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Olfaktorische Modulation der kognitiven Entwicklung
Get PDFWie die sensorische Wahrnehmung mit höheren kognitiven Funktionen interagiert, ist ein faszinierendes Thema in der Neurowissenschaft. Im erwachsenen Gehirn beeinflusst der Geruchssinn höhere kognitive Fähigkeiten. Obwohl im erwachsenen Gehirn enge anatomische Verbindungen zwischen dem olfaktorischen System und dem kortikal-hippocampalen Netzwerk beschrieben wurden, ist die funktionelle Entwicklung dieser Strukturen noch immer kaum verstanden. Da der Geruchssinn zu den ersten Sinnen gehört, die bei der Geburt funktionsfähig sind, könnte er die kognitive Entwicklung fördern. Diese Hypothese erfordert zuverlässige Beweise auf neurobiologischer Ebene.
Nagetiere sind im Vergleich zum Menschen altrisch und können daher bereits in einem neonatalen Stadium untersucht werden, das in etwa der mittleren und späten der menschlichen Embryogenese entspricht, wenn der Geruchssinn bereits funktionsfähig ist. Zunehmende Evidenz aus Studien an Nagetieren hat gezeigt, dass die Entwicklung der sensorischen Kortexregionen während der neonatalen Phase entscheidend von der endogen generierten elektrischen Aktivität der jeweiligen sensorischen Systeme abhängt. Im Gegensatz dazu ist über den frühen sensorischen Einfluss auf Hirnregionen höherer Ordnung, insbesondere auf jene, die an den kognitiven Fähigkeiten im Laufe der Entwicklung beteiligt sind, viel weniger bekannt ist. Mehrere neuere Forschungsarbeiten zeigen, dass endogene und durch Geruch hervorgerufene Aktivität im Riechkolben (olfactory bulb, OB) von neugeborenen Mäusen die oszillatorische Synchronisation des lateralen entorhinalen Kortex (lateral entorhinal cortex, LEC), des Hippocampus (HP) und des präfrontalen Kortex (prefrontal cortex, PFC). Neugeborene Mäuse sind bis zur dritten postnatalen Woche blind und taub und haben nur begrenzte sensomotorische Fähigkeiten. Die Frage, ob die frühe Olfaktorische Wahrnehmung, insbesondere der vom OB verarbeitenden Information, die funktionelle Ausbildung kognitiver Fähigkeiten beeinflusst, bleibt jedoch offen.
In dieser Dissertation versuche ich, die Rolle neonatalen olfaktorischen afferenten Inputs für der funktionellen Entwicklung des nachgeschalteten entorhinal-hippocampalen Netzwerks zu identifizieren, indem ich die synaptischen Übertragung der wichtigsten olfaktorischen Ausgangsneuronen——der Mitral-/Tufted-Zellen (mitral/tufted cells, M/TCs) – vom 8. bis 10. postnatalen Tag mit Hilfe chemogenetischer Methoden ausschalte. Unter Anwendung einer breiten Palette fortschrittlicher neurowissenschaftlicher Methoden, darunter elektrophysiologische In-vivo-Aufzeichnungen, Optogenetik, morphologischen Beschreibung und Verhaltenstests, beobachte ich die langfristigen Folgen dieser vorübergehenden Manipulation auf die Aktivität und Kommunikation innerhalb der olfaktorisch-kortikalen-hippokampalen Netzwerke sowie die damit verbundenen kognitiven Funktionen. Die Ergebnisse zeigen eine dauerhafte Auswirkunge der neonatalen OB-Aktivität auf die Synchronisation der Aktivität des entorhinal-hippocampalen Netzwerks und die neuronale Struktur der HP-projizierenden Neuronen im LEC. Darüber hinaus führt eine vorübergehende Ausschaltung von M/TC während der Neugeborenenphase zu tiefgreifenden Beeinträchtigungen des Lernens und des Gedächtnisses, welche von entorhinal-hippocampalen Funktionen abhängen.
