ApoE-/-- mice, amino acid concentrations in the liver were increased compared to the ApoE-/-- mice as follows: citrulline (1.5-fold), α- aminobutyric acid (2.5-fold) and methionine (16.3%). Our results suggest that PACAP deficiency causes decreased hepatic triglyceride concentrations as well as weight loss.
Our data also show that PACAP deficiency in the liver appears to result in increased anti-inflammatory potential (see COX-2, IL-1β), while PAC1 deficiency tends to lead to increased proliferation (see Ki-67) and necroptosis (see RIPK3). The positive correlations of the percentage of COX-2, IL-1β, Ki-67 and RIPK3 positive cells, as well as the density (n/mm2) of MOMA-2 positive macrophages/ monocytes between the GT and ZV may indicate a zonal coincidence of events in these two areas of the liver.
However, increased methionine concentrations in the liver in PACAP- or PAC1- deficiency could indicate a pro- inflammatory and pro- oxidative environment in the liver. In conjunction with the increased concentrations of citrulline in PACAP-/-/ ApoE-/-- and PAC1-/-/ ApoE-/-- mice, methionine and citrulline may have been produced in a compensatory manner to provide protection against steatosis hepatis. This hypothesis is supported by the significantly lower liver triglyceride concentration. The increased concentrations of citrulline and ornithine in PACAP and PAC1 deficiency could be due to a disturbed urea cycle with impaired liver metabolism.
In summary of the findings, therapeutic inhibition of PACAP could lead to a reduction in steatosis hepatis. However, one conceivable side effect would be hypercholesterolemia. However, further studies will have to follow to determine further therapeutic consequences. It also remains to be clarified what role PACAP (or VIP) plays in liver metabolism via VPAC1 and VPAC2
Moving spiders do not boost visual search in spider fear
No full textPrevious research on attention to fear-relevant stimuli has largely focused on static pictures or drawings, and thus did not consider the potential effect of natural motion. Here, we aimed to investigate the effect of motion on attentional capture in spider-fearful and non-fearful participants by using point-light stimuli and naturalistic videos. Point-light stimuli consist of moving dots representing joints and thereby visualizing biological motion (e.g. of a walking human or cat) without needing a visible body. Spider-fearful (n = 30) and non-spider-fearful (n = 31) participants completed a visual search task with moving targets (point-light/naturalistic videos) and static distractors (images), static targets and moving distractors, or static targets and static distractors. Participants searched for a specified animal type (snakes, spiders, cats, or doves) as quickly as possible. We replicated previous findings with static stimuli: snakes were detected faster and increased distraction, while spiders just increased distraction. However, contrary to our hypotheses, spider targets did not speed up responses, neither in the group of control nor in the group of spider-fearful participants. Interestingly, stimuli-specific effects were toned down, abolished, or even changed direction when motion was introduced. Also, we demonstrated that point-light stimuli were of similar efficiency as naturalistic videos, indicating that for testing effects of motion in visual search, “pure” motion stimuli might be sufficient. As we do show a substantial modulation of visual search phenomena by biological motion, we advocate for future studies to use moving stimuli, equivalent to our dynamic environment, to increase ecological validity.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
The "Sicherstellungszuschlag" for german hospitals - guarantee for equal, local health care?
No full textHintergrund: Das deutsche stationäre Gesundheitswesen befindet sich in einem stetigen Umbruch. In der öffentlichen Diskussion spielt insbesondere die Schließung ländlicher Gesundheitseinrichtungen zu Lasten einer wohnortnahen (Notfall-) Versorgung eine prominente Rolle. Viele Kliniken in dünn besiedelten Regionen können aufgrund von geringen Fallzahlen unter dem derzeit noch gültigen Vergütungssystem nicht kostendeckend arbeiten. Um dennoch das Ziel einer flächendeckenden, möglichst gleichwertigen Gesundheitsversorgung in allen Regionen zu garantieren, wurde 2020 ein Sicherstellungszuschlag eingeführt. Dieser berücksichtigt die Vorhaltung bestimmter Versorgungsstrukturen, nicht jedoch die Qualität der Versorgung. Es stellen sich die Fragen, ob der Sicherstellungszuschlag nur eine flächendeckende Versorgung gewährleistet, jedoch nicht zwangsläufig eine optimale Versorgungsqualität sicherstellt und ob es bei Berücksichtigung der Qualität der Krankenhäuser zu einer anderen Auswahl „erhaltenswerter“ Krankenhäuser kommen würde.
