Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 18/19 Archiv

This thesis addresses two important features of circadian biology: sleep-wake behaviour and light patterns. Napping and light treatment are beneficial countermeasures against sleep deprivation and circadian disruption. Both are extremely high in shift workers, but also normal office workers suffer from a chronic sleep curtailment and circadian misalignment, especially on workdays. In order to provide recommendations, the first step is to analyse how daily life behaviour is like without any intervention. Though shift-working times are very restrictive, the impact of chronotype on napping behaviour in everyday work was explored. For the first time it was shown that not only sleep duration, also chronotype and even circadian disruption influenced shift workers’ nap behaviour. Furthermore, first hints were provided that main sleep duration influences nap length and that nap timing affects succeeding main sleep. In a second study, light profiles of normal office workers were continuously measured. This study attempted to close the lack in regard to light exposure of our everyday life. Light patterns were analysed separately for work- and free days. Additionally, different effects of light on the circadian system were considered, either compressing or expanding internal period length. Study findings can be explained with the hypothesis that clocks embedded themselves into the 24-hour light-dark cycle that they experienced light at the ‘right’ internal time of day, in order to entrain accurately to the external zeitgeber.

Der Ausgleich von Beinlängendifferenzen durch Kallusdistraktion kann durch verschiedene Techniken erfolgen. Derzeit finden externe Fixateure, das LoN Verfahren und intramedulläre Verlängerungsmarknägel klinische Verwendung. Der Komfort für den Patienten ist bei den rein intramedullären Systemen höher als bei externen Fixateuren oder LoN, gleichzeitig stellt deren Implantation und postoperative Handhabung hohe Ansprüche an den behandelnden Arzt und auch an den Patienten. Bei der Auswahl des Implantats sind die individuellen Eigenschaften der verschiedenen Systeme zu berücksichtigen. Neue Verlängerungsmarknägel, wie der magneto-mechanische PHENIX, befinden sich noch am Anfang ihrer klinischen Anwendung und sind dadurch bisher Gegenstand nur weniger Publikationen. Das Ziel der Studie war es, zwei häufig verwendete und publizierte Verlängerungsmarknägel in einem direkten Paarvergleich einander gegenüberzustellen. Grundlage bildete ein Kollektiv von 37 konsekutiv implantierten ISKD-Nägeln, für die aus einer Gruppe von 613 konsekutiv implantierten Fitbone-Nägeln die Fälle mit der höchstmöglichen Vergleichbarkeit ausgesucht wurden. Als Grundlage für die Gegenüberstellung wurden folgende Matchingkriterien festgelegt: Operation und Nachsorge durch denselben Arzt, gleiche Lokalisation der Osteotomie, durchgeführte Achskorrektur bei bestimmten Osteotomien sowie eine maximale Abweichung des Patientenalters um 25% und der Distraktionsstrecke um 10%. Unter Berücksichtigung dieser Parameter wurden 17 vergleichbare Paare gefunden. Sie wurden im Hinblick auf den Distraktionsindex (mm/d) und den Konsolidierungsindex (d/cm) analysiert. Des Weiteren wurden während der Behandlung auftretende unerwartete Zwischenfälle untersucht und nach Paley klassifiziert. Der Distraktionsindex lag in der ISKD-Gruppe bei 0,99 (0,55 – 1,67) mm/d, in der Fitbone-Gruppe dagegen bei 0,55 (0,14 – 0,92) mm/d. Der Belastungsindex der ISKD-Gruppe betrug 32,0 (16,4 – 64,0) d/cm, der der Fitbone-Gruppe 51,6 (25,8 – 95,0) d/cm. Bei den ISKD-Implantaten kam es im Rahmen der Behandlung zu 17 Zwischenfällen, bei den Fitbone-Implantaten traten 19 Zwischenfälle auf. Zusammenfassend zeigt der ISKD gegenüber dem Fitbone in Bezug auf die Komplikationsrate und den Distraktions- sowie Belastungsindex bessere Ergebnisse. Es konnte gezeigt werden, dass bei sorgfältiger Planung und Anwendung mit dem ISKD eine komplikationsarme und suffiziente Beinverlängerung möglich ist.

