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The adhesive bond of the Well-Root ST root canal sealer to the root canal dentin as a function of different endodontic irrigation solutions
No full textFür eine erfolgreiche endodontische Behandlung und gute Prognose des wurzelkanalbehandelten Zahnes ist eine suffiziente, stabile Wurzelfüllung maßgeblich entscheidend. Während sich Guttapercha als Kernmaterial der Wurzelfüllung seit Jahrzehnten als Goldstandard bewährt, werden im Bereich der Sealer immer wieder neue Materialien und Materialklassen entwickelt. In Studien wurde für diverse Sealer bereits nachgewiesen, dass die Verwendung unterschiedlicher Spüllösungen auch zu variierenden Haftwerten führt. Häufig ergaben sich bei belassen der Schmierschicht zudem höhere Haftwerte, als nach deren Entfernung.
Ziel dieser in vitro Studie war es, die Auswirkungen verschiedener Spülflüssigkeiten auf den Haftverbund zwischen Wurzelkanaldentin und dem biokeramischen Sealer Well-Root ST sowie den Einfluss der Schmierschicht, zu ermitteln.
Material und Methoden:
Zur Durchführung dieser Studie wurden 60 humane, kariesfreie extrahierte Zähne verwendet, welche zuvor keiner endodontischen Behandlung erfahren hatten. Die Zähne wurden auf eine Länge von 9 mm dekapitiert und mit dem maschinellen Aufbereitungssystem F360/Endopilot auf ISO 55, AL 8 mm aufbereitet. Anschließend wurde mittels K-Reamer manuell auf ISO 60, 8 mm AL und mittels BioRaCe ISO 60 auf 7,5 mm AL aufbereitet. Die Zähne wurden randomisiert 6 Gruppen zugeteilt und mit den Spüllösungen 1: Aqua dest, 2: Ethylendiamintetraacetat 17%, 3: Zitronensäure 40%, 4: Ethanol 95 %, 5: Natriumhypochlorit 5,25 % und 6: Chlorhexidindiglukonat 2% mit jeweils 3 ml für 1 min gespült.
Nach Spülung und Trocknung der Kanäle erfolgte das Einbringen des Stahlspreaders mit dem zu untersuchenden Wurzelkanalsealer.
Nach 4-wöchiger, feuchter Lagerung bei 37 °C wurden die Proben einem Pull-Out-Versuch mittels Universalprüfmaschine unterzogen. Dabei wurde die maximale Kraft bis zum adhäsiven Versagen ermittelt. Des Weiteren erfolgte eine Analyse der entstandenen Frakturmodi.
Die statistische Analyse erfolgte mittels der Shapiro-Wilk, ANOVA, Levene, Gabriel- und Chi-Quadrat-Tests.
Ergebnisse:
Die statistische Analyse ergab, dass die verwendeten endodontischen Spüllösungen einen signifikanten Einfluss aus die Haftwerte von Well-Root ST hatten.
Die mit Abstand besten Haftwerte dieser Studie wurden bei Spülung mit Ethanol (Median 8,61 MPa) erzielt. Auch die Spüllösungen mit Aqua dest., CHX und NaOCl erzielten solide Haftwerte, hatten allerdings einen Unterschied von etwa 3 MPa zu Ethanol. Die Chelatoren EDTA und vor allem Zitronensäure erzielten in dieser Studie die mit Abstand schlechtesten Haftwerte (Zitronensäure Median 2,23 MPa). Somit führte die Anwendung von Chelatoren zur Auflösung der Schmierschicht zu schlechteren Haftwerten. Die Statistik ergab allerdings keine Korrelation der Frakturmodi mit dem Haftverbund.
Schlussfolgerung:
Unter den Bedingungen dieser Studie wies der verwendete Wurzelkanalsealer Well-Root ST hohe Haftwerte auf. Besonders die Spülung mit Ethanol führte zu sehr guten Haftwerten am Wurzelkanaldentin (Median: 8,61 MPa), weshalb über eine Abschlussspülung mit Alkohol bei der Wurzelfüllung mit Well-Root ST nachgedacht werden sollte. Basierend auf den Ergebnissen der vorliegenden Studie ist bei der Entfernung der Schmierschicht EDTA gegenüber Zitronensäure der Vorzug zu geben.A sufficient, stable root canal filling is crucial for successful endodontic treatment and a good prognosis for the root canal-treated tooth. While gutta-percha has proven to be the gold standard as the core material for root canal fillings for decades, new materials and material classes are constantly being developed in the field of sealers. Studies have already shown for various sealers that the use of different rinsing solutions also leads to varying adhesion values. In many cases, leaving the smear layer in place also resulted in higher adhesion values than after removing it.
The aim of this in vitro study was to determine the effects of different rinsing liquids on the adhesive bond between root canal dentin and the bioceramic sealer Well-Root ST as well as the influence of the smear layer.
