Gutenberg Open Science (Univ. Mainz)
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Sequelae of preterm birth over the lifespan : an exploratory analysis of behavioral problems in childhood and increased risk of major depression and anxiety in adulthood from a cohort study
Get PDFBackground:
Existing research has shown that prematurity and low birth weight are associated with mental health in children and adolescents, but their impact on mental health in adulthood and the mechanisms involved have been less studied. This study investigated the impact of prematurity and abnormal fetal growth, as a marker for fetal growth restriction, on mental health outcomes in adulthood.
Methods:
This retrospective cohort study examined adults aged 18–52 years, categorized by gestational age (extremely preterm: ≤28 weeks; very preterm: 29–32 weeks; moderately preterm: 33–36 weeks; term: ≥37 weeks). The cohort consists of individuals who were either born preterm or at term from 1969 to 2002. Data collection occurred between 2019 and 2021. This exploratory analysis used multivariable logistic regression to assess the impact of prematurity and fetal growth restriction on adult mental health outcomes (measured by the “Patient Health Questionnaire”), adjusting for age, gender, and socioeconomic status. The study also explored the relationship between childhood behavioral problems, retrospectively described by the mothers of the participants (2–4 years), and adult mental health, with separate analyses for preterm and term births.
Findings:
The multivariable logistic regression analysis of 606 participants (average age 28·96 ± 8·9 years, 326 females) indicated that a low gestational age of ≤28 weeks was independently associated with an increased prevalence of major depressive disorder (OR = 4·14, CI: 1·43–11·77, p = 0·01) and anxiety disorder (OR = 5·17, CI: 1·51–17·37, p = 0·01) in adulthood compared to a gestational age of ≥37 weeks. A low birth weight percentile was not associated with mental disorders. Further regression analysis revealed that peer problems and emotional problems in childhood were significantly associated with major depression in adulthood in participants born preterm. The sensitivity analysis revealed that the previously observed association between the gestational age group of ≤28 weeks and major depressive disorder was no longer statistically significant (OR = 2·84, CI: 0·85–9·07, p = 0·08) when the model was adjusted for maternal smoking and alcohol consumption during pregnancy. The association between the extreme preterm group and generalized anxiety disorder remained significant (OR = 4·63, CI: 1·27–16·22, p = 0·02).
Interpretation:
This study provides exploratory insights into the complex impact of prematurity on mental health in adulthood, highlighting the vulnerability of the extremely preterm group (≤28 weeks) from a multi-informant, lifespan perspective. It emphasizes the importance of continuous monitoring and psychosocial support for those born extremely preterm, from infancy through adulthood, to mitigate potential adverse mental health outcomes.
Funding:
The Gutenberg Prematurity Study was supported by the Ernst und Berta-Grimmke Stiftung, Stufe 1 support of the UM and the Else Kröner-Fresenius-Stiftung
prm-PASEF-based quantification and isomeric model for extended coverage of human plasma lipidome in Parkinson’s disease
Get PDFThis study introduces a clinical lipidomics platform leveraging fragment-based quantification on parallel reaction monitoring (PRM)-parallel accumulation serial fragmentation (PASEF) for lipid quantification. An isomeric model, termed “SN regression model”, built on specific PASEF-fragment ion patterns, was developed for the quantification of coeluting sn positional isomers without prior derivatization. This PASEF-isomeric lipidomics aids in the resolution and quantification of 176 lipid isomers coeluting in chromatography and/or ion mobility dimensions, expanding the lipidome quantitative coverage to 481 plasma lipids covering 14 lipid subclasses with CV <40% for 32 plasma replicates. We demonstrated the method’s advantage for clinical research by detailed quantitative lipidomic phenotyping of patients with Parkinson’s disease, enabling the delineation of new biochemical pathways affected by the disorder and stratification of patients. The method’s amenability for high-throughput deep quantitative coverage of highly structurally resolved lipidome has implications for improving the diagnosis and understanding of the distinct metabolic alterations in Parkinson’s disease subgroups and, generally, for disorders associated with lipid dysregulation
Targeting Leishmania: exploring novel antileishmanial compounds and drug targets in the context of parasite cell death
Get PDFLeishmaniasis is a neglected tropical disease with limited therapeutic options. This
thesis employed two complementary approaches and human primary cell models to
identify novel biological concepts which may contribute to therapeutic advancements.