Zusammengefasst bestätigen die Ergebnisse, dass neonatale olfaktorische Inputs ein entscheidender Modulator für die funktionelle Entwicklung von kortikal-hippokampalen Netzwerken und daraus folgend der kognitive Entwicklung ist. Vor diesem Hintergrund haben wir die Funktionen des Geruchsnetzwerks in einem Mausmodell für neuropsychiatrische Störungen getestet, bei dem eine abnorme kortikal-hippokampale Vernetzung während des Neugeborenenstadiums festgestellt worden war. Die reduzierte Spontanaktivität im OB und seine Kopplung mit dem kortikal-hippocampalen Netzwerk bestätigen Defizite im olfaktorischen Netzwerk in diesem Modell, was mit den früh auftretenden olfaktorischen Dysfunktionen in einem breiten Spektrum neurologischer Erkrankungen mit kognitiven Beeinträchtigungen übereinstimmt.
Insgesamt zeigt die Arbeit in dieser Dissertation einen modulierenden Effekt der olfaktorischen Inputs, insbesondere der OB-Aktivität, in den frühen postnatalen Tagen auf die strukturelle und funktionelle Entwicklung höherer Gehirnschaltkreise, die kognitiven Fähigkeiten zugrunde liegen. Dies bietet neue Einblicke in den Geruchssinn, die über die ursprüngliche Sinneswahrnehmung hinausgehen, und könnte dazu beitragen, neue Prinzipien für die Entwicklung von therapeutischen Strategien für neurologische Entwicklungsstörungen zu entwickeln
Sicherheitsprobleme und Fallstricke drahtloser Kommunikationsprotokolle
Get PDFWireless communication can be divided into three stages: Device discovery, connection establishment and data transfer. In the first stage, device discovery, the communicating parties have to be made aware of each other’s presence. In the subsequent initialisation of the connection, the parties exchange communication parameters, for instance to provide data encryption or authentication. Upon finalisation of this stage, data can be exchanged.
From a security research perspective, each of these stages exhibit their own specific pitfalls: In device discovery, maintaining the anonymity and privacy of the device bearer is crucial. This ensures that albeit devices are mobile and capable of communication, they are not misused for tracking or tracing of their users. This is explored by using probe requests as an exemplary technology: Probe requests are packets transmitted by Wi-Fi capable devices to identify known Wi-Fi networks within proximity. When probe requests were first implemented as a means of device discovery, they typically contained the Universally Administered Address (UAA) – the hardcoded Media Access Control (MAC) address – of the sender, and additionally often a whole list of known Service Set Identifiers (SSIDs). Both attributes allow for trivial device fingerprinting, and therefore both tracking and tracing of their users. While privacy preserving techniques subsequently introduced safeguarded their user’s privacy more efficiently, probe requests still contain enough information to enable attackers to track their user’s devices. This dissertation discusses four means of protecting user privacy in the phase of device discovery, the latter three of which were newly devised in the context of this dissertation: The first suggests to cease the use of active discovery, relying on improved passive discovery instead. The latter concern firstly, the reduction of probe requests content, in order to unify them in their appearance and inhibit tracking. Secondly, the use of a generic MAC address for probing instead of inadequately implemented randomisation schemes to prevent information inference via the MAC address. And thirdly, a hash-based scheme for covert SSID transmission that would enable the privacy-friendly probing for hidden networks.
The second stage, connection establishment, is a particularly vulnerable stage from a security perspective, since key material is exchanged for the subsequent data transfer. If the keys are compromised, all subsequent communication can be decrypted by the attacker, and possibly even forged. This is explored using the example of public Wi-Fi networks and their susceptibility to passive and active attacks, and the use of a Virtual Private Network (VPN) to protect users in such insecure environments. With the help of a VPN, both metadata as well as the content of the communication can be protected from eavesdropping and modifications. But during connection establishment, particularly in public Wi-Fi networks, VPNs can exhibit undesired behaviour: One is the leakage of data during VPN tunnel establishment. The other is the possible inability to use a VPN in a public network containing a captive portal, resulting in a captive deadlock: A VPN application attempting to connect to its dedicated servers, but not programmed to allow for captive portal detection can leave their users caught in a captive portal, in which neither captive portal remediation is possible, nor connection establishment with the VPN servers. For this problem, this dissertation provides a solution that enables privacy-friendly and leakage-free use of VPNs in public Wi-Fi networks by proposing a scheme for selective VPN bypassing to mitigate captive deadlocks.
