Um chromosomale Veränderungen zu untersuchen, die mit dem metastatischen Phänotyp assoziiert sind, zu identifizieren, wurde die Comparative Genomische Hybridisierung (CGH) an Plattenepithelkarzinomen der Lunge durchgeführt. Der statistische Vergleich zwischen metastasierten und nicht-metastasierten Tumoren legte nahe, daß Deletionen von 3p12, 4p16, 6p22-p24, 6q24-q26, 8p21-p23, 10q und 21q22 sowie DNA-Gewinne bei 1q21-q25, 8q, 9q34, 11q13 und 15q11-q13 signifikant mit der Metastasierung assoziiert waren. Ausgedehnte Allelotypisierungsstudien konnten 3 minimale Deletionsregionen auf Chromosom 10q nachweisen. Die Untersuchung der Kandidatengene PTEN/MMAC1, MXI1 und DMBT1 in diesen Bereichen war jedoch negativ. Zur Identifizierung neuer Kandidatengene in der Lungenkrebs-Progression zu identifizieren, wurde die Subtraktive Suppressions-Hybridisierung (SSH) eingesetzt. Der Expressionsvergleich einer metastasierten Adenokarzinomzellinie mit einer Primärkultur normaler Lungenepithelzellen resultierte in der Klonierung von 2 cDNA-Bibliotheken mit insgesamt 752 Klonen, welche sequenziert und im Northern Blot auf differentielle Expression untersucht wurden. In weniger als 40% zeigten sich Homologien zu bereits bekannten Genen. Die weitere Analyse eines unbekannten cDNA-Fragmentes führte zur Klonierung und Charakterisierung eines neuen Genes, welches das humane Calcyclin-bindende Protein kodiert, auf Chromosom 1q24-q25. Die Überexpression dieses Genes in Lungenkarzinomzellinien sowie die Aufdeckung intra- und interchromosomaler Rearrangements mittels Fluoreszenz- in situ-Hybridisierung (FISH) weist auf eine mögliche Bedeutung in der Progression von Lungenkarzinomen hin. / To identify chromosomal imbalances associated with the metastatic phenotype Comparative Genomic Hybridization (CGH) was applied to squamous cell carcinomas of the lung. The comparison of metastatic and non-metastatic tumors suggested that deletions of 3p12, 4p16, 6p22-p24, 6q24-q26, 8p21-p23, 10q, and 21q22 as well as DNA gains of 1q21-q25, 8q, 9q34, 11q13, and 15q11-q13 were significant associated with the metastasis formation. Extensive allelotyping studies revealed 3 minimal deleted regions of chromosome 10q. The mutational analysis of the three candidate genes PTEN/MMAC1, MXI1, and DMBT1 located near these regions was negative. To isolate new candidate genes involved in lung cancer progression suppression subtractive hybridization (SSH) was used. The comparison of the expression pattern of a metastatic lung adeno carcinoma cell line with a primary culture of normal airway epithelial cells resulted in the cloning of 752 cDNA fragments which were sequenced and investigated by Northern blot hybridization. The sequence comparison showed homology to known genes in less than 40%. The further investigation led to the cloning and characterization of a new gene encoding the human Calcyclin-binding protein on chromosome 1q24-q25. The gene was overexpressed in a panel of lung cancer cell lines and showed intra- and interchromosomal reaarangements using fluorescence in situ- hybridization (FISH) suggesting the involvement of this gene in lung cancer progression.