Fragestellung, Material und Methodik: In dieser Arbeit wird anhand der strukturierten Qualitätsberichte aus den Jahren 2018 und 2019 untersucht, ob diejenigen Kliniken den Sicherstellungszuschlag erhalten, die die jeweils beste Versorgungsqualität vorweisen oder ob es in den betroffenen Regionen geeignetere Alternativen gegeben hätte. Dazu wird geprüft, ob Kliniken, die den Sicherstellungszuschlag ab 2020 erhalten, über ein anderes Qualitätsniveau verfügen, als Einrichtungen im Radius von 50 Kilometern um diese Krankenhäuser, welche aufgrund ihrer Strukturmerkmale und Lage als Alternativen in Frage kommen. Hierfür beschränkt sich die Analyse auf die Qualitätsindikatoren aus den Bereichen Innere Medizin, Chirurgie, Gynäkologie und Geburtshilfe sowie aus dem Bereich Pflege. Die rechnerischen Ergebnisse der Qualitätsindikatoren aus den strukturierten Qualitätsberichten werden anhand ihrer Prozentränge für die jeweiligen Kliniken in relative Größen umgewandelt und kategorisiert. Darüber hinaus erfolgt eine qualitätsbezogene Gegenüberstellung anhand weiterer struktureller Charakteristika. Ergebnisse: Etwa die Hälfte aller zuschlagserhaltenden Kliniken weisen eine schlechtere Gesamtversorgungsqualität auf, als die zum Vergleich herangezogenen Alternativen. Rund ein Drittel der Zuschlagskrankenhäuser verfügt über eine gleich gute Gesamtversorgungsqualität und lediglich circa 20 Prozent schneiden besser als ihre Alternativen ab. Bei der differenzierten Betrachtung der Subkategorien zeichnet sich für fast alle Merkmale ein ähnliches Bild ab. Bei den sich vor allem auf strukturelle Aspekte beziehenden Kategorien (Regionen, Trägerschaft, Größe, Ländlichkeit) wurde der Vergleich erneut anhand der Gesamtqualität vollzogen. Darüber hinaus erfolgte ein Vergleich in Bezug auf die Notfallversorgungsstufen sowie die technische Ausstattung. Auch hier schneiden die Sicherstellungszuschlag-Einrichtungen bis auf wenige Ausnahmen schlechter als ihre Alternativen ab. Besonders erwähnenswert ist beispielsweise beim Aspekt Größe der u-förmige Zusammenhang in Bezug auf die Gesamtqualität.
Diskussion und Schlussfolgerung: In den ursprünglichen Vergabekriterien des Sicherstellungszuschlag wird die Einschätzung der Versorgungsqualität nicht berücksichtigt. Da die Gewährleistung einer flächendeckenden medizinischen Versorgung die primäre Zielsetzung des Sicherstellungszuschlag darstellt, müsste er in Regionen, die über eine regional ansässige Alternativeinrichtung verfügen, nicht ausgezahlt werden. Die schlechtere Versorgungsqualität der Sicherstellungszuschlag-Krankenhäuser könnte umgekehrt jedoch auch über unzureichende finanzielle Mittel erklärt werden, da die mangelnde Verfügbarkeit monetärer Ressourcen die Finanzierung von qualitätssteigernden Maßnahmen behindert. Bei einzelnen Subkategorien muss bei der Interpretation der Ergebnisse allerdings beachtet werden, dass durch sehr geringe Ausprägungszahlen auch Zufallseinflüsse die Ergebnisse verfälschen können. Finanzielle Engpässe von Sicherstellungszuschlag-Einrichtungen könnten vor Einführung des Zuschlags zu Einsparungen in Vorhaltungen, welche auch für die Zuweisung zu einer Notfallversorgungsstufe relevant waren, geführt haben. Gerade im Hinblick auf eine flächendeckende Versorgung stellt der Zugang zu den Notfallversorgungsstrukturen einen zentralen Aspekt dar.
