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On some variational problems in geometry
No full textIn this thesis we consider several variational problems in geometry that have a connection to the spectrum of the Laplacian acting on functions. In the first part, we study a quantity called the analytic systole, which was defined in recent joint work of the author with Werner Ballmann and Sugata Mondal. The motivation to study the analytic systole is its connection to small eigenvalues on Riemannian surfaces of finite topological type.We prove several qualitative and quantitative bounds for the analytic systole. The next few chapters deal with extremal metrics for Laplace eigenalues. Extremal metrics somewhat resemble the notion of critical points for the non-smooth functionals given by the eigenvalues of the Laplacian up to normalization. We study these functionals either on the space of all metrics with normalized volume or on a fixed conformal class. More precisely, we are interested in questions related to existence and regularity of extremal metrics. Firstly, we give an existence result for maximizers for the first eigenvalue on non-orientable surface relying on two spectral gap assumptions that prevent degenerations of a carefully chosen maximizing sequence in the moduli space. A similar spectral gap assumption occurs in a recent result of Petrides dealing with the orientable case. Slightly more general than actually required, these spectral gap assumptions ask, whether it is possible to strictly increase the first eigenvalue normalized by area by attaching a handle or a cross cap to a given closed Riemannian surface. We establish this under some extra assumptions. Unfortunately, our assumptions are too restrictive to establish the existence of maximizers at this point. However, there are some examples to which our techniques apply. In particular, we obtain the existence of a maximizing metric for the first eigenvalue on the surface of genus three Next, we consider extremal metrics for eigenvalues in a conformal class. Exploiting a connection of extremal metrics and n-harmonic maps we give an existence result for extremal metrics in perturbed conformal classes on products. In a similar way the connection to n-harmonic maps is used to prove a regularity result for extremal metrics. Finally, we exhibit a natural class of metrics with an integral scalar curvature bound in which one can maximize the first eigenvalue. More abstractly, we prove a regularity result for the Yamabe equation under an integral scalar curvature bound, provided the first eigenvalue is sufficiently large. In the last part, motivated by recent results on sharp eigenvalue bounds for the first eigenvalue on closed surfaces, we study the geometry of embedded, minimal surfaces of unbounded genus in ambient three-manifolds. Our main result here states that the systole of such a sequence tends to zero if the ambient manifold has positive Ricci curvature
Alteration of the pulmonary surfactant system in full-term infants with hereditary ABCA3 deficiency
No full textRATIONALE: ABCA3 mutations are known to cause fatal surfactant deficiency. OBJECTIVE: We studied ABCA3 protein expression in full-term newborns with unexplained respiratory distress syndrome (URDS) as well as the relevance of ABCA3 mutations for surfactant homeostasis. METHODS: Lung tissue of infants with URDS was analyzed for the expression of ABCA3 in type II pneumocytes. Coding exons of the ABCA3 gene were sequenced. Surfactant protein expression was studied by immunohistochemistry, immunoelectron microscopy, and Western blotting. RESULTS: ABCA3 protein expression was found to be greatly reduced or absent in 10 of 14 infants with URDS. Direct sequencing revealed distinct ABCA3 mutations clustering within vulnerable domains of the ABCA3 protein. A strong expression of precursors of surfactant protein B (pro-SP-B) but only low levels and aggregates of mature surfactant protein B (SP-B) within electron-dense bodies in type II pneumocytes were found. Within the matrix of electron-dense bodies, we detected precursors of SP-C (pro-SP-C) and cathepsin D. SP-A was localized in small intracellular vesicles, but not in electron-dense bodies. SP-A and pro-SP-B were shown to accumulate in the intraalveolar space, whereas mature SP-B and SP-C were reduced or absent, respectively. CONCLUSION: Our data provide evidence that ABCA3 mutations are associated not only with a deficiency of ABCA3 but also with an abnormal processing and routing of SP-B and SP-C, leading to severe alterations of surfactant homeostasis and respiratory distress syndrome. To identify infants with hereditary ABCA3 deficiency, we suggest a combined diagnostic approach including immunohistochemical, ultrastructural, and mutation analysis
Die Wirkung selektiver REM-Schlaf-Deprivation auf den Glukosestoffwechsel
No full textDer Schlaf nimmt bei der Aufrechterhaltung komplexer physiologischer Prozesse eine wichtige Rolle ein. Dazu zählt neben der Regulation inflammatorischer Geschehen und dem Ausbilden und Verstärken neuronaler Netzwerke im Rahmen der Neuroplastizität auch die metabolische Homöostase. Die Beeinflussung des Glukosemetabolismus läuft über multiple, interdependente Regelkreisläufe von Hormonen, die schlussendlich die Insulinsensibilität und Glukosetoleranz beeinflussen. Infolgedessen konnte vereinzelt die Bedeutung des SWS für den Glukosemetabolismus belegt werden, jedoch blieb die entsprechende Rolle des REM-Schlafs unter metabolischen Gesichtspunkten weitgehend ausgeklammert. Deshalb beschäftigte sich diese Studie mit dem Vergleich der Wirkung selektiver REM-Schlaf- und SWS-Deprivation auf den Glukosemetabolismus.