Material and methods:
To conduct this study, 60 human, caries-free extracted teeth that had not previously undergone endodontic treatment were used. The teeth were decapitated to a length of 9 mm and prepared to ISO 55, AL 8 mm using the F360/Endopilot automated preparation system. The teeth were then manually prepared to ISO 60, 8 mm AL using a K-Reamer and to 7.5 mm AL using BioRaCe ISO 60.
The teeth were randomly assigned to 6 groups and rinsed with the rinsing solutions 1: distilled water, 2: ethylenediaminetetraacetate 17%, 3: citric acid 40%, 4: ethanol 95%, 5: sodium hypochlorite 5.25% and 6: chlorhexidine digluconate 2%, each with 3 ml for 1 min.
After rinsing and drying the canals, the steel spreader was inserted with the root canal sealer to be examined.
After 4 weeks of moist storage at 37 °C, the samples were subjected to a pull-out test using a universal testing machine. The maximum force up to adhesive failure was determined. The resulting fracture modes were also analyzed.
The statistical analysis was carried out using the Shapiro-Wilk, ANOVA, Levene, Gabriel and Chi-square tests.
Results:
The statistical analysis showed that the endodontic rinsing solutions used had a significant influence on the adhesion values of Well-Root ST.
By far the best adhesion values in this study were achieved when rinsing with ethanol (median 8.61 MPa). The rinsing solutions with distilled water, CHX and NaOCl also achieved solid adhesion values, but had a difference of around 3 MPa to ethanol. The chelators EDTA and especially citric acid achieved by far the worst adhesion values in this study (citric acid median 2.23 MPa). Thus, the use of chelators to dissolve the smear layer led to poorer adhesion values. However, the statistics showed no correlation between the fracture modes and the adhesive bond.
Conclusion:
Under the conditions of this study, the root canal sealer Well-Root ST exhibited high bond strength values. Rinsing with ethanol in particular resulted in very good adhesion values to the root canal dentin (median: 8.61 MPa), which is why a final rinse with alcohol should be considered when filling roots with Well-Root ST. Based on the results of the present study, EDTA should be given preference over citric acid when removing the smear layer
Non-invasive hemodynamic monitoring during initiation of positive airway pressure treatment in patients with obstructive sleep apnea: a feasibility study
No full textThe association of obstructive sleep apnea (OSA) with cardiovascular morbidity has been repeatedly reported in numerous studies and argues for treatment initiation even in the absence of significant day time sleepiness. While the long-term consequences of positive airway pressure (PAP) treatment on OSA related comorbidities like secondary hypertension are based on substantial clinical evidence, less is known about the immediate hemodynamic effects.
This study tried to investigate the impact of PAP treatment on different hemodynamic parameters in 48 patients with OSA by extending the standard polysomnographic assessment with non-invasive hemodynamic monitoring using impedance cardiography (ICG). On two consecutive nights under diagnostic and therapeutic conditions, polysomnographic and hemodynamic data were acquired. In addition, we subdivided the participants according to their treatment related change in stroke volume (SV) and assigned the hemodynamic measurements to the corresponding sleep stage.
Comparing both conditions, a non-statistically significant decrease in SV and cardiac output (CO) was observed for all participants. Treatment initiation was associated with a statistically significant prolongation of the pre-ejection period (PEP) for the entire study population (p = 0.001) and the subgroup with decreasing SV (p = 0.008). In addition, systolic blood pressure (SBP) (p = 0.026) and pulse pressure (PP) (p = 0.041) were lowered significantly for patients with a therapeutically reduced SV under treatment conditions. A higher BMI (p = 0.020) and a more pronounced reduction of the respiratory distress index (RDI) (p = 0.030) and the arousal-index (p = 0.021) were observed for patients with decreasing SV. Correlational analysis revealed a negative relationship between the diagnostic values for both SBP (r=-0.324, p = 0.025) and PP (r=-0.407, p = 0.004) with the change in SV and a positive correlation with the change of the SBP (r = 0.317, p = 0.028) for all participants.
To conclude, our results indicate that treatment with a PAP device in patients with OSA can lead to a decrease in SV which is associated with a lowering of the SBP. This may be caused by a reduced sympathetic tone due to less respiratory events and an improved sleep profile.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Maximizing Outcomes in Glaucoma Management: Efficacy and Cost-Effectiveness of Combined Cataract Surgery and Microhook Ab Interno Trabeculotomy Using the Reusable Ivanov® Spatula
No full textIn der hier vorgestellten Arbeit wurde die Trabekulotomie ab interno mit dem Ivanov®-Spatel in Kombination mit der Kataraktoperation nach 6 und 12 Monaten postoperativ ausgewertet. Hierbei konnten unterschiedliche Glaukomsubtypen erfolgreich, signifikant und kosteneffizient behandelt werden. Die Daten aus der Universitätsaugenklinik Marburg prüfen und belegen erstmalig und unabhängig die bisherigen Ergebnisse von Ivanov et al.
