Ziel dieser Arbeit war es, in Querschnitts- und prospektiven Longitudinalstudien die Diagnostik diabetes-assoziierter Autoimmunerkrankungen (Autoimmun-Thyreoiditis und Zöliakie, primäre Komorbiditäten) sowie diagnostische Verfahren zur Früherkennung von sekundären Spätkomplikationen (Retinopathie und Nephropathie, sekundäre Komorbiditäten) bei Kindern und Jugendlichen mit Typ 1 Diabetes zu evaluieren. Mit Hilfe eines Screenings spezifischer Antikörper (EmA, IgA-Gliadin-, IgA-tTG-Antikörper) konnte eine höhere als bisher berichtete Zöliakie-Prävalenz bei zwei Prozent der asymptomatischen Kinder mit Typ 1 Diabetes festgestellt werden. Eine Autoimmun-Thyreoiditis wurde durch Untersuchungen von Schilddrüsen-spezifischen Antikörpern (Anti-TPO, Anti-TG) bei bis zu 20 Prozent der Kinder und Jugendlichen diagnostiziert. Mädchen hatten signifikant häufiger Schilddrüsen-Antikörper als Jungen. Mit zunehmendem Alter der Patienten stieg die Prävalenz der Antikörper. Die Anwesenheit positiver Schilddrüsen-Antikörper war mit höheren TSH-Werten assoziiert. Sehr hohe Schilddrüsen-Antikörper (Anti-TPO, Anti-TG) waren prädiktiv für die spätere Entwicklung einer subklinischen Hypothyreose. Hinsichtlich der sekundären Komorbiditäten konnte anhand von Messungen der glomerulären (Alb, Tf, IgG) und tubulären Marker (NAG, alpha1-MG) nachgewiesen werden, dass bei Patienten mit Diabetes nicht nur eine glomeruläre, sondern auch eine tubuläre renale Dysfunktion vorliegen kann. Eine erhöhte NAG-Urinausscheidung war prädiktiv für die Entwicklung einer Mikroalbuminurie. Für die Retinopathieentwicklung war die Stoffwechseleinstellung (HbA1c) von wesentlicher Bedeutung, insbesondere während der ersten Diabetesjahre. In der Pubertät kam es zu einer Beschleunigung der Retinopathieentwicklung. Weitere Risikofaktoren für sekundäre Spätkomplikationen insbesondere Retinopathie waren Blutdruck, Lipidstoffwechsel (Triglyzeride, HDL-Cholesterin) und Gesamtrenin. Für die Prognose und Prävention primärer und sekundärer Komorbiditäten bei Kindern mit einem Typ 1 Diabetes als chronische Grunderkrankung ist ein frühzeitiges und regelmäßiges Screening von wesentlicher Bedeutung. / The aim of this study was the evaluation of diagnostic procedures for the early detection of diabetes-associated autoimmune diseases (autoimmune thyroiditis and coeliac disease, primary co-morbidity) as well as of diabetes-specific late complications (retinopathy and nephropathy, secondary co-morbidity) in children and adolescents with type 1 diabetes. The prevalence of coeliac disease among asymptomatic children with type 1 diabetes was 2 percent based on a screening for specific autoantibodies (EMA, IgA-gliadin-, IgA-tTG-antibodies) being higher than reported previously. Autoimmune thyroiditis was diagnosed in up to 20 percent of children and adolescents according to screening procedures for thyroid-specific antibodies (anti-TPO, anti-TG). Girls had more frequently thyroid antibodies than boys. The prevalence of thyroid antibodies increased with increasing age of patients. The presence of thyroid antibodies was associated with higher TSH values, while very high values of thyroid antibodies were predictive for the development of a subclinical hypothyroidism. Studies concerning the prevalence of secondary co-morbidity in young patients with type 1 diabetes revealed that not only glomerular, but also tubular renal dysfunction may occur in these patients. These studies based on the measurement of urinary excretion of glomerular (Alb, Tf, IgG) and tubular (NAG, alpha1-MG) markers. Elevated urinary excretion of NAG was predictive for the development of microalbuminuria. Glycaemic control (HbA1c), particularly during the first years of diabetes, constituted a significant parameter for the development of retinopathy, while puberty may accelerate the development of this late complication. Arterial blood pressure, lipid profile (triglycerides, HDL-cholesterol) and total renin had been found to be additional risk factors for the development of late complications, particularly retinopathy. An early and regularly performed screening is recommended for the prognosis and prevention of primary and secondary co-morbidity in children with type 1 diabetes.