In a series of phenotypic screenings, pateamines and arylmethylaminosteroids were identified
as chemical entities eliciting in vitro antileishmanial effects. While pateamines
exhibited excessive cytotoxicity towards host macrophages, both arylmethylaminosteroids
could significantly reduce intracellular parasite burden. Based on their activity,
authorized compounds fulfilling pharmacophore criteria were tested for antileishmanial
activity with an extraordinary hit rate. Repurposing of established drugs is a pragmatic
strategy to accelerate the development of new antiparasitic therapies.
As a second approach, putative drug targets in Leishmania major linked to cell death
were investigated. Many cellular processes in these parasites remain poorly characterized.
Programmed cell death is a potential drug target, as not only regulates parasite
survival and death but also facilitates immunosuppressive mechanisms. Genome editing
was employed to delete candidate genes hypothesized to be associated with this
process. However, no links to cell death pathways were discovered.
Instead, a quantitative proteomics study identified p1/s1, a 3’-nucleotidase/nuclease,
as enriched in sub-lethal stress and potentially involved in DNA degradation. Extensive
characterization of this versatile ecto-enzyme revealed no link to cell death,
but its dual activity was confirmed in an inducible knockout system. Degradation of
free 3’-nucleotides and nucleic acids by p1/s1 provides L. major with essential purines
while simultaneously facilitating immune evasion. Specifically, during in vitro infection,
3’-AMP hydrolysis led to decreased pro-inflammatory TNFα secretion and reduced
T cell proliferation via the generation of immunomodulatory adenosine. Furthermore,
p1/s1-mediated endonuclease activity enabled L. major to degrade and escape neutrophil
extracellular traps.
In summary, this thesis provides new insights into the molecular biology of Leishmania
and outlines several novel antileishmanial strategies, highlighting potential directions
for the development of future therapeutics.Leishmaniose ist eine vernachlässigte Tropenkrankheit mit begrenzten therapeutischen
Möglichkeiten. Diese Dissertation nutzt zwei komplementäre Herangehensweisen und
humane Primärzellmodelle, um neue biologische Konzepte zu identifizieren, die zu therapeutischen
Fortschritten beitragen können.
In phänotypischen Testungen wurden Pateamine und Arylmethylaminosteroide als Substanzklassen
identifiziert, die in vitro antileishmaniale Effekte hervorrufen. Wohingegen
Pateamine übermäßige Zytotoxizität auf Makrophagen zeigten, konnten beide Arylmethylaminosteroide
die intrazelluläre Parasitenlast signifikant reduzieren. Basierend auf
deren Aktivität wurden bereits zugelassene Wirkstoffe, die Pharmakophor-Kriterien
erfüllen, mit außergewöhnlich hoher Trefferquote auf antileishmaniale Aktivität getestet.
Die Umwidmung von etablierten Medikamenten stellt einen pragmatischen Ansatz
dar, um die Entwicklung neuer antiparasitärer Therapien zu beschleunigen.
Als zweiter Ansatz wurden mutmaßliche Wirkstoff-Zielproteine in Leishmania major
untersucht, die in Verbindung mit Zelltod stehen könnten. Viele zelluläre Prozesse
dieser Parasiten sind nur unzureichend charakterisiert. Programmierter Zelltod in Leishmanien
ist ein potenzielles Ziel für Wirkstoffe, da er Überleben und Tod der Parasiten
steuert, aber auch immunsuppressive Mechanismen ermöglicht. Mittels Genom-
Editierung wurden Kandidatengene deletiert, die in Verbindung mit diesem Prozess
stehen könnten. Allerdings wurden keine direkten Verbindungen zu Zelltod gezeigt.
