Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 17/19 Archiv

Der zuverlässigen Quantifizierung von Komorbidität kommt eine hohe Bedeutung zu. In dieser Arbeit werden verschiedene Komorbiditäts-Scores verglichen. Neben den international gebräuchlichen Verfahren Charlson Index, Elixhauser Comorbidity Score, Updated Charlson Index und Combined Comorbidity Score werden zwei zuletzt neu entwickelte Ansätze geprüft. Diese als Strukturmodelle der ICD-Systematik bezeichneten Instrumente basieren auf den Gliederungsebenen der ICD-10 mit Kapiteln und Gruppen. Zusätzlich werden hier von ihnen ausgehend ganzzahlige Scores entwickelt und evaluiert. Betrachtet werden auch der patientenbezogene Gesamtschweregrad PCCL des deutschen DRG-Systems und als einfachstes Verfahren die reine Zählung der Nebendiagnosen. Die Arbeit bestätigt im großen Datenbestand von 36 Krankenhäusern aus 2010 mit 435.076 Behandlungsfällen und 2.439.010 Diagnosen die Anwendbarkeit der international etablierten Scores in deutschen Routinedaten. Für die zuletzt entwickelten Strukturmodelle der ICD-10-Systematik und die daraus abgeleiteten Scores kann Überlegenheit gegenüber allen anderen Verfahren gezeigt werden. Sie dominieren in allen Bereichen: in der Breite der bewerteten Diagnosen, in der Anzahl der berechneten Werte ungleich Null und in der Vorhersagekraft ausgedrückt durch die AUC der ROC-Kurve. Die Berechnung mit Berücksichtigung der Hauptdiagnose, was eine Bewertung der Gesamt-Morbidität bedeutet, verbessert die Ergebnisse stets. Bei den Strukturmodellen der ICD-10-Systematik werden ohne den Einschluss weiterer Ko-Variablen wie beispielsweise Geschlecht oder Alter exzellente Ergebnisse erreicht. Zukünftige Verbesserungen sind durch Kombination verschiedener Verfahren und auch durch feingliedrigere Datenauswertung in der ICD vorstellbar. Besonders geeignet wird der Zusammenschluss von Methoden eingeschätzt, die geringe Korrelationen aufweisen. Weitere Forschungen hierzu und zu den neuen Strukturmodellen der ICD-Systematik sind wünschenswert.

Adverse health impacts of ambient air pollution and noise have been reported previously. However, many published studies were in adults or aged population, little attention has been paid to children and in particular to noise and the potential combined effect with air pollution. In addition, we considered health parameters, which are underinvestigated so far. In our study, we explored associations between ambient air pollution and noise with blood pressure (BP), and exhaled nitric oxide (eNO) in school-aged children, using data from two German birth cohorts. Noise levels within a 50m buffer around each participant’s home address were assessed using geographic information system. Exposure estimates of annual average concentrations of air pollution for each participant’s residence were calculated using a land use regression model. Short-term concentrations of air pollution were collected from background monitoring sites. Information on BP and eNO was collected during a physical examination at the 10-year follow-up of the cohorts. We studied the health impacts of ambient air pollution and noise in children from three different aspects. The association between traffic noise and BP was explored in 605 children, and the results showed that higher minimum levels of weighted day-evening-night noise and nighttime noise around the home residence may increase a child’s BP. Based on this finding, we conducted a second analysis to figure out the combined associations between air pollution and noise with BP, and found that ambient air pollution was not consistently associated with BP with adjustment for noise. Furthermore, the effects of ambient air pollution on eNO were explored within 1985 children, and we observed a significant positive association between short-term, but not long-term, air pollution with childhood eNO. In conclusion, our study provided more epidemiological evidence on the adverse health impacts of ambient air pollution and noise in school-aged children, and highlighted the confounding association between ambient air pollution and noise. More studies are needed to better assess the combined health effects of ambient air pollution and noise in children.