Kombinierte Ventilations- und Inhalationsszintigraphie Während konventionelle Lungenfunktionsparameter zur Bestimmung ventilatorisch und atemmechanisch bedingten Verteilungsstörungen nur eine funktionelle Beurteilung erlauben, ermöglichen die Methoden der Ventilations- und Inhalationsszintigraphie eine regional funktionelle Zuordnung. Bei obstruktiven Lungenerkrankungen kann durch den Einsatz von Aerosolen gezielt eine Verteilungsstörung nachgewiesen werden, die um so ausgeprägter ist, je weniger sich im Szintigramm (regional) die Lungenperipherie darstellen läßt. Mit einer gleichzeitig durchgeführten Xenon-133-Ventilation kann differenziert werden, ob es sich um eine obstruktionsbedingte Minderbelüftung handelt ( Ventilations-Inhalations-Mismatch), oder ob die Belüftung bestimmter Lungenareale funktionell ausgefallen ist ( Ventilations-Inhalations-Match). Ziel unserer Untersuchung war es herauszufinden, in welcher Beziehung die regionale Darstellung der Ventilations-Inhalations-Konstellationen zu konventionellen Inhomogenitätsparametern der Lungenfunktion bei Patienten mit COPD steht und inwieweit Informationen über die Lungenfunktion hinaus erlangt werden können. Patienten: Wir untersuchten 32 Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenkrankheit (COPD) im Alter zwischen 17 und 68 Jahren. Die Untersuchung der Patienten wurde in einem möglichst beschwerdefreien Intervall unter klinischer Fragestellung durchgeführt. Methodik: Die Patienten wurden mittels folgender Methoden untersucht:1. Lungenfunktionsdiagnostik: Fluß-Volumen-Kurve, Bodyplethysmographie, FRC-Rebreathing, Diffusionsmessung und Impulsoszillometrie. 2. Szintigraphische Untersuchung: Alle Patienten wurden zur Darstellung der belüfteten Lungenabschnitte einer Xenon-133-Ventilationsszintigraphie und im Anschluß daran einer Technetium-99m-DTPA-Inhalationsszintigraphie unterzogen. Xenon-133 wurde im single-breath Verfahren mit 10 Sekunden Atemanhaltezeit verabreicht. Die Inhalation von Technetium markierten Aerosolpartikeln erfolgte mittels eines Verneblersystems. Die Patienten atmeten das Aerosol 7 Minuten langsam und ruhig ein. Die quantitative Auswertung erfolgte mittels interessierender Regionen (ROI) und eines Scores. Statische Szintigramme wurden nach einem Score in 4 Gruppen entsprechen verschiedener Ventilations-Inhalations-Konstellationstypen ( Mismatch, Match) eingeteilt. Ergebnisse: Bei Patienten mit COPD wurden nuklearmedizinisch 3 Schweregrade von Ventilationsstörungen unterschieden: geringgradiges Ventilations-Inhalations-Mismatch, ausgeprägtes Ventilations-Inhalations-Match, pathologisches Ventilations-Inhalations-Match. Im Vergleich der Schweregradeinteilung der Verteilungsstörungen durch Methoden der konventionellen Lungenfunktionsdiagnostik und der Nuklearmedizin ergibt sich eine hochsignifikante Korrelation. Von den 22 Patienten, die pathologische Lungenfunktionswerte aufwiesen, ergaben sich auch zu 95 % Veränderungen in der Szintigraphie, währenddessen zeigten von den 28 Patienten mit pathologischer nuklearmedizinischer Bewertung nur 75% pathologische Inhomogenitätsparameter. Die Methode der Ventilations- und Inhalationsszintigraphie erwies sich somit als sensitiver. / Combination of ventilation and inhalation scintigraphy While conventional parameters to determine the ventilatory and respiratory-mechanical distribution disturbances allow a functional assessment only, the methods of ventilation and inhalation scintigraphy enable a regional functional categorization. With obstructive pulmonary diseases, a disturbance of distribution can be traced with the help of aerosols, the disturbance of distribution being the more severe the less the regional periphery of the lung can be imaged in the scintigram. A simultaneous xenon-133-ventiation, which is performed in selected cases, allows to differentiate between an obstructive underventilation (ventilation-inhalation mismatch) and the functional failure of ventilation of definite areas of the lung (ventilation-inhalation match). It was the aim of our investigation to find out the relation between the regional demonstration of the different ventilation-inhalation patterns and conventional parameters of inhomogeneity in patients with COPD. Is it possible to get more informations by scitigraphic methods and is there perhaps a parameter in conventional pulmonary function that reflects the degree of the disturbance of nuclear medical measures best? Patients: We examined 32 patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) between 17 and 68 years of age. The patients were examined during a complaint-free period, so it was possible. Methodology: The following methods were applied to examine the patients: 1. Pulmonary function: flow-volume curves, bodyplethysmography, FRC-rebreathing, diffusion measuring and impulse oscillometry. 2. Scintigraphic examination: For imaging the ventilated parts of the lung, all patients underwent a xenon-133-ventilation scintigraphy followed by a technetium-99m-DTPA-inhalation scitigraphy with 10 seconds of breath-holding. The inhalation of technetium-marked particles of aerosol was enabled by mechanical atomising system. The patients inhale the aerosol for 7 minutes slowly and calmly. Quantitative evaluation was based on the regions of interest (ROI) and score. Static scitigrams were devided into 4 groups according to a score and to the different types of ventilation-inhalation patterns (match, mismatch). Results: In patients with COPD three degrees of severity of ventilation disturbances are defined by nuclear medical examinations: low-grade ventilation-inhalation mismatch, moderate ventilation-inhalation mismatch, pathological ventilation-inhalation match. A comparison of the classification of severity of distribution disturbances according to conventional pulmonary function diagnosis and nuclear medicine results in a highly significant correlation. Of the 22 patients with pathological values of pulmonary function, 95% showed pathological changes in the scintigram, whereas in the 28 patients who underwent nuclear medical examinations pathological inhomogeneity parameters were found in only 75%. Hence it follows that the method of ventilation and inhalation scintigraphy is the more sensitive one.

