Cologne Excellence Cluster on Cellular Stress Responses in Aging Associated Diseases
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(Selbst-)Bild als Deutscher - Eine kulturpsychologische Untersuchung bei Männern im Alter von 18-69 Jahren in den neuen Bundesländern
Get PDFDie vorliegende Untersuchung zum (Selbst-)Bild als Deutscher bei Männern im Alter von 18-69 Jahren in den neuen Bundesländern basiert auf 30 morphologischen Tiefeninterviews zu jeweils 120-150 Minuten und der Analyse mittels des psychologischen Versionengangs. Die Ergebnisse zeigen, dass im Erleben der ostsozialisierten Männer bedeutende Unterschiede im (Selbst-)Bild als Deutscher im Vergleich zu Westdeutschen vorliegen und keine Angleichung stattgefunden hat. Ferner weisen die befragten Männer ein Überforderungserleben mit der pluralistischen Gegenwartskultur auf, das mit einem Rückfall auf regressive Bewältigungs-muster einhergeht, sodass sich die wahrgenommenen Unterschiede zwischen Ost und West vertiefen und ausweiten. Es zeigt sich die Form der gespaltenen Einheit als psychologische Lösung, die aktuell das (Selbst-)Bild als Deutscher ausgestaltet. Eine zentrale Empfehlung der Studie ist die Etablierung einer neuen Reflexions- und Erinnerungskultur, um über die Betonung der Unterschiede von Ost- und Westdeutschland zukünftig in einem neuen (Selbst-) Bild gemeinsam zu wachsen
On the Design and Characterization of Exotic Phases in One Dimension
Get PDFState-of-the-art quantum simulators -- ranging from ultracold atoms and trapped ions to Rydberg arrays and superconducting qubits -- have rapidly evolved into powerful platforms for investigating complex quantum many-body phenomena. In this thesis, we discuss various models and their static and non-equilibrium properties that can be realized on near-term quantum devices. We conduct comprehensive studies on the phases of these models, spanning novel symmetry-protected topological and critical gapless phases in one dimension to the non-equilibrium behavior of localized excitations in one-dimensional quantum chains and extended one-dimensional quantum objects embedded in a two-dimensional quantum magnet. On the technical side, we employ extensive tensor network simulations to validate our findings and introduce new algorithms to determine the lifetime of edge excitations emerging in the symmetry-protected topological phase of fermionic chains. Furthermore, we propose a new variational ansatz to directly search for these novel edge modes in the topological phase. By integrating analytical tools and tensor network simulations, this thesis contributes to the roadmap for establishing quantum simulators as promising tools for investigating complex quantum systems
The impact of cosmic-ray heating on the cooling of the low-metallicity interstellar medium
No full textLow-metallicity environments are subject to inefficient cooling. They also have low dust-to-gas ratios and therefore less efficient photoelectric (PE) heating than in solar-neighbourhood conditions, where PE heating is one of the most important heating processes in the warm neutral interstellar medium (ISM). We perform magnetohydrodynamic simulations of stratified ISM patches with a gas metallicity of 0.02 Z as part of the SILCC project. The simulations include non-equilibrium chemistry, heating, and cooling of the low-temperature ISM as well as anisotropic cosmic-ray (CR) transport, and stellar tracks. We include stellar feedback in the form of far-ultraviolet and ionizing (FUV and extreme ultraviolet, EUV) radiation, massive star winds, supernovae, and CR injection. From the local CR energy density, we compute a CR heating rate that is variable in space and time. In this way, we can compare the relative impact of PE and CR heating on the metal-poor ISM and find that CR heating can dominate over PE heating. Models with a uniform CR ionization rate of = 3 10 s suppress or severely delay star formation, since they provide a larger amount of energy to the ISM due to CR heating. Models with a variable CR ionization rate form stars predominantly in pristine regions with low PE heating and CR ionization rates where the metal-poor gas is able to cool efficiently. Because of the low metallicity, the amount of formed stars in all runs is not enough to trigger outflows of gas from the mid-plane
Carbon and energy use efficiency of soil microorganisms unfolding over time
Get PDFWe live in a time of unprecedented global change. Understanding its causes and predicting its consequences are challenges of utmost urgency. In a clash of scales, the future of the global climate system depends in no small part on the activity of the microscopic organisms that inhabit the soils beneath us. They mediate the future of the world's soil organic matter stocks, the single largest terrestrial pool of organic carbon on the planet. Consequently, enormous scientific effort has been invested to unravel the details of soil microbial carbon cycling and carbon use efficiency. Yet, the spatial and temporal heterogeneity of the soil environment and the interactions of many physical, chemical, and biological processes across scales continue to limit our mechanistic understanding of the system.
