data_UMR - Forschungsdatenrepositorium (Philipps-Universität Marburg)
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Neurolinguistic studies on the perception of emotional and lingusitic prosody in German and Chinese
No full textDas Erkennen des emotionalen Zustands des Sprechers ist in der Kommunikation essenziell. Prosodie - bestehend aus Rhythmus, Betonung, Intonation, Sprechgeschwindigkeit und Intensität - spielt eine zentrale Rolle bei der Gestaltung der Ausdruckskraft gesprochener Sprache. In tonalen Sprachen wie dem Mandarin-Chinesisch wird die Tonhöhe auch zur Unterscheidung lexikalischer Töne genutzt, wobei unterschiedliche Töne zu unterschiedlichen Wortbedeutungen führen. Diese doppelte Funktion der Tonhöhe könnte ihre Wirksamkeit als emotionales Signal in Mandarin einschränken, könnte jedoch auch dazu führen, dass Muttersprachler sensibler auf Tonhöhenmodulationen reagieren. In dieser Dissertation untersuche ich, wie emotionale Informationen in unterschiedlichen linguistischen Kontexten kodiert und dekodiert werden - insbesondere bei Muttersprachlern tonaler und nicht-tonaler Sprachen in ihrer Muttersprache, einer Zweitsprache und einer Fremdsprache. Mithilfe von Produktions- und Perzeptionsstudien habe ich erforscht, wie Emotionen in Deutsch und Mandarin Chinesisch ausgedrückt und wahrgenommen werden.
In den Produktionsstudien (Kapitel 3 und 4) analysierte ich zweisilbige deutsche und chinesische Wörter, die in positiven (FREUDE, POSITIVE ÜBERRASCHUNG), negativen (TRAURIGKEIT, EKEL) und neutralen emotionalen Zuständen gesprochen wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass positive Emotionen in beiden Sprachen durch höhere Tonhöhen charakterisiert sind, während negative Emotionen durch längere Dauer gekennzeichnet sind. Allerdings unterscheiden sich die Tonhöhenverläufe und Dauer zwischen den beiden Sprachen. Zudem zeigte sich, dass die Wichtigkeit akustischer Merkmale für die Emotionsklassifikation zwischen Deutsch und Mandarin Chinesisch unterschiedlich gewichtet wird. Die Wahrnehmungsstudien (Kapitel 2, 3 und 4) ergaben Gruppenunterschiede und einen In-Group-Vorteil, was darauf hinweist, dass sprachspezifische Faktoren die Kategorisierung emotionaler Prosodie signifikant beeinflussen.
Kapitel 2 stellt Elektroenzephalographie (EEG) Studien vor, die die Wahrnehmung linguistischer und emotionaler Prosodie bei deutschen Muttersprachlern und chinesischen L2-Sprechern des Deutschen untersuchten. Die ereigniskorrelierten Potentiale (ERP) zeigen, dass die deutschen Muttersprachler eine höhere Sensitivität für linguistische Prosodie aufwies als die chinesischen L2-Sprecher des Deutschen. Insbesondere zeigte nur die deutschen Muttersprachler eine P600-Komponente als Reaktion auf die FRAGE-Prosodie im Vergleich zur AUSSAGE-Prosodie. Hinsichtlich der Verarbeitung emotionaler Prosodie wurden jedoch keine signifikanten Gruppenunterschiede festgestellt, da beide Gruppen N100-, P200- und LPC/LNR-Komponenten zeigten. Diese Ergebnisse liefern Hinweise auf spezifische L2-Effekte bei der Verarbeitung von linguistischer und emotionaler Prosodie. In Kapitel 4 wurden zusätzliche EEG-Studien zur Wahrnehmung emotionaler Prosodie bei Muttersprachlern und Nicht-Muttersprachlern des Deutschen und des Mandarin Chinesischen durchgeführt. Die ERP-Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verarbeitung emotionaler Prosodie in einer Zweit- oder Fremdsprache mehr kognitive Anstrengung erfordert als in der Muttersprache, was sich in stärkeren ERP-Reaktionen (P200, P300, and LPC) widerspiegelt. Darüber hinaus zeigten Mandarin-Sprecher aufgrund ihrer tonalen Sprachhintergrunds eine höhere Sensitivität für emotionale Prosodie als deutsche Sprecher, deren Sprache nicht tonal ist. Die EEG-Ergebnisse aus Kapitel 2 und 4 unterstützen das Drei-Phasen-Modell der Verarbeitung vokaler Ausdrucksformen (Pell and Kotz, 2021) über verschiedene Sprachen hinweg.
Insgesamt tragen diese Erkenntnisse zum Verständnis der Verarbeitung emotionaler Prosodie in unterschiedlichen sprachlichen Kontexten bei und beleuchten das Zusammenspiel zwischen sprachlichem Hintergrund und emotionaler Wahrnehmung in der Kommunikation.Decoding the speaker’s emotional state is essential during communication. Prosody -
comprising rhythm, stress, intonation, speech rate, and intensity - plays a key role in shaping
the expressiveness of spoken language. In tonal languages like Mandarin Chinese, pitch cues
are also used to distinguish the lexical tones, with different tones leading to different word
meanings. This dual function of pitch may limit its effectiveness as a cue for expressing
emotions in Mandarin, but it may also train native tonal language speakers to be more sensitive
to pitch modulations. In this thesis, I investigate how emotional information is encoded and
decoded across different linguistic contexts, specifically focusing on native speakers of tonal
and non-tonal languages in native, second-language, and foreign-language settings. Using
production and perception studies, I explored how emotions are expressed and perceived in
both German and Mandarin Chinese.
In the production studies (Chapters 3 and 4), I analyzed bisyllabic German and
Mandarin Chinese words spoken in positive (HAPPINESS, PLEASANT SURPRISE), negative
(SADNESS, DISGUST), and neutral emotional states. The results showed that positive
emotions in both languages were characterized by higher pitch, while negative emotions were
marked by longer durations. However, pitch contours and durations differed between the two
languages. Additionally, the importance of acoustic features for emotion classification varied
between German and Mandarin, highlighting language-specific differences. The behavioral
perception studies (Chapters 2, 3, and 4) revealed group differences and an in-group advantage,
indicating that language-specific factors significantly influence how emotional prosody is
categorized.
Chapter 2 presents electroencephalographic (EEG) studies that examined linguistic and
emotional prosody perception in native German listeners and Chinese-German L2 speakers.
The event-related potential (ERP) results indicate that the native German listeners exhibited
greater sensitivity to linguistic prosody than the Chinese-German L2 speakers. Specifically,
only the native German listeners showed a P600 component in response to QUESTION prosody
compared to the STATEMENT prosody. However, no significant group differences were found
in the processing of emotional prosody, as both groups showed N100, P200, and LPC/LNR
components. These findings provide evidence for distinct L2 effects on the processing of
linguistic and emotional prosody. In Chapter 4, additional EEG studies investigated emotional
prosody perception in both native and non-native listeners of German and Mandarin Chinese.
The ERP results suggest that processing emotional prosody in a second or foreign language
demands greater cognitive effort than in one's native language, as reflected by stronger ERP
responses (P200, P300, and LPC). Furthermore, Mandarin speakers, due to their tonal language
background, demonstrated greater sensitivity to emotional prosody than German speakers,
whose language is non-tonal. The EEG findings from Chapter 2 and 4 support the three-stage
model of vocal expression processing (Pell and Kotz, 2021) across languages.
To summarize, these findings advance the understanding of how emotional prosody is
processed in different linguistic contexts, shedding light on the interplay between linguistic
background and emotional perception in communication
Design und Synthese von cyclometallierten chiral-at-Ruthenium Komplexen für asymmetrische Katalyse
No full textCycloruthenated complexes are organometallic compounds useful for many interesting applications in the fields of chemistry, physics, and biology, owing to the strong σ-donating ability of the cyclometalating ligand. In addition, this family of complexes exhibits unique catalytic properties for applications in organic synthesis. This thesis deals with developing new types of octahedral cyclometalated chiral-at-ruthenium complexes and demonstrates applications as chiral catalysts in asymmetric catalysis.