Stattdessen identifizierte eine quantitative Proteomstudie die 3’-Nukleotidase/Nuklease
p1/s1, die unter subletalem Stress an DNA Abbau beteiligt sein könnte. Eine umfangreiche
Charakterisierung dieses vielseitige Ektoenzyms zeigte keine Verbindung zu Zelltod
auf. Dagegen wurde dessen duale Aktivität durch eine induzierte Gendeletion bestätigt.
Der Abbau von freien 3’-Nukleotiden und Nukleinsäuren durch p1/s1 versorgt L. major
mit essentiellen Purinen, ermöglicht aber auch Mechanismen der Immunevasion. Insbesondere
führte die Hydrolyse von 3’-AMP während in vitro Infektionen durch Generierung
von immunmodulatorischem Adenosin zu verminderter Sekretion von proinflammatorischem
TNFα und T-Zell Proliferation. Weiterhin erlaubte die p1/s1-induzierte
Endonuklease-Aktivität den Abbau von Neutrophilen Extrazellulären Fallen und damit
den Austritt aus solchen.
Zusammengefasst bietet diese Thesis neue Erkenntnisse in der Molekularbiologie von
Leishmanien und beschreibt mehrere neuartige antileishmaniale Strategien, die potenzielle
Ansätze für die Entwicklung zukünftiger Therapien aufzeigen.xviii, 171 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
Development of new atomic force microscopy methods to investigate interfaces of semiconductor materials
Get PDFThis PhD Thesis investigates nanoscale structures in semiconductor devices and their structure
property relationships, with a particular focus on perovskite solar cells (PSCs). Over the past two decades, PSCs have attracted significant attention due to their high power conversion efficiency (PCE) and low production costs, positioning them as promising alternatives to traditional silicon solar cells. However, to fully exploit their potential for commercial applications, a fundamental understanding of their nanoscale physical properties is essential. Features such as grain boundaries (GBs) and crystal lattice and interfacial defects has been observed to function as recombination centers for charge carriers. This property is critical to the functionality of the device. However, direct visualization at this scale has remained challenging.
The aim of this PhD Thesis is to develop tools and methods that enable a deeper understanding through visualization of promising semiconductor materials and their buried interfaces at the nanoscale. This knowledge will facilitate targeted engineering of surfaces and defects to optimize device performance without compromising efficiency.
To probe electronic properties at the nanoscale, I employed conventional Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM) alongside two newly developed Atomic Force Microscopy (AFM) techniques based on Electrostatic Force Microscopy (EFM) principles. The first method, nanoscale surface photovoltage spectroscopy (nano-SPV), enables the study of charging and discharging processes in PSCs. The second method, multi-frequency heterodyne Electrostatic Force Microscopy (MFH-EFM), enhances the spatial resolution of the second capacitance derivative signal, allowing for more detailed investigation of interfaces in semiconductor devices.
As demonstrated by KPFM measurements, passivation molecules have been found to preferentially accumulate at grain boundaries, where dangling bonds are present. Utilizing tr-KPFM and the newly developed nano-SPV method has revealed that surface passivation not only leads to more homogeneous extraction and recombination of charge carriers but also increases
recombination times, indicating fewer defects that hinder carrier extraction.
The novel MFH-EFM method enabled superior localization of dielectric properties compared to standard approaches and the possibility to do dielectric spectroscopy.
This PhD thesis presents new functional methods with improved resolution for the AFM and
further improves the versatility of the EFMs for nanocharacterization of new energy materials.Diese Dissertation untersucht nanoskalige Strukturen in Halbleiterbauelementen und deren Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, mit dem Hauptfokus auf Perowskit-Solarzellen (PSCs). PSCs haben sich in den letzten Jahren durch hohe Energieumwandlungseffizienz (PCE) und niedrige Produktionskosten als vielversprechende Alternative zu Siliziumsolarzellen etabliert.