Die derzeitige Vergabe des Sicherstellungszuschlag erscheint nur bei einer geringen Anzahl an betroffenen Einrichtungen (Inselkrankenhäuser oder Kliniken ohne regionale Alternative) sinnvoll. Das Vorliegen von ortsansässigen Alternativeinrichtungen, welche in großen Teilen eine bessere Versorgungsqualität gewährleisten, stellt die aktuelle Vergabe in Frage. Auch ist es nicht nachvollziehbar, warum Kliniken mit hoher Bettenanzahl über ihre daraus resultierenden Fallzahlen keine ausreichende eigenständige Finanzierung gewährleisten können. In strukturschwachen Regionen könnte der Sicherstellungs-zuschlag ein adäquates Mittel zur Gewährleistung einer flächendeckenden stationären Gesundheitsversorgung darstellen. Momentan scheint die Prüfung auf eine Gefährdung der flächendeckenden Versorgung nicht auseichend durchgeführt worden zu sein, da sich zahlreiche Alternativen in einem nahen Umkreis finden lassen. Für einen effizienten Mitteleinsatz müsste dies künftig gewährleistet werden. Die eingesparten finanziellen Mittel könnten mitunter in eine Ausweitung der Notfallrettungsstrukturen investiert werden.Background: The German inpatient healthcare system is undergoing continuous transformation. Public discourse prominently features the closure of rural healthcare facilities, which adversely affects local (emergency) care. Many hospitals in sparsely populated regions cannot operate cost-effectively under the current reimbursement system due to low case numbers. To ensure comprehensive and equitable healthcare across all regions, a security surcharge (ger. Sicherstellungszuschlag) was introduced in 2020. This surcharge accounts for the maintenance of certain healthcare structures but does not consider the quality of care. This raises the question of whether the security surcharge ensures widespread coverage without guaranteeing optimal quality of care and whether considering hospital quality would lead to a different selection of "suitable" hospitals.
Research Question, Material, and Methods: This study examines whether the hospitals receiving the security surcharge demonstrate the best quality of care or if there were more suitable alternatives in the affected regions, based on structured quality reports (ger. strukturierte Qualitätsberichte) from 2018 and 2019. The analysis investigates whether hospitals receiving the security surcharge from 2020 have a different quality level compared to facilities within a 50-kilometer radius that could serve as alternatives based on their structural characteristics and location. The analysis focuses on quality indicators in internal medicine, surgery, gynecology and obstetrics, as well as nursing. The results of the quality indicators from the structured quality reports are converted into relative sizes and categorized based on their percentile ranks for the respective hospitals. Additionally, a quality-based comparison is made using other structural characteristics.
Results: Approximately half of all security surcharge -receiving hospitals exhibit poorer overall care quality compared to the alternative facilities used for comparison. About one-third of the subsidized hospitals have equivalent overall care quality, and only around 20 percent perform better than their alternatives. A similar pattern emerges for almost all subcategories. For categories primarily related to structural aspects (regions, ownership, size, rurality), the comparison was based on overall quality again. Additionally, comparisons were made regarding emergency care levels and technical equipment. Here too, security surcharge facilities generally perform worse than their alternatives, with few exceptions. Notably, a U-shaped relationship is observed concerning overall quality in relation to hospital size. Discussion and Conclusion: The original security surcharge allocation criteria do not consider the assessment of quality of care. Since ensuring comprehensive medical care is the primary goal of the security surcharge, it should not be disbursed in regions with locally available alternative facilities. The poorer quality of care of security surcharge hospitals could also be attributed to insufficient financial resources, as the lack of monetary resources hinders the funding of quality-enhancing measures. However, for some subcategories, it must be considered that very low sample size could distort the results due to random influences. Financial constraints of security surcharge facilities may have led to cutbacks in provisions relevant for emergency care level assignment before the surcharge's introduction. Access to emergency care structures is a crucial aspect, especially for comprehensive coverage.
The current security surcharge allocation appears sensible only for a small number of affected facilities (island hospitals or clinics without regional alternatives). The presence of locally available alternative facilities, which largely ensure better quality of care, calls the current allocation into question. It is also unclear why hospitals with a high number of beds cannot ensure sufficient independent financing through their resulting case numbers. In structurally weak regions, the security surcharge could be an adequate means to ensure comprehensive inpatient healthcare. Currently, the assessment of jeopardizing comprehensive coverage seems inadequate, as there are many alternatives within a short radius. For efficient use of funds, this must be ensured in the future. The saved financial resources could potentially be invested in expanding emergency rescue structures
Phylogeny and metabolism of novel spirochetes from cockroaches and evolutionary origin of reductive acetogenesis in termite gut treponemes
No full textSpirochetes (phylum Spirochaetota or Spirochaetes) are widely distributed in various environments but most densely colonize the gut of termites, where they can make up even more than half of the prokaryotic population. Most termite gut spirochetes belong to the so-called “termite (Treponema) cluster I”, a highly diverse but monophyletic clade that occurs exclusively in termite guts. The functional roles of this cluster are largely unelucidated because most members are still uncultured. During my doctoral thesis, I investigated evolutionary history and metabolic potential of symbiotic spirochetes in the gut of termites and their closest relatives, cockroaches, combining cultivation with comparative genomic and phylogenomic approaches. The results have been partially published and are reported in this cumulative thesis.