Chapter 2. A method for synthesizing mono-cyclometalated ruthenium complexes containing cyclometalated (C^N) and bidentate nitrogen-containing (N^N) ligands was developed. Preparation of these ruthenium complexes was accomplished by a stepwise protocol that relies on the formation of a stable tetra-MeCN-ruthenium(II) precursor in the first step, and a different second ligand was introduced in the subsequent step. Resolution of the racemic complexes into Ʌ- and Δ-enantiomers was achieved by using a chiral sulfinamide auxiliary. Interestingly, during the formation of the auxiliary complexes, geometrical isomerization of the second N^N ligands occurred. Single crystal X-ray analysis showed that one of the bidentate ligands underwent a reorganization within the ligand sphere. The final nonracemic chiral-at-ruthenium complexes contain a cyclometalated ligand, a bidentate nitrogen ligand, one labile acetonitrile ligand trans to the C, one less labile acetonitrile ligand trans to the N, and a counterion.
The newly prepared cyclometalated chiral-at-ruthenium complex containing a phenylpyrazole ligand catalyzes the conversion of diazoketones to chiral flavanones in up to 99% yield with up to 96% e.e. The competing oxygen attack pathway involving the formation and [1,2]-shift of oxonium ylide intermediates was successfully suppressed and is thus in favor of the catalytic enantioselective ring-closing C(sp3)–H carbene insertion. The new method provides access to a variety of enantioenriched flavanones (27 examples), which are privileged scaffolds in diverse biologically active molecules.
The intermolecular [2,3]-sigmatropic rearrangement of sulfur ylides was achieved by using a cyclometalated chiral-at-ruthenium complex containing a phenylbenzothiazole ligand to provide chiral sulfide products in excellent yields (up to 99%) and with good enantioselectivities (up to 80% e.e.). In this case, the steric hindrance of α-diazo ester substrates plays an essential role in chiral control. Further studies showed that the reaction proceeds through a metal-bound ylide intermediate. The catalytic transformations of diazo esters and sulfides generally proceeded rapidly (reaction completes within 5-10 min in most cases) with excellent results.
Chapter 3. A new cyclometalated tetra-MeCN-ruthenium precursor is described, which contains a cyclometalated N-heterocyclic carbene (NHC) ligand. For increasing the stability of the cyclometalated ruthenium complex, a nitro group was introduced into the phenyl moiety. 8-Mesitylimidazo[1,5-a][1,8]naphthyridin-9(8H)-ylidene was used as the second ligand, which affords the first example of a chiral-at-ruthenium complex that has three carbons bound to the ruthenium center. The chiral-at-ruthenium complex contains two achiral bidentate ligands and two labile acetonitriles. One MeCN is trans to the phenyl unit, and the other is trans to the NHC ligand. The resolution of the racemic ruthenium complex afforded lambda- and delta-Ru enantiomers through a single step. However, this complex is sensitive to air and moisture due to the strong σ-donating ability of both ligands. Nevertheless, the freshly prepared complex is configurationally stable, which was used in a highly enantioselective and high-yielding asymmetric intramolecular cyclopropanation of trans-cinnamyl diazoacetate (89% yield and 93% e.e.).
This ruthenium precursor was also used for coordination with a bidentate 4-mesityl-2-(pyridin-2-yl)thiazole ligand and two acetonitriles to complement the octahedral coordination sphere of a monocationic complex. Tetrafluoroborate served as the counterion. Since all coordinated ligands are achiral, the overall chirality is formally due to the stereogenic metal center generating either a left-handed (lambda) or right-handed (delta) helical topology of the chiral-at-metal complex. Enantiopure lambda- and delta-complexes were synthesized using (R)- and (S)-N-benzoyl-tert-butanesulfinamide as the chiral auxiliary ligand, respectively. The position of the nitro group in the metallated phenyl moiety is crucial for the generation of enantiomerically pure lambda- and delta-complexes. The catalytic activity of the new cycloruthenated chiral-at-metal catalyst was demonstrated for the enantioselective intramolecular cyclopropanation of trans-cinnamyl diazoacetate and an alkenyl diazoketone to generate bicyclic cyclopropanes in high yields (96-97%) and with satisfactory enantioselectivity (93% e.e.).Cycloruthenierte Komplexe sind metallorganische Verbindungen, die aufgrund der starken σ-Donorfähigkeit des cyclometallierenden Liganden für eine Reihe interessanter Anwendungen in den Bereichen Chemie, Physik und Biologie nützlich sind. Darüber hinaus weist diese Familie von Komplexen einzigartige katalytische Eigenschaften für die organische Synthese auf. Diese Dissertation befasst sich mit der Entwicklung neuer Arten von oktaedrischen cyclometallierten chiral-at-ruthenium Komplexen und demonstriert ihre Anwendung als chirale Katalysatoren in der asymmetrischen Katalyse.
Kapitel 2. Eine Methode zur Synthese von mono-cyclometallierten Rutheniumkomplexen mit cyclometallierten (C^N) und bidentaten stickstoffhaltigen (N^N) Liganden wurde entwickelt. Die Herstellung dieser Rutheniumkomplexe erfolgte schrittweise, wobei der erste Schritt auf der Bildung eines stabilen Tetra-MeCN-Ruthenium(II)-Vorläufers beruhte und im darauffolgenden Schritt ein anderer zweiter Ligand eingeführt wurde. Die Trennung der racemischen Komplexe in Ʌ- und Δ-Enantiomere wurde durch Verwendung eines chiralen Sulfinamid-Auxiliars ermöglicht. Interessanterweise erfolgte während der Bildung der Auxiliarkomplexe eine geometrische Isomerisierung des zweiten N^N-Liganden. Eine Einkristall-Röntgenstrukturanalyse zeigte, dass einer der bidentaten Liganden eine Reorganisation innerhalb der Ligandensphäre durchmachte. Die endgültigen nicht-racemischen chiral-at-ruthenium Komplexe enthalten einen cyclometallierten Liganden, einen zweizähnigen Stickstoffliganden, einen labilen Acetonitril-Liganden trans zum C, einen weniger labilen Acetonitril-Liganden trans zum N und ein Gegenion.
Der neu hergestellte cyclometallierte chiral-at-ruthenium Komplex mit einem Phenylpyrazol-Liganden katalysiert die Umwandlung von Diazoketonen in chirale Flavanone in bis zu 99 % Ausbeute mit bis zu 96 % ee. Der konkurrierende Sauerstoffangriffsweg über die Bildung und [1,2]-Verschiebung der Oxonium-Ylid-Zwischenstufen wurde erfolgreich unterdrückt und begünstigte somit die katalytische enantioselektive ringschließende C(sp3)-H-Carben-Insertion. Die neue Methode bietet Zugang zu einer Vielzahl von Enantiomeren angereicherten Flavanonen (27 Beispiele), welche privilegierte Gerüste in diversen biologisch aktiven Molekülen darstellen.
Die intermolekulare [2,3]-sigmatrope Umlagerung von Schwefel-Yliden wurde durch die Verwendung eines cyclometallierten chiral-at-ruthenium Komplexes erreicht, der einen Phenylbenzothiazol-Liganden enthält, um chirale Sulfidprodukte in hervorragenden Ausbeuten (bis zu 99 %) und mit guten Enantioselektivitäten (bis zu 80 % ee) zu erhalten. In diesem Fall spielte die sterische Hinderung von α-Diazoester-Substraten eine wesentliche Rolle für die chirale Kontrolle. Weitere Studien zeigten, dass die Reaktion über ein metallgebundenes Ylid-Zwischenprodukt abläuft. Die katalytischen Umwandlungen von Diazoestern und Sulfiden verliefen im Allgemeinen schnell (die Reaktion war in den meisten Fällen innerhalb von 5–10 min abgeschlossen) mit hervorragenden Ergebnissen.
