16580 research outputs found
Sort by
On the Effective Temperature Concept in Disordered Materials
No full textWhile semiconductors are a cornerstone of modern technology, a few highly ordered materials dominate. Although more disordered systems, such as conjugated organic molecules or quantum dot solids, promise more flexibility and reduced cost, their performance is often still limited, and many aspects of carrier conduction are not fully understood. This thesis focuses on the effects of high electric fields on charge transport. Simulations suggest that, when exposed to high fields, the carrier distribution in disordered materials shifts analogous to an elevated ‘effective’ temperature. Experimental evidence of this is, however, scarce and only, indirectly, probes the resulting change in carrier mobility. The main goal of this thesis is to provide direct experimental evidence for an effective temperature carrier distribution by measuring the Seebeck voltage generated between high- and low-field regions in relevant disordered materials. To validate this new method, it was rigorously tested for interfering side effects and applied to organic and inorganic materials. By comparing to and combining with established methods, the physical reality of an effective temperature distribution was confirmed. This knowledge is not only important for academic understanding and improving existing devices, but might also open a pathway to new field driven thermoelectric applications
Influence of Hypoxia and Tissue-Specific Factors on NK Cell Effector Functions in the Lung Microenvironment
No full textThe lung is a major site of immune interaction, where epithelial and immune cells cooperate to maintain barrier integrity during infection and inflammation. Alveolar Type II (AT2) cells are specialized epithelial cells in the lung alveoli. In lung infection, they recruit and activate immune cells thus driving inflammation. Among these, natural killer (NK) cells act as rapid responders, yet how local factors such as epithelial stress and oxygen deprivation influence their effector functions is not fully understood. The transcription factor hypoxia-inducible factor (HIF)-1α regulates cellular adaptation to tissue hypoxia and survival by upregulating glycolysis and angiogenesis, but also by limiting NK responses.
The aim of this study was to establish an in vitro model combining primary human NK cells with the AT2-derived epithelial-like A549 cell line to mimic viral and bacterial infection- and hypoxia-associated conditions in the lung and to analyze NK cells effector functions, immune receptor expression, hypoxia-induced signaling, and ligand-dependent immune modulation. NK cells co-cultured with A549 cells exhibited increased HIF-1α expression and elevated Tumor necrosis factor (TNF)-α, Interferon (IFN)-γ, and Interleukin (IL)-8 levels, suggesting that epithelial cell-derived soluble factors and oxygen deprivation jointly contribute to NK cell metabolic activation. Furthermore, the study identified significant modulation of immune receptors, including DNAX accessory molecule (DNAM-1) particularly within the CD56dim NK cell subset. DNAM-1 was consistently downregulated across NK cell subsets, likely due to ligand-induced internalization and degradation following persistent engagement with CD155 ligand on A549 cells. Silencing CD155 in A549 cells partially restored DNAM-1 expression without affecting HIF-1α levels, indicating a direct, contact-dependent mechanism independent of HIF-1α.
Building upon these insights from the co-culture model, the study next examined NK cell receptor expression in human lung tissue to determine whether similar phenotypic adaptations occur in lung tissue derived NK cells ex vivo. Profiling of 24 immune receptors on NK cells from lung tissue and peripheral blood of lung surgery patients revealed seven distinct NK cell clusters based on their receptor expression patterns. Clusters 1 and 2 were more frequent in peripheral blood, clusters 3 and 5 were enriched in lung tissue, and cluster 6 was exclusively expressed in lung tissue also showing high expression of tissue-resident markers CD69, CD103 and CD49a. Clusters 4 and 7 were similarly represented in both tissues.
Together, these results highlight that epithelial stress, ligand engagement, and hypoxia collectively reshape the NK cell phenotype by modulating receptor expression and adjusting activation thresholds within the lung microenvironment
Compositional heterogeneity and homeostasis of the nuclear pore complex
No full textNuclear pore complexes (NPCs) are essential and deeply conserved structure in eukaryotes and act as gateways between the cytoplasm and the nucleoplasm. The major purpose of NPCs is transport of proteins and RNA across the nuclear envelope (NE). They are further involved as key players in a plethora of critical functions such transcriptional regulation, mRNA maturation, and regulation of cell division. Which of those functions pores are participating in relies on both their molecular compositions and their location. While the structure of NPCs has been closely investigated and largely solved across several species using a multitude of techniques, temporal and spatial dynamics still remain poorly understood.
In this thesis, I demonstrate that different strategies exist across eukaryotes to distribute NPCs across the NE. Pore densities were surveyed across three yeasts, two ciliates, and a single diatom species using expansion microscopy. This represents the first study comparing densities across a variety of species using the same method, which could be easily adapted by the field going forward.
