Medizinische Fakultät - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/19 Archiv

Die moderne Ära der Herzchirurgie begann mit der Einführung der Herz- Lungen- Maschine in den frühen 50er Jahren. Die grundlegenden Veränderungen, welche durch die Anwendung der HLM initialisiert werden, sind Veränderung des pulsatilen Blutflusses, Exposition des Blutes an unphysiologische Oberflächenstrukturen und Scherkräfte, sowie Auslösung einer überschiessenden systemischen inflammatorischen Reaktion. Diese Veränderungen haben nicht nur makrohämodynamische Auswirkungen, sondern beeinflussen auch die Mikrozirkulation. Zum Monitoring der Mikrozirkulation wurde von unserer Arbeitsgruppe OPS imaging, eine neue Technik, welche mit polarisiertem Licht und Epi- Illumination ohne Einsatz von Fluoreszenzfarbstoffen arbeitet, eingesetzt. Im Mittelpunkt unseres Interesses stand die Frage nach Anwendbarkeit und Praktikabilität, sowie Sicherheit und diagnostischem Potential von OPS imaging. Da wir insbesondere nach Eingriffen im Kreislaufstillstand tiefgreifende mikrozirkulatorische Veränderungen erwarteten, unterteilten wir die Studiengruppe in 27 Patienten mit koronarer Bypassoperation bzw. Herzklappenersatz ohne Kreislaufstillstand (Gruppe 1) und in 5 Patienten mit Operationen im Kreislaufstillstand (Gruppe 2). In tiefer Hypothermie (28- 16∞C) und im Kreislaufstillstand werden Operationen von Aneurysmen des Aortenbogens operiert. Es wurden erythrozytäre Fliessgeschwindigkeit (Vel), venolärer Gefässdurchmesser (Dia) und Funktionelle Kapillardichte (FCD) zu 4 bzw. 5 verschiedenen Zeitpunkten bestimmt. Mittels OPS imaging konnten die ersten Mikrozirkulationsbilder der veränderten Perfusion unter Herz- Kreislaufstillstand und extrakorporaler Zirkulation erhoben werden. Wir konnten zeigen, dass die Mikrozirkulation während Eingriffen an der HLM aufrecht erhalten wird. In Gruppe 1 stieg die Vel lediglich in der späten Phase der HLM signifikant an. Bei Eingriffen im Kreislaufstillstand (Gruppe 2) zeigte sich ein signifikanten Abfall der Vel während der gesamten Messperiode unter extrakorporaler Zirkulation. Eine dramatische Reduktion der Vel um 74,6 % wurde in T after CA beobachtet. Da nach Beendigung der HLM Ausgangswerte erreicht wurden, ist anzunehmen, dass die nutritive Blutversorgung nach HLM und Kreislaufstillstand wieder hergestellt werden kann. Da während unkomplizierter HLM lediglich moderate Veränderungen der Vel, bei Eingriffen im Kreislaufstillstand aber eine signifikante Verminderung der Vel auftraten, müssen verschiedene Ursachen diskutiert werden. Eine entscheidende Rolle spielt die tiefe Hypothermie in Gruppe 2 mit Senkung der Körpertemperatur auf durchschnittlich 16,5∞C während des Stillstandes. In der Phase der Wiedererwärmung konnte eine rasche Erholung auf Initialwerte beobachtet werden. Auch die signifikante Verminderung des mittleren arteriellen Drucks während der HLM in beiden Gruppen, ausgeprägter jedoch in Gruppe 2 hat Einflüsse auf die Mikrozirkulation. Der Druckabfall mit Beginn der extrakorporalen Zirkulation wird durch eine Verminderung des systemischen Gefässwiderstands, bedingt durch eine erniedrigte Blutviskosität infolge Hämodilution, Dilution zirkulierender Katecholamine und temporärer Hypoxämie, verursacht. Die Hämodilution war in beiden Gruppen ausgeprägt. Die Abnahme der Hb-Konzentration betrug in Gruppe 1 –33 % und in Gruppe 2 –39 % (in T2). Es zeigte sich weder in Gruppe 1, noch Gruppe 2 eine signifikanten Veränderung des postkapillären Venolendurchmessers. Die FCD, als Indikator für den nutritiven Blutfluss war in Gruppe 1 unverändert. In Gruppe 2 mit Eingriffen im Kreislaufstillstand konnte ein signifikanter Abfall der FCD innerhalb 10 Minuten nach Beendigung des Kreislaufstillstandes auf 23 %, verglichen zum