Kapitel 3. Eine neuer cyclometallierter Tetra-MeCN-Ruthenium(II)-Vorläufer wird beschrieben, der einen cyclometallierten N-heterocyclischen Carben (NHC)-Liganden enthält. Zur Erhöhung der Stabilität des cyclometallierten Rutheniumkomplexes wurde eine Nitrogruppe in den Phenylrest eingeführt. 8-Mesitylimidazo[1,5-a][1,8]naphthyridin-9(8H)-yliden wurde als zweiter Ligand verwendet, welches das erste Beispiel eines chiral-at-ruthenium Komplexes liefert, an dem drei Kohlenstoffatome ans Ruthenium Zentrum gebunden sind. Der chiral-at-ruthenium Komplex enthält zwei achirale bidentate Liganden und zwei labile Acetonitrile. Eines der MeCNs steht in trans-Stellung zur Phenyleinheit und das andere in trans-Stellung zum NHC-Liganden. Die Trennung des racemischen Rutheniumkomplexes lieferte lambda- und delta Ru-Enantiomere in einem einzigen Schritt. Dieser Komplex ist jedoch aufgrund der starken σ-Donorfähigkeit beider Liganden empfindlich gegenüber Luft und Feuchtigkeit. Dennoch war der frisch hergestellte Komplex konfigurativ stabil, welcher in einer hoch enantioselektiven und ertragsreichen asymmetrischen intramolekularen Cyclopropanierung von trans-Cinnamyldiazoacetat (89 % Ausbeute und 93 % ee) verwendet wurde.
Dieser Ruthenium-Präkursor wurde auch zur Koordination mit einem bidentaten 4-Mesityl-2-(pyridin-2-yl)thiazol-Liganden und zwei Acetonitrilen verwendet, um die oktaedrische Koordinationssphäre eines monokationischen Komplexes zu ergänzen. Als Gegenion diente Tetrafluoroborat. Da alle koordinierten Liganden achiral sind, ist die Chiralität formal darauf zurückzuführen, dass das stereogene Metallzentrum entweder eine linksgängige (lambda) oder eine rechtsgängige (delta) helikale Topologie des chiral-at-metal Komplexes erzeugt. Enantiomerenreine lambda- und delta-Komplexe wurden unter Verwendung von (R)- bzw. (S)-N-Benzoyl-tert-butansulfinamid als chirale Auxiliar-Liganden synthetisiert. Die Position der Nitrogruppe in der metallierten Phenyleinheit ist von entscheidender Bedeutung für die Erzeugung enantiomerenreiner lambda- und delta-Komplexe. Die katalytische Aktivität des neuen cycloruthenierten chiral-at-metal Katalysators wurde für die enantioselektive intramolekulare Cyclopropanierung von trans-Cinnamyldiazoacetat und einem Alkenyldiazoketon unter Bildung von bicyclischen Cyclopropanen in hohen Ausbeuten (96–97 %) und mit zufriedenstellender Enantioselektivität (93 % ee) demonstriert
Digitale Unternehmenskommunikation
No full textDigitalisierung verändert die Unternehmenskommunikation radikal. Nicht nur Aktionäre und Unternehmensorgane, sondern auch Finanzintermediäre nutzen zunehmend schnelle, adaptive und breit verfügbare Kommunikationsmedien. Der vorliegende Band analysiert diese Veränderungen empirisch sowie aus interdisziplinärer Perspektive.
Unternehmen und Aktionäre sind seit Dekaden Gegenstand intensiver Corporate-Governance-Forschung. Selbstverständliche Prämisse war lange Zeit, dass Kleinaktionäre hohe Transaktionskosten und Kollektivhandlungsprobleme überwinden müssen, um in Kommunikation mit Unternehmen eintreten zu können. Fortschreitende Digitalisierung hat jedoch einen radikalen Paradigmenwechsel zur Folge, hin zu schnellen, adaptiven und breit verfügbaren Kommunikationsmedien. Ein verändertes Kommunikationsverhalten lässt sich nicht nur für Aktionäre und Organe des Unternehmens, sondern auch für Intermediäre besonders in der Anlageberatung beobachten. Der vorliegende Band greift diese Änderungen auf und analysiert sie empirisch sowie aus interdisziplinärer Perspektive, namentlich aus dem Blickwinkel von Rechtswissenschaften, Philosophie und Wirtschaftswissenschaften.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Dopamine D2 receptor antagonism modulates antidepressant placebo effects on reward sensitivity in healthy participants
No full textPreprint. Open code and data: https://doi.org/10.17192/fdr/246.
Einfluss von verschiedenen Lagerungsmedien auf Biolumineszenzmessungen – eine In-vitro-Studie
No full textZiel: Das Ziel dieser Studie war es, das Biolumineszenzverhalten an kariösen Zähnen
nach Lagerung in verschiedenen Medien in einem Zeitraum von vier Wochen zu
untersuchen. Weiterhin sollte die Korrelation zwischen den
Biolumineszenzmessungen durch CALCIVIS® Caries Activity Imaging System und
den visuellen Befunden des International Caries Detection and Assessment System
untersucht werden.
Material und Methode: Insgesamt wurden 72 extrahierte humane Seitenzähne der
zweiten Dentition gereinigt und nach den Kriterien der ICDAS Codes kategorisiert.
Jeweils acht Zähne desselben ICDAS Codes wurden in einem der drei
Lagerungsmedien A = destilliertes Wasser, B = Chloramin-T und C = Einfrieren bei -
20° C verwahrt. Die Messungen mit CALCIVIS (ja/nein Entscheidung) erfolgte zu
den Zeitpunkten Baseline sowie eine Woche nach Baseline und vier Wochen nach
Baseline. Die gesammelten Daten wurden in MS Excel importiert und anschließend
mit MedCalc 19.1.7 ausgewertet. Die Korrelation der Ergebnisse beider Systeme
wurden in Kreuztabellen aufgelistet und mittels den Rangkorrelationskoeffizienten
nach Spearman (rs) analysiert. Zur Quantifizierung der Biolumineszenzfelder im
Zeitverlauf wurden in einem definierten Bereich Pixelwerte berechnet.
Messunterschiede in den Pixelwerten zwischen den Lagerungsgruppen sowie
innerhalb dieser Gruppen wurden mittels des Kruskal-Wallis-Tests und des Friedman-
Tests ermittelt. Die Ergebnisse wurden im Box-Plot dargestellt.
Ergebnisse: Die Befunde der visuellen Inspektion korrelierten mit den Messwerten
durch CALCIVIS (ja/nein Entscheidung) signifikant im hohen Bereich für n = 72
Zähne (rs = 0,86). Innerhalb der einzelnen Lagerungsgruppen konnten auch statistisch
signifikante Korrelationen validiert werden für A = destilliertes Wasser (rs = 0,83), B
= Chloramin-T (rs = 0,77) und C = Einfrieren bei -20° C (rs = 1,0). Die Auswertung
für den Kruskal-Wallis-Test zeigt zum Zeitpunkt von Baseline keine signifikanten
Unterschiede zwischen den Gruppen (p = 0,27). Die Messwerte der Kreuztabellen zur
Erfassung der Schmelzoberflächenaktivität nach ICDAS und CALCIVIS zum
Zeitpunkt der Baselinemessung bestätigen die Ergebnisse des Kruskal-Wallis-Tests noch einmal. Beide Verfahren zeigten eine hohe Übereinstimmung bei der Erfassung
aktiver Läsionen: für alle 72 Zähne = 90,9 %, Gruppe A = 92,9 %, Gruppe B = 81,2 %
und Gruppe C = 100 %. Ebenfalls ergaben die Messwerte zur Erfassung inaktiver
Läsionen hohe Übereinstimmungen: für alle 72 Zähne = 94,6 %, Gruppe A = 90 %,
Gruppe B = 100 % und Gruppe C = 100 %. Signifikante Unterschiede konnten nach
einer Woche nach Baseline (p < 0,0001) und nach vier Wochen nach Baseline (p <
0,032) gemessen werden. Nach einer Woche nach Baseline unterschieden sich alle
Messwerte aller Lagerungsgruppen voneinander. Die Messung nach vier Wochen nach
Baseline ergab Unterschiede zwischen Gruppe A und Gruppe C. Für die Auswertung
des Friedman-Tests zeigten sich keine signifikanten Unterschiede in den Pixelwerten
für Lagerungsgruppe A = destilliertes Wasser im Zeitverlauf an (p = 0,33). Für das
Lagerungsmedium B = Chloramin-T konnten signifikante Unterschiede der Pixelwerte
im Zeitverlauf validiert werden (p < 0,0001). Dabei unterschieden sich die Pixelwerte
in Gruppe B von Gruppe A und Gruppe C. Auch für die Lagerungsgruppe C =
Einfrieren bei -20° C konnten statistisch signifikante Unterschiede der Pixelwerte im
Zeitverlauf verzeichnet werden (p < 0,0001).