This thesis contributed to the recent endeavor of establishing a bioenergetic framework for the description of microbial carbon cycling in soil based on thermodynamic principles. Specifically, microbial-explicit process-based models were employed to investigate the coupling between carbon and energy fluxes during soil microbial growth. This involved the theoretical analysis of dynamic model behavior as well as model calibration using specific datasets to facilitate the interpretation of experimental observations.
The results revealed a close correspondence between microbial carbon and energy use efficiency in accordance with thermodynamic predictions. In particular, the models accurately captured the complex temporal patterns in microbial efficiency after the addition of labile substrates. Based on these simulations, the effects of oxygen and nutrient limitation, soil organic matter utilization, and microbial maintenance on the dynamics of microbial growth in several experiments could be disentangled and quantified. The calorespirometric ratio of heat to CO2 release proved to be a particularly valuable tool for such analyses of experimental data and for the generation of falsifiable hypotheses. In terms of process-based modeling, the explicit incorporation of heat dynamics presented the most important novelty. It was instrumental to both the model calibration and the analytical utility of the models. The strengths, weaknesses, and possible extensions of the approaches presented in this thesis are discussed to highlight promising options for future research.
Overall, the thesis demonstrated the feasibility and utility of microbial-explicit process-based modeling for the analysis of coupled carbon and energy flows in the soil system
Characterization of neuronal networks mediating the effects of energy homeostasis control systems on visual processing and decision-making during foraging in zebrafish
Get PDFWhy register might be more important than modality for the choice of demonstrative pronouns
No full textDer Einfluss maternalen Übergewichts & Gestationsdiabetes auf proinflammatorische Faktoren in der Plazenta – eine klinisch-experimentelle Untersuchung an humanem Plazentagewebe sowie fetalem und maternalem Blut
Get PDFDer Anteil der übergewichtigen und adipösen Bevölkerung steigt weltweit stetig an.
Adipositas ist als häufigste Erkrankung unter Frauen im gebärfähigen Alter mit dem Auftreten eines konsekutiven Gestationsdiabetes assoziiert. Die dadurch entstehenden akuten sowie Langzeitfolgen während und nach der Schwangerschaft betreffen sowohl die Mutter als auch ihr Kind. Studien konnten bereits belegen, dass inflammatorische Prozesse die Pathogenese
eines Diabetes mellitus beeinflussen. Ein Ziel dieser klinisch experimentellen Studie war es, die Rolle der Inflammation bei Gestationsdiabetes zu analysieren: Wir untersuchten den Einfluss von maternalem Übergewicht/Adipositas mit/ohne Gestationsdiabetes auf die Veränderung proinflammatorischer Faktoren in der Plazenta anhand von humanem Plazentagewebe sowie fetalem und maternalem Blut. Eine Kooperation zwischen der Kinderklinik und der Frauenklinik der Uniklinik Köln ermöglichte die Durchführung der Studie. Im maternalen und fetalen Blut analysierten wir die Interleukine 6 und 8. Im maternalen Blut erfolgte die zusätzliche Untersuchung der Leukozytenzahl sowie des C Reaktiven Proteins
(CRP). In 76 Plazentagewebeproben erfolgte der Nachweis der relativen mRNA
Gen expression von Inflammationsmediatoren mittels real time qPCR. Untersucht wurden mit dieser Methode die Inflammationsmediatoren Interleukin 6, Interleukin 10, Interleukin 1 Rezeptor Typ 1, TGF β und MCP 1. Zusätzlich führten wir eine quantitative immunhistochemische Analyse von Immunzellen an 59 humanen Plazenten durch. Dazu markierten wir sämtliche Leukozyten mithilfe eines CD45 Antikörpers (Pan-Leukozytenmarker) und bestimmten die Anzahl der durchschnittlichen Zellzahl in Relation zur analysierten Gewebefläche der jeweiligen Plazentaprobe. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass das Geburtsgewicht in der Gruppe übergewichtiger/adipöser Mütter mit Gestationsdiabetes (UGAD+GDM) Gruppe signifikant höher war als in der Kontrollgruppe (KG), was auf ein erhöhtes Risiko für Geburtskomplikationen und spätere Fettleibigkeit hindeutet. Es konnten jedoch keine signifikanten Unterschiede bei den Inflammationsmarkern CRP, CD45+, und den untersuchten