Volumeninduzierte Chloridströme wurden bereits in einer Reihe von Zelltypen charakterisiert. In dieser Arbeit wurde die Modulation volumenaktivierte Chloridströme ICl,Vol und der Signalweg zu ihrer Aktivierung untersucht. In Endothelzellen aus der Pulmonalarterie des Rindes (CPAE) wurden der Membranstrom unter Anwendung der 'patch clamp' - Technik und simultan dazu die Konzentration des freien intrazellulären Kalziums [Ca2+]i gemessen. Bisher wurde davon ausgegangen, daß die Aktivierung von ICl,Vol kalziumunabhängig erfolgt. In dieser Arbeit wurde ICl,Vol unter Pufferung des [Ca2+]i mit BAPTA und EGTA gemessen. Es konnte gezeigt werden, daß freies intrazelluläres Kalzium in Konzentrationen niedriger als 50 nM zur Stromaktivierung notwendig ist. Bei einer höheren Konzentration verliert der Strom jedoch seine Kalziumabhängigkeit. Chromoglycinsäure (CL) blockiert ICl,Vol in Endothelzellen. Dieser Effekt ist jedoch im Vergleich zu dem klassischen Chloridkanalblocker NPPB geringer (Ki=15mM) und sehr langsam (im Mittel 100 s). Damit sind die blockierenden Eigenschaften auch geringer ausgeprägt als z.B. auf ICl,Vol und Hemmung der Serotoninsekretion in Mastzellen. Weiterhin war die Rolle von durch Proteinphosphorylierung modulierten intrazellulären Signalwegen bei der Aktivierung von ICl,Vol Gegenstand von Experimenten. Weder die Aktivierung der Proteinkinase C (PKC) durch direkte Applikation des Phorbolesters PMA noch deren Ab - Regulation durch 24-stündige Inkubation mit PMA hatten Einfluß auf die Aktivierung von ICl,Vol. Auch Wortmannin, ein Inhibitor sowohl der MAP - Kinasen (und damit des Tyrosinkinase - assoziierten Rezeptor - Signalweges) als auch der PI3 - Kinase, zeigte keinen Effekt auf ICl,Vol. Der Aktivator der MAP - Kinasen und der fokalen Adhaesionskinase p125FAK, die Substanz Lysophosphatsäure (LPA), zeigte weder einen Effekt auf ICl,Vol, noch konnte damit ein Chloridstrom induziert werden. Die Induktion von HSP durch Applizierung von thermischem und chemischem Streß unter Inkubation bei bis zu 45 °C über 60 min und Einwirkung von 0,3 mM Natriumarsenit zeigte keinerlei Einfluß auf ICl,Vol. Es konnte auch keine Aktivierung eines Chloridstromes beobachtet werden. Zur Untersuchung des Aktivierungsmechanismus von ICl,Vol dienten Experimente unter gleichzeitiger Messung von ICl,Vol, Membrankapazität (CM) und (jedoch zeitlich unabhängig voneinander) der Zellhöhe. Die Ergebnisse wurden an Hand dreier Modellvorstellungen zur Aktivierung von ICl,Vol diskutiert. Es bestand eine enge Korrelation zwischen Veränderungen der Zellhöhe und des aktivierten Stromes. Beide korrelieren jedoch nicht mit den Änderungen von CM. Dabei änderte sich CM bei einem Teil der Zellen praktisch nicht, d.h. geringer als 2% des Ausgangswertes vor Applikation hypotoner Lösung (n=17), bei den verbliebenen Teil zeigten sich deutliche Veränderungen von durchschnittlich 10,6 ± 0,9 % ( ± SEM, n=5). In letzterem Fall änderte sich jedoch immer zuerst ICl,Vol und dann CM. Nach Inhibierung des intrazellulären Vesikeltransports durch Brefeldin A war ICl,Vol ohne signifikante Änderungen auslösbar. Unter Cycloheximid, einem Blocker der Proteinsynthese auf Transkribtionssebene, wurden keine spezifischen Veränderungen von ICl,Vol beobachtet. Auf jeden Fall ist CM nicht der primäre Trigger für ICl,Vol. Die Aktivierung von volumeninduzierten Chloridströmen erfolgt nicht maßgeblich durch die Inkorporierung von Ionenkanal - Proteinen enthaltenden Membranvesikeln. / Volume-induced chlorid currents are characterised for many types of cells. I have investigated the modulation and activation of these currents. In cultered pulmonary artery endothelial cells (CPAE) patch clamp maesurements of membrane currents and simultaneous maesurements of free intracellular calcium ([Ca2+]i) were performed. Until now, activation of ICl,Vol was characterised as Calcium-independently. I maesured the current buffering [Ca2+]i with the Calcium chelators BAPTA and EGTA. It could be observed, that [Ca2+]i at concentrations less than 50 nM is required to