Einundzwanzig männliche Probanden wurden im Anschluss an eine Adaptationsnacht in einem messwiederholten, einfach-blinden Experiment im 2×2- Cross-over-Design im Abstand von 2-4 Wochen zu zwei Testsitzungen mit jeweils zwei aufeinanderfolgenden Deprivationsnächten eingeladen, in denen entweder der REM- Schlaf oder der SWS polysomnographisch aufgezeichnet und selektiv mithilfe akustischer Signale depriviert wurde. Nach der ersten Deprivationsnacht (sowie zu Vergleichszwecken der Adaptationsnacht) fanden ein oraler Glukosetoleranztest (OGTT) und eine indirekte Kalorimetrie statt, so dass sich die hier vorgestellten Ergebnisse auf diese Messungen beziehen.
Die polysomnographische Auswertung der Schlafdaten ergab eine deutliche Verminderung der Dauer der deprivierten Schlafphase, eine verkürzte Gesamtschlafdauer (TST) sowie eine erhöhte Wachzeit (WASO) und Dauer des Schlafstadiums 1 (S1). Die Auswertung der OGTT-Parameter ergab für die Glukose- und Insulinkonzentration im Verlauf des OGTTs keine signifikanten Unterschiede unter den Untersuchungsbedingungen der Adaptationsnacht und der Deprivationsbedingungen. Nach der SWS-Deprivation zeigte sich eine signifikant gesteigerte Insulinsekretion, wohingegen die entsprechende Steigerung nach REM-Schlafdeprivation im Vergleich mit der Adaptationsnacht nur grenzwertig signifikant war. Die Berechnung der Insulinsensitivität mittels NEFA-ISI ergab für beide Deprivationsbedingungen keinen signifikanten Unterschied im Vergleich zur Adaptationsnacht, wohingegen die Berechnung mittels OGIS-Score eine signifikante Verminderung der Insulinsensitivität
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nach SWS-Deprivation ergab. Die C-Peptid-Konzentration stellte sich nach REM-Schlaf- und SWS-Deprivation im Vergleich zur Adaptationsnacht erhöht dar. Die Analyse der FFA-Konzentrationen zeigte signifikant verminderte FFA-Konzentrationen nach SWS- Deprivation im Vergleich zur REM-Schlafdeprivation. Die Ergebnisse der indirekten Kalorimetrie zeigen einen erhöhten Gesamtenergieverbrauch während des OGTTs verglichen mit der Basalmessung am Morgen, sowohl im Rahmen der Adaptationsnacht sowie auch unter beiden Deprivationsbedingungen, aber keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bedingungen im Gesamtenergieverbrauch sowie im Atmungsaustauschverhältnis.