Diskussion und Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Studie zum Vergleich der
visuellen Aktivitätsmessung einer Karies nach ICDAS mit den
Biolumineszenzmessungen korrelierten signifikant und zeigten eine hohe
diagnostische Übereinstimmung zwischen beiden Systemen. Das biolumineszierende
Verfahren kann daher in der klinischen Kariesdiagnostik als ergänzendes Hilfsmittel
zu den derzeit gängigen Methoden, wie dem ICDAS verwendet werden. Hinsichtlich
der Lagerung von extrahierten Zähnen zur Untersuchung des
Biolumineszenzverhaltens eignete sich im Rahmen dieser Studie destilliertes Wasser
(Gruppe A) am besten. Für die Lagerung von extrahierten Zähnen in Chloramin-T oder
das Einfrieren auf -20° C kann keine Empfehlung ausgesprochen werden.Aim: The aim of this study was to investigate the bioluminescence behaviour on
carious lesions after a storage in different storage media over a period of four weeks.
Furthermore, the correlation between the bioluminescence measurements using the
CALCIVIS® Caries Activity Imaging System and the visual findings of the
International Caries Detection and Assessment System was examined.
Material and methods: In total 72 extracted human posterior teeth of the permanent
dentition were carefully cleaned and categorized according to the criteria of the ICDAS
codes. Eight teeth each of the same ICDAS code were stored in one of the three storage
media A = distilled water, B = chloramine-T and C = freezing at -20° C. The teeth were
measured by CALCIVIS (yes/no decision) at baseline, after one week and after four
weeks. The determined data was inserted into MS Excel and analyzed with MedCalc
19.1.7. The correlation between the findings from both systems were listed in cross
tables and evaluated by Spearman's rank correlation coefficient (rs). Pixel values were
calculated in a defined area to quantify the bioluminescence fields over time.
Measurement differences of pixel values between and within the bearing groups were
determined by the Kruskal-Wallis test and the Friedman test. The results were
presented in box plots.
Results: The visual findings of the ICDAS correlated significantly in a high range with
the measured values from CALCIVIS (yes/no decision) for the used 72 teeth (rs =
0.86). Also within the individual storage groups significant correlations could be
validated for A = distilled water (rs = 0.83), B = chloramine-T (rs = 0.77) and C =
freezing at -20° C (rs = 1.0). The evaluation of the Kruskal-Wallis test shows no
significant differences between the groups at the time of baseline (p = 0.27). The
measured values of the cross tables for recording the enamel surface activity according
to ICDAS and CALCIVIS at the time of baseline confirm the results of the Kruskal-
Wallis test once again. Both methods show a high level of correlation for detecting
carious lesions: for all 72 teeth = 90.9 %, group A = 92.9 %, group B = 81.2 % and
group C = 100 %. The measured values for the detection of inactive lesions also
showed a high correlation: for all 72 teeth = 94.6 %, group A = 90 %, group B = 100 %
and group C = 100 %. Significant differences could be measured after one week (p <
0.0001) and four weeks (p < 0.032). After one week all measured values of the three storage groups differed from each other. The measurements after four weeks revealed
differences between group A and C. For the evaluation of the Friedman test there were
no significant differences in the pixel values for storage group A = distilled water over
the time (p = 0.33). For the storage group B = chloramine-T significant differences in
pixel values over time could be validated (p < 0.0001). The pixel values in group B
differed from A and C. Additionally significant differences in the pixel values over
time could be evaluated for the storage group C = freezing at -20° C (p < 0.0001).
Discussion and conclusion: The results of this study between the visual findings
according to the ICDAS and the bioluminescence measurements correlated
significantly and showed a high diagnostic accordance between the two systems. The
bioluminescence method can therefore be used in caries detection as an aid to current
clinical methods such as ICDAS. With regard to the storage of extracted teeth for
examining the bioluminescence behavior distilled water (group A) was best suited in
this study. The storage of extracted teeth in chloramine-T or freezing them at -20° C is
not recommended
Levetiracetam nach dem ersten epileptischen Anfall - Prospektive Untersuchung des Einflusses auf Stimmung und Aufmerksamkeit
No full textEtwa jeder Zehnte erleidet im Laufe seines Lebens mindestens einen epileptischen Anfall, das Lebenszeitrisiko eine Epilepsie zu entwickeln liegt bei 2-7%. Somit sind Epilepsien und epileptische Anfälle wichtige neurologische Konditionen, welche eine Vielzahl an Menschen betreffen. Aufgrund der Möglichkeit der schnellen Eindosierung mit vergleichbarer Wirksamkeit, insgesamt guter Verträglichkeit und geringem Interaktionspotential ist Levetiracetam eines der am häufigsten zur Therapie von Epilepsien und epileptischen Anfällen eingesetzte anfallssuppressive Medikamente. Dieses ist in verschiedenen Studien mit einem gehäuften Auftreten von psychiatrischen unerwünschten Arzneimittelwirkungen wie depressiven Verstimmungen und mit einer Verbesserung der kognitiven Leistungen unter bestimmten Umständen assoziiert. Depressionen und Störungen der Aufmerksamkeit sind darüber hinaus wichtige Komorbiditäten von Epilepsien. Ziel der Arbeit ist es zu überprüfen, ob die Monotherapie mit Levetiracetam bereits in den ersten sechs bis 12 Monaten nach Beginn der Therapie und nach dem ersten epileptischen Anfall einen Einfluss auf die Stimmung und die Teilfunktionen fokussierte Aufmerksamkeit, geteilte Aufmerksamkeit und Flexibilität nimmt. Dazu wurden die Daten der Patienten unter Levetiracetam-Monotherapie ausgewertet und mit den Daten der Patienten unter Monotherapie mit anderen anfallssuppressiven Medikamenten und der Patienten ohne Einnahme dieser verglichen.
Als Datengrundlage dienten die erhobenen Daten der prospektiven Studie mit dem Titel „Monozentrische Studie zur Untersuchung des Effektes der neuen Diagnosekriterien für Epilepsie der International League Against Epilepsy von 2014 auf die Diagnosestellung nach dem ersten Anfall, auf Patientenzufriedenheit, Kognition und gesundheitsökonomische Faktoren“. Eingeschlossen wurden alle Patienten nach dem ersten epileptischen Anfall, die zwischen 24.03.2018 und 27.10.2020 in der Klinik für Neurologie und Neurochirurgie des UKGM-Marburg behandelt wurden. Die Stimmung bzw. das Vorliegen von Depressivität wurden anhand des Becks-Depressions-Inventar-Revision (BDI-II) erhoben und die Aufmerksamkeitsfunktionen durch die Testbatterie zur Aufmerksamkeitsprüfung (TAP) erfasst. Insgesamt wurden 163 Patienten nach dem ersten Anfall rekrutiert. Ausgewertet wurden die Daten von 32 Patienten für Das Becks-Depressions-Inventar-Revision und von 27 bzw. 24 Patienten für die Testbatterie zur Aufmerksamkeitsprüfung. Untersucht wurden jeweils die Ergebnisse der drei definierten Gruppen auf Veränderungen innerhalb von sechs bzw. 12 Monaten. Weiterhin wurden die Gruppen miteinander verglichen.
Gemessen an den Ergebnissen des BDI-II wurden keine signifikanten Veränderungen nach sechs oder 12 Monaten in den Gruppen und auch keine Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt. Somit konnte in der vorliegenden Studie kein signifikanter Einfluss der Therapie mit Levetiracetam auf die Stimmung gezeigt werden. Dennoch traten sowohl in der Gruppe der Patienten unter Levetiracetam-Monotherapie als auch der Patienten mit anderer anfallssuppressiver Medikation im Verlauf weiterhin auffällige Ergebnisse im BDI-II auf, während dies bei den Patienten ohne anfallssuppressive Therapie nicht der Fall war.