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In der vorliegenden Arbeit konnte mit der PC12 Zellinie und dem MTT Viabilitätsassay Glypikan, ein Glykosylphosphatidylinositol-verankertes Heparan Sulfat, als Rezeptor identifiziert werden, der die toxischen Effekte von [beta]-Amyloid vermittelt. Kompetitive Substanzen im Medium, enzymatische Behandlung der Zelloberfläche und Block spezifischer zellulärer Synthesewege wurden eingesetzt. [beta]-Amyloid wird eine zentrale Rolle in der Pathogenese der Alzheimer'schen Krankheit zugeschrieben. Eine Intervention auf Ebene der [beta]-Amyloid-Rezeptor Interaktion könnte einen Therapieansatz für die Alzheimer'sche Krankheit darstellen. Weitere Experimente sind notwendig, um die Rolle von Glypikan bei der Vermittlung der [beta]-Amyloid Toxizität im Alzheimer-Gehirn zu untersuchen, z.B. in der Primärkultur von Neuronen und Mikroglia oder im lebenden Hirnschnitt. Eine ähnliche anatomische Verteilung der Glypikanexpression im Rattenhirn und der neurofibrillären Bündel im Alzheimergehirn wurde gefunden. Eine mögliche Rolle für Glypikan bei der Entstehung der neurofibrillären Bündel muß im Autopsiegehirn von Alzheimerpatienten überprüft werden. / [beta]-amyloid is thought to play a major role in the pathogenesis of Alzheimer's disease. In PC12 cell culture, competitive substances in cell culture medium, enzymatic cell surface treatment und block of specific cell synthesis pathways were used to identify glypican, a GPI- anchored heparan sulfate proteoglycan, as a receptor that mediates the toxic effects of [beta]-amyloid.

In den histopathologischen Mustern III und IV nach Lucchinetti et al. 2000 ist die Anzahl der Oligodendrozyten in MS-Läsionen deutlich reduziert. Zugleich findet man in diesen Subtypen eine vermehrte Expression von p53. Daher war es Ziel der vorliegenden Arbeit zu untersuchen, ob das vermehrte Vorkommen von Sequenzveränderungen im p53-Gen ursächlich für die vermehrte p53-Expression in Oligodendrozyten der MS-Plaques sein könnte. Dazu wurden DNA-Proben von MS-Patienten und gesunden Kontrollen mittels PCR-SSCP untersucht, verglichen und ggf. sequenziert. Dabei fand sich mit Hilfe der angewendeten Methoden kein signifikanter Unterschied zwischen beiden Kollektiven. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit geben nichtsdestotrotz Anlass zu vermuten, dass p53 in einigen histologischen Subtypen der MS - in welcher Form auch immer - an der Pathogenese oder dem Untergang von Oligodendrozyten in MS-Läsionen beteiligt zu sein scheint. Die gefundene erhöhte Expression ist in ihrer Ätiologie bislang noch nicht geklärt. Dennoch könnten weitere Untersuchungen p53-abhängiger Mechanismen, die zu einer Zerstörung von Myelin/Oligodendrozyten führen, einen Beitrag zur Entwicklung neuer Therapiestrategien leisten. Sowohl neue immunmodulatorische als auch neuroprotektive Therapien erscheinen in diesem Zusammenhang denkbar. / Clinical course, outcome, radiological features, severity, and histopathology are heterogenous in multiple sclerosis (MS). Since MS is considered to be a polygenic disease, the genetic background may at least partly be responsible for this variability. Some MS cases are histopathologically characterized by a dramatic oligodendrocyte loss that is in part caused by apoptosis. A dysregulated apoptotic elimination of self-reactive T cells may also contribute to disease susceptibility. To analyze genetic differences in the apoptosis regulating factors p53 we investigated polymorphisms of these gene in 105 patients with a relapsing remitting disease course, 49 patients with a primary progressive course and 100 controls by PCR-SSCP and direct sequencing. We identified so far unpublished sequence alterations in the promotor region of the in exon 7 of the p53 gene.. No differences were observed between MS patients and controls. Additional known polymorphisms were found in exon 6 of the p53 gene. No significant differences in the frequency of gene sequence variations were found between MS patients and controls. The apoptosis gene studied here therefore appear less likely to be important effector genes in MS.