Mit dem vorgestellten Verfahren der Trabekulotomie ab interno mit dem Ivanov®-Spatel in Kombination mit einer Kataraktoperation konnte statistisch signifikant in 214 Augen eine effektive Augeninnendrucksenkung von 19,92 ± 7,67 mm Hg auf 12,17 ± 2,67 (-7,75 ± 7,71 mm Hg bzw. -38,91%, p<0,001) nach 6 Monaten erzielt werden. Außerdem konnte in diesem Zeitraum die Anzahl topischer Glaukommedikamente präoperativ von 2,38 ± 1,23 auf 1,31 ± 1,18 Wirkstoffe (-1,07 ± 1,48 bzw. -46,93%; p <0,001) abgesenkt werden. Nach 12 Monaten konnte statistisch signifikant in 113 Augen eine effektive Augeninnendrucksenkung von 19,52 ± 7,96 mm Hg auf 12,53 ± 3,09 mm Hg (-6,99 ± 8,15 mm Hg bzw. -35,81%, p<0,001) erzielt werden. Außerdem konnte in diesem Zeitraum eine signifikante Reduktion der Anzahl topischer Glaukommedikamente von 2,37 ± 1,32 auf 1,63 ± 1,22 (-0,73 ± 1,56 bzw. -30,80 %; p<0,001) erreicht werden. Der Qualified success, definiert als Augeninnendruck unter 21 mm Hg, Augeninnendrucksenkung um ≥ 20% vom Ausgangdruck mit und ohne Medikation, lag nach 6 Monaten bei 71,96% (154 von 214 Augen) und nach 12 Monaten bei 63,72% (72 von 113 Augen). Der Complete success (gleiche Kriterien, ohne Medikation) lag 6 Monate postoperativ bei 23,83% und 12 Monate postoperativ bei 18,58% (21 von 113 Augen). Der Augeninnendruck senkende Effekt des Verfahrens war unabhängig vom Glaukomsubtyp.
In allen statistischen Analysen konnte der präoperative Augeninnendruckwert als stärkster prädiktiver Faktor für die absolute Augeninnendrucksenkung bzw. Druckdifferenz ermittelt werden (p<0,001). Alle anderen Variablen, die Cup-to-Disc-Ratio, die Anzahl topischer Glaukommedikamente und die Vorderkammertiefe, erreichten keine statistische Signifikanz oder ein deutlich niedrigeres Signifikanzniveau, was keinen bzw. nur einen schwachen Zusammenhang mit dem Augeninnendruck senkenden Effekt vermuten lässt. Relevante Komplikationen traten in 12,33% der 219 ausgewerteten Augen auf. 6 von 574 insgesamt behandelten Augen erlitten einen Visusverlust um mehr als 2 Zeilen (1,05%). 49 von 574 Augen benötigten einen weiteren glaukomchirurgischen Folgeeingriff (8,54%).
Die Kataraktoperation kombiniert mit der ab interno Trabekulotomie mit dem Ivanov®-Spatel ist sicher und effizient zur Senkung des Augeninnendruckes in Augen mit Glaukom. Im Vergleich zu Konkurrenzprodukten, wie beispielsweise transtrabekulären Stents, dem Kahook Dual Blade®, dem Trabectome®, oder dem iTrack®-Katheter besteht eine etwa gleichwertige Sicherheit und Effizienz bei überlegener Wirtschaftlichkeit.In the work presented here, the ab interno trabeculotomy with the Ivanov® spatula in combination with cataract surgery was evaluated at 6 and 12 months postoperatively. Different glaucoma subtypes could be treated successfully, significantly and cost-effectively. For the first time and independently, the data from the University Eye Clinic in Marburg verify and prove the previous results of Ivanov et al.
With the presented procedure of trabeculotomy ab interno with the Ivanov® spatula in combination with cataract surgery, an effective reduction in intraocular pressure from 19.92 ± 7.67 mm Hg to 12.17 ± 2.67 (-7, 75 ± 7.71 mm Hg or -38.91%, p<0.001) was achieved after 6 months. In addition, the number of topical glaucoma medications decreased from 2.38 ± 1.23 to 1.31 ± 1.18 active substances (-1.07 ± 1.48 or -46.93%; p < 0.001) during this period. After 12 months, an effective reduction in intraocular pressure from 19.52 ± 7.96 mm Hg to 12.53 ± 3.09 mm Hg (-6.99 ± 8.15 mm Hg or -35.81%) was statistically significant in 113 eyes (p<0.001). In addition, a significant reduction in the number of topical glaucoma medications from 2.37 ± 1.32 to 1.63 ± 1.22 (-0.73 ± 1.56 or -30.80%; p<0.001) was achieved during the study period. The qualified success, defined as intraocular pressure below 21 mm Hg, intraocular pressure reduction by ≥ 20% of the baseline pressure with and without medication was 71.96% (154 of 214 eyes) after 6 months and 63.72% (72 of 113 eyes) after 12 month. Complete success (same criteria, without medication) was 23.83% 6 months postoperatively and 18.58% 12 months postoperatively (21 of 113 eyes).
The intraocular pressure lowering effect was independent of the glaucoma subtype.