In der TAP wurde ein möglicher positiver Einfluss von Levetiracetam auf die Teilfunktion der geteilten Aufmerksamkeit, nicht aber auf die Flexibilität festgestellt. Die Patienten unter Levetiracetam-Monotherapie zeigten signifikant bessere Ergebnisse für die ausgelassenen Zielreize der Aufgabe „Geteilte Aufmerksamkeit“ nach 12 Monaten. Die Anzahl der ausgelassenen Zielreize gilt als ausschlaggebend zur Beurteilung des Subtests. Allerdings zeigten die anderen Gruppen in der weniger aussagekräftigen Testvariable mediane Reaktionszeit signifikant bessere Werte nach 12 Monaten, während diese Verbesserung bei den Patienten mit Levetiracetam-Monotherapie ausblieb. Die Ergebnisse des Subtests „Flexibilität“ veränderten sich in keiner der Gruppen signifikant. Insgesamt konnte also ein möglicher positiver Einfluss der Levetiracetam-Therapie auf einen Teilaspekt der geteilten Aufmerksamkeit gezeigt werden. Jedoch bleibt unklar, ob die gefundenen Veränderungen ausschließlich durch die Therapie mit Levetiracetam bedingt sind, da die Werte der ersten Testung nach der Rekrutierung für fast alle Testvariablen im Trend niedriger waren als die der zweiten Testung nach 12 Monaten.
Sowohl für die Untersuchung der Stimmung als auch der Aufmerksamkeit muss beachtet werden, dass eine geringe Zahl an Datensätzen für die jeweiligen Gruppen vorlag. Weiterhin wurde bei fast allen Patienten mit anfallssuppressiver Medikation nach dem ersten epileptischen Anfall eine Epilepsie diagnostiziert, während bei den Patienten ohne Therapie lediglich ein einmaliger epileptischer Anfall stattgefunden hatte. In vorherigen Studien wurde bereits ein möglicher negativer Einfluss einer Epilepsie im Vergleich zu einem ersten Anfall ohne Diagnose einer Epilepsie postuliert. Somit sollten die durchgeführten Untersuchungen an einer größeren Stichprobe wiederholt werden und auch erneut der mögliche Einfluss einer vorliegenden Epilepsie und weiterer Variablen wie Alter, Lebensqualität und Anfallsfrequenz untersucht werden.Approximately one in ten people will experience at least one epileptic seizure, while the lifetime risk of developing epilepsy is around 2-7%. Thus, epilepsy and epileptic seizures are relevant neurological conditions that affect a large number of people. Due to superior tolerability and comparable efficacy, levetiracetam is one of the most commonly used seizure-suppressive drugs in the treatment of epilepsy and epileptic seizures. Levetiracetam has been associated with higher incidence of psychiatric adverse drug reactions such as depressive mood disorders in various studies. Moreover, improvement in cognitive performance has been reported. Besides, depression and attention disorders are considered important comorbidities of epilepsy. This study aims to investigate the influence of monotherapy with levetiracetam on mood and the sub-functions of selected attention six to 12 months after initiation of therapy following the first epileptic seizure. For this purpose, data of patients under monotherapy with levetiracetam were analysed and compared with data of patients under monotherapy with other seizure-suppressive drugs and patients without drug-treatment.
The data used for this study are based on the collected data of the prospective study entitled “Monocentre study to examine the effect of the new 2014 International League Against Epilepsy diagnostic criteria for epilepsy on post-first seizure diagnosis, patient satisfaction, cognition, and health economic factors”. Every patient with a first epileptic seizure who was treated at the Department of Neurology and Neurosurgery at the UKGM-Marburg between March 2018, and October 2020, was included to the study. A total of 163 patients were recruited after the first seizure. Beck’s Depression Inventory Revision (BDI-II) was administered for 32 patients at baseline, after six and twelve months. The Testbattery for Attentional Performance (TAP) test battery was administered for 27 respectively 24 patients at baseline and after twelve months. Intragroup changes over time were analysed and intergroup differences at baseline after six and twelve months were investigated.
Based on the BDI-II, no significant changes were found in the groups after six or 12 months. Moreover, no differences were found between the groups. Thus, there was no significant effect of levetiracetam treatment on mood in the present study. Nevertheless, abnormal results continued to occur in the group of patients under levetiracetam monotherapy as well as in the group of patients with other seizure-suppressive medication, whereas this was not observed in patients without seizure-suppressive therapy.
In the TAP, a possible positive influence of levetiracetam on divided attention, but not on attention flexibility, was found. Patients on levetiracetam monotherapy showed significantly better results for the omitted target stimuli of the divided attention task after 12 months. The number of omitted target stimuli is considered decisive for the assessment of this subtest. However, the other groups showed significantly better values in the less meaningful test variable median reaction time after 12 months, while this improvement did not occur in the patients with levetiracetam monotherapy. Results of the subtest "flexibility" did not change significantly in any of the groups. Overall, a positive influence of levetiracetam therapy on divided attention could be shown. However, it remains unclear whether the changes found are exclusively due to treatment with levetiracetam, as the values of the first test at baseline were lower for almost all test variables than those of the second test after 12 months.
Overall, a small number of patients complete the BDI-II questionnaire and the attention test battery. Furthermore, almost all patients with seizure suppressant medication were diagnosed with epilepsy after the first epileptic seizure, while the patients without therapy had only had a single epileptic seizure. Therefore, the assessments carried out in this study should be repeated on a larger sample and other variables such as the presence of epilepsy, age, quality of life and seizure frequency should also be investigated in the context of their influence on mood and attention
Biotechnologische Anwendungen der Aldehyd‑Oxidoreduktase und anderer Enzyme aus Aromatoleum aromaticum
No full textDie Aldehyd-Oxidoreduktase aus dem beta-Proteobakterium Aromatoleum aromaticum EbN1 (AORAa) ist eine Enzym mit einer „Nanowire“ Struktur aus drei Untereinheiten, dass Redox-Reaktion verschiedener Aldehyde und entsprechender Carbonsäuren katalysiert. Die β-Untereinheiten enthalten je einen Wolfram-bis-Pterin-Kofaktor im aktiven Zentrum, der über einen Tunnel aus [4Fe-4S]- Clustern in β- und α-Untereinheiten mit FAD-Kofaktoren in den γ-Untereinheiten verbunden sind. Für die Produktion von AORAa sind neben den drei Strukturgenen aorA-C zwei weitere Gene aorD und aorE, die für Maturationsfaktoren codieren, im Operon essenziell.
Besonders bemerkenswert am Aufbau des Enzyms ist der „Nanowire“ Multimer-Komplex. In der Strukturanalyse wurde in AorA ein α- helikaler Strukturanteil identifiziert, von dem vermutet wird, dass er für die Oligomerisierung verantwortlich ist. Es wurde eine Deletionsmutante von dieser AorA, AorΔhelix, erstellt. Dieser wird in dieser Arbeit kinetisch charakterisiert und mit dem AORAa Wildtyp verglichen.
In vitro kann die Aktivität von AORAa mit Viologen-Farbstoffen, Ti(III)-Citrat, und NAD(H) gemessen werden, wobei bisher nur NAD(H) als physiologischer Elektronenakzeptor in Frage kommt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde geprüft, ob Ferredoxin als natürlicher Elektronendonator fungiert. Zusätzlich wurden Phosphit, Hypophosphit, Methylenblau und DCPIP als Elektronendonatoren, bzw. -akzeptoren getestet.
Gemeinsam mit verschiedene Alkoholdehydrogenasen kann die Reduktion von aromatischen und aliphatischen Carbonsäuren durch AORAa weiter bis zum entsprechenden Alkohol katalysiert werden. Neben AORAa enthält A. aromaticum EbN1 weitere dafür interessante Enzyme. Bei AdhB und BaDH handelt es sich um Alkohol-Dehydrogenasen, die für Biokatalysten interessante Eigenschaftenbesitzen, etwa die Toleranz gegenüber gängigen Lösungsmitteln (AdhB, BaDH) oder ein breites Substratspektrum von aromatischen Verbindungen (BaDH). Beide Enzyme wurden grundlegend charakterisiert. Besonders auffällig sind Hinweise auf einen neuen, Nukleotid-ähnlichen Kofaktor in den rekombinanten Enzympräparaten beider Proteine. In Kombination mit AORAa wurden sie außerdem zur Reduktion von Benzoat oder Essigsäure zu den entsprechenden Alkoholen eingesetzt.