Zusammenhänge der visuell-vestibulären Interaktion im Kortex des Menschen sollten auf grafisch individuell rekonstruierten und entfalteten Kortexoberflächen dargestellt und in Bezug zu den bisher vor allem aus tierexperimentellen Studien gewonnenen Daten (Guldin & Grüsser, 1998) diskutiert werden. Durch die Experimente sollte ein Beitrag zu einem grundlegenden Verständnis räumlicher Orientierungsprozesse beim Menschen geleistet werden. Mittels funktioneller Kernspintomografie (fMRI) wurden fünf Probanden untersucht, welche während zweier Experimente mit jeweils einem vestibulärem sowie einem visuellen Reiz stimuliert wurden (vestibuläre kalorische Stimualtion, visuelle Bewegungsstimulation). Bei den gemessenen Probanden kam es jeweils bei mindestens einem der zwei vestibulären Datensätze (li./re. kalorische Spülung) in der Conjunction Analysis zu Überlappungen mit den dargestellten Arealen der visuellen Stimulation. Es konnte ein weitverzweigtes System von visuell-vestibulären kortikalen Arealen dargestellt werden, mit Aktivierungen des präcentralen Kortex, Teilen des Sulcus centralis, der hinteren Insel, des hinteren Sulcus Cinguli, des Sulcus intraparietalis, sowie des lateralen Okzipitallappens. Interindividuelle Unterschiede manifestierten sich in der Größe der Überlappungen und deren genauer Lokalisation im jeweiligen Sulcus. Die Ergebnisse bestätigten einen Teil der aus tierexperimentellen Studien bekannten Beobachtungen. Erstmals konnte beim Menschen eine vestibuläre Erregung des MT/MST-Komplexes, wie es im Macaque-Affen beschrieben wurde (Bremmer et al., 1999) belegt werden. Ebenso wurde die Multimodalität von MT/MST und des Arelas PIVC im humanen Kortex erstmals beschrieben. / We aimed to identify convergence between visual and vestibular afferents in the human cortex on individually unfolded cortical hemispheres by functional magnetic resonance imaging (fMRI). Furthermore analogies with studies in different non-human primates (Guldin & Gruesser, 1998) were discussed. Five normal subjects were examined with fMRI with two separate experimental paradigms. We implemented caloric vestibular stimulation as first experiment, additionally visual motion stimulation was executed. In at least one out of two vestibular datasets (right, left caloric stimulation) overlaps in the conjunction analysis with the visual motion paradigm occurred. A wide-spread system of cortical visual-vestibular convergence was shown. The activation map comprised foci in the precentral cortex, parts of the central sulcus, the posterior insula, the posterior cingular sulcus, the intraparietal sulcus and the lateral occipital sulcus. Individual differences occurred in respect to the size of convergence and specific localization within the sulci. The results partly confirm observations made in non-human primates. For the first time vestibular input to the MT/MST-complex was shown, as describe in the macaque (Bremmer et al., 1999). Additional multimodal input was seen in area PIVC.

Namensänderung: Anke Sarut Lopez, geb. Bierlich / Eines der Ziele der pränatalen Diagnostik ist die rechtzeitige Entdeckung von fetalen Erkrankungen und Fehlbildungen. Bei 11-20% der sonographisch diagnostizierten Fehlbildungen liegen chromosomale Aberrationen zugrunde (Holzgreve et al.1990, Gagnon et al.1992). Klinisch relevant sind vor allem die Trisomie 21, Trisomie 18, Trisomie 13, Monosomie X und Triploidie sowie in einigen wenigen Fällen Mosaike und Strukturaberrationen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, anhand von ausgewerteten Fällen fetaler Chromosomenanomalien die jeweiligen Spektren sonographischer Auffälligkeiten darzustellen. Für die einzelnen Fehlbildungen und Hinweiszeichen sollten die häufigsten zugrundeliegenden Chromosomenstörungen herausgefunden werden. Dazu wurden retrospektiv die Ultraschallbefunde von 118 Feten mit Chromosomenaberrationen analysiert, die in einem Zeitraum von 3,5 Jahren (1994-1997) an der Abteilung "Pränatale Diagnostik und Therapie" der Universitätsfrauenklinik der Charité diagnostiziert wurden. Material und Methoden: Der Zeitpunkt der Diagnose lag zwischen der 11.-38. (Median 20.SSW) Schwangerschaftswoche. Vor der 24.SSW. wurden 80% (94/118) der Fälle erkannt. Bei 60% (71/118) der Schwangeren war ein auffälliger Ultraschallbefund der Grund zur Überweisung an das Perinatalzentrum. 