Zusammenfassung Die Schizophrenie ist eine der schwerwiegendsten psychiatrischen Erkrankungen mit weit reichenden psychischen und sozialen Auswirkungen auf die betroffenen Patienten und ihre Angehörigen. Die Lebenszeit-Prävalenz beträgt etwa 1%. Die Ergebnisse von Kopplungs- und Assoziationsuntersuchungen zeigen den starken Einfluss einer genetischen Komponente bei der Entstehung der Krankheit. Die bisherigen Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass es sich bei der Schizophrenie um eine genetisch komplexe Erkrankung handelt, deren Ätiologie sich durch das Zusammenwirken von Umweltfaktoren und genetischen Faktoren auszeichnet. Bislang ist es noch nicht gelungen, alle an der Pathogenese beteiligten Faktoren, vor allem aber die Mechanismen ihres Zusammenspiels zu entschlüsseln. Aufgrund von morphologischen und molekularbiologischen Untersuchungen sowie genetischen Kopplungs- und Assoziationsstudien fand sich eine Reihe von Suszibilitätsgenen für Schizophrenie, darunter auch das Gen DTNBP1. Es ist auf dem Chromosom 6 in der Region 22.3 lokalisiert und kodiert für das Protein Dysbindin-1. Im Gehirn nimmt dieses Protein Einfluss auf das Zytoskelett und die synaptische Plastizität und ist an der Signaltransduktion von Neuronen über NMDA- und GABA-Rezeptoren und damit am Glutamat- und Dopaminstoffwechsel beteiligt (Benson et al. 2001; Harrison und Weinberger, 2005). Morphologische Untersuchungen zeigen, dass die Konzentration von Dysbindin-1 in wichtigen Bereichen des Gehirns bei schizophrenen Patienten vermindert ist (Talbot et al. 2004; Tang et al. 2009). Eine Reihe von Assoziationsstudien, teils auch familienbasiert, haben in unabhängigen Kollektiven mit verschiedenstem ethnischen Hintergrund signifikante Assoziationssignale an unterschiedlichen Varianten im DTNBP1-Gen gefunden (Straub et al. 2002b; van den Oord et al. 2003; Schwab et al. 2003; Morris et al. 2003; van den Bogaert et al. 2003;, Tang et al. 2003; Kirov et al. 2004; Williams et al. 2004; Numakawa et al. 2004; Funke et al. 2004; de Luca et al. 2005; Duan et al. 2007; Riley et al. 2009 und Voisey et al. 2010). Dabei handelte es sich teilweise um Einzelbasen-Polymorphismen oder Haplotypen im DTNBP1-Gen, die sich als signifikant mit Schizophrenie assoziiert gezeigt haben. Folgestudien konnten diese Ergebnisse oftmals aber nicht bestätigen (Turunen et al. 2006, Datta et al. 2007, Joo et al. 2007, Holliday et al. 2006, Peters et al. 2008, Sanders et al. 2008; Strohmaier et al. 2010). In der vorliegenden Arbeit wurden die sechs Einzelbasenpolymorphismen, rs3213207, rs2619538, rs1011313, rs1047631, rs2056943 und rs2619522 untersucht. Bei ihnen hatten sich in Studien zuvor teilweise deutliche Assoziationsbefunde gezeigt. Die Marker wurden hier erneut an einem unabhängigen kaukasischen Kollektiv von 503 Patienten und 1290 gesunden Kontrollpersonen untersucht. Zustätzlich wurde die Patientengruppe in vier verschiedene Kategorien unterteilt, je nachdem ob Angehörige mit psychischen Störungen, mit Schizophrenie oder Angehörige 1.Grades mit Schizophrenie in der Familienanamnese vorlagen, sowie als vierte Gruppe das Patientenkollektiv insgesamt. Dabei zeigten sich in den unterschiedlichen Patientengruppen signifikante Assoziationshinweise und Trends zur Assoziation bei den Markern rs3213207 und rs2619538, der Marker rs1011313 zeigte lediglich Trends zur Assoziation mit Schizophrenie. Die höchste Signifikanz erreichte mit einem p-Wert von 0,034 der Marker rs3213207 in der Gruppe der Patienten mit schizophrenen Angehörigen. Hier trat der heterozygote Genotyp A/G signifikant häufiger bei Patienten auf als die homozygoten Genotypen A/A und G/G. Ebenfalls Signifikanzniveau erreichte der Marker rs2619538. Dabei zeigte sich in der Gruppe der Patienten mit schizophrenen Angehörigen ersten Grades ein signifikant niedrigerer Anteil homozygoter Träger des selteneren Allels Adenin bei einem p-Wert von 0,044. Die Marker