Schizophrenia is one of the most frequent psychiatric disorders and is associated with a substantial part of worldwide disease burdon1. The clinical symptoms of patients with schizophrenia can be separated into positive symptoms such as halluciations and delusions as well as negative symptoms such as cognitive impairments, apathy, blunted affect and social withdrawal2. It has been suggested that understanding the underlying pathophysiological processes that give rise to these symptoms is a crucial step for the development of efficient treatment for schizophrenia3. In the presented work two aspects of the clinical symptomatology of schizophrenia are analyzed with respect to their potential neurobiological correlate. Following the dopamine-hypothesis, patients with schizophrenia exhibit an increase in dopaminergic neurotransmission in the striatum which might be related to the experience of positive symptoms4,5. In the first publication evidence for this dopamine-hypothesis from in-vivo neuroimaging studies was investigated in a comprehensive meta-analysis. Results are in the line with the dopamine-hypothesis and point to an increase of striatal presynaptic dopamine synthesis in schizophrenia: - Howes OD*, Kambeitz J*, Kim E, Stahl D, Slifstein M, Abi-Dargham A*, Kapur S* (2012): The nature of dopamine dysfunction in schizophrenia and what this means for treatment. Arch Gen Psychiatry 69: 776–786. * these authors contributed equally ISI Web of Knowledge: Archives of General Psychiatry (now: JAMA Psychiatry) impact factor 2012: 13.77 5-year impact factor 2012: 14.47 Ranked 3rd of all psychiatry journals The negative symptoms of schizophrenia such as cognitive impairments have frequently been associated with changes of cerebral gray matter in numerous brain regions including the hippocampus6–9. In the second publication, effects of a potential risk-gene on the hippocampus are analyzed. Results indicate reduced hippocampal structure and function in carriers of the met-allele of the BDNF polymorphism val(66)met: - Kambeitz JP*, Bhattacharyya S*, Kambeitz-Ilankovic LM, Valli I, Collier DA, McGuire P (2012): Effect of BDNF val(66)met polymorphism on declarative memory and its neural substrate: a meta-analysis. Neurosci Biobehav Rev 36: 2165–2177. * these authors contributed equally ISI Web of Knowledge: Neuroscience and Biobehavioral Reviews impact factor 2012: 9.44 5-year impact factor 2012: 9.92 Ranked 12th of all neurosciences journals

In der hier vorliegenden Arbeit wurde die Hypothese überprüft, ob die mittlere Mikrogefäßlängendichte im Kleinhirn bei plötzlichem Kindstod (SIDS [„sudden infant death syndrome“]) als Ausdruck einer chronischen subklinischen Hypoxie größer ist als bei alters- und geschlechtsgematchten Kontrollen (d.h. bei Kindern, die innerhalb des ersten Lebensjahres nicht an SIDS verstorben waren). Diese Hypothese basierte auf Literaturangaben über hypoxische Veränderungen im Gehirn bei SIDS, insbesondere im Hirnstamm, aber auch im Kleinhirn. Zwischen Hirnstamm und Kleinhirn besteht eine enge topografische und funktionelle Nähe in Bezug auf die Gefäßversorgung; so werden sowohl der Hirnstamm als auch das Kleinhirn aus Ästen der Arteriae vertebrales und der Arteria basilaris versorgt. Untersucht wurden insgesamt n=23 Kleinhirnhälften (je eine Kleinhirnhälfte pro Fallnummer) von Kindern, die im ersten Lebensjahr verstorben waren. Von diesen n=23 Kleinhirnhälften stammten n=9 von SIDS-Fällen (im Alter zwischen zwei und zehn Monaten verstorben), n=9 von alters- und geschlechtsgematchten Kontrollen, sowie n=5 weitere von Kontrollen, die entweder in einem früheren oder einem späteren Alter als die SIDS-Fälle gestorben waren. Für jede Kleinhirnhälfte wurde an Serien von 100 µm dicken Schnitten, die immunhistochemisch zum Nachweis von Kollagen IV aufgearbeitet und mit Cresylviolett gegengefärbt wurden, mit modernsten design-based stereologischen Methoden das Volumen aller Kleinhirnschichten sowie die Mikrogefäßlängendichte in diesen Schichten bestimmt. Bei einer Nebenuntersuchung an weiteren Schnitten aus dem Vermis erfolgte ein immunhistochemischer Nachweis von GFAP. Bis auf die äußere Granularzellschicht zeigten alle Schichten des Kleinhirns mit zunehmendem Alter einen statistisch signifikanten, altersabhängigen Anstieg des Volumens. Bis auf die innere Granularzellschicht, die bei den SIDS-Fällen im Mittel statistisch signifikant größer war als bei den gematchten Kontrollen, fanden sich keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den SIDS-Fällen und den gematchten Kontrollen. Sowohl bei den SIDS-Fällen als auch bei den Kontrollen fand sich die höchste Mikrogefäßlängendichte in der Purkinjezellschicht, und die niedrigste Mikrogefäßlängendichte in der äußeren Granularzellschicht. Die mittleren Gefäßlängendichten der einzelnen Schichten zeigten keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den SIDS-Fällen und den gematchten Kontrollen. In allen fünf Kleinhirnschichten wurden altersunabhängig sowohl bei den SIDS-Fällen als auch bei den Kontrollen Gefäßverzweigungen gefunden. Der immunhistochemische Nachweis von GFAP zeigte in der Molekularschicht bei allen Altersstufen immunpositive Bergmann-Gliafasern, und in der Purkinjezellschicht, der inneren Granularzellschicht und der weißen Substanz bei allen Altersstufen immunpositive Astrozyten. Unterschiede zwischen den SIDS-Fällen und den jeweils gematchten Kontrollen lagen bei dem immunhistochemischen Nachweis von GFAP nicht vor. Insbesondere fanden sich bei den SIDS-Fällen keine Anzeichen für Astrozyten-Aktivierung wie z. B. vergrößerte Perikarien oder kürzere, erweiterte Fortsätze. Zusammen mit den Ergebnissen der hier vorliegenden Arbeit und den Publikationen von Kiessling et al. (2013a; 2013b) liegen somit erstmals für Kleinhirne von SIDS-Fällen und gematchten Kontrollen vier verschiedene schichtenspezifische Befunde zum möglichen Vorliegen von akuter und/oder chronische Hypoxie vor, die u. a. mit modernsten design-based stereologischer Methoden erhoben wurden (Mikrogefäßlängendichten, Form und Menge von Astrozyten, Gesamtzahlen von Purkinkjezellen, und Konzentration von Calbindin-D28k in den Purkinjezellen). Dabei fanden sich keinerlei Anzeichen für akute und/oder chronische Hypoxie im Kleinhirn bei SIDS, so dass die eingangs formulierte Hypothese verworfen werden musste.