activate ICl,Vol. At higher concentrations, there is no modulation by [Ca2+]i. Sodiumchromoglycate (CL) blocks ICl,Vol in endothelium cells. This effect is small (Ki=15mM) and slow (100 s) as compared of those of the classical chlorid channel blocker NPPB. Inhibitory effects of CL to ICl,Vol in endothelial cells are weaker than to ICl,Vol and to secretion of serotonin in mast cells. The role of intracellular phosphorylation signal pathways on activation of ICl,Vol was investigated. Neither activation of protein kinase C (PKC) throught direct application of the phorbol ester PMA nor down-regulation through preincubation with PMA had any effect on activation of ICl,Vol. Also Wortmannin, an inhibitor of MAP-kinases, failed to have significant effects on I

Der technische Fortschritt führte in jüngster Vergangenheit zur Neuentwicklung kleinerer Kamerasysteme und laparoskopischer Instrumente. So ist seit einiger Zeit die Durchführung der Cholezystektomie durch Inzisionen von 2-5 mm Größe (mikrolaparoskopische Cholezystektomie) anstatt der sonst üblichen 5-10 mm großen Hautschnitte (laparoskopische Cholezystektomie) möglich. Methoden: 25 Patienten wurden nach Randomisierung der laparoskopischen Gruppe und 25 der mikrolaparoskopischen Gruppe zugeordnet. Das Hauptzielkriterium der Studie war der postoperative Schmerzmittelverbrauch unter der patienten-kontrollierten Analgesie untersucht. Zusätzlich wurden die Häufigkeit von Konversionen, die Dauer des operativen Eingriffs, der postoperative Krankenhausaufenthalt, die perioperativen Schmerzen, die Fatigue, das kosmetische Resultat und die postoperative Arbeitsunfähigkeitsdauer untersucht. Ergebnisse: Alter, Body Mass Index und die Geschlechtsverteilung beider Gruppen waren vergleichbar. In jeder Gruppe erfolgte jeweils 1 Konversion (mikrolaparoskopische Cholezystektomie zur laparoskopischen Cholezystektomie; laparoskopische zu konventionellen Cholezystektomie). Der postoperative Krankenhausaufenthalt, die postoperative Arbeitsunfähigkeitsdauer, die Eingriffs- und die Narkosedauer zeigten für das mikrolaparoskopische und laparoskopische Verfahren keine wesentlichen Unterschiede. Die subjektive Schmerzwahrnehmung war beim Husten mit 340,5(204-410) in der mikrolaparoskopischen Gruppe niedriger als in der laparoskopischen Gruppe mit 406(357-514)(p / Background: Laparoscopic instruments have been minimised for abdominal videoendoscopic surgery. Whether micro-laparoscopic surgery will actually result in clinically relevant benefits for patients, has not yet been proven. Methods: Fifty patients were randomised to elective laparoscopic (MINI; n = 25) or micro-laparoscopic (MICRO; n = 25) cholecystectomy in a blinded fashion. Analgetic consumption during PCA, pain perception (visual analog score), and cosmetic result (patient's self-assessment) were evaluated postoperatively as clinically relevant endpoints. Results: Age, sex, BMI and operative time were not different between both groups. From surgery to the 3rd postoperative day, cumulative PCA morphine doses were comparable (MINI: 0,2(0,1-0,23) mg/kg bw; MICRO: 0,2(0,1-0,46) mg/kg bw; p>0,05) but overall VAS for pain while coughing was higher in the laparoscopic 406(357-514) compared to the micro-laparoscopic group 340,5(204-410) (p

Die postoperative pulmonale Hypertension (PHT) bei Kindern nach chirurgischer Korrektur eines angeborenen Herzfehlers ist mit einer erhöhten postoperativen Morbidität und Mortalität assoziiert. Sie kann in lebensbedrohliche pulmonalhypertensive Krisen exazerbieren. Eine systematische Untersuchung der zugrundeliegenden Pathophysiologie sowie mögliche Behandlungsformen der postoperativen PHT ist Gegenstand dieser Arbeiten. Alle Untersuchungen wurden im Rahmen der klinischen Routine an sedierten und zumeist intubierten und mechanisch beatmeten Kindern mit angeborenen Herzfehlern durchgeführt, sowohl präoperativ im Herzkatheterlabor, als auch postoperativ auf der Intensivstation. Es wird die Anwendung von inhalatorischem NO und aerosolisiertem PGI2 zur Diagnostik und Therapie der