Für ihr volles Potenzial ist ein grundlegendes Verständnis ihrer nanoskaligen Eigenschaften entscheidend. Merkmale wie Korngrenzen (GBs) und Kristallgitterdefekte fungieren als Rekombinationszentren für Ladungsträger, aber eine direkte Visualisierung auf dieser Skala ist bisher nicht möglich.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Werkzeugen, die ein tieferes Verständnis vielversprechender Halbleitermaterialien auf der Nanoskala ermöglichen und so ein gezieltes Design von Oberflächen und Defekten zur Optimierung der Leistungsfähigkeit ohne großen Effizienzverlust zu optimieren. Um die elektronischen Eigenschaften auf der Nanoskala zu unter
suchen, wurden neben konventioneller Kelvin-Sonden-Kraftmikroskopie (KPFM) zwei neuartige Rasterkraftmikroskopie-Techniken (AFM) eingesetzt, die auf elektrostatischer Kraftmikroskopie (EFM) basieren: Die nanoskalige Oberflächen-Photospannungs-Spektroskopie (nano-SPV) ermöglicht die Analyse von Lade- und Entladevorgängen in PSCs, während die multifrequente heterodyne EFM (MFH-EFM)-Methode die räumliche Auflösung Grenzflächenuntersuchung verbessert, indem es das zweite Kapazitätsableitungssignal nutzt.
Wie durch KPFM-Messungen nachgewiesen wurde, sammeln sich Passivierungsmoleküle bevorzugt an Korngrenzen an, wo ungesättigte Bindungen vorhanden sind. Durch den Einsatz von tr-KPFM und der neu entwickelten nano-SPV-Methode wurde ferner festgestellt, dass die Oberflächenpassivierung nicht nur zu einer homogeneren Extraktion und Rekombination von Ladungsträgern führt, sondern auch die Rekombinationszeiten verlängert, was auf weniger Defekte hinweist, die die Ladungsträgerextraktion behindern. Die neuartige MFH-EFM-Methode ermöglichte eine im Vergleich zu Standardverfahren überlegene Lokalisierung dielektrischer Eigenschaften und die Durchführung dielektrischer Spektroskopie.
Diese Dissertation stellt neue funktionelle Methoden mit verbesserter Auflösung für das AFM vor und verbessert die Vielseitigkeit von EFMs für die Nanokarakterisierung neuer Energiematerialien.XXXIII, 262 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
Quantitative interactomics screen reveals the role of the lncRNA ANRIL during viral infection
Get PDFRecent advances in deep sequencing technologies have revealed that while only 2-5% of the human genome encodes protein-coding genes, an estimated 80% of these genes are actively transcribed into a variety of non-coding RNAs. Among these, long non-coding RNAs represent a major subclass, with over 35,000 annotated genes. Despite their abundance, most of these genes remain functionally uncharacterized.
The antisense non-coding RNA in the INK4 locus (ANRIL) is transcribed from the disease-associated hotspot 9p21.3, which has been implicated in cancer development and cardiovascular disorders, yet its molecular functions remain poorly defined. To systematically characterize ANRIL, a quantitative mass spectrometry-based interactomics screen using 14 nonoverlapping RNA fragments covering the longest ANRIL isoforms was performed. This strategy identified 310 interacting proteins, each exhibiting distinct binding patterns across different fragments, revealing both previously described and yet unknown interactors.
Among the newly identified proteins, the uncharacterized protein C7orf50 bound to two ANRIL fragments. Functional characterization revealed an enrichment of C7orf50 interactors involved in ribosomal biogenesis, including known ANRIL-binding members of the PeBoW complex. These findings suggest a potential role of C7orf50 during ribosomal maturation and indicate an additional target of ANRIL-mediated regulation during ribosome biogenesis.