Genexpressions Leveln festgestellt werden. Auch die Analyse der Interleukine IL 6 und IL 8 im maternalen und fetalen Blut zeigte keine signifikanten Gruppenunterschiede, wobei die hohe Variabili tät der Werte und die relativ kleine Stichprobengröße mögliche Erklärungen dafür sein könnten. Die immunhistochemischen Ergebnisse wiesen zudem auf eine Variabilität in
der Färbungsintensität hin, was die Notwendigkeit für standardisierte Protokolle und verbesserte Techniken unterstreicht. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass Gestationsdiabetes und Übergewicht/Adipositas das Geburtsgewicht signifikant beeinflussen, ohne jedoch deutliche Effekte auf die untersuchten Entzündungsmarker im maternalen und fetalen Blut oder die Genexpression sowie Leukozytenzahl in der Plazenta nachweisen zu können. Diese
Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Rolle von Inflammation bei Gestationsdiabetes komplex ist und möglicherweise durch andere Faktoren moduliert wird, was in zukünftigekünftigen Studien weiter untersucht weiter untersucht werden sollte
Retrospektiver Vergleich von Computed Tomography-derived Fractional Flow Reserve (FFR) mit minimalinvasiv gemessener Resting Full-Cylce Ratio (RFR) in einer Kohorte mit hochgradiger Aortenklappenstenose
Get PDFIn dieser Arbeit wurde die diagnostische Güte der computerbasierten Messung der Fraktionellen Flussreserve mittels Computertomographie (CT-FFR) auf der Basis von
prä-Transkatheter-Aortenklappenimplantation-CT-Angiographien (prä-TAVI-CTAs) im Vergleich zum invasiven Referenzstandard der Resting Full-Cycle Ratio (RFR) bei Patientinnen und Patienten mit einer hochgradigen Aortenklappenstenose (AS) und Indikation zur Transkatheter-Aortenklappenimplantation (TAVI)
untersucht. Ferner wurde die diagnostische Güte der rein anatomischen Beurteilung der prä-TAVI-CTAs und der Quantitativen Koronaranalyse (QCA) untersucht und diese verschiedenen diagnostischen Verfahren miteinander verglichen. Die CT-FFR zeigte eine gute diagnostische Güte und erwies sich gegenüber den anderen auf rein visueller Beurteilung basierenden diagnostischen Verfahren als überlegen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die CT-FFR basierend auf der
standardmäßig präprozedural durchgeführten TAVI-CTA in der Lage sein könnte, hämodynamisch signifikante Koronarstenosen zu identifizieren. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die standardmäßigen prä-TAVI-CTAs als thorakoabdominelle
Bildaufnahmen unter Verwendung eines High-Pitch-CT-Protokolls sowohl eine anatomische als auch eine hämodynamische Beurteilung der Koronargefäße bei Patientinnen und Patienten
mit einer AS ermöglichen, ohne dass ein spezielles koronares CT-Akquisitionsprotokoll erforderlich ist. Dies impliziert, dass die Anwendung der CT-FFR dazu beitragen könnte, die
Indikationen für invasive Koronarangiographien (ICAs) und Koronarinterventionen auf diejenigen Patientinnen und Patienten zu beschränken, die tatsächlich eine Koronarintervention benötigen
The role of Wt1os lncRNA in the pathogenesis of focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) and podocyte biology
Get PDFLncRNAs (long non-coding RNAs) are a diverse class of regulatory RNAs that influence gene expression by modulating chromatin activity, transcription, RNA splicing, and translation. Their dysregulation has been implicated in various human diseases, including cancer, neurological disorders, and kidney diseases. Previous studies have shown that the lncRNA Tug1 (taurine up-regulated gene 1) protects against podocyte loss by regulating PPARy (peroxisome proliferator–activated receptors) and mitochondrial function, while LOC105374325 overexpression induces an FSGS-like phenotype in mice. However, in general, studies on lncRNAs in the glomerulus remain limited, and their role in podocyte biology is largely unexplored.