75% der Schwangeren (88/118) waren jünger als 35 Jahre. Neben Fehlbildungen im Bereich des ZNS, des Schädels/Gesichts, des Herzens, des Abdomens, der Nieren und der Extremitäten wurden auch zystische Hygromata colli, intrauterine Wachstumsretardierung und Anomalien des Fruchtwassers und der Plazenta analysiert. Als Hinweiszeichen wurden Anomalien des ZNS (dilatierte Cisterna magna, dilatierte Lateralventrikel, Plexus choroideus-Zysten, Brachycephalie), Nackenödem, Pyelectasie, echogener Darm, singuläre Umbilikalarterie, relativ verkürzter Femur, hypoplastische Mittelphalanx des fünften Fingers und echogener Focus im Herzen untersucht. Ergebnisse und Schlußfolgerungen: Die einzelnen Chromosomenanomalien zeigen jeweils typische Spektren an Fehlbildungen und Hinweiszeichen. Die Bilder der Trisomie 18 und Trisomie 13 überlappen sich, so daß allein mit Hilfe von Ultraschall die Unterscheidung nicht immer möglich ist. Aufgrund der Tatsache, daß die Ursache fetaler Fehlbildungen häufig Chromosomenanomalien sind, sollte die sonographische Diagnose einer Fehlbildung unabhängig vom mütterlichen Alter oder der Schwangerschaftswoche eine Bestimmung des fetalen Chromosomensatzes nach sich ziehen. Anhand der vorliegenden Studie konnte jedoch auch nachgewiesen werden, daß die beschriebenen Hinweiszeichen Marker chromosomaler Anomalien sind, die zur Erhöhung der Sensitivität des Ultraschalls bei der Entdeckung von Chromosomenstörungen beitragen. Damit bestätigt sich die bisher angewandte Vorgehensweise der invasiven Diagnostik bei Vorliegen von mindestens zwei Hinweiszeichen, wobei zukünftig auch Anomalien wie der echogene Focus im Ventrikel des fetalen Herzens, ZNS-Hinweiszeichen, singuläre Umbilikalarterie und die verkürzte Femurlänge einbezogen werden sollen. / One of the objects of prenatal diagnostics is the early detection of fetal illnesses and malformations. About 11-20% of sonographically diagnosed malformations show underlying chromosomal defects. (Holzgreve et al. 1990, Gagnon et al. 1992). Of clinical interest are Trisomy 21, Trisomy 18, Trisomy 13, Monosomy X and Triploidy, in a few cases mosaics and structural aberrations. The aim of this study was to demonstrate typical features of the respective chromosomal aberrations on the basis of analysed cases of fetal chromosomal abnormalities. For the individual malformations and minor anomalies the aim was to find out the most frequent underlying chromosomal defects. Ultrasound findings of 118 affected fetuses were evaluated retrospectively, diagnosed during a period of 3.5 years (1994-1997) at our unit of Prenatal Diagnostics and Therapy, Dept. of Obstetrics and Gynecology Charité. Material and methods: Time of diagnosis was between 11.-38.week (median 20.week). 80% of cases (94/118) were detected before 24 weeks of gestation. Ultrasound findings were indication for referal to our centre in 60% of cases (71/118). 75% of pregnant woman (88/118) were younger than 35 years. The following structural malformations and pathologic findings were evaluated: malformations of the brain, head/face, the heart, the abdomen, the kidneys, extremities, cystic hygromata, intrauterine growth retardation and abnormalities of amnion fluid and placenta. Furthermore we studied the following markers: anomalies of the brain (dilated Cisterna magna and lateral ventricles, choroid plexus cysts, brachycephaly), nuchal thickening, pyelectasis, echogenic bowel, singular umbilical artery, relatively short femur, hypoplastic middle phalanx of the 5th digit and intracardiac echogenic focus. Results and conclusions: Each chromosomal aberration demonstrates its own sonographical feature of malformations and minor anomalies. Ultrasound findings of Trisomy 18 and Trisomy 13 overlap each other so that by sonography alone the distinction is not always possible. After diagnosing a malformation fetal karyotyping should be offered to the patient, independent of maternal age. On the results of this study we can conclude that the minor anomalies described above contribute to increase the sensitivity of sonography in detecting fetal chromosomal defects. Thus the methodology of applying invasive testing in the presence of at least two minor anomalies is acknowledged, whereby in the future also anomalies like intracardiac echogenic focus, abnormalities of the brain, singular umbilical artery and short femur should be taken into the evaluation.