In all statistical analyses, the preoperative intraocular pressure value was found to be the strongest predictive factor for the absolute reduction in intraocular pressure or pressure difference (p<0.001). All other factors like cup-to disc-ratio, number of topical glaucoma medications and anterior chamber depth were either not significant at all or reached a lower level of significance. Relevant complications occurred in 12.33% of the 219 eyes evaluated. 6 out of 574 eyes suffered a loss of vision of more than 2 lines (1.05%). 49 of 574 eyes required further glaucoma surgery (8.54%).
Cataract surgery combined with ab interno trabeculotomy using the Ivanov® spatula is safe and effective for lowering intraocular pressure in eyes with glaucoma. As a combined procedure, comparing to competing products, such as transtrabecular stents, the Kohook Dual Blade®, the Trabectome® oder the iTrack®-catheter, the Ivanov® spatula offers somewhat equivalent safety and efficiency with superior cost-effectiveness
Naiṇī mātā – Cobra Mum : Unearthing and Enacting the Feelings of Nine Himalayan Hindu Goddesses
No full textNaiṇī (or Nāginā) is the name of nine Hindu goddesses, who rule over nine villages of Pindar valley in the Indian Himalaya. Seven of these goddesses establish the rule over their territory through a half-year-long journey (yātrā), during which they are carried around, embodied in the shape of a bamboo pole. To start such a journey, a Naiṇī has to be literally “unearthed”: a clay pot is taken from under the ground, which means that she is brought up from Nāglok, the underworld of serpent deities.
Through their yātrās, the Naiṇīs re-establish their family ties to the women of their respective village who have married into other villages. The explicit goal of the rituals, festivals and processions devoted to the Naiṇīs is to make them happy and to ease their anger about a lack of worship. Thus, the question what a Naiṇī feels is at the core of their religion. This study approaches this evasive topic from two angles: the emotions named when people tell about her and the feelings displayed in ritual interactions with her. The wide array of feelings "unearthed" in this sense shows that asking about nonhuman emotions can contribute to our understanding of religion in general.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Einfluss von Schlafentzug auf die Schlafarchitektur bei Menschen mit Epilepsie
No full textDiese prospektive klinische Studie konnte den Effekt von Schlafentzug auf die Schlafarchitektur bei Menschen mit Epilepsie nachweisen. Entsprechend des vorliegenden Schlafmangels erhöht sich erwartungsgemäß der Tiefschlaf-Anteil bzw. der Erholungsschlaf (Schlafstadium N3) signifikant. Außerdem trat durch Schlafentzug eine signifikant verkürzte Schlaflatenz, Latenz zu Schlafstadium N2 und Schlafstadium REM durch den erhöhten Schlafdruck auf. Widererwartend zeigte sich keine signifikante Veränderung der Schlafeffizienz sowie kein signifikant erniedrigter Anteil der Schlafstadien N2 und REM, was dafürspricht, dass unsere Patient*innen in ihrer Schlafqualität durch den erfolgten Schlafentzug nicht eingeschränkt wurden. Bei unveränderten Awakening- und Arousalindices sowie einer signifikant verkürzten Zeit im Stadium „Wach nach initialem Schlafbeginn“ (WASO), gibt es auch keinen Anhalt für eine erhöhte Schlaffragmetation durch Schlafentzug. Wir konnten zudem den in der Literatur hinreichend vorbeschriebenen Effekt von Schlafentzug auf das erhöhte Risiko für epileptische Anfälle reproduzieren. In der Kontroll-Kohorte gab es keine signifikante Veränderung der Schlafarchitektur durch Schlafentzug. Eine MANOVA konnte allerdings keinerlei Interaktionseffekte zwischen den unabhängigen Variablen Kohorte (Epilepsie und Kontrolle) und Schlafentzug hinsichtlich der abhängigen Variablen Schlafeffizienz und der Anteile N1, N2, N3 und REM an der Gesamtschlafzeit feststellen. Bedingt durch die geringe Fallzahl, dem Schwerpunkt der prächirurgischen Patient*innen in der Epilepsie-Kohorte und der psychisch nicht gesunden Kontroll-Kohorte scheinen beide Kohorten insgesamt keine vollständig repräsentative Stichprobe darzustellen, was dazu führt, dass die Ergebnisse keine externe Validität für die gesamte Zielpopulation aller Menschen mit Epilepsie haben. Eine Differenzierung des Effektes von Schlafentzug bezüglich unterschiedlicher demografischer Voraussetzungen, Lokalisationen, Ätiologie oder Epilepsiesyndromen ist auf Grund der geringen Fallzahl nicht möglich. Außerdem liegt eine stark eingeschränkte Vergleichbarkeit mit anderen Studien vor, da der Schlafentzug nicht standardisiert abgelaufen ist. Der First-Night-Effekt wird in unserer Studie nicht berücksichtigt. Die äußeren Bedingungen der Studie und die Überlagerung einiger Effekte (Schlafentzug, Medikamentenreduktion etc.) könnten unsere Ergebnisse beeinflussen. Größere Studien mit konkreteren Studienprotokollen sollten erfolgen, um Schlafentzug im VEM spezifischer als diagnostisches Mittel einsetzen zu können und individuelle Empfehlungen bezüglich Schlafverhalten (z.B. Schichtdienst) geben zu können. Die Etablierung einer standardmäßigen PSG sollte nicht nur bei therapierefraktärer Epilepsie, sondern als Standard bei der initialen Diagnostik und als Verlaufskontrolle für Menschen mit Epilepsie