prä- und postoperativen PHT bei Patienten mit angeborenen Herzfehlern konkret entwickelt und dargestellt. Die Bedeutung von pulmonalem endothelialen Versagen, zirkulierenden plasmatischen Endothelinen und vaskulo-bronchialen Interaktionen für Ausprägung der postoperativen PHT und den klinischen Verlauf des Patienten werden hier erstmals dargestellt. Insgesamt werden hierdurch neue Therapieansätze aufgezeigt, welche bereits im Einsatz sind oder in naher Zukunft umgesetzt werden. / Postoperative pulmonary hypertension in children after congenital heart surgery is associated with increased postoperative morbidity and mortality. This state may exacerbate in livethreatening pulmonary hypertensive crises. A systematic assessment of the underlying pathophysiology and possible treatment options was the object of this work. All studies were done within the clinical routine in sedated and mostly intubated and mechanically ventilated children with congenital heart disease, during preoperative evaluation in the cardiac catheter laboratory, and during their postoperative recovery on the intensive care unit. The application of inhaled nitric oxide and aerosolised prostacyclin for the preoperative evaluation and postoperative treatment of pulmonary hypertension is described. The impact of pulmonary endothelial dysfunction, circulating endothelins, and vasculo-bronchial interactions for the development and perpetuation of postoperative pulmonary hypertension and the clinical course of the patient is delineated for the first time. Thus, novel therapeutic options are demonstrated which may be already in use or will be applied in the near future.

Gestationdiabetes (GDM) ist eine der häufigsten Schwangerschaftserkrankungen mit einer Inzidenz von 3-10% je nach untersuchter Population. GDM ist definiert als eine erstmals in der Schwangerschaft diagnostizierte Glukosetoleranzstörung. Die kindlichen Komplikationen resultieren aus der maternalen Hyperglykämie , die zu erhöhten fetalen Blutglukosespiegeln und reaktivem fetalen Hyperinsulinismus führt. Der fetale Hyperinsulinsmus gilt als Ursache für die typische Diabetes assoziierte fetale und neonatale Morbidität, wie Makrosomie, verzögerte Lungenreife, Totgeburten, neonataler Hypoglykämie und nicht zu vergessen, einem lebenslang erhöhten Risiko für Diabetes. Die Behandlung des GDM konzentriert sich auf eine strenge Stoffwechselkontrolle zur Vermeidung von maternaler Hyperglykämie. Dies erfordert Diät und intensive Blutzuckerselbstkontrolle bei allen und zusätzliche Insulintherapie bei 30% der Schwangeren. Trotz dieser Intervention ist die Rate an neonatalen Komplikationen weiterhin erhöht. Das primäre Ziel der in der vorgelegten Habilitationsschrift zusammengefassten Studien war, zu bestimmen, in welchem Ausmaß die maternalen Glukosewerte in Schwangerschaften , die nach dem Standardmanagement behandelt wurden, prädiktiv sind für kindliche Morbidität sowohl in der frühen als auch im späteren Verlauf der Schwangerschaft. In einem zweiten Schritt wollten wir untersuchten, ob die Einbeziehung des fetalen Wachstums das Outcome verbessert und als Mittel zu antenatalen Risikoabschätzung hilfreich ist. Wir fanden eine ausgezeichnete Korrelation zwischen dem Grad der maternalen Hyperglykämie und der Morbidität in der Frühschwangerschaft. Die Höhe der Nüchternglukosewerte zum Zeitpunkt der Diagnose war der stärkste Prädiktor für kongenitale Fehlbildungen in einer großen Kohorte von 3700 Frauen. Dahingegen waren weder die diagnostischen Kriterien für GDM noch die Werte der mütterlichen Blutzuckertagesprofile prädiktiv für Morbidität in späteren Verlauf der Schwangerschaft. Entgegen der Übereinkunft, dass die Diagnose GDM mindestens zwei pathologische Werte in einem oralen Glukosetoleranztest erfordert, fanden wir bereits bei einem pathologischen Wert eine erhöhte Rate an fetalem Hyperinsulinismus, Makrosomie und neonataler Hyperglykämie. Im Gegensatz dazu war das Vorliegen einer maternalen Adipositas eng mit der Entstehung einer fetalen Makrosomie assoziiert. Wir wählten den