While termite gut spirochetes have received considerable attention during the past decades, almost nothing is known about the cockroach gut spirochetes. Here, I isolated Breznakiella homolactica, the first representative of the termite cluster I from cockroaches. Its basal position in the entire cluster indicates that representatives of this clade were present already in the omnivorous cockroach ancestor of termites and have coevolved with their termite host. Breznakiella homolactica is a homolactic bacterium that produces acetate only in the presence of oxygen. Moreover, it is not capable of reductive acetogenesis – the most intriguing property among termite gut spirochetes – because it lacks genes encoding key enzymes of the Wood–Ljungdahl pathway, i.e., hydrogen dependent CO2 reductase (HDCR) and CO dehydrogenase and acetyl-CoA synthase (CODH/ACS). This provides strong evidence that the ancestral form of termite cluster I was not a CO2-reducing acetogen.
Using 292 metagenome-assembled genomes (MAGs) reconstructed from 22 lower and 21 higher termite species, I was able to assess the distribution of CO2-reducing acetogens also among the numerous, so far uncultured lineages of termite cluster I. A complete Wood–Ljungdahl pathway (WLP), the prerequisite for reductive acetogenesis, is encoded only by certain lineages from lower termites, whereas all MAGs from higher termites (fam. Termitidae) lack key genes of the pathway. This suggests that members of termite cluster I contribute to the gut reductive acetogenesis only in lower termites but not in higher termites. Phylogenies of HDCR and CODH/ACS indicate that the capacity for reductive acetogenesis in this cluster was acquired multiple times by a lateral transfer of genes originating from Firmicutes. My analyses of the distribution of the WLP in all other bacterial MAGs from termite guts suggests that the high activities for reductive acetogenesis in higher termites are caused by members of a lineage of uncultured deltaproteobacteria, Candidatus Adiutricaceae. In addition, the apical, non-homoacetogenic lineages of termite cluster I from higher termites possess numerous genes encoding putatively secreted carbohydrate-activated enzymes (CAZymes) for xylan degradation, which indicates that they have occupied the new niche in gut of higher termites that opened after the loss of the (hemi)cellulolytic protists.
So far, members of termite cluster I have been classified into the genus Treponema (fam. Treponemataceae). Based on a detailed phylogenomic analysis, we documented that current members of the family represent two separate family-level clades and reclassified the clade that includes members of termite cluster I into a new family, Breznakiellaceae. However, also Treponemataceae comprise uncultured representatives from insect guts. I isolated Brucepasteria parasyntrophica, the closest relative of Treponema zuelzerae, from the gut of a cockroach. It is a mixed-acid fermenter but unlike its relative, inhibited by high H2 partial pressures. However, its growth improved considerably when H2 was removed from the headspace or in the presence of a hydrogen-consuming partner. These findings provide new insights into the diversity of Treponemataceae and the metabolic adaptation of spirochetes to the intestinal environment, where hydrogen production and consumption are strongly coupled.
The results of my research shed new light on the evolutionary history of symbiotic spirochetes in the guts of termites and cockroaches and their metabolic adaptations to an environment characterized by the rapid turnover of molecular hydrogen. The coevolution of termite cluster I and their apparently originated already in the omnivorous cockroach ancestor of termites, whereas the capacity for H2-dependent CO2-reductive acetogenesis evolved later during the radiation of the host.Spirochäten (Stamm Spirochaetota order Spirochaetes) sind in verschiedenen Umgebungen weit verbreitet. Besonders abundant sind sie im Darm von Termiten, wo sie sogar mehr als die Hälfte der prokaryotischen Population ausmachen können. Die meisten Termitendarmspirochäten gehören zum sogenannten „Termitencluster (Treponema) I“, einer sehr vielfältigen, aber monophyletischen Klade, das ausschließlich in Termitendärmen vorkommt. Die funktionalen Rollen dieses Clusters sind bisher weitgehend ungeklärt, da die meisten Mitglieder noch unkultiviert sind. In dieser Dissertation untersuche ich die Evolutionsgeschichte und das metabolische Potenzial symbiotischer Spirochäten im Darm von Termiten und ihren nächsten Verwandten, den Schaben, und kombiniere Kultivierung mit vergleichenden genomischen und phylogenomischen Ansätzen.