erfolgen. Gleichzeitig sollte regelmäßig der Effekt der anfallssuppressiven Dauermedikation auf die Schlafqualität überprüft werden, damit gegebenenfalls Anpassungen erfolgen können. So kann die kognitive und physische Leistungsfähigkeit sowie letztlich die Zufriedenheit und Lebensqualität der Menschen mit Epilepsie verbessert werden.This prospective clinical study was able to demonstrate the effect of sleep deprivation on the sleep architecture in people with epilepsy. As expected, the proportion of deep sleep and recovery sleep (sleep stage N3) increased significantly due to the sleep deprivation. In addition, sleep deprivation significantly shortened sleep latency, latency to sleep stage N2 and sleep stage REM due to the increased sleep pressure. Contrary to expectations, there was no significant change in sleep efficiency and no significant decrease in the proportion of sleep stages N2 and REM, which suggests that our patients' sleep quality was not impaired by sleep deprivation. With unchanged awakening and arousal indices and a significantly shortened time in the “awake after initial sleep onset” (WASO) stage, there is also no evidence of increased sleep fragmentation due to sleep deprivation. We were also able to reproduce the effect of sleep deprivation on the increased risk of epileptic seizures, which has been adequately described in the literature. In the control cohort, there was no significant change in sleep architecture due to sleep deprivation. However, a MANOVA could not detect any interaction effects between the independent variables cohort (epilepsy and control) and sleep deprivation with regard to the dependent variables sleep efficiency and the proportions of N1, N2, N3 and REM in the total sleep time. Due to the small number of cases, the focus on pre-surgical patients in the epilepsy cohort and the mentally unwell control cohort, neither cohort appears to be a fully representative sample overall, which means that the results have no external validity for the entire target population of all people with epilepsy. A differentiation of the effect of sleep deprivation with regard to different demographic conditions, localizations, aetiology or epilepsy syndromes is not possible due to the small number of cases. In addition, comparability with other studies is severely limited, as sleep deprivation was not standardized. The first-night effect is not taken into account in our study. The external conditions of the study and the superimposition of some effects (sleep deprivation, medication reduction, etc.) could influence our results. Larger studies with more specific study protocols should be conducted in order to be able to use sleep deprivation in VEM more specifically as a diagnostic tool and to be able to make individual recommendations regarding sleep behavior (e.g. shift work). The establishment of a standard PSG should not only be carried out in cases of refractory epilepsy, but as a standard for initial diagnosis and as a follow-up for people with epilepsy. At the same time, the effect of long-term seizure-suppressive medication on sleep quality should be checked regularly so that adjustments can be made if necessary. This can improve the cognitive and physical performance and ultimately the satisfaction and quality of life of people with epilepsy
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.
SgnC, a PATAN-domain containing response regulator functions as a noise-reducing filterin Myxococcus xanthus motility
No full textRod-shaped Myxococcus xanthus cells move across surfaces with defined front-rear polarity using type IVa pili (T4aP)-dependent motility and gliding. This front-rear polarity in M. xanthus is maintained by polarity module proteins. Ras-like GTPase MglA is the output of this module, and in its GTP-bound form stimulates the formation of motility machineries at the leading cell pole by interacting with its effector proteins. The front-rear polarity established by the polarity module is switched occasionally during cellular reversals, causing cells to move in the opposite direction. These cellular reversals are induced by a signal from the Frz chemosensory system, and invert the localization pattern of the polarity module proteins. The molecular mechanism of this switch and overall the regulation of motility is not fully understood.
In this study, we aimed to identify additional proteins involved in the regulation of motility in M. xanthus. Particularly, we focused on PATAN domain-containing proteins, since PATAN domain is recently identified as the principal output domain binding directly to the T4aP extension motor to regulate motility in Synechocystis species. The M. xanthus genome encodes 15 PATAN domain proteins, including SgnC, SgmC, and PglH, all of which have been implicated in motility. In contrast to the Synechocystis proteins, six of the 15 PATAN domain proteins in M. xanthus contain an α-clip insertion within the PATAN domain that forms a MshEN_N c-di-GMP binding motif. As c-di-GMP is connected to the regulation of T4aP-dependent motility in M. xanthus, we investigated the role of these six PATAN domain proteins with MshEN_N insertion in regulation of motility in M.xanthus using a candidate approach. Notably, we characterized that SgnC is important for both motility systems of M. xanthus.