I further investigate mechanisms by which a subpopulation of pores, missing their most distal basket nucleoporins (TPR proteins), regulates nuclear envelope breakdown (NEBD) in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. The presence of TPR homologues within the mitotic midzone interferes with NPC disassembly, thereby delaying NEBD.
Additionally, extranuclear accumulations of NPCs were observed upon disrupting NPC homeostasis. Data indicates diameters of NPCs residing within those structures to be reduced significantly despite being maintained for several cell cycles. These results highlight how the diverse roles played by NPCs across species and functional contexts depend on specialised subpopulations with unique composition and spatial distributions, setting the stage for future investigations of this fundamental regulator of the interface between nucleoplasm and cytoplasm
Modeling human PMM2-CDG in medaka to understand systemic effects of hypoglycosylation on development
No full textCongenital disorders of glycosylation (CDG) are a group of rare metabolic diseases caused by mutations in the enzymes involved in glycosylation. To date, no conclusive pathogenic mechanism is linked to the disease and there are only limited therapeutic options available. The most common form of CDG is caused by compound heterozygous hypomorphic alleles of the cytosolic enzyme Phosphomannomutase 2 (PMM2), leading to global protein hypoglycosylation and a multiorgan phenotype in patients. Complete loss-of-function mutations in the essential protein are incompatible with life. Patients that survive carry mutations that lead to reduced enzyme activity of PMM2.
PMM2 plays a crucial role at the basis of the glycosylation cascade in the endoplasmic reticulum by providing the essential mannose precursor required for the three glycosylation routes N-glycosylation, O- and C-mannosylation. The entire glycosylation machinery is evolutionarily highly conserved which allows generating translational models in other organisms. The small teleost medaka (Oryzias latipes) offers a great advantage as model organism to investigate the early embryogenesis through the extrauterine and transparent developing embryos. To understand acute effects of Pmm2 loss on development and disease progression, I have created translational models that mimic the reduced residual enzyme activity of PMM2-CDG patients. I followed two routes to investigate the role of PMM2 on development: establish a conditional knockdown system for acute Pmm2 interference at the protein level and patient-based genetic models by precision genome editing in medaka.
For the conditional knockdown in medaka, I applied an inducible degron system to selectively degrade Pmm2-GFP, mimicking reduced enzyme activity.
To generate patient-based pmm2 alleles, I used canonical base editing to generate the p.C139R mutation and a deletion variant. Further, I developed and carefully examined a novel two step one-shot base editing approach termed “inception”. Inception introduces a new binding site for a second base editing event that subsequently leads to the anticipated edit. With inception I created one of the common patient mutations p.F119L. Depending on the generated alleles, different pmm2 variants resulted in varying enzymatic activity in medaka, phenocopied the patient symptoms and caused hypoglycosylation of proteins. Bottom-up proteomics revealed molecular changes already present before the onset of multisystemic phenotypes, affecting particularly mRNA processing and eye development
Jerusalem and the Hospital of the Poor in the Corporate and Collaborative Identity of the Hispanic Hospitallers
No full textDie Minoriten, die Kustodie der Heiligen Stätten und die religiösen Orden der Kreuzfahrerstaaten: Der Fall Paul Walthers von Guglingen
No full textVorkommen, Therapie und Prognose von Nervenläsionen bei suprakondylären Humerusfraktur im Kinderalter Eine retrospektive Analyse von 2013 bis 2017