Ausgangswert beobachtet werden. Da die FCD in beiden Gruppen nach Beendigung der HLM Ausgangswerte zeigte, ist anzunehmen, dass die nutritive Blutversorgung sowohl nach unkomplizierter HLM, als auch nach Eingriffen im Kreislaufstillstand wieder hergestellt werden kann. Wir konnten in Übereinstimmung mit anderen Gruppen zeigen, dass durch die HLM eine systemische Entzündungsreaktion mit Leukozytenaktivierung und Expression von Adhäsionsmolekülen ausgelöst wird. In 8 Patienten der Gruppe 1 wurden die aktivierten Leukozyten und die Adhäsionsmoleküle CD 18 und CD 62L bestimmt. Die aktivierten Leukozyten wiesen in der späten Phase der HLM einen 3- fachen und eine Stunde nach Reperfusion einen 6,6- fachen Anstieg verglichen zum Ausgangswert auf. Die Adhäsionsmoleküle CD 62L zeigten keine signifikanten Veränderungen. CD 18 stieg in der späten Phase der Reperfusion um 31 % an. Auch in Gruppe 2 konnten wir Hinweise für einen Ischämie- Reperfusionsschaden finden. Wir konnten ein Laktatanstieg in T3 und T4 und ein Gewebeödem als indirekter Hinweis auf eine erhöhte Permeabilität der Endothelbarriere mit „capillary leak“ Syndrom erkennen. Durch die Veränderung des Blutflusses während HLM und die erhöhte Rigidität der Erythrozyten beobachteten wir vor allem innerhalb 10 Minuten nach Reperfusion eine Heterogenität der Perfusion, eine Verminderung der Vel mit Bildung von Mikroaggregaten und eine reduzierte FCD. Diese Verminderung der FCD wird auch als postischämisches „no reflow“ Phänomen bezeichnet. Zusammenfassend ist festzustellen, dass wir mit OPS imaging Mikrozirkulationsstörungen, hervorgerufen durch HLM und Kreislaufstillstand nachweisen konnten. Veränderungen im Sinne einer systemischen inflammatorischen Reaktion und eines Ischämie- Reperfusionsschadens konnten mittels OPS imaging visualisiert werden.

Lysophosphatidsäure gilt als einer der grundlegendsten und wichtigsten Mediatoren höherer Organismen, sie wirkt als Wachstumsfaktor bzw. Aktivator auf eine Vielzahl von Effektorzellen. In der vorliegenden Arbeit wird ein bislang unbekannter Weg der LPA-Entstehung während der Modifikation von Lipoproteinen nachgewiesen und die entstandene LPA mit Hilfe einer neu etablierten Methode der sequentiellen Lipidextraktion von Lipoproteinen quantifiziert. So findet sich während der milden Oxidation von LDL ein deutlicher Anstieg des LPA-Gehalts auf eine Aktivität von etwa ein nmol Palmitoyl-LPA/mg mox-LDL-Protein. Dies ist eine Menge, die bei den bislang beschriebenen Zellsystemen nachweislich Effekte hervorruft. Hier wurde dies für Thrombozyten aufgezeigt: Die in mox-LDL enthaltene LPA ruft dosisabhängig Gestaltwandel oder Aggregation in gewaschenen Thrombozyten hervor. Damit wurde erstmals die Thrombozyten-aktivierende Substanz in milde oxidierten Lipoproteinen benannt, quantifiziert und in einen funktionellen Kontext gestellt. Vergleichbare Resultate ergaben sich für verschiedene andere milde LDL-Modifikationsformen, wie mm-LDL und interessanterweise auch für analoge Modifikationen von HDL. Ganz wesentlich trug die Verwendung eines Desensibilisierungsassays zum Beweis bei, daß LPA der in all diesen modifizierten Lipoprotein-Spezies enthaltene, allein relevante Plättchenagonist ist. Da oxidierte Lipoproteinspezies als Schlüsselelemente in der Pathogenese von Arteriosklerose, Thrombose und kardiovaskulären Erkrankungen erachtet werden, rückt LPA ins Zentrum der Abläufe bei Plaqueruptur und arterieller Thrombose; es dürfte ebenfalls eine relevante Rolle spielen bei Initiation und Progression atheromatöser Veränderungen. Es ist zu erwarten, daß mox- und mm-Lpp in zu Plättchen vergleichbarer Weise auch weitere Effektorzellen aktivieren und beispielsweise zur Proliferation anregen, etwa Endothelzellen, Fibroblasten und glatte Gefäßmuskelzellen.