Der humane Thyreotropin-Rezeptor (TSH-R) steuert die zentralen Funktionen der Schilddrüse und ist der wichtigste Regulator für deren Wachstum und Differenzierung. Er gehört zur Superfamilie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR) und kann nach einer Stimulation mit TSH die G-Proteine aller vier Familien (Gs, Gi/o, Gq/11 und G12/13) aktivieren. Dabei werden die meisten zellulären Reaktionen wie die Proliferation der Schilddrüsenepithelzellen und die Bereitstellung der Schilddrüsenhormone einer Aktivierung von Gs zugeordnet. Zu Gs-unabhängigen Signalwegen des TSH-R war dagegen erst wenig bekannt. Da der Gq/11-vermittelte Signalweg durch die Aktivierung der Phospholipase C und Proteinkinase C in maligne Prozesse von Schilddrüsenzellen involviert sein könnte, sollten in der vorliegenden Arbeit Gq/11-abhängige Effektoren des TSH-R in humanen Schilddrüsenkarzinomzellen identifiziert und näher charakterisiert werden. Als Modellsystem wurden FTC 133 wt TSH-R Zellen verwendet, eine follikuläre Schilddrüsenkarzinom-Zelllinie, die den humanen TSH-R überexprimiert. In diesen wurde die Aktivierung des Calcium/Calcineurin-abhängigen Transkriptionsfaktors NFAT nach TSH-Stimulation erstmalig beschrieben. Bei einer anschließenden Reihenuntersuchung der NFAT-abhängigen Zielgene Autotaxin, VEGF, c-Myc, Regulator von Calcineurin 1 (RCAN1) und Cyclooxygenase-2 (Cox-2) wurden c-Myc, RCAN1 und Cox-2 als TSH-regulierte Gene identifiziert. Die Induktion von c-Myc war unabhängig von NFAT, dagegen bestätigten Expressionsstudien mit Calcineurin-Inhibitoren und dem spezifischen NFAT-Inhibitor INCA-6, dass RCAN1 und Cox-2 durch eine NFAT-Aktivierung induziert wurden. Diese Aktivierung wurde durch Gq/11-Proteine vermittelt, denn nach spezifischer Herunterregulation der Gq- und G11-α-Untereinheiten mittels siRNA konnten die Zielgene nicht mehr TSH-abhängig induziert werden. Weitere Analysen zum Mechanismus der NFAT-Aktivierung zeigten, dass eine Erhöhung der intrazellulären Calciumionenkonzentration ([Ca2+]i) allein über intrazelluläre Speicher nicht ausreichend war. Um NFAT zu aktivieren, mussten zusätzlich Calciumionen aus dem Extrazellulärraum einströmen. Untersuchungen mit dem STIM1-Inhibitor SKF-96365 wiesen dabei auf einen Calciumioneneinstrom über Speicher-operierte Ionenkanäle hin. Zusätzlich zur NFAT-regulierten Genexpression wurde in dieser Arbeit die TSH-induzierte Expression des Metallothioneins MT1X in FTC 133 wt TSH-R Zellen und in primären Thyreozyten analysiert. Die mRNA Induktion dieses Cystein-reichen und zytoprotektiven Proteins war ebenfalls abhängig von einer Expression der Gq/11-Proteine. Eine Erhöhung der [Ca2+]i reichte jedoch nicht aus, um MT1X signifikant zu induzieren. Zur gesteigerten Expression war darüber hinaus auch die Aktivierung der Proteinkinase C notwendig. In der vorliegenden Dissertation konnten somit RCAN1, Cox-2 und MT1X als Gq/11-regulierte Zielgene des humanen TSH-R charakterisiert werden. Dabei wurde eine NFAT-regulierte Genexpression nach einer TSH-Stimulation erstmalig gezeigt. Die präsentierten Ergebnisse weisen damit auf eine bisher unbeachtete biologische Rolle von Gq/11-abhängigen Signalwegen des humanen TSH-R in der Schilddrüse hin.