Die Auslöser der Migräne sind weitgehend unbekannt. Eine Cortical Spreading Depression, das pathophysiologische Korrelat der Migräne Aura, führt im Tierexperiment zur Aktivierung des trigeminalen Schmerzsystems. Hieraus resultieren verschiedenste Veränderungen in der Dura mater, zu denen ein verzögerter Blutflussanstieg in der A. meningea media und die Extravasation von Plasmaproteinen gehören. Diese Ereignisse sind mit der Genese von Kopfschmerzen vereinbar. Die Infusion von Nitroglycerin führt zu der Entwicklung einer meningealen Inflammation, welche als Korrelat der verzögerten Migräneattacke nach Nitroglycerin Infusion in Patienten angesehen werden könnte. Die repetitive Gabe von Sumatriptan und Zolmitriptan hat keinen funktionell relevanten Einfluss in experimentellen Paradigmen zur Wirksamkeit von Triptanen. Zudem wird die Expression von Serotonin (5-HT1) Rezeptor mRNA in Geweben mit Relevanz zur Migräne nicht entscheidend verändert. Diese Untersuchungen zeigen neue Pathomechanismen in der Genese der Migräne auf und identifizieren damit bisher unbekannte Ziele, die zur Entwicklung innovativer medikamentöser Strategien zur Behandlung der Migräne dienen können. / The pathophysiological events which initiate a migraine attack are largely unknown. Cortical spreading depression (CSD) is supposed to be the pathophysiological correlate of the migraine aura. CSD is able to activate the ipsilateral trigeminal nerve system thereby leading to a series of events within meninges consistent with the notion of headache. In particular, CSD leads to a delayed increase of meningeal blood flow and the extravasation of plasma proteins. In an experimental animal model the infusion of glyceryl trinitrate causes delayed meningeal inflammation. The latter serves as the correlate of delayed migraine attacks after glyceryl trinitrate infusion in susceptible individuals. Protracted administration of sumatriptan and zolmitritpan does not alter the outcome in functional assays that are used to determine the efficacy of triptans. Moreover, the expression of serotonin (5-HT1) receptor mRNA is not significantly attenuated in tissues related to migraine pathophysiology. In summary, these studies shed light on the mechanism leading to migraine headache and thereby identify novel targets for the development of new anti-migraine drugs.

Die koronare Herzkrankheit ist derzeit die häufigste Todesursache auf der Welt. Die Prävention der Arteriosklerose und ihrer klinischen Manifestationen wie der koronaren Herzkrankheit sind wichtige Ziele. Das Gen des endothelialen leukozytären Adhäsionsmoleküls-1 (ELAM-1,E-Selektin) sollte auf DNA-Polymorphismen untersucht werden, um einen möglichen genetischen Hintergrund von zellulären Interaktionen, die in den arteriosklerotischen Prozeß involviert sind, zu untersuchen. Eine signifikant höhere Mutationsrate (P=0,039) wurde bei 41 Patienten mit 40 Jahren oder jünger mit einer angiographisch nachgewiesenen schweren koronaren Arteriosklerose, im Vergleich zu 51 Patienten zwischen 40 und 50 Jahren, gefunden. Assoziationsanalysen zum Vergleich der Häufigkeiten des DNA-Polymorphismus in Abhängigkeit von den Risikofaktoren (männliches Geschlecht, Myokardinfarkt in der Eigenanamnese, positive Familienanamnese, Zigarettenrauchen, Hyperlipidämie (Hypercholesterinämie, Hypertriglyzeridämie), niedriges HDL-Cholesterin, Diabetes mellitus, Adipositas und arterielle Hypertonie) zeigten nur für die Hypertriglyzeridämie und die positive Familienanamnese eine statistisch signifikante Assoziation. Diese Daten lassen den Schluß zu, daß der DNA-Polymorphismus des endothelialen leukozytären Adhäsionsmoleküls-1 mit einer frühzeitigen schweren koronaren Arteriosklerose assoziiert ist. Der gefundene Polymorphismus ist ein zusätzlicher Risikofaktor bei einer positiven Familienanmnese. / Coronary heart disease is the major cause of death in the world. Prevention of atherosclerosis and its clinical manifestations such as coronary heart disease are fundamental goals. To contribute to the analysis of the genetic background of atherosclerosis especially endothelial dysfunction we searched for DNA polymorphisms in the endothelial-leukocyte adhesion molecule-1 (ELAM-1,E-selectin). A significantly higher mutation frequency (P=0,039) was observed in 41 patients aged 40 years or less with angiographically proven severe coronary atherosclerosis compared with 51 patients aged between 40 and 50 years. Association studies with risk factors for coronary heart disease (male sex, myocardial infarction, positive family history, cigarette smoking, hyperlipidaemia (hypercholesterolaemia, hypertriglyceridaemia), low HDL cholesterol, diabetes mellitus, obesity and hypertension) showed associations only for hypertriglyceridaemia and a positive family history. These data suggest that the polymorphisms in the ELAM-1 are associated with a higher risk for premature severe coronary atherosclerosis. DNA polymorphism in the ELAM-1 gene is an additional coronary risk factor if a positive family history exists.