Im Genom von A. aromaticum EbN1 ist das Gen für ein weiteres Wolframenzym vorhanden, AOR1. Obwohl diese Enzym-Art auch in anderen Organismen vorkommt, wurde bisher noch kein Vertreter charakterisiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde AOR1 rekombinant produziert und anfänglich charakterisiert.
Die Optimierung der Wachstumsbedingungen für verschiedene Stämme von Aromatoleum spp. ist nicht nur für ein künftige Biokatalyse-System wichtig, sondern hat auch zur Entwicklung der Methoden zur gentechnischen Manipulation von A. evansii beigetagen. Zuletzt wurde gezeigt, dass verschiedene Vertreter der Aromatoleum-Gruppe Substanzen aus Lignin-Derivaten als Kohlenstoffquelle nutzen können und dass Substrate für AORAa in Lignin-Derivaten vorhanden sind.The aldehyde:ferredoxin oxidoreductase from the beta-proteobacterium Aromatoleum aromaticum
EbN1 (AORAa) is an enzyme with a three-subunit "nanowire" structure that catalyzes the redox
reactions of various aldehydes and their corresponding carboxylic acids. The β subunits each
contain a tungsten-bis-pterin cofactor in the active site, which is connected via a tunnel of [4Fe-4S]
clusters in the β and α subunits to FAD cofactors in the γ subunits. In addition to the three structural
genes aorA–aorC, two further genes in the operon, aorD and aorE, which encode maturation
factors, are essential for AORAa production.
Particularly notable in the enzyme’s architecture is the three-dimensional “nanowire” multimer
complex. Structural analysis identified an α-helical region in AorA that is suspected to be
responsible for oligomerization. A deletion mutant of this AorA, AorΔhelix, was constructed. It is
kinetically characterized in this work and compared with the AORAa wild type.
In vitro, AORAa activity can be measured with viologen dyes, Ti(III)-citrate, and NAD(H), although so
far only NAD(H) is considered a physiological electron acceptor. In this study, it was tested whether
ferredoxin could serve as a natural electron donor. In addition, phosphite, hypophosphite,
methylene blue, and DCPIP were tested as electron donors or acceptors.
Together with various alcohol dehydrogenases, the reduction of aromatic and aliphatic carboxylic
acids by AORAa can continue to the corresponding alcohols. In addition to AORAa, A. aromaticum
EbN1 harbours other enzymes of interest for this purpose. AdhB and BaDH are alcohol
dehydrogenases that possess properties relevant for biocatalysis, such as tolerance to common
solvents (AdhB, BaDH) and a broad substrate range for aromatic compounds (BaDH). Both enzymes
have been characterized at a basic level. Notably, recombinant preparations of both proteins
contain indications of a novel nucleotide-like cofactor. In combination with AORAa, they have also
been used to reduce benzoate or acetic acid to the corresponding alcohols.
The genome of A. aromaticum EbN1 contains the gene for another tungsten enzyme, AOR1.
Although this type of enzyme occurs in other organisms, no representative has been characterized
to date. In the course of this work, AOR1 was produced recombinantly and initially characterized.
Optimizing growth conditions for various Aromatoleum spp. strains is not only important for a future
biocatalytic system but has also contributed to the development of methods for the genetic
manipulation of A. evansii.
Lastly, it was shown that various members of the Aromatoleum group can use substances derived
from lignin as a carbon source and that substrates for AORAa are present in lignin derivatives
Optimized Hesperidin-Loaded Lipid Nanoparticles with Tea Tree Oil for Enhanced Wound Healing: Formulation, Characterization, and Evaluation
No full textObjectives: This study aimed to develop hesperidin solid lipid nanoparticles (HESP-SLNs) to enhance their stability, solubility, and sustained release for wound healing; further enhancement was achieved through prepared nanostructured lipid carriers (HESP-NLCs) using Tea Tree Oil (TTO) to explore their synergistic efficacy. Methods: A factorial design of 24 trials was established to evaluate the influence of lipid type (X1), lipid conc (%) (X2), surfactant type (X3), and sonication amplitude (%) (X4) of prepared HESP-SLNs on the particle size (nm) (Y1), polydispersibility index (Y2), zeta potential (Y3), and encapsulation efficiency (%) (Y4). The optimized HESP-SLNs formula was selected utilizing Design Expert® software version 13, which was additionally enhanced by preparing TTO-loaded HESP-NLCs. In vitro release, Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy were carried out for both lipid nanoparticles. Cytotoxicity, in vivo wound-healing assessments, and skin irritancy tests were performed to evaluate the performance of TTO-incorporated HESP-NLCs compared to HESP-SLNs. Results: The optimized formula demonstrated PS (280 ± 1.35 nm), ZP (−39.4 ± 0.92 mV), PDI (0.239 ± 0.012), and EE% (88.2 ± 2.09%). NLCs enhanced Q6% release, (95.14%) vs. (79.69%), for SLNs and showed superior antimicrobial efficacy. Both lipid nanoparticles exhibited spherical morphology and compatibility between HESP and excipients. NLCs achieved the highest wound closure percentage, supported by histological analysis and inflammatory biomarker outcomes. Cytotoxicity evaluation showed 87% cell viability compared to untreated HSF cells, and the skin irritancy test confirmed the safety of NLCs. Conclusions: TTO-loaded HESP-NLCs are promising candidates exhibiting superior wound-healing capabilities, making them a potential therapeutic option for cutaneous wound management.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Role of Growth Differentiation Factor 15 (GDF-15) in the Regulation of Autophagy and Apoptosis and Possible Influence on Plaque Size in ApoE-/- Mice Fed a Cholesterol-Rich Diet
No full textZu den weltweit am häufigsten vorkommenden Todesursachen mit mehr als 30% aller Todesfälle zählen die Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die primäre Ursache für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind atherosklerotische Veränderungen. Die Atherosklerose ist eine degenerative Erkrankung, die im Rahmen einer chronischen Entzündungsreaktion mit Lipidablagerungen und Ansammlung von extrazellulärer Matrix in den Arterienwänden einhergeht. Der Wachstumsdifferenzierungsfaktor-15 [GDF-15] ist seit einigen Jahren Gegenstand intensiver Forschung und einer der wichtigsten und aktuell viel untersuchten Akteure in der Pathophysiologie der Atherosklerose (69 Publikationen von 2020-2025, Pubmed.com). Dennoch bieten die Wirkungen von GDF-15 und seiner Rezeptoren im Organismus noch viele offene Forschungsfragen. GDF-15 ist in adulten Geweben weit verbreitet und wird hauptsächlich in Epithelzellen, Makrophagen, glatten Muskelzellen und Adipozyten exprimiert. Die Expression wird durch verschiedene Formen von oxidativem Stress, Entzündung und Zellalterung reguliert. Autophagie und Apoptose spielen bei der Entwicklung atherosklerotischer Plaques eine entscheidende Rolle, da Fehlfunktionen zur Ausdehnung und zur Instabilität atherosklerotischer Plaques führen können. Frühere in vitro Studien belegen, dass GDF-15 ein wichtiger Akteur im Prozess der Apoptose und Autophagie ist. Aus diesem Grund untersucht die vorliegende Studie die Auswirkungen eines GDF-15-Defizits auf die Lumentstenose im Zusammenhang mit Autophagie- und Apoptoseprozessen im atherosklerotisch veränderten Truncus brachiocephalicus [TB] bei ApoE-/--Mäusen.
GDF-15 knockout/lacZ knockin [GDF15-/-] Mäuse wurden mit ApoE-/--Mäusen gekreuzt, um GDF15-/-/ApoE-/--Mäuse zu erzeugen. Männliche homozygote GDF-15-/-/ApoE-/-- und ApoE-/--Mäuse wurden ab einem Alter von 10 Wochen über einen Zeitraum von 20 Wochen mit einer cholesterinangereicherten Nahrung gefüttert. Danach wurden die Körpermaße und die Blutfettwerte der beiden Mausgenotypen bestimmt und der atherosklerotisch veränderte Truncus brachiocephalicus entnommen, präpariert und geschnitten (6 µm). Zur computergestützten Analyse der Plaqueausdehnung wurden eine Hämatoxylin-Eosin-Färbung und eine modifizierte Van Gieson-Färbung der Querschnitte durchgeführt. Die Plaquezusammensetzung sowie die Lokalisation autophagischer und apoptotischer Proteine im Plaque wurden mittels immunfluoreszierender Färbungen untersucht und softwaregestützt ausgewertet.