fetalen Abdominalumfang (AU) als Mass für Makrosomie, da sich dieser als hervorragender Prädiktor für die Entstehung einer Diabetes assoziierten Maskrosomie erwiess. Zudem sahen wir eine gute Korrelation der fetalen Insulinspiegel, indirekt bestimmt über das Insulin im Fruchtwasser , und dem fetalen AU. Nach unseren Daten, schließt ein AU < 75. Perzentile das Vorliegen eines gravierenden Hyperinsulinismus aus. Basierend auf dieser Erkenntnis führten wir drei Interventionsstudien durch, bei denen die Indikation für Insulintherapie bei Schwangeren mit GDM primär nach dem fetalen AU gestellt wurde. Wir konnten zeigen, dass dieser Therapieansatz, der Insulintherapie auf Frauen mit Risiko für neonatale Morbidität , definiert als AU > 75. Perzentile , konzentriert, in einer niedrigeren Makrosomie- und Sektiorate resultiert, wenn bei Schwangerschaften mit AU > 75. Perzentile trotz maternaler Normoglykämie Insulin gegeben wird. Anderseits konnte 40% der Frauen mit Hyperglykämie eine Insulintherapie erspart werden ohne Verschlechterung des Outcomes , da der Fet während der gesamten Schwangerschaft ein normales Wachstum zeigte. Im Gegenteil, bei diesen Frauen war die Rate an Wachstumsretardierung deutlich geringer als in der Standardgruppe, in der hyperglykämische Frauen mit Insulin behandelten wurden trotz normalem oder bereits grenzwertigem fetalen Wachstum. Zusammenfassend lässt sich feststellen , das bei Schwangerschaften mit GDM die maternalen Blutzuckerwerte ein guter Prädiktor sind für Morbidität in der Frühschwangerschaft , jedoch nur begrenzt hilfreich sind, einen fetalen Hyperinsulinismus und seine Folgen hervorzusagen. Die Einbeziehung der fetalen Makrosomie als klinisches Zeichen eines möglichen Hyperinsulinismus, ermöglicht, die intensive Intervention durch Insulintherapie auf Schwangere zu konzentrieren mit erhöhten Risiko für neonatale Morbidität. / Gestational diabetes (GDM) is one of the most frequent disorders in pregnancy. The incidence ranges between 3-10% dependent on the background diabetes risk of the investigated population. GDM is defined as any glucose intolerance diagnosed first in pregnancy. The implications for the offspring result from the maternal hyperglycemia which leads to increased fetal blood glucose concentration and reactive fetal hyperinsulinism. Fetal hyperinsulinism is the cause for the diabetes associated fetal and neonatal morbidity, like macrosomia, delayed maturity of lungs and liver, stillbirth , neonatal hypoglycemia and an increased risk for diabetes in later life. Treatment of GDM focuses on tight glucose control to avoid maternal hyperglycemia. This requires diet and intensive self glucose monitoring for all women and additionally insulin therapy in 30% of the patients. Despite good glucose control the rate of neonatal morbidity is still elevated compared to pregnancies without glucose intolerance. The primary goal of the presented work was to determine to what extend maternal glycemia in GDM pregnancies treated according to the standard management predicts morbidity as well in early as well as in late pregnancy. In a second step, we investigated whether inclusion of fetal growth pattern improves the neonatal outcome and provides an additional tool for antenatal risk assessment. We found an excellent correlation between the level of maternal hyperglycemia and morbidity in early pregnancies. The fasting glucose at diagnosis of GDM was the strongest predictor for congenital anomalies in a large cohort of 3700 women with GDM. In later pregnancy, we were faced with a different situation. The data of our studies indicated that neither the current diagnostic criteria nor the maternal glucose values during therapy reliably predict neonatal morbidity. The diagnosis of GDM requires two elevated values in an oral glucose tolerance test but we found elevated amniotic fluid insulin, neonatal macrosomia and hypoglycemia even in women with only one elevated value. The values of the daily glucose profiles had not been predictive for the development of fetal