Furthermore, computational analysis of the ANRIL interactome recapitulated previously reported biological functions, such as chromatin remodeling, while also suggesting previously unrecognized roles in virus infection. Interestingly, ANRIL knockdown led to altered expression of genes associated with interferon signaling and viral entry. Infection studies with dsDNA and ssRNA viruses resulted in virus-specific modulation of ANRIL expression. Notably, ANRIL was upregulated in response to cedar virus (CedV) infection in a time- and dose-dependent manner. Transcriptomic analysis revealed a concurrent increase in immune response genes, particularly those involved in type I interferon signaling. Furthermore, ANRIL lockdown led to increased CedV RNA levels and titers, demonstrating a link between ANRIL and viral infection. Preliminary mechanistic insights indicated that the knockdown of the newly identified ANRIL-interacting protein INO80 also increased CedV RNA levels. However, further analyses are required to determine the precise molecular mechanisms involved.
Overall, the unbiased RNA-protein interaction screen provides insights into how ANRIL mediates various cellular functions through protein interactions and paves the way for future investigations into the role of ANRIL in health and disease.Neue Fortschritte in der Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie haben gezeigt, dass lediglich 2-5% des menschlichen Genoms für proteinkodierenden Gene verantwortlich sind, während schätzungsweise 80% aktiv in nicht-kodierende RNAs transkribiert werden. Ein Großteil davon sind, mit über 35.000 annotierten Genen, lange nicht-kodierende RNAs (lncRNAs). Trotz ihrer Häufigkeit sind die meisten jedoch bislang funktionell kaum bis gar nicht charakterisiert.
Die Antisense-nicht-kodierende RNA im INK4-Locus (ANRIL) wird aus dem krankheitsassoziierten Hotspot 9p21.3 transkribiert, der mit der Entstehung von Krebs und kardiovaskulären Erkrankungen in Verbindung gebracht wird. Dennoch sind die molekularen Funktionen von ANRIL bislang weitgehend unklar. Zur Charakterisierung von ANRIL wurde ein quantitativer, Massenspektrometrie basierter Interaktom-Screen mit 14, sich nicht überlappenden, RNA-Fragmenten der längsten ANRIL-Isoform durchgeführt. Dadurch wurden 310 ANRIL-interagierende Proteine identifiziert, die jeweils unterschiedliche Bindungsmuster aufwiesen. Darunter sowohl bereits bekannte ANRIL bindende Proteine, als auch bislang nicht identifizierte Interaktionspartner.
Unter diesen neu identifizierten Proteinen zeigte das bislang weitestgehend uncharakterisierte Protein C7orf50 eine spezifische Bindung an zwei ANRIL-Fragmenten. Analysen zur Funktionscharakterisierung ergaben eine Anreicherung von C7orf50-Interaktionspartnern, die an der Ribosomenbiogenese beteiligt sind, darunter auch bekannte ANRIL-Bindungspartner des PeBoW-Komplexes. Die Ergebnisse deuten auf eine mögliche Rolle von C7orf50 bei der Ribosomenreifung hin und legen nahe, dass ANRIL über die Interaktion mit C7orf50 ebenfalls in diesem Prozess eine regulatorische Funktion ausüben könnte.