Objective: To analyze menisco-tibial and femoro-tibial translation patterns in healthy and ACL-deficient knees in different knee flexion angles under muscle activity. Methods: The ACL-deficient and contralateral healthy knees of 10 patients were examined with an open MR system at 30° and 90° of knee flexion, under both flexing and extending, isometric muscle activity. Translations between the tibia, the femoral condyles and the menisci were analyzed by three-dimensional image postprocessing. Results: Posterior translation of the femur and menisci relative to the tibia occurred during knee flexion (30°-90°). In ACL-deficient knees, posterior translation of the medial femoral condyle (+1.3±3.8 mm) was significantly larger than in healthy knee (-0.9±2.9 mm; p

In der hier vorliegenden Teilstudie der Niedersächsischen Lungenstudie wurde die Lebensqualität der niedersächsischen Landbevölkerung in einer landwirtschaftlich intensiv durch Tierzucht genutzten Region untersucht. Ziel der Auswertung war die Untersuchung der Lebensqualität der Probanden, der Vergleich mit der deutschen Normstichprobe und die Analyse möglicher gesundheitlicher, sozialer sowie umweltbedingter Einflussfaktoren auf die Lebensqualität.

The surface free energy describes the physical effects at boundary surfaces. It appears conceivable to optimize the surface free energy of restorative materials and to shift them into a range, where the initial adhesion of bacteria became more difficult. It is expected that materials with a surface energy lower than 38 mJ/m2 or higher than 123 mJ/m2 will accumulate less Plaque. This study describes 18 different restorative materials (amalgam, gold, composite, glass ionomer cement, ormocer and compomer). The influence increasing roughness on the surface free energy and the distribution into dispers and polar portions was determined. Metals exhibited lowest values (gold alloy and amalgam). The surface free energy of gold alloy was below 38 mJ/m2. The surface free energies of composites, compomers, ormocers and glass ionomer cement was between the range of (46-49) mJ/m2. Increasing surface roughness caused a rise of the surface free energy of all materials.

Das Endometrium stellt ein komplexes Gewebe dar, das sehr genauen Kontrollmechanismen unterliegt. Die zyklischen Veränderungen und damit auch die Vorbereitung auf die Implantation einer Blastozyste werden durch verschiedene Faktoren reguliert. Hierzu gehören endokrine Mechanismen, vermittelt durch die Steroidhormone Östradiol und Progesteron, die Abstimmung des Immunsystems und die Anpassung der Gefäßversorgung. So spielen sowohl eine Vielzahl an Zytokinen als auch Wachstumsfaktoren, wie zum Beispiel VEGF, eine entscheidende Rolle. Das Ziel unserer Untersuchung war eine genauere Betrachtung der Regulationsmechanismen im endometrialen Zellverband anhand von Zellkulturen, durch Immunhistochemie sowie durch Analyse des Uterussekretes. IL-6, ein gut bekanntes Phospho-Glykoprotein, wird im endometrialen Gewebe sowohl von Epithel- als auch von Stromzellen produziert. IL-6 erfüllt im menschlichen Organismus vielfältige Funktionen. Eine entscheidende Rolle scheint ihm bei Entstehung und Erhalt einer frühen Schwangerschaft zuzukommen. IL-6 zeigt ein typisches Verteilungsmuster im Menstruationszyklus mit niedrigen Spiegeln in der Proliferationsphase und einem deutlichen Anstieg in der Sekretionsphase. Bei den zyklischen Veränderungen des Endometriums ist die Revaskularisierung des Gewebes und deren Regulation durch VEGF ein entscheidender Prozess. VEGF existiert in fünf Isoformen, die durch alternatives Spleißen der mRNA entstehen. Es kann sowohl in Stroma- wie auch in Epithelzellen nachgewiesen werden. Im Vergleich zur Proliferationsphase tritt VEGF ebenso wie