Next, we further investigated the molecular role of SgnC in motility of M. xanthus and found that SgnC inhibits cellular reversals in a Frz chemosensory system-dependent manner. This inhibition is independent of c-di-GMP binding by SgnC and does not involve changes in the accumulation of motility-associated proteins. Surprisingly, SgnC was found to be close to the proteins that regulate T4aP formation, such as SgmX, FrzS, and SopA as revealed by proximity labeling experiments. Consistently, our data support a direct interaction between SgnC and SgmX in vivo. Localization studies demonstrated that SgnC dynamically localizes to the leading cell pole, and is recruited to this pole by SgmX through direct interaction. In turn, SgnC stimulates SgmX polar localization directly, resulting in increased MglA and PilB localization at the leading cell pole. Therefore, MglA/SgmX/SgnC
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establishes positive feedback that reinforces their polar localization, as well as PilB polar localization and T4aP extension. Our localization studies also demonstrate that SgnC inhibits the polar localization of Frz chemosensory signaling effector FrzZ-P to the leading cell pole, which was shown to be recruited to the leading cell pole in a MglA-dependent manner.
Importantly, our data suggest that SgnC reduces sensitivity to Frz chemosensory signaling by two distinct mechanisms. First, SgnC inhibits the polar binding of the FrzZ-P at the leading cell pole via an unknown mechanism and this inhibition overcomes the stimulation of FrzZ-P polar localization by MglA. Second, by establishing the MglA/SgmX/SgnC positive feedback that reinforces the polar localization of MglA, SgnC would make the polarity module more resistant to Frz signaling.Stäbchenförmigen Myxococcus xanthus Zellen bewegen sich mit Hilfe von Typ-IVa-Pili (T4aP)-abhängiger Motilität und Gleiten über Oberflächen mit Vorder-Rück definierter Polarität. Diese Vorder-Rück-Polarität wird bei M. xanthus durch Polaritätsmodulproteine aufrechterhalten. Die Ras-ähnliche GTPase MglA ist der Ausgang dieses Moduls und stimuliert in ihrer GTP-gebundenen Form die Bildung von Motilitätsmaschinen am vorderen Zellpol durch Interaktion mit ihren Effektorproteinen. Die durch das Polaritätsmodul festgelegte Vorder-Rück-Polarität wird gelegentlich während zellulärer Umkehrungen umgeschaltet, wodurch sich die Zellen in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Diese zellulären Umkehrungen werden durch ein Signal des chemosensorischen Systems Frz ausgelöst und kehren das Lokalisierungsmuster der Polaritätsmodulproteine um. Der molekulare Mechanismus dieser Umschaltung und die allgemeine Regulierung der Motilität sind noch nicht vollständig geklärt.
In dieser Studie wollten wir zusätzliche Proteine identifizieren, die an der Regulierung der Motilität in M. xanthus beteiligt sind. Insbesondere konzentrierten wir uns auf PATAN-Domänen-enthaltende Proteine, da die PATAN-Domäne kürzlich als die wichtigste Ausgangsdomäne identifiziert wurde, die direkt an den T4aP-Verlängerungsmotor bindet, um die Motilität in Synechocystis-Arten zu regulieren. Das Genom von M. xanthus kodiert für 15 PATAN-Domänen-Proteine, darunter SgnC, SgmC und PglH, die alle mit der Motilität in Verbindung gebracht wurden. Im Gegensatz zu den Synechocystis-Proteinen enthalten sechs der 15 PATAN-Domänen-Proteine in M. xanthus eine α-Clip-Insertion innerhalb der PATAN-Domäne, die ein MshEN_N c-di-GMP-Bindungsmotiv bildet. Da c-di-GMP mit der Regulierung der T4aP-abhängigen Motilität in M. xanthus zusammenhängt, untersuchten wir die Rolle dieser sechs PATAN-Domänenproteine mit MshEN_N-Insertion bei der Regulierung der Motilität in M. xanthus anhand eines Kandidatenansatzes. Insbesondere konnten wir feststellen, dass SgnC für beide Motilitätssysteme von M. xanthus wichtig ist.
Als Nächstes untersuchten wir die molekulare Rolle von SgnC bei der Motilität von M. xanthus und stellten fest, dass SgnC zelluläre Umkehrungen auf eine vom chemosensorischen System von Frz abhängige Weise hemmt. Diese Hemmung ist unabhängig von der c-di-GMP-Bindung durch SgnC und geht nicht mit Veränderungen bei der Akkumulation von motilitätsassoziierten Proteinen einher. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass sich SgnC in der Nähe der Proteine befindet, die die T4aP-Bildung
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regulieren, wie z. B. SgmX, FrzS und SopA, wie Proximity-Labeling-Experimente zeigten. Unsere Daten belegen folglich eine direkte Interaktion zwischen SgnC und SgmX in vivo. Lokalisierungsstudien zeigten, dass sich SgnC dynamisch am vorderen Zellpol lokalisiert und von SgmX durch direkte Interaktion an diesen Pol gelockt wird. Im Gegenzug stimuliert SgnC die polare Lokalisierung von SgmX direkt, was zu einer verstärkten Lokalisierung von MglA und PilB am vorderen Zellpol führt. MglA/SgmX/SgnC stellen also eine positive Rückkopplung her, die ihre polare Lokalisierung sowie die polare Lokalisierung von PilB und die T4aP-Verlängerung verstärkt. Unsere Lokalisierungsstudien zeigen auch, dass SgnC die polare Lokalisierung des chemosensorischen Frz-Signaleffektors FrzZ-P am vorderen Zellpol hemmt, von dem gezeigt wurde, dass er in einer MglA-abhängigen Weise am vorderen Zellpol rekrutiert wird.