Optische Methoden wie die Erfassung sogenannter instrinsischer Signale am eröffneten Kortex, sowie die nichtinvasive Technik der Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) ermöglichen die direkte, biochemisch spezifische Erfassung von Veränderungen der zerebralen Hämoglobinoxygenierung sowie der Hämoglobinkonzentration. Während die invasive Messung intrinsischer Signale auf tierexperimentelle Untersuchungen sowie intraoperative Messungen beschränkt ist, bietet die nichtinvasive NIRS die bisher einzigartige Perspektive eines Monitorings dieser Parameter am Krankenbett. Die nichtinvasiven NIRS-Messungen waren allerdings bislang zumeist auf einzelne Messorte begrenzt. Daneben ist der Einfluß bestimmter anatomischer Strukturen sowie die Bedeutung der gemessenen NIRS Parameter im Sinne zugrundeliegender physiologischer Vorgänge im Rahmen der neurovaskulären Kopplung bislang nur unzureichend untersucht. Ziel der voliegenden Untersuchung war es das räumlich-zeitliche Muster von Veränderungen der Blutoxygenierung bei funktioneller Aktivierung des Gehirns nichtinvasiv im Menschen zu erfassen und im Zusammenhang mit den zugrundeliegenden topographisch anatomischen Strukturen zu beschreiben. Mithilfe multilokulärer Messungen sollte die Möglichkeit einer räumlich aufgelösten Messung geprüft werden und damit die Grundlage für die bildgebende Darstellung von Veränderungen der Blutoxygenierung geschaffen werden. Die Möglichkeit der räumlichen Diskrimination der Signale sollte anhand der Aktivierung unterschiedlicher motorischer Kortexareale evaluiert werden. Weiterhin sollte durch den Vergleich der mit der NIRS gemessenen Veränderungen der Blutoxygenierung mit Veränderungen der Blutflußgeschwindigkeit in den entsprechenden hirnversorgenden arteriellen Gefäßen der Einfluß hämodynamischer Veränderungen im Rahmen der neurovaskulären Kopplung auf den Zeitverlauf der an der Hirnoberfläche gemessenen Veränderungen der Blutoxygenierung untersucht werden. Der methodische Ansatz dieser Arbeit beinhaltete die multilokuläre Erfassung von Verän-derungen der Blutoxygenierung mittels NIRS bei Durchführung verschiedener motorischer Aktivierungsparadigma und die Integration der dabei gewonnenen Daten mit dreidimensionalen kernspintomographischen Daten an denselben Probanden, um eine anatomische Zuordnung der NIRS-Daten zu ermöglichen. In einem zweiten Versuchsansatz wurden simultan zur NIRS-Messung Veränderumgen der Blutflußgeschwindigkeit in der Arteria cerebri media mithilfe der transkraniellen Dopplersonographie (TCD) erfaßt. Insgesamt wurden 18 Probanden untersucht, davon wurde bei fünf Probanden mithilfe multilokulärer Messungen ein NIRS-Mapping und bei 13 Probanden eine simultane TCD-NIRS Messung bei funktioneller Aktivierung des Gehirns durchgeführt. Mithilfe des NIRS Mapping konnte ein lokalisierter Anstieg der Blutoxygenierung bei moto-rischer Bewegung von Finger, Fuß und Ellbogen dargestellt werden. Als typisches Muster dieser lokalen Veränderungen zeigte sich ein Anstieg der oxy-Hb Konzentration sowie ein Abfall der deoxy-Hb Konzentration. Durch den Vergleich mit den kernspintomographischen Daten konnte gezeigt werden, daß die gemessenen Veränderungen mit den topographisch-anatomischen Lokali-sationen der mutmaßlich aktivierten Hirnareale entsprechend der bekannten somatotopischen Gliederung des motorischen Kortex übereinstimmten. Dabei waren die Veränderungen der deoxy-Hb Konzentration stärker lokalisiert und wiesen einen engeren topographischen Bezug zu den aktivierten Hirnstrukturen auf als die Veränderungen der oxy-Hb Konzentration. In der simultanen TCD-NIRS Messung konnte ein enger Zusammenhang zwischen Ver-änderungen der Blutoxygenierung und den Veränderungen der Blutflußgeschwindigkeit in der dieses Gebiet versorgenden Arteria cerebri media gezeigt werden. Es zeigte sich, daß Veränderungen der deoxy-Hb Konzentration linear, Veränderungen der oxy-Hb Konzentration jedoch nichtlinear mit der Blutflußgeschwindigkeit korrelierten. Die vorliegenden Untersuchungen lassen die Schlußfolgerung zu, daß mithilfe multilokulärer NIRS-Technik die Untersuchung des räumlichen und zeitlichen Verlaufes von Veränderungen der Blutoxygenierung und damit eine nichtinvasive bildgebende Erfassung von Veränderungen der zerebralen Oxygenierung analog des invasiven optischen Imaging am offenen Kortex prinzipiell möglich ist. Außerdem konnte die Kombination von NIRS und TCD als einem neuen Instrument zur