Using RNAseq, we identified 241 lncRNAs associated with FSGS in mouse models, including Wt1os, an lncRNA which was significantly downregulated in several of the models. Wt1os is transcribed from a bidirectional promoter shared with Wt1, a gene encoding for a transcription factor essential for podocyte biology. Wt1os is conserved with its human orthologue, WT1-AS, in a syntenic manner. WT1-AS has been implicated in cancer biology, where it appears to regulate tumor growth, metastasis, and invasion. However, the role of Wt1os/WT1-AS in kidney physiology, FSGS and podocyte biology remains elusive.
Here, we shown that loss of Wt1os in mice led to podocyte foot process effacement and proteinuria. Transcriptomic analysis of glomeruli from Wt1os-deficient mice revealed significant gene expression changes. Gain-of-function experiments in cultured mouse podocytes, demonstrated that Wt1os localizes to the nucleus, has pro-migratory effect and regulated calcium signaling in a Rgs1-dependent manner. Using human podocyte cells, we confirmed the conserved nuclear localization of WT1-AS and, through loss-of-function experiments, demonstrated its crucial role in cell viability. RGS1 is consistently downregulated upon loss of Wt1os across all cell culture models and in the mouse line, implicating its potential role as a downstream mediator of Wt1os in podocytes.
Our findings highlight Wt1os as a novel regulator of podocyte biology, making a substantial contribution to the limited knowledge on lncRNAs with a clear-cut implication in glomerular pathophysiology
Auswirkungen der COVID-19 Pandemie auf die psychische Gesundheit des medizinischen Personals unter Berücksichtigung des Zusammenspiels von Pandemielast und psychosozialen Ressourcen - eine systematische Literaturübersicht
Get PDFDas Ziel dieser Arbeit besteht darin, das spezifische Zusammenspiel zwischen psychosozialen Ressourcen und Stressoren in Bezug auf die mentale Gesundheit des Gesundheitspersonals während der COVID-19-Pandemie zu untersuchen. Hierzu wurde zunächst an einer systematischen Übersichtsarbeit (engl. Rapid review) mitgewirkt und als Zweitautor veröffentlicht. Sie bildet einen zentralen Bestandteil dieser Arbeit und wurde um die Fragestellung vertieft, ob Spiritualität einen Einfluss auf Proband*innen mit Angst- oder Depressionssymptomen hat. Diese Arbeit stellt die Ergebnisse beider Forschungsfragen in Form einer Monographie dar. Nach sorgfältiger Definition der Zielvariablen und Festlegung der Studienkriterien zur Inkludierung, wurden im Rahmen einer umfangreichen Recherche insgesamt 46 Studien für das Rapid Review identifiziert. Für die zweite Forschungsfrage konnten 11 relevante Studien ermittelt werden. Es wurden verschiedene signifikante Stressoren identifiziert, z.B. die Angst vor einer eigenen oder fremden Infektion, Ängste im Zusammenhang mit Verlusten und eine erhöhte Arbeitsbelastung. Gleichzeitig wurden auch Ressourcen wie Resilienz, soziale Unterstützung und emotionsfokussiertes Coping erkannt. In den untersuchten Studien zeigte sich eine positive Korrelation zwischen einer gesteigerten Resilienz, einem erhöhten psychischen Wohlbefinden und einer geringeren psychischen Belastung. Es scheint, dass eine erhöhte Resilienz den Einfluss pandemischer Stressoren, wie beispielsweise die Angst vor dem Coronavirus, reduziert. Zudem konnte untersucht werden, dass eine gesteigerte Resilienz als Vermittler fungiert und andere Ressourcen, wie etwa emotionsfokussierte Bewältigungsstrategien, stärken kann. Die Nutzung einer emotionsfokussierten Bewältigungsstrategie scheint wiederum den Einfluss anderer Stressoren auf die psychische