macrosomia defined as an abdominal circumference (AC) > 90the percentile. In contrast, maternal obesity was tightly related to excessive fetal growth. We choose the fetal AC to diagnose intrauterine macrosomia since the fetal AC revealed to be an excellent predictor for neonatal macrosomia. Additionally, the fetal AC showed a good correlation to the fetal insulin levels determined by measurements of amniotic fluid insulin. A fetal AC > 75th percentile reliable excluded severe hyperinsulinism in our population. Based on this knowledge we performed three intervention studies where the decision for insulin therapy in women with GDM was predominately based on the fetal AC measurement. We could show that insulin therapy concentrated on pregnancies at risk for morbidity, defined as AC > 75th percentile, is a safe approach which results in a lower rate of neonatal macrosomia when insulin is given in pregnancies with AC > 75th percentile despite of normal maternal glucose level. On the other side, insulin could be avoided in 40% of the women with hypergylcemia since the fetal AC stayed < 75th percentile. In these women, the outcome even could be improved since insulin therapy in pregnancies with normal growth resulted in a high rate of growth retardation in the study group treated according the standard management. In summary, in pregnancies with GDM maternal blood glucose predicts morbidity in early pregnancy but it is of limited value to predict fetal hyperinsulinsm and it’s sequelae. The inclusion of fetal growth pattern in the considerations of therapy offers the opportunity to concentrate intensive intervention on pregnancies at high risk for morbidity.

Seit der Einführung der University of Wisconsin (UW)-Lösung ist für die humane Lebertransplantation eine sichere Kaltkonservierung von 24 Stunden möglich. Ungeachtet dieser Verbesserung kann es postoperativ weiterhin zu schweren Leberfunktionsstörungen bis hin zum Transplantatversagen kommen. Die Leberfunktionsstörungen stehen in engem Zusammenhang mit der Qualität und der Dauer der Organkonservierung. Eine verbesserte Organkonservierung sollte deshalb eine höhere Funktionsrate nach Implantation und eine Verlängerung der sicheren Konservierungsdauer ermöglichen. Mit der Untersuchung sollte die Frage beantwortet werden, ob eine kontinuierliche Perfusion von Schweinelebern mit der UW-Lösung anstelle einer Standardkaltlagerung in UW-Lösung einen geringeren Konservierungsschaden nach sich zieht. Weiterhin sollte mit dem Ziel der Etablierung eines in-vitro-Modells geklärt werden, ob mit dem modifizierten Modell der extrakorporalen Perfusion nach P. Neuhaus neue Konservierungslösungen unter Einsparung von Versuchstieren getestet werden können. Vor diesem Hintergrund wurde in zwei weiteren Versuchsgruppen die kontinuierliche Kaltperfusion mit der Freie Universität (FU)- bzw. der HTK-Lösung durchgeführt. Der Konservierungsschaden der Leber wurde während der sich an die Kaltkonservierung anschließenden Warmperfusion mit Schweineblut in-vitro quantifiziert. Die Unterschiede zwischen der kontinuierlichen Perfusion und der Kaltlagerung waren signifikant, wobei eine geringere Serumkonzentration der Transaminasen in der UW-Gruppe mit einer höheren Gallesekretion, einem geringeren arteriellen Widerstand und einer geringeren Zunahme des Lebergewichts einherging. Die Ergebnisse der FU-Gruppe lassen im Vergleich mit der kontinuierlichen Perfusion mit UW-Lösung eine ähnliche Konservierungsgüte annehmen, während der Konservierungsschaden in der HTK-Gruppe signifikant stärker ausgeprägt war. Zusammenfassend erwies sich die kontinuierliche Kaltperfusion mit der UW-Lösung als das besser geeignete Konservierungsverfahren, nahelegend, daß ein Einsatz eine sinnvolle Alternative zur Standardkaltlagerung sein könnte. Langjährige Erfahrungen mit der kontinuierlichen Perfusion bei der Nierentransplantation beim Menschen zeigen, daß im klinischen Alltag eine kontinuierliche Organperfusion technisch möglich ist. / COMPARISON OF DIFFERENT PRESERVATION SOLUTIONS FOR LONG-TERM