gleichzeitigen nichtinvasiven Erfassung von Hämodynamik großer hirnzuführender Arterien und zur Messung der Hämoglobinoxygenierung im davon abhängigen Gefäßterritorium etabliert werden. / Modern neuroimaging techniques like PET and fMRI use signals based on changes in blood flow, blood oxygenation and oxygen metabolism associated with neurovascular coupling to map brain function. Optical techniques provide measurements of changes in blood oxygenation with high biochemical specifity as well as othe important parameters like cytochrome oxidase and light scattering which may be directly related to neuronal activity. Optical imaging of intrinsic signals from exposed brain tissue in animals and intraoperatively in humans permit the assessment of brain activity with high spatial and temporal resolution. In recent years using the transcranial approach of near infrared spectrscopy noninvasive assessment of brain activity through the intact skull in humans has become possible. However due to technical difficulties and the complex photon migration pattern of light in the tissue the measurements have a low spatial resolution and have only be used for spectroscopic measurements from single measurement sites. The purpose of the present study was to investigate whether the conventional noninvasive technique of Near infrared spectroscopy can be used to map the spatiao-temporal pattern of functional active areas in the human brain. Using a multilocal measurement approach was measured and characterized the spatio-temporal pattern of changes in [oxy-Hb] and [deoxy-Hb] during functional activation of the motor cortex in five subjects. The signals were used to recontruct maps and images and the spatial pattern of changes in oxy-Hb and deoxy-Hb concetration was described in relation to the underlying brain structures in combination with 3D MRI in the same subject. The somatotopic organisation of the motor cortex was used to evaluate the possibility to discriminate between the spatial localization of distinct cortical areas activated along the motor cortex during finger, ellbow and foot movement. It was furthermore tested whether transcranial measurements of changes in blood oxygenation measured with NIRS reflect a specific functional response due to neurovascular coupling and the relationship between changes in hemoglobin oxygenation over the activated cortical area and changes in blood flow velocity in the supplying artery was described was described in 13 additional subjects during performance of a ipsi- and contralateral finger movement task. Using multilocal NIRS mapping is was found that functional activation is associated with a localised increase in hemoglobin oxygenation. The typical response was an increase in [oxy-Hb] and a decrease in [deoxy-Hb]. These changes colocalise topographically with the underlying activated cortical region and follow the somatotpoic organisation of the motor cortex. However changes in [deoxy-Hb] seem to be more localised and demonstrate a closer topographical relationship to the respective activated area than changes in [oxy-Hb]. Simultanous TCD-NIRS measurements demonstrated a similar time course for changes in hemoglobinoxygenation and changes in blood flow velocity. A close correlation was found between the increase in blood flow velocity and the increase in [oxy-Hb] and [total-Hb] and the decrease in [deoxy-Hb]. Changes in [deoxy-Hb] showed a linear and changes in [oxy-Hb] a nonlinear relationship with changes in CBFV. The present study demonstrates that multilocal NIRS measurements can be used to map the spatio-temporal pattern of functional active areas in the human brain. Similar to the invasive optical imaging on the exposed cortex functional imaging with NIRS seems to be potentially possible however with low spatial resolution. Changes in hemoglobinoxygenation reflect a specific functional response associated with hemodynamic mechanism of neurovascular coupling. Simultaneous TCD-NIRS measurements provide a noninvasive intruments for multimodal assessment of hemodynamic changes and changes in hemoglobinoxygenation during functional activation of the human brain. With further technical development of the technique of near infrared spectroscopy has the potentail of a new and noninvasive and flexible functional imaging technique at the bedside and can shed further light on the physiological basisi of functional imaging signals based on blood oxygenation.