Gesundheit, wie beispielsweise die Arbeitsüberlastung, zu verringern. Allerdings sollte beachtet werden, dass der Begriff Resilienz in den untersuchten Studien nicht einheitlich definiert wurde und eine entsprechende Varianz in den Messinstrumenten mit verschiedenen Schwerpunkten vorhanden ist, was die Aussagekraft der Ergebnisse einschränken kann. Im nächsten Schritt wurde die zweite Fragestellung in Form einer Literaturzusammenstellung untersucht, wobei alle identifizierten Studien Querschnittsstudien sind. Insgesamt berichteten drei Studien über eine negative Assoziation von Spiritualität und Angstsymptomen, einschließlich akuter sowie chronischer Angstzustände, der Angst vor einer COVID-19-Infektion und Todesängsten im Zusammenhang mit COVID-19. Sieben weitere Studien kamen zu uneinheitlichen Ergebnissen und identifizierten einen nicht vorhandenen oder teilweise protektiven bzw. indirekt protektiven Effekt. Hierzu zählen zwei Studien, die einen signifikant negativen Zusammenhang zwischen Spiritualität und Symptomen einer Depression feststellten, nicht aber für Angst. Eine weitere Studie fand heraus, dass Spiritualität in keinen signifikanten Zusammenhang mit Angst und Depression steht, mit Ausnahme der Subskalen Hoffnung und Optimismus. Zwei weitere Studien kamen zum Ergebnis, dass es keinen signifikanten Zusammenhang zu beiden Zielvariablen gibt. Zudem fand eine Studie heraus, dass Angstzustände signifikant negativ durch hohe Resilienz-Werte vorausgesagt wurden und diese wiederrum in einem direkten Zusammenhang mit höheren Punktzahlen in der Religiosität sowie der Bekennung zu einer Glaubensgemeinschaft stehen. Das Ergebnis einer weiteren Studie war, dass Spiritualität und die Anwendung nicht wissenschaftlicher Quellen, höhere Werte psychischen Wohlbefindens voraussagten, jedoch auch mit erhöhten Angstwerten assoziiert waren.
Schließlich kam eine Studie zu einem gegenteiligen Ergebnis und identifizierte Spiritualität als einen potenziellen Risikofaktor für depressive und angstbezogene Symptome.
Die vorliegenden Forschungsergebnisse decken sich mit den Ergebnissen aus der systemischen Literaturübersicht und stellen dar, dass Spiritualität nicht als eindeutig protektiver oder riskanter Faktor eingestuft werden kann im Hinblick auf depressive sowie angstbezogene Symptome. Es ist allerdings anzumerken, dass die praktische Ausgestaltung von Spiritualität global variieren kann. Das individuelle Verständnis sowie bisherige Erfahrungen können entscheidend darüber sein, ob Spiritualität einen Nutzen mit sich bringt, oder im Umgang mit pandemischen Belastungen schädlich ist, z.B. im Rahmen von negativen religiösen Coping. Während der Auswertung der Studienergebnisse wurde deutlich, dass es Unterschiede im Konzept der Spiritualität gibt, abhängig von der Weltanschauung und den Herkunftsländern der Studien. Eine eindimensionale, gemeinsame Betrachtung der Religiosität und Spiritualität würde der Komplexität dieses Thema nicht gerecht werden. Um eine eindeutige Aussage über den genauen Einfluss von Spiritualität im Hinblick auf Angst- und Depressionssymptome treffen zu können, sind weitere Untersuchungen erforderlich. Dennoch konnten die Ergebnisse zeigen, dass durch die indirekte Stärkung der Resilienz und der sozialen Unterstützung, beispielsweise durch Beteiligung an Glaubensgemeinschaften, ein bedeutsamer Beitrag zur Förderung der psychischen Gesundheit des Gesundheitspersonals geleistet werden kann. Eine ganzheitliche Berücksichtigung der individuellen spirituellen Bedürfnisse kann somit ein wichtiger Bestandteil sein, um einen Beitrag zur Stärkung der psychischen Gesundheit zu leisten