Während es in den letzten Jahrzehnten viele Studien über die Darmspirochäten von Termiten gegeben hat, ist über die Darmspirochäten von Schaben fast nichts bekannt. In dieser Arbeit habe ich Breznakiella homolactica isoliert, den ersten Vertreter des Termitencluster I aus Schaben. Die basale Position des Stammes im gesamten Cluster weist darauf hin, dass Vertreter dieser Klade bereits in den omnivoren Schabenvorfahren der Termiten vorhanden war und es zu Co-Evolution mit ihrem Termitenwirt gekommen ist. Breznakiella homolactica ist ein homolaktisches Bakterium, das nur in Gegenwart von Sauerstoff Acetat produziert. Darüber hinaus ist es nicht zur reduktiven Acetogenese – der faszinierendsten Eigenschaft unter den Termitendarmspirochäten – in der Lage, da ihm Gene fehlen, die die Schlüsselenzyme des Wood–Ljungdahl-Wegs codieren, zum Beispiel die wasserstoffabhängige CO2-Reduktase (HDCR) und CO-Dehydrogenase/Acetyl-CoA-Synthase (CODH/ACS). Dies ist ein starker Beweis dafür, dass die Vorfahren der Spirochäten im Termitecluster I keine CO2-reduzierenden Acetogene waren.
Mit 292 metagenom-assemblierten Genomen (MAGs), die aus 22 niederen und 21 höheren Termitenarten rekonstruiert wurden, konnte ich die Verteilung der CO2-reduzierenden Acetogenen auch unter den zahlreichen, bisher unkultivierten Gruppen des Termitencluster I untersuchen. Ein kompletten Wood–Ljungdahl-Weg (WLP), die Voraussetzung für die reduktiven Acetogenese, wird nur von bestimmten Abstammungslinien niederer Termiten kodiert, während in allen MAGs von höheren Termiten (Fam. Termitidae) Schlüsselgene fehlen, was darauf hindeutet, dass Mitglieder des Termitencluster I nur bei niederen Termiten, nicht aber bei höheren Termiten zur reduktiven Acetogenese im Darm beitragen. Die Phylogenien von HDCR und CODH/ACS zeigen, dass die Fähigkeit zur reduktiven Acetogenese in diesem Cluster mehrfach durch einen lateralen Transfer von Genen , die von Firmicutes stammen, erworben wurde. Meine Analysen der Verteilung des WLP in allen bakteriellen Termiten-Darm-MAGs legen nahe, dass die hohen Aktivitäten für die reduktive Acetogenese bei höheren Termiten von Mitgliedern eine Gruppe von unkultivierten Deltaproteobakterien, Candidatus Adiutricaceae, verursacht werden. Darüber hinaus besitzen die apikalen, nicht homoacetogenen Abstammungslinien des Termitenclusters I aus höheren Termiten zahlreiche Gene, die für mutmaßlich sezernierte kohlenhydrataktivierte Enzyme (CAZymes) für den Xylanabbau kodieren, was darauf hindeutet, dass sie die neue Nische im Darm höherer Termiten besetzt haben, die sich nach dem Verlust der (hemi)cellulolytischen Protisten öffnete.
Bisher wurden Mitglieder des Termitencluster I in die Gattung Treponema (fam. Treponemataceae) eingeteilt. Basierend auf einer detaillierten phylogenomischen Analyse haben wir dokumentiert, dass die derzeitigen Mitglieder der Familie zwei separate Kladen auf Familienebene darstellen, und haben die Klade, die die Mitglieder des Termitencluster I einschließt, basierend auf phylogenomischen Analysen in eine neue Familie, Breznakiellaceae, neu klassifiziert. Aber auch Treponemataceae umfassen unkultivierte Vertreter aus Insektendärmen. Ich habe Brucepasteria parasyntrophica, den nächsten Verwandten von Treponema zuelzerae, aus dem Schabendarm isoliert. Es handelt sich dabei um einen gemischter Säurefermenter, der jedoch im Gegensatz zu seinem Verwandten durch hohe H2-Partialdrücke gehemmt wurde. Sein Wachstum verbesserte sich jedoch erheblich, wenn H2 aus der Gasphase entfernt wurde oder in Gegenwart eines Wasserstoff verbrauchenden Partners. Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über die Diversität der Treponemataceae und eine metabolische Anpassung bei Spirochäten an ein Darmmilieu, in dem Wasserstoffproduktion und -verbrauch stark gekoppelt sind.