Zusätzliche bioinformatische Analysen des ANRIL-Interaktoms bestätigen bekannte biologische Funktionen und wiesen zugleich auf eine bislang unerforschte Rolle bei Virusinfektionen hin. Interessanterweise führte der Knockdown von ANRIL zu einer veränderten Expression von Genen, die mit dem Interferon-Signalweg sowie dem viralen Eintritt assoziiert sind. Infektionsstudien mit dsDNA und ssRNA Viren zeigten eine virusspezifische Modulation der ANRIL-Expression. In weiterführenden Experimenten mit dem ssRNA Cedar Virus (CedV), konnte eine zeit- und dosisabhängige Hochregulation von ANRIL beobachtet werden. Transkriptomanalysen ergaben eine gleichzeitige Induktion von immunregulierenden Genen, insbesondere solcher, die am Typ-I-Interferon-Signalweg beteiligt sind. Zudem führte die Runterregulierung von ANRIL mittels RNA Interferenz zu einem Anstieg der CedV-RNA-Menge und Virustiter, was eine Verbindung zwischen ANRIL und viraler Infektion nahelegt. Erste funktionelle Hinweise deuten darauf hin, dass die Runterregulierung des neu identifizierten ANRIL-Bindungspartners INO80 ebenfalls zu einem Anstieg der CedV-RNA-Menge führt. Der genaue molekulare Mechanismus bedarf jedoch weiterer Untersuchung.
Insgesamt liefert der RNA-Protein-Interaktionsscreen Einblicke in die vielfältigen zellulären Funktionen von ANRIL, welche durch Proteininteraktionen vermittelt werden und ebnet den Weg für zukünftige Studien zur Rolle von ANRIL in Gesundheit und Krankheit.XVI, 97 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
Appreciation should be EA-SI : demystifying the definition and operationalization of experienced appreciation at work by developing a new construct
Get PDFIn this article, we developed the new construct, Experienced Appreciation in Social Interactions (EA-SI), to reduce the inconsistency in defining and measuring experienced appreciation at work. The integrative theoretical model is based on the well-validated Stress as Offense to Self-theory. To operationalize the construct, we validated the EA-SI Work Scale in two independent German samples of employees. Colleagues and supervisors were investigated as potential sources of experienced appreciation. Study One included N = 231 participants. Study Two encompassed N = 391. In both studies, we applied a cross-sectional field-study design based on self-reported surveys. Using exploratory and confirmatory factor analyses, the construct EA-SI turned out to be unidimensional. The Pearson product-moment correlations showed that the more employees felt appreciated, the higher their self-esteem and the lower their stress perception. The premises of the theoretical foundation were replicable. Higher experienced appreciation was related to more work satisfaction, life satisfaction, and work engagement, as well as lower emotional exhaustion. These relations were true for both groups of appreciators. When tested in hierarchical regressions, EA-SI added incremental prediction beyond the influence of social support in most of the analyses. The instrument's internal consistency and retest reliability were good to excellent. The results indicated the EA-SI Work Scale to be content, construct, and criterion valid. Based on these findings, the strengths and limitations of the article and possible implications for future research and practical use are discussed
Welchen Einfluss hat ein akuter Schlaganfall auf die Effizienz und Dauer der endogenen Schmerzhemmung?
Get PDFDer Schlaganfall ist weltweit noch immer eine der häufigsten Todesursachen mit einer Lebenszeitprävalenz in Deutschland von 15% (1, 2). Abhängig vom Ausmaß der Hirnschädigung überleben 80% der Patienten das erstmalige Ereignis eines Schlaganfalls. Von diesen wiederum entwickeln ungefähr 30% Schmerzen (3). Häufig treten die Schmerzen als neuropathische oder Schulterschmerzen, Komplexes Regionales Schmerzsyndrom (CRPS), Kopfschmerzen oder zentrale Schmerzstörungen auf (4, 5). Es ist also wichtig, adäquate Behandlungen für chronische Schmerzen nach Schlaganfall zu entwickeln, weil diese nicht nur die Patienten und deren Lebensqualität stark belasten, sondern auch die Rehabilitationsmaßnahmen erschweren und zu Folgeerkrankungen (u.a. Depressionen) führen können (6, 7). Hieraus entstehen umfangreiche Kosten für die weltweiten Gesundheitssysteme (1, 8-10). Es fehlt jedoch auch heutzutage noch an Verständnis für die Pathophysiologie der Entstehung zentraler neuropathischer Schmerzen (11-15). Ein weiteres Problem liegt in der adäquaten Behandlung neuropathischer Schmerzen nach Schlaganfall. Ein größeres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen, sowie eine bessere Kenntnis über die genaue Verschaltung und die beteiligten Neurotransmitter könnten helfen, bessere Therapien zu entwickeln (16).