rs1047631, rs2056943 und rs2619522 zeigten in dieser Arbeit keine Hinweise auf Assoziation mit Schizophrenie. Aufgrund der Ergebnisse dieser Arbeit und der anderer Forschungsgruppen besteht weiterhin Grund zur Annahme, dass es sich bei DTNBP1 um ein Suszeptibilitäts-Gen für Schizophrenie handelt. Zwar konnten auch in dieser Arbeit die positiven Assoziationsergebnisse von Vorläuferstudien nicht in vollem Umfang repliziert werden, jedoch stützen die Ergebnisse die Annahme, dass Variationen im DTNBP1-Gen an der Pathogenese der Schizophrenie beteiligt sind. Dabei weisen die Ergebnisse in dieser Arbeit durchaus darauf hin, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen positiver Familienanamnese in Bezug auf Schizophrenie und genetischen Variationen im DTNBP1-Gen. Gründe für die Inkonsistenz in den Ergebnissen der bisherigen Untersuchungen könnten die abweichenden Stichprobengrößen sowie die unterschiedliche ethnische Herkunft der untersuchten Kollektive sein. Auch die Einschlusskriterien für die Patienten- und Kontrollgruppen wichen voneinander ab. Vermutlich aber ist eine der Hauptursachen auch die genetische und phänotypische Heterogenität der Erkrankung an Schizophrenie. Weitere Studien mit höheren Fallzahlen werden nötig sein, um die genetischen Risikomarker auf dem DTNBP1-Gen und ihr mögliches Zusammenspiel mit Markern auf anderen Genen genauer zu detektieren.

Problemstellung: Aufgrund der hohen Umwandlung von CAD/CAM-Hochleistungskunststoffen während der Polymerisation gestaltet sich die Befestigung der Restauration am Zahn äußerst schwierig. Der Restmonomergehalt ist zu gering, um mit den Monomeren des Befestigungskunststoffes eine ausreichende Bindung einzugehen. Untersuchungsziel: In dieser Studie wurde untersucht, ob gezielte Konditionierungsmethoden zu einer Verbesserung des Haftverbundes zwischen CAD/CAM-Hochleistungskunststoffen und Befestigungskunststoffen führen können. Zur Bewertung der Haftqualität wurden nach Trennung des Verbunds eine Bruchbildanalyse durchgeführt und die Fehlertypen bestimmt. Material und Methode: Es wurden zwei verschiedene CAD/CAM-Kunststoffe (auf PMMA- und Komposit-Basis) untersucht (N = 600, n = 15 pro Versuchsgruppe). Die 300 Prüfkörper pro CAD/CAM-Kunststoff wurden in 20 Versuchsgruppen zu je 15 Versuchskörpern aufgeteilt. Vor dem Kleben wurden die Prüfkörper mit Aluminiumoxidpulver korundgestrahlt und anschließend konditioniert. Folgende Adhäsive wurden dafür verwendet: Monobond Plus/ Heliobond (MH), visio.link (VL), Ambarino P60 (AM), VP connect (VP), keine Konditionierung der Kontrollgruppen (KG). Befestigt wurde mit konventionellem (Variolink II) oder selbstadhäsivem Befestigungskunststoff (Clearfil SA Cement). Nach ihrer Fertigstellung wurden die angefertigten Versuchskörper für 24 Stunden in 37 °C warmem Wasser gelagert. Danach wurde die Hälfte der Prüfkörper zusätzlich einer thermischen Wechselbelastung mit 5000 Zyklen (5 °C und 55 °C) unterzogen. Anschließend wurde mit einer Universalprüfmaschine die Zugverbundfestigkeit gemessen und eine Bruchbildanalyse durchgeführt. Ergebnisse: Die Daten wurden mit Four- und One-way-ANOVA mit anschließendem Scheffé-post-hoc-Test, mit ungepaartem Zweistichproben-T-Test und Chi²-Test analysiert. P-Werte kleiner als 0,05 wurden als statistisch signifikant in allen verwendeten Tests angesehen. Kein oder nur ein geringer Verbund konnte bei beiden CAD/CAM-Kunststoffen für die unbehandelten Kontroll- und AM-Gruppen unabhängig vom verwendeten Befestigungskunststoff beobachtet werden. Dagegen führte die Konditionierung mit MH, VL und VP zu einer signifikanten Zunahme der Zugverbundfestigkeit. Grundsätzlich erwies sich der Haftverbund zu dem experimentellen CAD/CAM-Nanohybridkomposit als signifikant höher als der zu PMMA-basiertem artBloc Temp. Variolink II konnte jedoch in Verbindung mit artBloc Temp einen stärkeren Verbund erzielen. Bei Analyse der Fehlertypen zeigte sich, dass die