CONTINUOUS PERFUSION OF THE LIVER The introduction of the University of Wisconsin (UW) solution for liver preservation in 1988 allowed for the first time the extension of the safe cold storage time up to 24 hours. Nevertheless, severe organ dysfunction of the liver may still occur postoperatively, depending on the quality and the duration of organ preservation. Therefore, improved organ preservation should make possible a higher rate of immediate organ function after transplantation and the extension of the safe cold storage time avoiding any wastage of organs due to liver dysfunction. Our study aimed to investigate whether continuous perfusion of pig livers in comparison to simple cold storage with the UW solution results in improved preservation. Furthermore, we examined if our extracorporal perfusion system, modified by P. Neuhaus, would be suitable to test new preservation solutions before clinical use allowing the establishment of a new in-vitro model. Thus, livers were perfused continuously using the Free University (FU) solution and the Histidine Tryptophan Ketoglutarate (HTK) solution respectively and preservation was compared to the UW solution. The preservation injury was measured in-vitro during a subsequent warm perfusion of the organ with pig blood. Differences between continuous perfusion and simple cold storage were significant. Lower concentrations of the transaminases in the UW group were associated with a higher bile secretion, a lower arterial pressure and a lower increase of the liver weight. Results obtained for the FU group suggest a comparable quality of preservation compared to livers continuously perfused with UW solution, whereas the extent of the preservation injury was significantly higher in the HTK group. In conclusion, in our experimental design continuous perfusion with UW solution seems to be a better method for organ preservation suggesting that the clinical use of this technique may be beneficial. Large experience with continuous perfusion for human renal procurement has proven its technical feasibility.

Alternatives mRNA-Splicing ist ein häufig beobachtetes Phänomen, das es der Zelle ermöglicht, unterschiedliche Proteine aus einem Gen zu generieren. In den letzten Jahren wurden immer mehr alternativ gespleißte Transkripte entdeckt, und einigen der daraus resultierenden Protein-Isoformen konnten geänderte biologische Funktionen zugeordnet werden. In dieser Arbeit ist erstmals ein alternativ gespleißtes Transkript der Interleukin-4 Rezeptor alpha (IL-4R-alpha) Kette beschrieben. Dieser mRNA Splice-Variante, genannt IL-4R-alpha-IT, fehlt im membranproximalen Bereich der zytoplasmatischen Domäne ein komplettes Exon. Dies führt zur Verschiebung des Leserasters und so zur Entstehung eines vorzeiten Stop-Codons. Der resultierenden Protein-Isoform fehlt der größte Teil der intrazellulären Kette mit den dort enthaltenen, für die Signaltransduktion essentiellen Domänen. Die Untersuchung der biologischen Funktion der Rezeptor-Varianten in einem geeigneten Zellsystem der Maus zeigte, daß die Splice-Variante IL-4R-alpha-IT keine Proliferation der Zellen vermitteln und auch den Übergang der Zellen in die Apoptose nicht verhindern kann. Bei der Quantifizierung der Expression von IL-4R-alpha-IT-mRNA in Relation zum IL-4R-alpha voller Länge mit einer kompetitiven RT-PCR an Knochenmark und peripheren Blutlymphozyten von Kindern mit ALL zeigte sich zunächst ein irreführender Unterschied zwischen Proben von Kindern mit ALL-Ersterkrankung und Rezidiv. Weitere Untersuchungen ergaben jedoch, daß der Zeitraum zwischen Abnahme und Aufarbeitung des Untersuchungsmaterials für diesen scheinbaren Zusammenhang verantwortlich war. Während direkt nach Abnahme aufgearbeitetes Untersuchungsmaterial eine nur niedrige relative Expression der Splice-Variante zeigte, nahm diese bei verzögerter Aufarbeitung drastisch zu. Diese Beobachtung wurde experimentell an Proben gesunder Probanden wiederholt bestätigt. Interessanterweise konnte derselbe Effekt in unterschiedlicher Ausprägung auch bei