In the stage of data transfer, the authenticity and integrity of the transmitted messages is of particular importance. This is explored using the Automatic Dependant Surveillance-Broadcast (ADS-B) protocol as an example, a broadcasting system for aircraft, featuring neither encryption nor integrity protection or authentication. Therefore, ADS-B messages are neither protected from eavesdroppers nor from attackers injecting own messages into the system. To mitigate this, various approaches can be used, ranging from retrofitted cryptographic protection to radiometric fingerprinting or origin verification. This thesis explores the applicability of the distinct approaches and introduces an additional one: LoVe, a Location Verification scheme using distributed public sensors.
Using the three protocols as case studies, this dissertation explores the challenges and pitfalls wireless protocols can present, and mitigations and countermeasures that can enhance the security and privacy of their users.Drahtlose Kommunikation kann in drei Phasen eingeteilt werden: Geräteerkennung, Verbindungsaufbau und Datenübertragung. In der ersten Phase müssen die kommunizierenden Parteien einander finden. Im anschließenden Verbindungsaufbau tauschen die Parteien Kommunikationsparameter aus, um beispielsweise Verschlüsselung, Authentifizierung oder Integritätsüberprüfung zu ermöglichen. Nach Abschluss dieser Phase können Daten übertragen werden.
Aus der Perspektive der Sicherheitsforschung weist jede dieser Phasen ihre eigenen Fallstricke auf: Während der Geräteerkennung ist die Wahrung der Anonymität und Privatsphäre entscheidend, um sicherzugehen, dass die mobilen Geräte nicht zum Tracking ihrer Nutzer:innen verwendet werden. Dies wird anhand von Probe Requests untersucht: Probe Requests sind Pakete, die WLAN-fähige Geräte übermitteln, um bekannte WLAN-Netzwerke in Reichweite zu identifizieren. Die erste Generation von Probe Requests propagierte oftmals die Universally Administered Address (UAA) – die hardgecodete Media Access Control (MAC)-Adresse des WLANHarewaremoduls des mobilen Gerätes – und oft auch eine Liste bekannter Service Set Identifier (SSID). Beide Attribute ermöglichen ein einfaches Fingerprinting von Geräten und somit auch das Tracking und Tracing ihrer Nutzer:innen. Obwohl später eingeführte Techniken die Privatsphäre weniger stark kompromittieren, enthalten Probe Requests nach wie vor ausreichend Informationen, um Angreifer:innen das Tracking zu ermöglichen. Diese Dissertation diskutiert vier Möglichkeiten zum Schutz der Privatsphäre der Nutzer:innen in der Phase der Geräteerkennung, von denen die letzten drei im Rahmen dieser Dissertation neu entwickelt wurden: Die erste betrifft die Nutzung von Passive Discovery anstelle von Active Discovery, dabei wird auf die Übertragung von Probe Requests verzichtet und stattdessen Geräteerkennung ausgehend vom Access Point (AP) betrieben. Die anderen drei betreffen erstens die Reduzierung des Inhalts von Probe Requests, um sie zu vereinheitlichen und das Tracking zu erschweren. Zweitens wird die Verwendung einer generischen MACAdresse während der Geräteerkennung anstelle von ungenügend implementierten Randomisierungsschemata erforscht, um die Möglichkeit des Informationsgewinns über die MAC-Adresse zu reduzieren. Der dritte Ansatz führt ein hashbasiertes Schema für die verdeckte Übertragung von SSIDs ein. Dies ermöglicht die datenschutzfreundliche Erkennung versteckter Netzwerke.