IL-6 verstärkt in der Sekretionsphase auf. Dieses Verhalten konnte von uns mit Hilfe der Immunhistochemie bestätigt werden. Im Uterussekret steigt die VEGF-Konzentration im Verlauf des Zyklus an. Diese Tatsachen legen eine Regulation von IL-6 und VEGF durch die Steroidhormone 17ß-Östradiol und Progesteron nahe. Das Verhalten von Interleukin-6 in Bezug auf die Stimulation durch die Steroidhormone 17ß-Östradiol und Progesteron wird in der Literatur widersprüchlich dargestellt. So wird zum einen die Erhöhung der IL-6-Konzentration in endometrialen Stroma- und Epithelzellen beschrieben, zum anderen deren Abfall. In den von uns angelegten Versuchen konnte keine statistisch signifikante Änderung von IL-6 durch Östradiol oder Progesteron festgestellt werden. Einige vorhergehende Studien legten die Regulation von VEGF durch Östradiol und Progesteron nahe. Jedoch scheint es keinen direkten Weg der Regulation durch diese Faktoren zu geben. Östrogen verstärkte den mitogenen Effekt von parallel applizierten Wachstumsfaktoren, Progesteron inhibierte diesen. In endometrialen Stroma- und Epithelzellkulturen wurde die Stimulation von VEGF durch Östrogen von anderen Autoren nachgewiesen. Diese Stimulation konnte von uns nicht bestätigt werden. Es stellt sich die Frage, ob eine indirekte Beeinflussung von VEGF durch andere auto- beziehungsweise parakrine Mechanismen vorliegt. Unser Ziel war es nun, die Regulation von IL-6 und VEGF durch andere Faktoren, wie beispielsweise Zytokine, zu untersuchen. IL-1ß erweist sich in diesem Zusammenhang als relevant. Es zeigt ein zyklisches Verhalten im Endometrium mit hohen Spiegeln in der Sekretionsphase zur Zeit der Implantation. Gleichzeitig steigt auch seine Serumkonzentration an. IL-1ß stimuliert IL-6 in endometrialen Stromazellkulturen, nicht jedoch in Epithelzellen. Eine Stimulation von VEGF durch IL-1ß konnte von uns nicht festgestellt werden. Ein weiterer bedeutender Faktor, der von uns genauer untersucht werden sollte, war LIF. LIF erfüllt breite biologische Funktionen, was die Vielzahl an Zielzellen im menschlichen Organismus verdeutlicht. Auch im Endometrium spielt LIF vor allem bei der Implantation eine entscheidende Rolle. Die von uns untersuchte Regulation von VEGF und IL-6 durch LIF erbrachte kein signifikant positives Ergebnis. So konnte eine Stimulation durch LIF weder in Stroma- noch in Epithelzellkulturen nachgewiesen werden. Des weiteren analysierten wir die Regulation von VEGF durch IL-6. Auch hier zeigte sich weder in den Stroma- noch in den Epithelzellkulturen eine statistisch erfassbare Veränderung. Unter verringerter Sauerstoffversorgung finden im Zellverband bestimmte Veränderungen statt, die eine optimale Anpassung an die veränderten Umweltbedingungen ermöglichen. Die Hypoxie erweist sich als relevanter Faktor für eine gesteigerte Produktion von Interleukin-6 in verschiedenen Zelltypen. Es wurde gezeigt, dass sowohl endometriale Stroma- als auch Epithelzellen auf ein verringertes Sauerstoffangebot im Sinne einer IL-6 Erhöhung reagieren. Auch VEGF wird in endometrialen Stroma- und Epithelzellkulturen durch eine Reduktion des Sauerstoffangebots induziert. Hierbei kann man eine deutlichere Steigerung von VEGF in Stroma- als in Epithelzellkulturen beobachten. Unsere Versuchsansätze an Zellkulturen, am Uterussekret und an Endometriumsschnitten haben einen Beitrag zum genaueren Verständnis der Regulationsmechanismen im endometrialen Zellverband geleistet. Die Komplexität der Abläufe jedoch erfordert weiterhin intensive Forschungsarbeit in vivo sowie in vitro, um einen vollständiges Bild des Endometriums zu vermitteln. In diesen Erkenntnissen liegt die Chance, Therapieansätze für einige Erkrankungen, wie zum Beispiel Endometriose oder auch Infertilität zu entwickeln.