Die Arbeitshypothese einer Beeinträchtigung der Glukosetoleranz und Insulinsensibilität durch selektive REM-Schlaf-Deprivation konnte nur bedingt parameterübergreifend festgestellt werden, jedoch deuten die erhöhten Insulin- und C- Peptid-Konzentrationen nach selektiver REM-Schlafdeprivation auf eine Beteiligung des REM-Schlafs an der Aufrechterhaltung der Glukosehomöostase hin. Die in der Vergangenheit bereits nachgewiesene Beteiligung des SWS an der Regulation des Glukosemetabolismus konnte abermals belegt werden.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass sowohl die REM-Schlafdeprivation sowie auch die Tiefschlafdeprivation einen abträglichen Effekt auf den Glukosestoffwechsel zu haben scheinen, welcher in der Differenzierung beider Schlafphasen noch weitreichender Untersuchung bedarf. Insgesamt liefert die vorliegende Studie weitere Hinweise darauf, dass ungestörter nächtlicher Schlaf für die Aufrechterhaltung der Glukosehomöostase relevant ist
Lungenveränderungen bei Cystischer Fibrose
No full textZusammenfassungDie Cystische Fibrose (CF) ist die häufigste letal verlaufende autosomal rezessive Erkrankung unter Kaukasiern. Obwohl CF eine Multiorganerkrankung ist, ist der lebenslimitierende Faktor in mehr als 90% der Fälle die Lungenbeteiligung. In den letzten drei Jahrzehnten hat sich unter gewandeltem Therapieregime das Bild der pulmonalen Beteiligung bei CF im Kindesalter erheblich verändert. Das Ergebnis der intensivierten, auf frühe Behandlung bedachten Therapie ist u. a., dass heute mehr als 50% der Patienten älter als 18 Jahre sind. Die diagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten sind weit gefächert und einer ständigen Weiterentwicklung unterworfen. Die bereits in Entwicklung stehenden diagnostischen und therapeutischen Optionen versprechen eine noch wesentlich weitere Verbesserung der Lebenserwartung und Lebensqualität für Menschen mit CF.</jats:p
Surfactant protein a in cystic fibrosis: supratrimeric structure and pulmonary outcome.
No full textThe state of oligomerization of surfactant associated protein-A (SP-A) monomers differs between individuals. This likely affects SP-A's functional properties and could thereby influence clinical status in patients with lung diseases. In this study we focus on SP-A structure in cystic fibrosis (CF) compared to both healthy subjects and disease controls. SP-A composition and function were assessed in both bronchoalveolar lavage (BAL) fluid and serum of 46 CF patients with mild disease, 25 patients with chronic bronchitis and 22 healthy subjects by gel chromatography and a functional agglutination assay. Relation of SP-A agglutination ability to disease severity of the subjects was explored. SP-A was present in seven major oligomeric forms with the majority of SP-A being structurally organized as complex oligomeric forms. More complex oligomeric forms were associated with better SP-A function with regard to its agglutination ability. These forms were more frequently observed in BAL than in serum, but there were no differences between disease groups. In CF patients, more complex forms of SP-A were associated with better lung function. Organizational structure of SP-A affects its functional activity and is linked to disease severity in CF
Pseudomonas eradication treatment in Europe: Are there still differences between former East and West?
No full textAstronomy and astrophysics abstracts: author and subject indexes to volumes 1-10, literature 1969-1973
No full textAstronomy and Astrophysics Abstracts, which has appeared in semi-annual volumes since 1969, is devoted to the recording, summarizing and indexing of astronomical publications through out the world. It is prepared under the auspices of the Interna tional Astronomical Union (according to a resolution adopted at the 14th General Assembly in 1970). Astronomy and Astrophysics Abstracts aims to present a com prehensive documentation of literature in all fields of astronomy and astrophysics. Volume 15/16 contains author and subject indexes of volumes 1 - 10, covering the literature from 1969 to 1973. It is a pleasure to express our warmest thanks to Miss Helga Ballmann, Mrs. Monika Betz, Dr. Siegfried B6hme, Mrs. Karola Gud6, Miss Lore Kiefert, and Mrs. Ingrid Wolf for their kind support in the preparation of the indexes. Heidelberg, June 1976 Ute Esser Inge Heinrich Frieda Henn Dietlinde Krahn Hans Scholl Gert Zech v Introduction The Author Index contains 110 180 references to publications initial letter following the first names. of 28654 different authors. The Subject Index contains 38145 An effort has been made to cite Russian names according to references to 7170 different key words. the following transliteration: The main characteristics of the concept of Astronomy and r Astrophysics Abstracts, Author and Subject Indexes may be A a P p a summarized briefly
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