In Übereinstimmung mit früheren Studien wiesen GDF-15-/-/ApoE-/--Mäuse nach 20 Wochen Fütterung mit cholesterinangereicherter Nahrung ein signifikant höheres Körpergewicht und einen höheren BMI im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen auf. Darüber hinaus wurde in Übereinstimmung mit früheren Studien eine Tendenz zur Erhöhung des Plasmatriglyceridspiegels bei GDF-15-Defizienz in ApoE-/--Mäusen beobachtet. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass GDF-15 nicht nur die Körpermasse beeinflusst, sondern auch den Lipidhaushalt im Blut steuert. Die Auswertung der Gefäßparameter zeigte eine signifikante Reduktion der Lumenstenose bei GDF-15-/-/ApoE-/--Mäusen im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen, was GDF-15 als Regulator der atherosklerotischen Progression bestätigt. Weiterhin scheint der Einfluss von GDF-15 auf die zelluläre Plaquestruktur bei ApoE-/--Mäusen nach derzeitigem Stand der Wissenschaft stark von der Mikroumgebung in der atherosklerotischen Läsion abhängig zu sein. Aufgrund der gleichzeitigen Abnahme der Lumenstenose bei Körpergewichtszunahme und Plasmatriglyzeriderhöhung bei GDF-15-/-/ApoE-/--Mäusen gehen wir davon aus, dass die Reduktion der atherosklerotischen Progression durch GDF-15-Defizienz offenbar nicht auf die Veränderungen des Körpergewichts oder des Plasmalipidspiegels zurückzuführen ist, sondern dass andere Mechanismen wie Autophagie oder Apoptose der Plaquezellen beteiligt sein müssen.
GDF15-/-/ApoE-/--Mäuse wiesen nach 20 Wochen Fütterung mit cholesterinangereicherter Nahrung in atherosklerotischen Plaques eine verringerte ATG5+-CD31+-Kolokalisationsfläche und eine verringerte Akkumulation von p62 hauptsächlich in Plaque-Endothelzellen (CD31+) im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen auf. ATG5 ist für die Bildung von Autophagosomen essenziell und die p62-Akkumulation repräsentiert die Autophagosomen in atherosklerotischen Plaques. Des Weiteren konnte in GDF-15-/-/ApoE-/--Mäuse eine erhöhte Survivin-Expression in atherosklerotischen Plaques im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen, insbesondere in Endothelzellen (CD31+) und in Makrophagen (CD68+) beobachtet werden. Interessanterweise zeigte sich bei GDF-15-Defizienz zudem ein höherer Anteil an Kolokalisationspunkten von p53 mit ATG5 im Zytosol verschiedener Plaquezellen, was auf eine durch ATG5 beeinflusste Modulation der p53-Expression und -Aktivierung hindeutet. Survivin ist ein negativer Apoptose- und Autophagie-Regulator, der die Mitose von Zellen fördert. p53 ist ein Transkriptionsfaktor, der auf zellulären Stress reagiert und nach Aktivierung die Expression von Zellzyklus-stoppenden oder proapoptotischen Proteinen steuert. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass ein GDF-15-Defizit die Autophagosomenbildung einschränkt und die Survivin-Expression als Apoptose- und Autophagieinhibitor in atherosklerotischen Plaques erhöht und weist damit erstmals auf GDF-15 als negativen Regulator der Survivin-Expression in atherosklerotischen Plaques hin. Wir vermuten somit, dass die verminderte Progression, das heißt die verringerte Lumenstenose der atherosklerotischen Läsion bei GDF-15-/-/ApoE-/--Mäusen im Vergleich zu ApoE-/--Mäusen durch die Reduktion des ATG5-Proteins, die sinkende p62-Akkumulation und die erhöhte Survivin-Expression in Kombination mit einer scheinbar effizienten Efferozytose verursacht wird.
Diese Arbeit untermauert die entscheidende Rolle von GDF-15 als Regulator der Apoptose und Autophagie in der Atherogenese. Diese Erkenntnisse könnten für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze in der Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen nützlich sein.Cardiovascular diseases are one of the most common causes of death worldwide, accounting for more than 30% of all deaths. The primary cause of cardiovascular diseases are atherosclerotic changes. Atherosclerosis is a degenerative disease associated with a chronic inflammatory reaction with lipid deposits and accumulation of extracellular matrix in the arterial walls. Growth differentiation factor-15 [GDF-15] has been the subject of intensive research for several years and is one of the most important and currently much-studied actors in the pathophysiology of atherosclerosis (69 publications from 2020-2025, Pubmed.com). Nevertheless, the effects of GDF-15 and its receptors in the organism still offer many open research questions. GDF-15 is widely distributed in adult tissues and is mainly expressed in epithelial cells, macrophages, smooth muscle cells and adipocytes. Its production is regulated by various forms of oxidative stress, inflammation and cell ageing. Autophagy and apoptosis play a crucial role in the development of atherosclerotic plaques, as dysfunction can lead to the expansion and instability of atherosclerotic plaques. Previous in vitro studies have shown that GDF-15 is an important player in the process of apoptosis and autophagy. Therefore, the present study investigates the effects of GDF-15 deficiency on luminal stenosis in the context of autophagy and apoptosis processes in the atherosclerotic brachiocephalic trunk [TB] of ApoE-/--mice.
GDF-15 knockout/lacZ knockin (GDF15-/-) mice were crossed with ApoE-/--mice to generate GDF15-/-/ApoE-/--mice. Male homozygous GDF-15-/-/ApoE-/-- and ApoE-/--mice were fed a cholesterol-enriched diet from 10 weeks of age for a period of 20 weeks. The body measurements and blood lipid values of the two mouse genotypes were then determined and the atherosclerotic brachiocephalic trunk was removed, dissected and cut (6 µm). Haematoxylin-eosin staining and modified Van Gieson staining of the cross-sections were performed for computer-assisted analysis of plaque expansion. The plaque composition and the localisation of autophagic and apoptotic proteins in the plaque were examined using immunofluorescent staining and analysed using software.
In agreement with previous studies, GDF-15-/-/ApoE-/--mice showed significantly higher body weight and BMI compared to ApoE-/--mice after 20 weeks of feeding a cholesterol-enriched diet. In addition, consistent with previous studies, a tendency to increase plasma triglyceride levels was observed in GDF-15 deficient ApoE-/--mice. These results suggest that GDF-15 not only influences body mass but also controls lipid balance in the blood. Evaluation of vascular parameters showed a significant reduction in lumen stenosis and lumen area in GDF-15-/-/ApoE-/--mice compared to ApoE-/--mice, confirming GDF-15 as a regulator of atherosclerotic progression. Furthermore, the influence of GDF-15 on the cellular plaque structure in ApoE-/--mice seems to be strongly dependent on the microenvironment in the atherosclerotic lesion according to current scientific knowledge. The results on plaque stability presented here did not show any significance. Based on the simultaneous decrease in luminal stenosis with body weight gain and plasma triglyceride elevation in GDF-15-/-/ApoE-/--mice, we hypothesise that the reduction in atherosclerotic progression by GDF-15 deficiency is apparently not due to the changes in body weight or plasma lipid levels, but that other mechanisms such as autophagy or apoptosis of plaque cells must be involved.