Einhergehend mit der zunehmenden durchschnittlichen Lebenserwartung ist künftig mit einer steigenden Zahl an osteoporotisch bedingten Frakturen im Bereich des coxalen Femurendes zu rechnen. Ziel der operativen Verfahren bei derartigen Frakturen ist, bei niedriger Versagerquote von Implantaten eine rasche Mobilisierung des Patienten zu erreichen, um eine Rückkehr in seine gewohnte Umgebung zu ermöglichen. Die vorliegende Studie untersuchte nun zum Einen den Verlauf und die Komplikationen von Patienten nach trochanteren Femurfrakturen sowie nach Schenkelhalsfrakturen, zum Anderen wurden die klinischen Ergebnisse der einzelnen operativen Verfahren verglichen. In die Untersuchung wurden 127 Patienten eingeschlossen, die mittels Endoprothese (zementiert oder wahlweise modular) bei medialer Schenkelhalsfraktur oder einem Gammanagel bei trochanterer Fraktur stabilisiert wurden. Während des stationären Aufenthalts und zum Nachuntersuchungszeitpunkt (nach durchschnittlich 9,4 Monaten) wurde jeweils ein klinischer und radiologischer Befund erhoben. Mittels der ermittelten Daten wurde der von uns modifizierte Harris Hip Score errechnet, der als standardisierter Score einen Vergleich der operativen Verfahren möglich machte.

Seit Jahrzehnten wird versucht, spezifische Proteine oder Peptide zu bestimmen, deren Konzentrationsänderungen im Liquor und oder im Blut eine diagnostische Aussage über den Zustand des ZNS bzw. über das quantitative Ausmaß des Schadens im Gehirn und Rückenmark zulassen. Der Wert eines biochemischen Markers insbesondere bei akuten Ereignissen, ähnlich wie die Herzenzymdiagnostik in der Kardiologie, erscheint hoch. GFAP wurde 1971 von Eng erstmalig aus Multiple Sklerose Plaques isoliert. GFAP ist ein 50 ± 1 kDa großes Protein, welches in einer wasserlöslichen und wasserunlöslichen Form existiert. GFAP gehört zu der Gruppe der Intermediärfilament-Proteine, die am Aufbau des Zytoskeletts beteiligt sind. GFAP konnte bisher nur in Gliazellen und Zellen glialen Ursprungs gefunden werden. Fast jede Reaktion von Astrozyten geht mit einer morphologisch sichtbaren Veränderung einher. Die Zellform verändert sich von einer runden protoplasmatischen Zelle mit wenigen Zellfortsätzen in eine verzweigte Zelle mit zahlreichen Zellfortsätzen. Diese Vorgänge sind immer mit einer Vermehrung zytoplasmatischer Filamente und einer Veränderung des GFAP Gehaltes verknüpft. Deshalb ist GFAP ein wichtiger Funktionsmarker. Bisher konnte GFAP in wäßrigen Gewebsextrakten mittels Immundiffusion und Elektrophorese, Immunradiometrie, Immunelektrophorese und Radioimmunoassays nachgewiesen werden. Die hauptsächlich angewendeten Nachweise beruhen auf immunhistochemischen Verfahren. Es gelang auch GFAP im Liquor mittels Radioimmunoassay und Enzyme Linked Immunosorbent Assay nachzuweisen und bei Erkrankungen, die mit einer Gliose einhergehen, erhöhte GFAP-Konzentrationen nachzuweisen. Der in dieser Arbeit vorgestellte Nachweis von GFAP in humanem Serum basiert auf der Messung von GFAP in humanem Blut mit Hilfe eines zerfallsunterstützten Lanthanide Immunfluoresenzassays (Dissociation Enhanced Lanthanide Fluorescence Immunoassay = DELFIA). Die Messung beruht auf der Bindung von in Standardlösungen und Proben enthaltenem GFAP an Festphasen-Anti-GFAP. Anschließend wird das gebundene GFAP in mehreren Schritten mittels eines anti-GFAP Antikörpers und Europium detektiert. Die Fluoreszenz des gebundenen Europiums wird nach Anregung durch einen Lichtimpuls gemessen und so die in der Probe enthaltene Menge GFAP quantifiziert, die der Menge des gebundenen GFAP proportional ist. In dieser Arbeit konnte erstmalig GFAP zuverlässig, empfindlich und quantitativ bestimmt werden. Damit wird es erstmalig möglich ein für das Zentralnervensystem spezifisches Protein im Blut zu messen. Uns gelang es mit einem Kollektiv von Schädel-Hirn-Trauma Patienten eine Korrelation zwischen klinisch gesicherten Affektionen des Zentralnervensystems und dem Ansteigen des GFAP-Spiegels im Blut nachzuweisen.