Konditionierungen mit MH und VL überwiegend Kohäsionsbrüche mit Bruch im Befestigungskunststoff ergaben. Alle anderen Gruppen zeigten Klebeversagen. Die zusätzlich durchgeführte künstliche Alterung durch thermische Wechselbelastung wirkte sich nicht auf die Zugverbundfestigkeit aus. Im direkten Vergleich zeigte der Komposit-basierte CAD/CAM-Kunststoff eine höhere Verbundfestigkeit zu den untersuchten Befestigungskunststoffen als der PMMA-basierte CAD/CAMKunststoff. Schlussfolgerung: Die zu testende Hypothese dieser Studie wurde bestätigt. Durch gezielt ausgewählte Konditionierungsmethoden lässt sich die Verbundfestigkeit zwischen CAD/CAM-Hochleistungskunststoffen und Befestigungskunststoffen deutlich erhöhen.

Eine Beeinträchtigung kognitiver Parameter lässt sich u.a. durch die Durchführung von Sakkadenaufgaben nachweisen, wo beispielsweise Schizophreniepatienten hier spezifische Defizite zeigen. Die Ausführung von Aufgaben des Antigap Paradigmas erfordert die zeitlich und räumlich korrekte Ausführung von Antisakkaden. Dazu müssen sowohl die reflexgesteuerten Reaktionen inhibiert als auch gleichzeitig eine willentliche Handlung ermöglicht werden. Hier wurden bei Schizophrenie verlängerte Latenzen sowie erhöhte Fehlerraten beschrieben. Mit dem memory- Paradigmus wurden die Fähigkeiten zur Unterdrückung von reflexiven Sakkaden unter overlap- Bedingungen ermittelt, sowie gedächtnisgetriggerte und –gesteuerte memory- Sakkaden aufgezeichnet. Beim Memory Test wurden einerseits die Fähigkeit untersucht, auf einen Punkt zu schauen und sich gleichzeitig die Position eines weiteren zu merken (Ultrakurzzeitgedächtnis). Die Fähigkeit der Perzeption und sensomotorischen Integration (Abgleichen visueller Information mit vorgespeicherten Bildern im Gehirn), die Repräsentation des Gedächtnisstimulus im Arbeitsgedächtnis sowie die Fähigkeit der Regression (rückführende Augenbewegung auf bereits bekannte visuelle Objekte), ermöglichen die Positionserinnerung und Ausführung des Memory Test. Es wird davon ausgegangen, dass das glutamaterge System in die Pathophysiologie der Schizophrenie ursächlich involviert ist. So weisen u.a. post mortem Studien auf eine Beteiligung der AMPA- Rezeptoren als Teil des glutamatergen Systems hin. Das GRIA1 Gen, welches den AMPA1- Rezeptor kodiert, ist zusätzlich in einer mit Schizophrenie gekoppelten Region lokalisiert. Dazu wurden bei 60 Patienten und 108 Kontrollprobanden die Augenbewegungen während der Durchführung des Antigap- und Memory- Tests mit Hilfe einer VOG- Brille aufgezeichnet und ausgewertet und eine Assoziation zur Genotyp- und Allelfrequenz der SNPs rs578772 und rs548294 im GRIA1-Gen überprüft. Die Ergebnisse zeigen für den Polymorphismus rs578772 im Antigap Test eine Reduktion der zeitlichen Flexibilität assoziiert mit den A-Allelträgern bzw. AA-Genotyp sowohl in Form einer verzögerten Reaktion als auch einer erhöhten Fehlerrate durch verfrüht ausgeführte Antisakkaden. Das Gleiche läßt sich auch im Memoryparadigma nachweisen. Für den Polymorphismus rs548294 wurden im Antigap Test sowohl zeitliche als auch räumliche Abweichungen registriert. Eine erhöhte Latenz durch verzögerte Reaktionszeit bei gleichzeitig räumlich nicht korrekt ausgeführter Antisakkade assoziiert mit A-Allelträgern und AA-Genotyp. G-Allelträger fallen weniger durch zeitliche, dafür aber durch räumliche Abweichungen im Antigap Test auf. Beim Memoryparadigma war eine zeitlich inkorrekte Ausführung der Sakkaden mit AG-Allelträgern und Genotyp AG assoziiert. Räumlich und zeitlich inkorrekte Antisakkaden assoziieren mit AA-Allelträgern und AA-Genotyp. Die Studie konnte den Nachweis eines Zusammenhangs des GRIA1 Gens mit den Sakkadenleistungen erbringen. Eine Erweiterung dieser Studie in Hinblick auf eine erhöhte Stichprobenzahl sowie den Einschluss weiterer genetischer Variationen ist im Anschluss an diese Pilotstudie möglich, um die Validität der Ergebnisse zu festigen.