Die zweite Phase, der Verbindungsaufbau, ist aus der Sicherheitsperspektive eine besonders vulnerable Phase, da in dieser Phase das Schlüsselmaterial für die anschließende Datenübertragung ausgetauscht wird. Im Fall der Schlüsselkompromittierung kann die gesamte nachfolgende Kommunikation von Angreifenden entschlüsselt und möglicherweise sogar gefälscht werden. Dies wird am Beispiel von öffentlichen WLAN-Netzen und deren Anfälligkeit für passive und aktive Angriffe und der Verwendung eines Virtual Private Network (VPN) zum Schutz der Nutzer:innen untersucht. Mit Hilfe eines VPNs können sowohl Metadaten als auch der Inhalt der Kommunikation vor dem Abhören und der Modifikation geschützt werden. Speziell in öffentlichen WLAN-Netzen kann während des Verbindungsaufbaus unerwünschtes Verhalten auftreten. Einerseits existiert die Möglichkeit von Datenlecks während des VPN-Tunnelaufbaus. Andererseits verfügen viele VPNApplikationen nicht über Erkennungsmöglichkeiten von Captive Portals, welche häufig in öffentlichen Netzen anzutreffen sind. Das kann zu einem Captive Deadlock führen: Eine VPN-Anwendung, die versucht, eine Verbindung zu ihren dedizierten Servern herzustellen, aber nicht über Captive Portal-Erkennung verfügt, kann ihre Benutzer:innen im Captive Portal gefangen halten, in dem weder die Bedingungen des Captive Portal erfüllt werden, noch ein Verbindungsaufbau mit den VPN-Servern möglich ist. Diese Dissertation löst dieses Problem, indem sie eine datenschutzfreundliche und datenleckfreie Nutzung von VPNs in öffentlichen WLAN-Netzen vorschlägt, bei der selektiv nur die für die Captive Portal-Auflösung relevante Datenübertragung erlaubt wird.
In der dritten Phase, der Datenübertragung, sind die Integrität und Authentizität der übermittelten Nachrichten besonders relevant. Dies wird am Beispiel des Automatic Dependant Surveillance-Broadcast (ADS-B)-Protokolls untersucht, einem Nachrichtenübermittlungssystem für Flugzeuge, das weder Verschlüsselung noch Integritätsschutz oder Authentifizierung bietet. Die unverschlüsselten ADS-B-Nachrichten können deswegen mitgeschnitten werden, und der mangelnde Schutz der Integrität und Authentizität ermöglicht es Angreifer:innen zusätzlich, eigene Nachrichten in das System einzufügen. Um dies zu verhindern, können verschiedene Ansätze verwendet werden: Auf der einen Seite können kryptographische Schutzmaßnahmen nachgerüstet werden, auf der anderen Seite Fingerabdrücke des Funksignals genommen oder der Signalursprung verifiziert werden. Diese Dissertation untersucht die Anwendbarkeit der verschiedenen existierenden Ansätze. Zusätzlich führt sie einen weiteren Ansatz ein: LoVe (Location Verification), ein Protokoll zur Verifikation des Signalursprungs, das mithilfe von crowdsourced Sensoren eine Datenbasis zum Abgleich neu eingepflegter Daten erstellt.
Anhand dieser drei Beispiele untersucht diese Dissertation typische Herausforderungen und Probleme drahtloser Kommunikation. Diese werden als Grundlage genommen, um Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit und Privatsphäre zu präsentieren, zu implementieren und zu evaluieren
Duration and Clinical Implications of Fecal Viral Shedding of Hepatitis E Genotype 3: Insights from a Prospective Study
Get PDFHintergrund: Während bereits beschrieben wurde, dass die Dauer der Hepatitis-E-Virus (HEV)-Ausscheidung im Stuhl in Indien, einer Region, die endemisch für HEV-Genotyp 1 ist, bis zu 30 Tage dauern kann, wurde dies in Regionen, die endemisch für HEV-Genotyp 3 sind, wie Deutschland, bisher nicht untersucht. Um das Risiko einer potentiellen Übertragung durch den Stuhl eines infizierten Patienten zu erfassen, ist es entscheidend zu wissen, wie lange HEV ausgeschieden wird und wie sich dies auf die Kontamination von Oberflächen auswirkt.
Methoden: In dieser prospektiven Beobachtungsstudie haben wir Blut-, Stuhl- und Urinproben von 12 immunkompetenten Patienten mit akuter HEV-Infektion getestet.
Zusätzlich wurden in einer weiteren Studie 13 Patienten mit Hepatitis E nach Toilettenbenutzung auf Oberflächenkontamination untersucht. Die HEV-RNA-Konzentrationen in den Proben wurden mithilfe des Cobas TaqMan™ PCR-Assays zum Zeitpunkt der Diagnose und während zweiwöchentlicher Nachuntersuchungen gemessen. Die Nachuntersuchungen wurden fortgesetzt, bis alle Proben negativ auf HEV-RNA getestet wurden.