In der Vergangenheit konnten viele Publikationen zeigen, dass chronische Schmerzen mit Veränderungen in den endogenen schmerzhemmenden Systemen einhergehen (17, 18). Doch auch bei Gesunden gibt es diverse Faktoren, die die endogene Schmerzhemmung beeinflussen. Das Schmerzprofil einer Person ist zum Beispiel von Alter, Geschlecht, sportlicher Aktivität, psychologischen Faktoren, aber auch der Einnahme von Medikamenten abhängig (19). Die Konditionierte Schmerzhemmung (CPM= Conditioned Pain Modulation) und die Offset-Analgesie (OA= Offset Analgesia) sind zwei in der Schmerzforschung etablierte, humanexperimentelle Methoden, um die endogenen, schmerzhemmenden Systeme zu testen.
Die CPM basiert auf der „Diffuse Noxious Inhibitory Control“-Theorie (DNIC), die durch Le Bars et al. 1979 erstmals bei Nagetieren beschrieben wurde (20, 21). Genauer misst DNIC die Inhibition der multimodalen Wide-Dynamic-Range Neurone (WDR-Neurone) durch Aktivierung der deszendierenden Schmerzhemmung. CPM ist das humanexperimentelle Testparadigma, um DNIC-Effekte beim Menschen zu messen (18). Bei der Testung des CPM-Mechanismus wird zunächst ein nozizeptiver Reiz als Teststimulus (TS) dargeboten. Im Anschluss wird der Teststimulus erneut, diesmal jedoch gleichzeitig mit einem zeitlich länger andauernden konditionierenden Stimulus (CS), appliziert. Der CPM-Effekt eines gesunden nozizeptiven Systems äußert sich durch eine abgeschwächte Antwort auf den TS in Anwesenheit des CSim Vergleich zu einer Applikation des TS allein (22). CPM bewirkt vor allem eine räumliche Filterung von schmerzhaften Reizen, um z.B. einen optimalen Schutzreflex für örtlich getrennte Reize abzurufen (23).
Die OA ist ein weiterer Test zur Untersuchung der endogenen Schmerzinhibition (24). Sie wurde 2002 von Grill und Coghill zum ersten Mal beschrieben: „OA ist ein Schmerzinhibitionsmechanismus, bei dem eine stärker empfundene Reduktion der subjektiven Schmerzintensität eintritt, als von der geringen Reduktion der Reizintensität zu erwarten wäre“ (25, 26). Sie konnten zeigen, dass ein Absinken der Temperatur von 1-3°C eine Veränderung in der Schmerzwahrnehmung hervorbringt, die so groß ist, dass nicht zwischen einem Abfall zu eindeutig nicht schmerzhaften Temperaturen unterschieden werden kann (25, 27). Dabei wird normalerweise Kontakthitze auf ein einziges Körperareal appliziert. Daher geht man von einem zeitlichen Filtermechanismus aus, der die Wahrnehmung von unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden schmerzhaften Reizintensitäten verstärkt (28). Die Temperaturdifferenz, die zur Unterscheidung zweier schmerzhafter Temperaturreize notwendig ist, wird vermindert (29). Dies gibt dem Organismus die Möglichkeit zu erkennen, ob die Flucht oder der Schutzreflex, erfolgreich waren (30).
Um diese Testparadigmen und dadurch die Funktionsweise der endogenen Schmerzhemmung besser zu verstehen, untersucht die vorliegende Studie diese im Vergleich zwischen Schlaganfallpatienten und Gesunden. Gleichzeitig könnten die CPM und OA helfen, die Früherkennung und Diagnosestellung zu unterstützen und die zugrundeliegenden Mechanismen der Entstehung zentraler neuropathischer Schmerzen nach Schlaganfall besser zu verstehen.