No full textDie suprakondyläre Humerusfraktur (SCHF) sind die häufigsten Ellenbogenfrakturen im Kindesalter und treten häufig bei Kindern zwischen 5 und 7 Jahren auf. Der überwiegende Anteil der Frakturen (95 %) ist vom Extensionstyp, verursacht durch einen Sturz auf den ausgestreckten Arm. Die Klassifikation der SCHF nach von Laer wird in der kinderchirurgischen Klinik der Universitätsmedizin Mannheim als Standard verwendet. Dabei wird zwischen vier Frakturtypen unterschieden, von der nicht dislozierten Fraktur (Typ I) bis zur komplett dislozierten Fraktur (Typ IV). Die Behandlung der SCHF erfolgt entweder konservativ oder chirurgisch. Konservative Verfahren wie die Anlage einer Oberarmschiene sind bei stabilen Frakturen vom Typ I und II indiziert. Für instabile oder dislozierte Frakturen (Typ III und IV) wird eine chirurgische Versorgung empfohlen. Die bevorzugte Methode ist die Osteosynthese mit K-Draht-Osteosynthese, die eine stabile Fixation der Fraktur gewährleistet. Eine der häufigsten Komplikationen bei SCHF sind Nervenläsionen, die bei 10–20 % der Fälle auftreten. Primär sind der Nervus radialis und der Nervus medianus am häufigsten betroffen, während der Nervus ulnaris hauptsächlich durch iatrogene Eingriffe verletzt wird. Nervenläsionen können motorische und sensible Ausfälle hervorrufen, die meist spontan innerhalb von drei bis sechs Monaten ausheilen. Die meisten Nervenverletzungen bei SCHF haben eine gute Prognose und führen zur vollständigen Erholung. Bei schweren Schädigungen, wie der Neurotmesis (vollständige Durchtrennung des Nervs), kann jedoch ein chirurgischer Eingriff erforderlich sein, um die Nervenfunktion wiederherzustellen.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Häufigkeit, Therapie und Prognose von Nervenläsionen bei suprakondylären Humerusfrakturen im Kindesalter. Es handelt sich um eine retrospektive Analyse von Patientendaten der Klinik für Kinder- und Jugendchirurgie der Universitätsmedizin Mannheim zwischen 2013 und 2017. Die Mehrheit der Kinder in dieser Arbeit waren Jungen (60 %), was möglicherweise auf geschlechtsspezifische Unterschiede in Bewegungsdrang und Risikoverhalten hindeutet. Das durchschnittliche Alter der betroffenen Kinder lag bei 6,06 Jahren. Besonders häufig traten die Frakturen im Alter von fünf bis sieben Jahren auf, einem Alter, in dem die motorische Reife noch nicht vollständig entwickelt ist. Die Frakturen wurden überwiegend als Typ IV nach von Laer klassifiziert (53 %), gefolgt von Typ III (37 %). Typ I und II machten einen kleineren Anteil aus. Der linke Arm war häufiger betroffen (55 % der Fälle). Von den analysierten Fällen wurde die SCHF bei den meisten Kinder operativ mit Reposition und K-Draht Osteosynthese behandelt.
In der untersuchten Patientengruppe traten bei 14 Kindern (12 %) postoperative Nervenläsionen auf. Drei dieser Kinder litten an reinen Sensibilitätsstörungen, während bei 11 Kindern ein kombinierter neurologischer Ausfall vorlag. Die meisten dieser Verletzungen traten bei Frakturen des Typs III und IV nach von Laer auf. Hinsichtlich der betroffenen Nerven wurden insgesamt 16 sekundäre Nervenschäden bei 14 Patienten festgestellt. Der Nervus ulnaris war dabei mit 11 Fällen am häufigsten betroffen, meist isoliert, jedoch in einigen Fällen auch in Kombination mit dem N. radialis oder medianus. Der N. radialis war in drei Fällen geschädigt, darunter einmal isoliert. Der N. medianus war in zwei Fällen betroffen, meist in Kombination mit anderen Nerven.
Die Diagnostik der Nervenläsionen erfolgte mittels klinischer Untersuchung und Nervensonografie. Insgesamt wurden 26 Kinder mit Nervenläsionen nach Frakturversorgung behandelt, davon 14 mit iatrogenen und 12 mit frakturbedingten Verletzungen. 16 Patienten (61,5 %) erhielten eine konservative Therapie, darunter Physiotherapie, Ergotherapie, transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) oder Lagerungsschienen. Zehn Kinder (38,5 %) wurden chirurgisch behandelt, meist bei iatrogenen Verletzungen, wobei häufig sensible und motorische Ausfälle des N. ulnaris vorlagen. Alle Operationen wurden mikrochirurgisch durchgeführt, teils mit Neurolyse und in einem Fall mit Nervenrekonstruktion durch Transplantation. Ergänzend zur Operation erhielten einige Kinder Physio- und Ergotherapie oder TENS.