Die Ergebnisse meiner Forschung werfen ein neues Licht auf die Evolutionsgeschichte von symbiotischen Spirochäten im Darm von Termiten und Schaben und ihre metabolischen Anpassungen an eine Umgebung, die durch den schnellen Umsatz von molekularem Wasserstoff gekennzeichnet ist. Die Co-Evolution von Termitencluster I und seines Wirts entstand offensichtlich bereits in den allesfressenden Schabenvorfahren der Termiten, während sich die Fähigkeit zur H2-abhängigen CO2-reduktiven Acetogenese später während der Radiation des Wirts entwickelte
Global prevalence of community-acquired respiratory viral coinfections in COVID-19 patients and their impact on disease progression: Systematic review and meta-analysis
No full textDer Ausbruch von SARS-CoV-2 und seine rasante Ausbreitung wurde von der WHO als globale Pandemie eingestuft. Seither wurden zahlreiche Studien durchgeführt, um die von dem Virus ausgelöste Erkrankung COVID 19 zu untersuchen sowie präventive und therapeutische Ansätze zu entwickeln. Präpandemische Studien zeigten, dass Koinfektionen bei respiratorischen Viruserkrankungen die Morbidität signifikant erhöhen können. Während schon frühzeitig Koinfektionen bei COVID-19 Patienten beschrieben wurden, bleibt die klinische Relevanz unschlüssig. Die Etablierung von SARS-CoV-2 in der humanen Population und die hohe Inzidenz anderer viraler Atemwegserkrankungen erfordern eine Evaluierung der Bedeutung von Koinfektionen. Die Ziele des systematischen Reviews und der Metaanalyse sind, die publizierte Literatur kritisch zu bewerten, die Prävalenz viraler respiratorischer Koinfektionen bei COVID-19 Patienten zu ermitteln, die häufigsten Kopathogene zu identifizieren und die Auswirkungen einer Koinfektion auf den Krankheitsverlauf und das Outcome zu beschreiben.
Die Datenbanken PubMed, Web of Science, Embase, Scopus und The Cochrane Library wurden systematisch nach Studien durchsucht, welche zwischen dem 1. November 2019 und dem 13. August 2021 publiziert wurden. Eingeschlossen wurden COVID-19 Patienten jeden Alters und Krankheitsschweregrades, welche innerhalb von 48 Stunden nach COVID-19 Diagnosestellung auf weitere respiratorische Viren getestet wurden. Als primäres Outcome für die Metaanalyse wurde die Rate von respiratorischen viralen Koinfektionen unter allen SARS-CoV-2 positiven Patienten entsprechend eines random-effect Models gewählt. Die Prävalenzanalyse wurde in verschiedenen Subgruppen durchgeführt. Die spezifische Prävalenz der einzelnen viralen Kopathogene wurde bestimmt. Für den Vergleich koinfizierter und monoinfizierter COVID-19 Patienten wurden sekundäre Endpunkte definiert. Das Protokoll für den systematischen Review und die Metaanalyse wurde prospektiv festgelegt und in der PROSPERO-Datenbank registriert.
Aus 6053 initial identifizierten Studien, konnten 59 Studien extrahiert werden, welche den Ein- und Ausschlusskriterien entsprachen. Unter 16643 SARS-CoV-2 positiven Patienten wiesen 5.01% virale respiratorische Koinfektionen auf. Die Subgruppenanalysen zeigten, dass pädiatrische Patienten signifikant häufiger koinfiziert waren (9.39%), als erwachsene Studienteilnehmer (3.51%, p=0.02). Eine geschlechtsspezifische Subgruppenanalyse ermittelte keine signifikanten Prävalenzunterschiede. Influenzaviren (1.54%) und Enteroviren (1.32%) waren die prävalentesten unter allen viralen Kopathogenen. Im Vergleich zu monoinfizierten COVID-19 Patienten, litten Koinfizierte häufiger unter Dyspnoe (48.1% vs. 37.3%, OR=0.94) und ihre Odds für Sterblichkeit waren erhöht (OR=1.66). Hinsichtlich der Symptome Husten und Fieber sowie dem Bedarf intensivmedizinischer Betreuung konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden.