Im komplexen System der Funktionsweise von Thrombozyten werden auch dem Cholesterin der thrombozytären Zellmembran verschiedenste Funktionen zugeschrieben. Es hält die Zelle als wichtiger Membranbestandteil flexibel und beweglich und reichert sich bevorzugt in lipid rafts an. Durch die Anreicherung in diesen cholesterinreichen Domänen nimmt es Einfluss auf das clustering bestimmter Membranrezeptoren oder auf die transmembranöse Signalvermittlung und trägt auf diese Weise wesentlich zur Organisation und Funktionalität der Zellmembran bei. Dass der Cholesteringehalt der Zellmembran auch Einfluss auf die Bildung von Mikropartikeln hat, konnte in dieser Arbeit erstmals nachgewiesen werden. Die Cholesterinbeladung führte zu einem höheren Anstieg der Mikropartikelanzahl als die Cholesterindepletion der Thrombozytenmembran. Durch die zusätzliche Einwirkung von Scherkräften im Kegel-Platten-Viskosimeter konnte die rein passive Generierung von Mikropartikeln noch erhöht werden. Hier waren die meisten Mirkopartikel ebenfalls in der Gruppe der cholesterinbeladenen Thrombozyten zu finden. Im TDT-Test spiegelte sich die höhere Anzahl von Mirkopartikeln in der Gruppe der cholesterinbeladenen Thrombozyten in einer verkürzten Gerinnungszeit gegenüber den cholesterindepletierten Plättchen wider. Insgesamt zeigte sich die Thrombingenerierung durch Veränderung des Cholesteringehaltes der Plättchenmembranen jedoch verlangsamt. Während eines Flussversuchs über VWFdA1 bildeten mit Cholesterin beladene Thrombozyten bei einer Scherrate von 10.000s-1 durchschnittlich längere tether aus als cholesterindepletierte Thrombozyten. Dies spricht dafür, dass der Cholesteringehalt die Flexibilität der Thrombozytenmembran insgesamt beeinflusst und damit auch die Adhäsion zum Zytoskelett, so wie es bereits für andere Zelltypen beschrieben wurde. Cholesterinbeladene Thrombozyten exprimierten im ruhenden Zustand mehr P-Selektin als cholesterindepletierte Thrombozyten. Während die P-Selektin-Expression der cholesterindepletierten Plättchen durch das Einwirken von Scherkräften deutlich gesteigert wurde, kam es bei den cholesterinbeladenen Thrombozyten zu keinem weiteren Anstieg. Dies deutet auf eine gestörte Degranulation der Thrombozyten durch Cholesterinbeladung hin, bzw. auf eine „Aktivierung“ der Thrombozyten trotz Blockierung der klassischen Aktivierungskaskaden. Ob die bei uns unter experimentellen Bedingungen in vitro beobachteten Phänomene auch die generell erhöhte Aktivität der Thrombozyten von Patienten mit Hypercholesterinämie, sowie die bei dieser Erkrankung bestehende erhöhte Anzahl von Mirkopartikeln erklären kann müssen weitere Studien klären.