Ist die körpereigene Schmerzhemmung nach Schlaganfall beeinträchtigt? Ist sie nur kontraläsional (symptomatische Körperhälfte) oder auch ipsiläsional (nicht symptomatische Körperhälfte) beeinträchtigt? Gibt es Unterschiede zwischen rechter und linker Körperhälfte auch bei Gesunden? Wie lange bleiben die körpereigenen Mechanismen der Schmerzhemmung aktiv, nachdem diese aktiviert wurden? Für all diese Fragen gibt es noch keine ausreichenden Daten und diese werden benötigt, um das Phänomen der körpereigenen Schmerzhemmung und die Veränderungen nach einer Läsion in verschiedenen Regionen des Gehirns besser zu verstehen. Dies ist auch Voraussetzung dafür, adäquate Behandlungskonzepte für die betroffenen Patienten zu entwickeln.
Um Antworten auf die oben gestellten Fragen zu finden, wurden die CPM und die OA verwendet, um die endogenen schmerzhemmenden Systeme zu testen. Beide Testparadigmen wurden inklusive ihres Verhaltens in den ersten Minuten nach Aktivierung untersucht, um Hinweise auf die Dauer der endogenen Schmerzhemmung zu erfassen.X, 73 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
Blended Learning im Praktikum Anästhesie. Ist interaktives E-Learning eine effektive Methode zur Verbesserung anästhesiologischer Fertigkeiten?
Get PDFIII, 63 Seiten ; Diagramm
Judeo-Spanish and Bulgarian vowels in contact : the effect of word stress across speaking styles
Get PDFWe present an acoustic analysis of Bulgarian Judeo-Spanish vowels, comparing them to the bilingual speakers’ Bulgarian vowels and those of monolingual Bulgarians. Careful and spontaneous speaking styles were examined, focusing on stress-induced variation, given Bulgarian’s height-neutralising vowel reduction. Analysis of 7058 tokens showed minor spectral differences in stressed vowels, indicating shared targets among bilinguals. Reduction was stronger in spontaneous speech, neutralising contrasts in Bulgarian /a–ɤ/ and /ɔ–u/ but not in Judeo-Spanish. Bulgarian /ɤ/ lowering in careful speech suggests age-graded variation
Contribution of gravity waves to shear in the extratropical lowermost stratosphere : insights from idealized baroclinic life cycle experiments
Get PDFMixing significantly influences the redistribution of trace species in the lower stratosphere, potentially being the dominant factor in forming the extratropical transition layer (ExTL). However, the role of small-scale processes contributing to mixing is poorly characterized. In the extratropics, mixing processes are often linked to stratosphere–troposphere exchange (STE), which occurs frequently during baroclinic life cycles, e.g., near tropopause folds, cut-off lows, or stratospheric streamers. Gravity waves (GWs), a dynamical feature of these life cycles, can potentially contribute to STE and mixing in the lower stratosphere. We present a series of baroclinic life cycle experiments with the ICOsahedral Non-hydrostatic (ICON) model to study the impact of GWs on the occurrence of vertical wind shear and consequent potential turbulence, an indicator for mixing in the lowermost stratosphere (LMS). Dry adiabatic simulations with varying spatial resolution reveal that the spatiotemporal occurrence of GWs depends on the model grid spacing and is closely linked to shear and turbulence generation. Further process understanding is gained from experiments incorporating physical processes like latent heating, (vertical) turbulence, and cloud microphysics. Introducing moist processes amplifies GW activity and turbulence potential, mainly driven by latent heat release and stronger baroclinic wave evolution with vigorous vertical motions. Turbulence parameterization has a lesser effect on the overall evolution without moisture, whereas it dampens the effect of latent heat release in moist simulations. Altogether, GWs substantially enhance vertical shear and potential turbulence occurrence in the LMS and thus can play a significant role in tracer mixing and, consequently, in the ExTL formation