Obwohl die Inzidenz von COVID-19 bis zum Zeitpunkt der Datenerhebung hoch blieb, ist die Rate an Koinfektionen relativ gering. Während die weltweite Implementierung von nicht-pharmazeutischen Interventionen die Zirkulation respiratorischer Viren reduziert hat, beeinflussen saisonale Muster und die Mechanismen der Virus-Virus-Interaktion die Kozirkulation und Koinfektionswahrscheinlichkeit von respiratorischen Viren und SARS-CoV-2. Die Ergebnisse der Metaanalyse legen nahe, dass sich eine Koinfektion negativ auf den Krankheitsverlauf und das Outcome auswirken können. Die Verwendung von Multiplex-PCR-Panels ist im Hinblick auf therapeutische und prognostische Implikationen sowie Infektionsschutzmaßnahmen ratsam, vor allem in Bezug auf eine mögliche Koinfektion mit dem Influenza- oder Respiratorischen-Synzytial-Virus. Angesichts der besonderen methodischen und klinischen Heterogenität der untersuchen Daten ist es wichtig, die in der vorliegenden Arbeit gefundenen Ergebnisse mit weiteren Metaanalysen zu fundieren. Von besonderem Interesse ist dabei die Differenzierung zwischen verschiedenen Alters-, Risiko-, und Komorbiditätsgruppen und die separate Betrachtung der einzelnen Virusspezies hinsichtlich der jeweiligen Interaktion und ihres Effekts auf Krankheitsverlauf und Outcome der COVID-19 Erkrankung.The emergence of SARS-CoV-2 and its spread across the world was declared as a global pandemic by the WHO in March 2020. Since then, numerous studies have been performed to investigate the disease COVID-19 as well as to develop therapeutic approaches. Prepandemic studies show, that co-infections in respiratory viral diseases can be one of the factors increasing the morbidity. While co-infections in COVID-19 patients have been described early on, the clinical relevance remains inconclusive. With SARS-CoV-2 becoming firmly established in the human population and the high incidence of other respiratory viral infections, it is important to evaluate the significance of co-infections. The aims of this systematic review and meta-analysis are to critically assess the published literature, determine the prevalence of respiratory viral infections in COVID-19 patients, identify the most common co-pathogens and describe the effects of co-infection on the course and outcome of disease.
We systematically searched PubMed, Web of Science, Embase, Scopus, and The Cochrane Library for studies published from 1 November 2019 to 13 August 2021. We included patients of all ages and any COVID-19 severity who were screened for respiratory viral co-infection within 48 hours of COVID-19 diagnosis according to WHO criteria. The main outcome was the proportion of patients with respiratory viral co infection according to the random-effects model. The prevalence analysis was carried out in different subgroups. The specific prevalence for each viral co-pathogen was determined. Secondary endpoints were defined to compare the mono- and co infected COVID-19 patients. The systematic review was prospective registered to PROSPERO.
Out of 6053 initially retrieved studies, 59 studies met the inclusion criteria. Among 16643 SARS-CoV-2 positive patients, 5.01% were coinfected with a second respiratory virus. Subgroup analyses showed that co-infection was significantly higher in paediatric (9.39%) than adult (3.51%) patients (p=0.02). Gender-specific subgroup analysis did not reveal any significant differences. Influenza viruses (1.54%) and enteroviruses (1.32%) were the most prevalent co-pathogens. Compared to mono-infected COVID-19 patients, the co-infected patients were more likely to be dyspnoeic (48.1% vs. 37.3%, OR=0.94) and the odds of fatality (OR=1.66) were increased. No significant differences were found with regard to the appearance of the symptoms cough and fever as well as the need of submission to an intensive care unit.