Ergebnisse: Die Studie umfasste 12 immunkompetente Patienten (8 Männer und 4 Frauen, im Alter von 39-83 Jahren), die die HEV-Infektion autochthon erworben hatten.
Zehn dieser Patienten hatten eine akute Hepatitis E, und zwei waren asymptomatische Blutspender mit HEV-Infektion. Ein signifikanter Anteil der Patienten (83 %, n=10) schied HEV im Stuhl aus. Die maximale Dauer der Virämie (Vorhandensein des Virus im Blut) betrug 12 Wochen, mit einer durchschnittlichen Dauer von 7 ± 2 Wochen. Die fäkale Virusausscheidung dauerte bis zu 8 Wochen, mit einer durchschnittlichen Dauer von 4 ± 2 Wochen. Sobald das Virus im Stuhl nicht mehr nachweisbar war, trat es nicht wieder auf. Die Untersuchung der Umweltkontamination zeigte, dass HEV-RNA bei sechs Patienten auf dem Toilettensitz nachgewiesen wurde, mit CT-Werten, die auf sehr geringe Kontaminationsniveaus hinweisen. Die Spültaste zeigte einen Nachweis bei drei Patienten, die Wasserhahngriffe bei fünf und die Türgriffe bei zwei Patienten. Die Viruslast im Blut korrelierte tendenziell mit der Oberflächenkontamination, jedoch war die Korrelation nicht signifikant. Dies deutet darauf hin, dass hohe Viruslasten im Blut nicht zwingend zu hoher Kontamination von Oberflächen führen.
Schlussfolgerung: HEV-Infektionen in Deutschland können länger andauern als zuvor aus Indien beschrieben. Während die Viruslast im Blut bei Diagnosestellung zur Vorhersage der Dauer der Virämie verwendet werden kann, sagt die initiale Viruslast im Stuhl die Dauer der HEV-Ausscheidung nicht zuverlässig voraus. Die Ergebnisse der Umweltkontamination zeigen, dass die Kontamination von Oberflächen durch HEV relativ gering ist, was auf ein geringes Risiko der Übertragung über kontaminierte Oberflächen innerhalb eines Haushalts hindeutet. Wiederholte Stuhltests bei Patienten,die das Virus auf andere übertragen könnten, sind daher weiterhin erforderlich
Prädiktiver Wert von standarddiagnostischen Verfahren für SARS-CoV-2-Infektionen vor und nach dem Tod
Get PDFDiese Doktorarbeit untersucht den prädiktiven Wert von diagnostischen Verfahren in lebenden und verstorbenen COVID-19 Patienten. In einer Kohorte von COVID-19 Patienten auf der Intensivstation wurde ein Zusammenhang zwischen den Viruslasten in verschiedenen Kompartimenten in den ersten 30 Tagen nach Aufnahme und der 90-Tage-Gesamtmortalität festgestellt. Für die oberen Atemwege (URT) zeigten sich bei Aufnahme höhere Viruslasten bei Patienten mit Exitus, jedoch nicht während des Nachbeobachtungszeitraums (p=0,14). Für die unteren Atemwege (LRT) ergaben sich keine Hinweise auf einen Viruslastunterschied zwischen überlebenden und versterbenden Patienten bei Aufnahme, jedoch wurden unter Patienten mit Exitus während des Nachbeobachtungszeitraums höhere Viruslasten beobachtet: Jede 10-fache Erhöhung der Viruslast im LRT in den ersten 30 Tagen war mit einer 33% Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der 90-Tage-Gesamtmortalität verbunden (p<0,0001). Im Blut wurden bei versterbenden Patienten höhere Viruslasten bei der Aufnahme und während des Nachbeobachtungszeitraums beobachtet: Jeder 10-fache Anstieg der Viruslast im Blut in den ersten 30 Tagen war mit einer 434% Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der 90-Tage-Gesamtmortalität verbunden (p<0,0001). Angesichts der unterschiedlichen Zeitspanne bis zur Virusbeseitigung bei Patienten mit und ohne Exitus könnte eine anhaltend hohe Viruslast, insbesondere im Blut, als Frühindikator für das spätere Versterben dienen. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die potenzielle Infektiosität von verstorbenen COVID-19 Patienten und der prädiktive Wert von diagnostischen Verfahren für die fortbestehende Infektiosität untersucht. Die postmortale Virusstabilität wurde durch eine Reihe von Experimenten nachgewiesen: Es wurde kein Zusammenhang zwischen nasopharyngealen Viruslast bei Leichenannahme und postmortalen Intervallen festgestellt. Auch sequenzielle nasopharyngeale Viruslasten von Annahme bis zu 168 Stunden nach Leichenannahme ergaben keine Anzeichen für eine Abnahme viraler RNA. Lebensfähige Viren konnten bei 20% der verstorbenen COVID-19 Patienten bis zu 13 Tage postmortal mittels Zellkultur aus den nasopharyngealen Proben isoliert werden. Eine schwache Evidenz für einen Unterschied in den erwarteten und beobachteten Anteilen erfolgreicher Viruskulturen zwischen Patienten mit und ohne Fäulnisveränderungen deuten darauf hin, dass der postmortale Zerfallsprozess die Infektiosität im postmortalen Umfeld beeinflusst. Es wurde kein Zusammenhang zwischen der Viruslast und dem Ergebnis der Viruskultur beobachtet. Viruskulturergebnisse korrelieren mit der Serokonversion für anti-Spike Antikörper und anti-Spike Antikörperspiegeln. Weiterhin bestand ein schwacher Zusammenhang zwischen dem AgRDT Ergebnis und dem Ergebnis der Viruskultur. Antigen-Schnelltests zeigten eine hohe Sensitivität (80-86 %) und Spezifität (92-100 %) für den Nachweis von SARS-CoV-2 in postmortalen nasopharyngealen Proben im Vergleich zur RT-PCR
Sentinel-Lymphknoten-Biopsie als minimal invasive Behandlung für orale Plattenepithelkarzinome im Frühstadium
No full textDiese Studie wurde durchgeführt, um die Sicherheit der Sentinel-Lymphknotenbiopsie bei cT1- und cT2- oralen Plattenepithelkarzinomen als Alternative zur elektiven Neck Dissection hinsichtlich der Rezidivrate am Hals zu untersuchen. Eines der Hauptprobleme bei der klinischen Anwendung der Sentinel-Lymphknotenbiopsie ist derzeit die Auswahl der geeigneten Fälle.
In einer retrospektiven Analyse wurden alle Patienten mit oralem Plattenepithelkarzinom im Frühstadium erfasst, die in den Jahren 2011 bis 2018 in der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Allgemeinen Krankenhauses Nürnberg der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität in Mittelfranken mit einer SLNB behandelt wurden. Alle 52 Patienten wurden anhand der klinischen Untersuchung und der kontrastmittelverstärkten CT als cN0 eingestuft. Die Patienten wurden mit einer lokalen Resektion und gleichzeitiger Sentinel-Lymphknotenbiopsie behandelt. Patienten mit positivem Sentinel-Lymphknoten wurden mit einer nachgezogenen Neck Dissection behandelt, gefolgt von einer Radio(chemo)therapie je nach Einzelfall. Patienten mit negativem SLN wurden in die strukturierte Tumornachsorge einbezogen.
9 der 52 Patienten wiesen Metastasen im Sentinel-Lymphknoten auf. Die Rezidivrate am Hals lag in beiden Gruppen bei 0 % mit einem Konfidenzintervall von 0 - 7,2 %. Die mittlere Nachbeobachtungszeit betrug 35,2 Monate. In 16 (31 %) Fällen wurden ein oder mehrere Lymphknoten auf der kontralateralen Halsseite reseziert.