Von den 26 behandelten Patienten mit Nervenverletzungen konnten neun (35 %) aufgrund eines Behandlungsabbruchs nicht in die Prognosestatistik einbezogen werden. Von den verbleibenden 17 erreichten alle eine vollständige Genesung (Restitutio ad integrum), unabhängig von der Behandlungsart. Zehn Kinder (59 %) wurden konservativ, sieben (41 %) chirurgisch behandelt. Die durchschnittliche Heilungsdauer betrug etwa 6,5 Monate. Die längste Genesungszeit lag bei 713 Tagen nach einer konservativen Therapie, die kürzeste bei nur 2 Tagen, ebenfalls nach konservativer Behandlung
Auswirkungen der COVID-19 Pandemie auf die psychische Gesundheit von Medizinstudierenden und Ärzt*innen
No full textDie COVID-19 Pandemie hatte beträchtliche globale Auswirkungen und stellte das Gesundheitssystem und dessen Mitarbeitende vor neue Herausforderungen. Junge Menschen, Studierende, Frauen aber auch Healthcare worker wurden sowohl bereits vor dem Ausbruch der COVID-19 Pandemie als auch schon früh im Laufe dieser als Risikogruppen zur Entwicklung psychischer Probleme identifiziert.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen der COVID-19 Pandemie auf Medizinstudierende und junge Ärzt*innen in Deutschland zu erfassen und eventuelle Unterschiede zwischen vorklinischen und klinischen Student*innen sowie Ärzt*innen mit und ohne Arbeit mit COVID-Patient*innen festzustellen. Hierzu wurde zwischen dem 01.12.2021 und 31.03.2022 eine anonyme Online-Befragung von 668 Medizinstudierenden und Ärzt*innen an den medizinischen Fakultäten Mannheim und Würzburg durchgeführt und in die hier vorgelegte Arbeit eingeschlossen. Diese erfolgte mittels eines eigens zusammengestellten Fragebogens sowie dem Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) und dem WHO Quality of Life BREF (WHOQOL-BREF).
Es zeigten sich sowohl bei den Studierenden als auch den Ärzt*innen fluktuierende Angst- und Belastungswerte mit höheren durchschnittlichen Werten in den Sommer-Befragungszeiträumen als in den Winter-, Herbst- und Frühlingszeiträumen. Darüber hinaus stiegen bei allen Subgruppen die HADS-Summenwerte auf der Gesamtskala und den beiden Subskalen Angst und Depression signifikant im Vergleich zu der Zeit vor Ausbruch der COVID-19 Pandemie.
Wie durch frühere Studien vorbeschrieben, konnte in der hier vorgelegten Befragung eine stärkere Beeinträchtigung der Studierenden der vorklinischen Semester festgestellt werden. Sie wiesen eine signifikant größere Zunahme in allen Skalen des HADS und durchschnittlich höhere Werte bezüglich der aktuellen Lebensqualität zum Befragungszeittraum in allen Domänen des WHOQOL-BREF auf, mit Ausnahme der Domäne „Umwelt“. Entgegen der Erwartung scheint hingegen bei den befragten Ärzt*innen die Kohorte der Kolleg*innen, die direkt mit COVID-19 Patient*innen arbeiteten, in ihrer mentalen Gesundheit nicht stärker beeinträchtigt worden zu sein. Tatsächlich wiesen sie in allen Skalen des HADS eine signifikant geringere Zunahme der Werte auf und zeigten eine signifikant höhere Lebensqualität in Bezug auf soziale Beziehungen, während sich ihre mittleren Angst- und Belastungswerte im Zeitverlauf nicht von denen der Ärzt*innen ohne Arbeit mit COVID Patient*innen unterschieden.
Insgesamt untermauern die Ergebnisse der hier vorgelegten Untersuchung die Erkenntnisse bisheriger Studien. Alle hier befragten Subgruppen wiesen eine Beeinträchtigung ihrer mentalen Gesundheit im Zuge der COVID-19 Pandemie auf. Gerade Medizinstudierende und junge Ärzt*innen stellen im Zusammenhang mit epi- und pandemischen Ausbruchgeschehen eine Risikogruppe zur Entwicklung von gesundheitlichen Problemen wie Angst, Belastung und Depression dar. Dies sollte auch in Zukunft Berücksichtigung finden und um spezielle Unterstützungs- und Beratungsangebote für
HCW ergänzt werden, um der Entwicklung langfristiger gesundheitlicher Probleme und Krankheitsausfällen entgegenzuwirken
The Context of Choice: Three Essays on the Malleability of Preferences, Cultural Norms, and Institutional Design
No full textThis dissertation explores how context—specifically social information, cultural norms, and institutional arrangements—shapes decision-making. The thesis comprises five chapters: an introduction, three main empirical studies, and a concluding outlook. Chapter 1 introduces the research background and outlines the motivation for the studies. The core analysis is presented in Chapters 2 through 4. Chapter 2 investigates the malleability of distributional preferences. Chapter 3 examines how normative signal mechanisms impact cooperation across different cultural backgrounds. Chapter 4 compares individual versus group intertemporal-risky decisions and analyzes how institutional rules, such as majority versus unanimity, mediate group outcomes. Finally, Chapter 5 provides an outlook on future possibilities and potential extensions of the thesis