GDF15-/-/ApoE-/--mice showed reduced ATG5+-CD31+-colocalisation area and reduced accumulation of p62 mainly in endothelial cells (CD31+) compared to ApoE-/--mice after 20 weeks of feeding with cholesterol-enriched diet in atherosclerotic plaques. ATG5 is essential for autophagosome formation and p62 accumulation represents autophagosomes in atherosclerotic plaques. Furthermore, increased survivin expression was observed in atherosclerotic plaques in GDF-15-/-/ApoE-/--mice compared to ApoE-/--mice, especially in endothelial cells (CD31+) and in macrophages (CD68+). Interestingly, GDF-15 deficiency also revealed a higher proportion of p53 colocalisation sites with ATG5 in the cytosol of various plaque cells, suggesting a modulation of p53 expression and activation influenced by ATG5. Survivin is a negative apoptosis and autophagy regulator that promotes cell mitosis. p53 is a transcription factor that responds to cellular stress and, upon activation, regulates the expression of cell cycle arrest or proapoptotic proteins. The present study shows that GDF-15 deficiency restricts autophagosome formation and increases survivin expression as an apoptosis and autophagy inhibitor in atherosclerotic plaques, indicating for the first time that GDF-15 is a negative regulator of survivin expression in atherosclerotic plaques. Thus, we hypothesise that the reduced progression, that is the reduced luminal stenosis of atherosclerotic lesion in GDF-15-/-/ApoE-/--mice compared to ApoE-/--mice, is caused by the reduction of ATG5 protein, the decreased p62 accumulation and the increased survivin expression in combination with an apparently efficient efferocytosis.
This work underpins the crucial role of GDF-15 as a regulator of apoptosis and autophagy in atherogenesis. These findings could be useful for the development of new therapeutic approaches in the treatment of atherogenesis
Die Ordnung der Dystopien und das Chaos der Grenzüberschreitungen: Eine interkulturelle Romananalyse aus Kanada, Südafrika und Ägypten
No full textThis study ventures into the realm of dystopian literature, examining the nuanced roles that borders—both physical and structural—play in shaping the societies within. It delves into the fabric of dystopian worlds as depicted in Margaret Atwood's The Handmaid's Tale (1985) from Canada, Ahmed Khaled Towfik's Utopia (2008) from Egypt, and J.M. Coetzee's Waiting for the Barbarians (1980) from South Africa. This study adopts a cross-cultural approach to the genre's thematic consistencies, highlighting dystopian literature's capacity to transcend geography and culture and addressing universal human methods of survival and resistance. Through exploring how these borders dictate the flow of knowledge, power, and movement, thus enforcing conformity within dystopian worlds, the study illuminates the interactive relationship between the corporeal of the dystopian citizens and the physical and structural borders they navigate. Secondly, as a transgression to such borders is inevitable, it reveals how transgressions (either minor or major) in dystopian settings catalyze shifts in power dynamics and individual identity. Scrutinizing the minor and major crossings, the study extends the concept of the contact zone to dystopian encounters, showcasing how these narrative spaces become sites of transformative interaction and resistance and, most importantly, reflecting and shaping our understanding of complex society systems under dictatorships, colonization, and social segregation. Through a cross-cultural lens, the research examines the portrayal of bodies in contact with borders, investigating the transformative potential of these crossings. The tension between maintaining order and the chaos that arises from crossing these borders echoes the principles of chaos theory, which asserts both the inherent unpredictability and interconnectedness within these complex systems.
The study asserts that dystopian narratives, akin to chaotic systems, defy reduction to simple terms and maintain an inherently unpredictable nature, deeply influenced by the nuances of seemingly minor acts of defiance and transgression as much as major ones. Moreover, it cautions against a narrow interpretation of border crossings as merely positive acts framed within a simplistic binary of defeat versus revolution or despair versus hope. Instead, the study advocates for a broader spectrum of interpretations, recognizing the multifaceted complexity of dystopian societies and the varied significance of crossing borders. Rethinking the unpredictability of complex systems forces us to rethink the hastily deterministic interpretation of the outcome of revolutions and resistance movements. In other words, to view such major events not as rupture events but as events in progress. In doing so, it offers a fresh perspective on the chaotic underpinnings of dystopian worlds and their reflection on our societal structures. This approach underscores the enduring power of literature to dialogically reflect on societies’ challenges and hardships, revealing the collective human experiences that unite us across cultural and geographical divides.Diese Studie führt in den Themenbereich der dystopischen Literatur ein und untersucht die unterschiedlichen Rollen, die Grenzen - sowohl räumliche als auch strukturelle - bei der Gestaltung der Gesellschaften spielen. Sie befasst sich mit der Konstruktion dystopischer Welten, wie sie in Margaret Atwoods The Handmaid's Tale (1985) aus Kanada, Ahmed Khaled Towfiks Utopia (2008) aus Ägypten und J.M. Coetzees Waiting for the Barbarians (1980) aus Südafrika dargestellt werden. Diese Studie wählt einen interkulturellen Ansatz für die thematische Kohärenz des Genres, unterstreicht die Kapazität dystopischer Literatur, Geografie und Kultur zu überschreiten, und widmet sich den universellen menschlichen Methoden des Überlebens und des Widerstands. Die Studie beleuchtet, wie Grenzen den Fluss von Wissen, Macht und Bewegung bestimmen und Konformität in dystopischen Welten erzwingen, indem sie die interaktive Beziehung zwischen dem körperlichen Dasein der dystopischen Bürger und den physischen sowie strukturellen Grenzen, die sie überwinden müssen, untersucht. Weiterhin, da die Überschreitung solcher Grenzen unausweichlich erscheint, zeigt sie auf, wie selbst kleinste Übertretungen in dystopischen Kontexten zu Verschiebungen in der Machtdynamik und der individuellen Identität führen können. Die Untersuchung erforscht sowohl kleine als auch große Grenzüberschreitungen und weitet das Konzept der Kontaktzone auf dystopische Kontakte aus. Sie verdeutlicht, wie diese narrativen Räume zu Schauplätzen transformativer Interaktion und Widerstandes werden und, was besonders bedeutend ist, unser Verständnis von komplexen Gesellschaftssystemen unter Diktaturen und Kolonialisierung sowie soziale Segregation widerspiegeln und formen. Mit einem interkulturellen Blickwinkel analysiert die Studie, wie Körper im Kontakt mit Grenzen dargestellt werden, und beleuchtet das transformative Potenzial dieser Grenzübertritte. Aus interkultureller Sicht erforscht die Studie, wie Körper in Berührung mit Grenzen dargestellt werden und erforscht das transformative Potenzial solcher Grenzüberschreitungen. Die Spannung zwischen der Aufrechterhaltung von Ordnung und dem durch Grenzübertritte entstehenden Chaos reflektiert die Grundsätze der Chaostheorie, die sowohl die inhärente Unvorhersehbarkeit als auch die Vernetzung in diesen komplexen Systemen hervorhebt.
Die Untersuchung erkennt, dass dystopische Erzählungen, ähnlich chaotischen Systemen, sich einer Reduktion auf einfache Begriffe widersetzen und einen wesentlich unvorhersehbaren Charakter besitzen. Dieser Charakter wird sowohl von den Feinheiten scheinbar kleiner Akte des Widerstands und der Überschreitung als auch von größeren Ereignissen beeinflusst. Zudem warnt die Studie vor einer zu engen Interpretation von Grenzüberschreitungen als ausschließlich positive Handlungen, die in einer vereinfachenden binären Darstellung von Niederlage versus Revolution oder Verzweiflung versus Hoffnung verankert sind. Die Studie setzt sich für ein umfassenderes Spektrum an Interpretationen ein und erkennt die vielschichtige Komplexität dystopischer Gesellschaften sowie die unterschiedlichen Bedeutungen von Grenzüberschreitungen an. Eine Neubewertung der Unvorhersehbarkeit komplexer Systeme fordert uns heraus, deterministische Interpretationen der Ergebnisse von Revolutionen und Widerstandsbewegungen zu hinterfragen. Das bedeutet, solche bedeutenden Ereignisse nicht als punktuelle Brüche, sondern als fortlaufende Prozesse zu begreifen. Auf diese Weise eröffnet die Studie eine neue Sichtweise auf die chaotischen Grundlagen dystopischer Welten und deren Spiegelung in unseren gesellschaftlichen Strukturen. Dieser Ansatz betont die anhaltende Bedeutung der Literatur, die Herausforderungen und Sorgen von Gesellschaften dialogisch zu reflektieren und die gemeinsamen menschlichen Erfahrungen aufzuzeigen, die uns über kulturelle und geografische Grenzen hinweg verbinden