Unsere Daten deuten darauf hin, dass SgnC die Empfindlichkeit gegenüber chemosensorischen Frz-Signalen durch zwei verschiedene Mechanismen reduziert. Erstens hemmt SgnC die polare Bindung von FrzZ-P am vorderen Zellpol über einen unbekannten Mechanismus, und diese Hemmung hebt die Stimulation der polaren Lokalisierung von FrzZ-P durch MglA auf. Zweitens würde SgnC durch die Schaffung einer positiven Rückkopplung zwischen MglA/SgmX/SgnC, die die polare Lokalisierung von MglA verstärkt, das Polaritätsmodul resistenter gegen Frz-Signale machen
Neurocognitive dynamics of preparatory and adaptive cognitive control: Insights from mass-univariate and multivariate pattern analysis of EEG data
No full textCognitive control refers to humans’ ability to willingly align thoughts and actions with internally represented goals. Research indicates that cognitive control is not one-dimensional but rather integrates multiple sub-processes to cope with task demands successfully. In particular, the dynamic interplay between preparatory (i.e., prior to goal-relevant events) and adaptive (i.e., in response to unexpected demands) recruitment of neural resources is believed to facilitate successful behavioural performance. However, whether preparatory and adaptive processes draw from independent or shared neural resources, and how these align in the information processing stream, remains unclear. To address these issues, we recorded electroencephalographic data from 52 subjects while they performed a computerised task. Using a combination of mass-univariate and multivariate pattern analysis procedures, we found that different types of control triggered distinct sequences of brain activation patterns, and that the order and temporal extent of these patterns were dictated by the type of control used by the participants. Stimuli that fostered preparatory recruitment of control evoked a sequence of transient occipital-parietal, sustained central-parietal, and sustained fronto-central responses. In contrast, stimuli that indicated the need for quick behavioural adjustments triggered a sequence of transient occipital-parietal, fronto-central, and central parietal responses. There was also a considerable degree of overlap in the temporal evolution of these brain activation patterns, with behavioural performance being mainly related to the magnitude of the central-parietal and fronto-central responses. Our results demonstrate how different neurocognitive mechanisms, such as early attentional allocation and subsequent behavioural selection processes, are likely to contribute to cognitive control. Moreover, our findings extend prior work by showing that these mechanisms are engaged (at least partly) in parallel, rather than independently of each other.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Early risk predictors of acute kidney injury and short-term survival during Impella support in cardiogenic shock
No full textAcute kidney injury (AKI) is one of the most frequent and prognostic-relevant complications of cardiogenic shock (CS) complicating myocardial infarction (MI). Mechanical circulatory assist devices (MCS) like left ventricular Impella microaxial pump have increasingly been used in the last decade for stabilization of hemodynamics in those patients. Moreover, a protective effect of Impella on renal organ perfusion could recently be demonstrated. However, data identifying early risk predictors for developing AKI during Impella support in CS are rare. Data of hemodynamics and renal function from 50 Impella patients (January 2020 and February 2022) with MI-related CS (SCAI stage C), were retrospectively analyzed using e.g. multivariate logistic regression analysis as well as Kaplan–Meier curves and Cox regression analysis. 30 patients (60%) developed AKI. Central venous pressure as an indicator for venous congestion (OR 1.216, p = 0.02), GFR at admission indicating existing renal damage (OR 0.928, p = 0.002), and reduced central venous oxygen saturation (SvO2) as a marker for decreased tissue perfusion (OR 0.930, p = 0.029) were independently associated with developing an AKI. The 30-day mortality rate was significantly higher in patients with AKI stage 3 (Stage 1: 0%, Stage 2: 0%, Stage 3; 41.6%, p = 0.014) while AKI stage 3 (HR 0.095, p = 0.026) and norepinephrine dosage (HR 1.027, p = 0.008) were independent predictors for 30-day mortality. AKI as a complication of MI-related CS occurs frequently with a major impact on prognosis. Venous congestion, reduced tissue perfusion, and an already impaired renal function are independent predictors of AKI. Thus, timely diagnostics and a focused treatment of the identified factors could improve prognosis and outcome.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Entschlüsselung der prokaryotischen Vielfalt und symbiotischen Beziehungen in der Termitendarm-Mikrobiota
No full textThe gut of termites is a complex ecosystem that hosts diverse prokaryotic communities.
Many Bacteria and Archaea within this ecosystem engage in ancient symbiotic relationships
with cellulolytic flagellates, which are essential for lignocellulose digestion and take part in
intricate metabolic interactions. Due to difficulties cultivating these microbes, my doctoral
research focused on culture-independent approaches, including deep sequencing of gut
sections and flagellate suspensions, as well as metagenomic studies and fluorescence in situ
hybridization (FISH).