Although the incidence of COVID-19 remained high at the time of data collection, the rate of co-infections is relatively low. While the global implementation of non-pharmaceutical interventions reduced the circulation of respiratory viruses, seasonal patterns and the mechanisms of virus-virus-interaction influence the cocirculation and probability of co-infection of respiratory viruses. The results of this systematic review and meta-analysis suggest, that co-infection might have a negative impact in the course and outcome of disease. The use of multiplex PCR panels could be advisable regarding therapeutic and prognostic implications as well as infection control measures, especially for possible influenza virus or respiratory syncytial virus co infections. Given the methodological and clinical heterogeneity of the examined data, it is important to substantiate the results found in this systematic review and meta-analysis with further studies. The differentiation between certain age, risk and comorbidity subgroups as well as the separate investigation of co-pathogens considering the mechanisms of virus-virus-interaction and its effects on the COVID-19 patients should be of particular interest
Factors for longterm survival in stage IV NSCLC patients: a retrospective, monocentric observational cohort study
No full textEinführung
Metastasierter nicht-kleinzelliger Lungenkrebs (NSCLC) hat eine der schlechtesten Prognosen aller soliden Tumore. Dennoch zeigt eine Minderheit der Patienten mit NSCLC im Stadium IV ein langfristiges Überleben. Über die spezifischen Merkmale dieser Patientengruppe ist jedoch wenig bekannt.
Methoden
Unsere Studie verglich drei Patientenkohorten mit NSCLC im Stadium IV (diagnostiziert 2008-2012): Zwei Kohorten enthielten Patienten mit einem Überleben von >5 Jahren bzw. 2-5 Jahren. Die dritte Kohorte bestand aus einer gleichen Anzahl verstorbener Patienten mit einem Überleben von <2 Jahren, die jeweils nach einem Patienten aus einer der früheren Kohorten diagnostiziert wurden. Die folgenden Daten (abgeleitet aus unserem Krankenhaus-Lungenkrebsregister/Informationssystem) wurden gesammelt und verglichen: erweiterte Patientenmerkmale, Laborbefunde im Verlauf, Tumordetails mit molekularer Pathologie, therapeutische Daten einschließlich Ansprechen auf die Behandlung und Nachsorgedaten.
Ergebnisse
Im Zeitraum 2008-2012 wurden in unserem Krankenhaus 1.221 Patienten mit NSCLC im Stadium IV diagnostiziert. Von diesen wurden 17 und 87 Patienten mit einem Überleben von >5 bzw. 2-5 Jahren identifiziert und wie beschrieben zugeordnet. Die Patientenzahlen können sich erhöhen, da derzeit Patienten mit einem Verlust der Nachsorge weiter untersucht werden. Statistische Analysen zeigten Unterschiede zwischen den Kohorten in Bezug auf Alter, Geschlecht, Leistungsstatus, Komorbiditäten, Laborwerte, Histologie, molekulare Pathologie, Behandlung und Ansprechen auf die Behandlung.
Schlussfolgerung
Basierend auf unseren Ergebnissen scheinen Langzeitüberlebende im Stadium IV NSCLC bestimmte klinische Merkmale zu teilen, die sie von denen mit schlechterer Prognose unterscheiden. Eine erweiterte molekulare Profilierung könnte jedoch eine bessere Beschreibung und Vorhersage des Langzeitüberlebens ermöglichen.Introduction
Metastasized non-small cell lung cancer (NSCLC) has one of the worst prognoses of all solid tumours. Yet, a minority of patients with stage IV NSCLC shows long-term survival. However, little is known about specific characteristics constituting this specific patient group.
Methods
Our study compared three patient cohorts with stage IV NSCLC (diagnosed 2008-2012): Two cohorts contained patients with a survival >5 years and 2-5 yrs, respectively. The third cohort matched an equal number of deceased patients with a survival <2 yrs, each one diagnosed subsequent to a patient of one of the former cohorts.
The following data (derived from our hospital lung cancer registry/information system) were collected and compared: extended patient features, laboratory findings throughout the continuum, tumour details with molecular pathology, therapeutic data including response to treatment, and follow-up data.
Results
In 2008-2012, 1,221 stage IV NSCLC patients were diagnosed in our hospital. Out of these, 17 and 87 patients were detected with a survival > 5 and 2-5 yrs, respectively, and matched as described. Patient figures may increase since patients with a lost-to-follow-up are currently further enquired. Statistical analyses revealed differences among the cohorts regarding age, gender, performance status, comorbidities, laboratory values, histology, molecular pathology, treatment, and response to treatment.
Conclusion
Based on our findings, long term survivors in stage IV NSCLC seem to share certain clinical characteristics discriminating them from those with poorer prognosis. However, extended molecular profiling may better describe and predict longterm survivorship