Unsere Studie zeigt starke Hinweise darauf, dass die SLNB ein sicheres und zuverlässiges diagnostisches und therapeutisches Instrument für die Behandlung von oralen Plattenepithelkarzinomen im Frühstadium mit unauffälligen Halslymphknoten ist. Zwischen dem T-Stadium und der Sentinel-Lymphknoten-Positivität besteht eine signifikante Korrelation (p < 0,05). Der Chi-Quadrat-Test zeigte keine Korrelation zwischen Grading und SLN-Positivität
Sediment dynamics in the Pearl River Estuary: evolution of estuarine turbidity maximum
No full textEstuarine Turbidity Maximums (ETMs) represent zones where suspended particulate matter (SPM) concentrations are significantly elevated, occurring at the interface between riverine and marine environments. This has a profound influence on the biogeochemistry and biology of the estuary. The formation and maintenance mechanisms of ETMs depend on the river discharge, sediment load, tides, and estuarine morphology. In the Pearl River Estuary (PRE), hydrodynamics (river discharge, tides, and coastal current) interact with seasonal sediment load and estuarine topography to influence the sediment dynamics. The PRE is a highly variable, complex estuary. In temporal terms, it has undergone significant human-induced changes in its morphology over time, and its sea level has been rising at a rate greater than the global average. In spatial terms, various topographic units have collectively shaped the PRE. This study elucidates the physical mechanism of ETM formation and its response to the historical development and future scenarios. Investigation on the variation of stratification provides the mechanism of hydrodynamic response to morphological changes and climatic changes. Numerical modeling studies on the formation of three ETMs provide insights into different domain mechanisms. Reconstruction of past morphology and simulations under future scenarios shed light on the historical evolution and potential challenges (e.g. sea level rise, coastline change due to land reclamation or natural processes of erosion and deposition, bathymetry change due to dredging etc.) facing the PRE. The thesis aims to provide a basis for the knowledge needed by decision makers to establish science-based management strategies for estuaries under climate change and rapid coastal development
Vorhersage der rechtsventrikulären Volumenreagibilität
No full textEine frühe und zielgerichtete Flüssigkeits- und Volumentherapie hat sich als
vorteilhaft für Mortalität und Outcome kritisch kranker Patienten erwiesen. Der
rechte Ventrikel stellt dabei auf Grund seiner niedrigen kontraktilen Reserve häufig den limitierenden Faktor dar. Daher ist eine Kenntnis der rechtsventrikulären Vorlast und Volumenreagibilität entscheidend um sowohl eine Hyper- als auch eine Hypovolämie zu vermeiden. Dynamische Vorlastvariablen, wie Schlagvolumenoder Pulsdruckvariation, welche sich in Studien als die geeignetsten Variablen zur Steuerung einer Volumentherapie erwiesen haben, spiegeln allerdings derzeit nur die Vorlastanforderungen des linken Ventrikels wider. Bislang wurden noch keine dynamischen Indikatoren für die rechtsventrikuläre Vorlast etabliert. Ziel dieser Studie war es, dynamische Indikatoren der rechtsventrikuläre Vorlast zu berechnen
und auf ihre Fähigkeit zur Vorhersage der ventrikulären Volumenreagibilität hin zu untersuchen. Die Studie wurde als prospektive, experimentelle Studie an 20 narkotisierten Schweinen durchgeführt. Experimentelle Referenzverfahren, wie Mikro-Katheter und Ultraschallflussmesssonden wurden dabei verwendet, um das rechtsventrikuläre Schlagvolumen und den Pulsdruck zu messen. Zur Erfassung der Volumenreagibilität wurde eine Hypovolämie (Entnahme von 20 ml/kg Blut) induziert und anschließend drei Volumenladeschritte durchgeführt. Zur Beurteilung der Fähigkeit der dynamischen rechtsventrikulären Variablen zur Vorhersage der Volumenreaktion, wurde eine ROC-Analyse durchgeführt. Diese zeigte eine Fläche unter der Kurve (AUC) von 0,82 (CI 95% 0,73-0,89; p < 0,001) für die rechtsventrikuläre Schlagvolumenvariation (SVVRV), eine AUC von 0,72 (CI 95% 0,53-0,85; p = 0,02) für die pulmonalarterielle Pulsdruckvariation (PPVPA) und eine AUC von 0,66 (CI 95% 0,51-0,79; p = 0,04) für die systolische pulmonalarterielle Druckvariation (SPVPA). In dieser Arbeit konnte unter experimentellen, standardisierten Bedingungen gezeigt werden, dass die Bestimmung dynamischer Indikatoren der rechtsventrikulären Vorlast möglich ist und potenziell zur Vorhersage der rechtsventrikulären Volumenreagibilität genutzt werden kann
Die Rolle der hepatischen Komplementfaktoren C3 und C5 bei hypertensiven Endorganschäden der Maus
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