I developed the latest version of the Dictyopteran gut microbiota reference Database
(DictDb), which serves as an updated 16S rRNA gene reference for automated classification
of 16S amplicons. Key findings from this research include a taxonomic revision of
methanogenic Archaea colonizing arthropod guts, the analysis of the diversity and host
colonization patterns of filamentous Lachnospiraceae (Arthromitus), and improved
classification of termite-specific lineages. Notable taxa identified and expanded upon include
the primarily flagellate-associated Azobacteroidaceae (Bacteroidota), the highly diverse
homoacetogenic Breznakiellaceae (Spirochaetota), the cellulolytic Fibromonas
(Fibrobacterota), the rare Elusimicrobium (Elusimicrobiota), the termite-specific
Bifidobacteriaceae (Actinomycetota), and the putative energy parasites of the Opitutales
(Verrucomicrobiota).
Among the termite gut metagenome-assembled genomes (MAGs) recovered in a recent
study, I identified four new genera within the family Bifidobacteriaceae: Ancillula,
Opitulatrix, Servula, and Nutricula, expanding on the first report of protist-associated
Actinomycetota. The new species exhibit diverse biosynthetic capabilities. Members of
Opitulatrix have largely lost the ability to produce amino acids and cofactors, relying on
nutrients from their flagellate hosts, while Ancillula retains significant biosynthetic capacity.
Most termite-specific Bifidobacteriaceae retain an export system for threonine and serine
(ThrE), providing evidence of nutrient exchange with their flagellate hosts. Furthermore, the
observed genome erosion in this clade is balanced by horizontal gene transfer events within
the termite gut microbiota, supporting the hypothesis of convergent evolution among termite
gut flagellate symbionts.Der Darm von Termiten ist ein komplexes Ökosystem, das vielfältige prokaryotische
Gemeinschaften beherbergt. Viele Bakterien und Archaeen innerhalb dieses Ökosystems
gehen uralte symbiotische Beziehungen mit cellulolytischen Flagellaten ein, die für den
Abbau von Lignocellulose unerlässlich sind und an komplexen metabolischen
Wechselwirkungen teilnehmen. Aufgrund von Schwierigkeiten bei der Kultivierung dieser
Mikroben konzentrierte sich meine Doktorarbeit auf kultivierungsunabhängige Ansätze,
darunter die Sequenzierung von Darmabschnitten und Flagellat-Suspensionen sowie
metagenomische Studien und Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH).
Ich entwickelte die neueste Version der Dictyopteran Gut microbiota reference Database
(DictDb), die als aktualisierte 16S-rRNA-Genreferenz für die automatisierte Klassifikation
von 16S-Amplicons dient. Wichtige Erkenntnisse aus dieser Forschung umfassen eine
taxonomische Revision der methanogenen Archaeen, die Arthropodendärme besiedeln, die
Analyse der Vielfalt und Besiedlungsmuster von filamentösen Lachnospiraceae
(Arthromitus) sowie eine verbesserte Klassifikation termitenspezifischer Linien. Zu den
bemerkenswerten identifizierten und erweiterten Taxa gehören die vorwiegend
flagellatenassoziierten Azobacteroidaceae (Bacteroidota), die hochdiversen
homoacetogenen Breznakiellaceae (Spirochaetota), die cellulolytischen Fibromonas
(Fibrobacterota), das seltene Elusimicrobium (Elusimicrobiota), die termitenspezifischen
Bifidobacteriaceae (Actinomycetota) und die mutmaßlichen Energieparasiten der Opitutales
(Verrucomicrobiota).
Unter den in einer vorherigere Studie identifizierten metagenomisch assemblierten Genomen
(MAGs) des Termitendarms konnte ich vier neue Gattungen innerhalb der Familie
Bifidobacteriaceae identifizieren: Ancillula, Opitulatrix, Servula und Nutricula, wodurch der
erste Bericht über protistenassoziierte Actinomycetota erweitert wurde. Die neuen Arten
zeigen vielfältige biosynthetische Fähigkeiten. Mitglieder von Opitulatrix haben weitgehend
die Fähigkeit verloren, Aminosäuren und Cofaktoren zu produzieren, und sind auf Nährstoffe
von ihren Flagellatenwirten angewiesen, während Ancillula eine signifikante biosynthetische
Kapazität beibehält. Die meisten termitenspezifischen Bifidobacteriaceae besitzen ein
Export-System für Threonin und Serin (ThrE), was einen Hinweis auf einen
Nährstoffaustausch mit ihren Flagellatenwirten liefert. Darüber hinaus wird der beobachtete
Genomabbau in dieser Klade durch horizontale Genübertragungsereignisse innerhalb der
Termiten-Darmmikrobiota ausgeglichen, was die Hypothese einer konvergenten Evolution
unter den Symbionten von Termitendarmflagellaten stützt