Splice-Variante anderer Zytokine und -Rezeptoren wie IL-7, IL-7R und beta-C beobachtet werden. mRNA-Stabilitäts-Assays und die Bestimmung der einzelnen Transkripte mit einer semiquantitativen RT-PCR zeigten, daß es tatsächlich zu einer absoluten Hochregulation der IL-4R-alpha-IT-mRNA in den verzögerte aufgearbeiteten Proben kommt. Wurden die Zellen wieder in Kultur genommen, war dies innerhalb weniger Stunden reversibel. Desweiteren scheinen auch unterschiedlichen mRNA-Stabilitäten eine Rolle zu spielen. / Alternative pre-mRNA splicing is a widespread mechanism contributing to the diversity of gene expression. The number of newly detected alternatively spliced transcripts has continuously risen, and distinct biological functions have been attributed to some protein isoforms resulting from these mRNA variants. We report on the detection of a novel alternatively spliced transcript of the human interleukin-4 receptor alpha (IL-4R-alpha) chain, which has been called IL-4R-alpha-IT mRNA. A premature stop codon due to omission of one exon in the membrane-proximal region of the cytoplasmic domain leads to an mRNA variant, which encodes an intracellular truncated receptor protein lacking domains which are essential for signal transduction. The investigation of the biological function of the IL-4Ra splice variants in a suitable mouse cell system showed, that the truncated receptor variant is not able to mediate cell proliferation or prevention of apoptosis. Bone marrow and peripheral blood samples from children with acute lymphoblastic leukemia were analyzed for the expression of IL-4R-alpha-IT mRNA relative to the full-length receptor transcript by competitive RT-PCR. Initially, there was found a difference of IL-4R-alpha-IT mRNA expression in patients with initial ALL versus relapsed ALL. However, this difference turned out to be due to the time interval between collection and preparation of samples. While freshly isolated material was associated with low levels of IL-4R-alpha-IT mRNA, samples with a longer period until cell preparation exhibited a drastic increase of IL-4R-alpha-IT mRNA levels. The same results were obtained for peripheral blood samples from healthy donors by imitating a prolonged time of transport until cell preparation. Interestingly, a similar effect could be demonstrated for splice variants of other cytokine receptors and cytokines (beta-C, IL-7R, and IL-7), although to different extents. mRNA stability assays and semiquantitative RT-PCR specific for IL-4Ra or IL-4R-alpha-IT, respectively, indicated that the expression of IL-4R-alpha-IT mRNA increases absolutely in these samples, although mRNA degradation may be of importance as well.

Angesichts der wachsenden Zahl an Patienten, die sich im Internet über medizinische Fragen informieren, untersuchten wir Informationen auf Webseiten zum Down-Syndrom. Im Anschluss an eine Suche nach "Down-Syndrom" mit den Suchmaschinen Altavista und Yahoo (in deutsch und in englisch), untersuchten wir medizinische und psychosoziale Informationen auf den ersten 100 Suchergebnissen, die jede Suchmaschine ergab. Ein vordefinierter Katalog an gesundheitsbezogenen Daten wurde zur Beurteilung der Webseiten verwendet. Grundlegende (geforderte) und zusätzliche (fakultative) Informationen wurde getrennt ausgewertet. Deutsch- und englischsprachige Webseiten wurden miteinander verglichen. Die Stichprobengröße betrug 324 Suchergebnisse (200 englische, 124 deutsche), von denen nur 77 (24%) medizinische Webseiten waren. Unter ihnen befanden sich 34 relevante deutschsprachige Webseiten (27% von 124 Treffern) und 43 relevante englischsprachige Webseiten (22% von 200 Treffern). In beiden Sprachen wurden sämtliche Informationsgrade (von schlecht bis hervorragend) gefunden. Nur 24% der deutschsprachigen Webseiten und 35% der englischsprachigen Webseiten enthielten mehr als 50% der grundlegenden medizinischen Informationen. Bei den zusätzlichen Informationen gab es nur eine deutschsprachige und fünf englischsprachige Webseiten, die mehr als 50% des erwarteten Inhalts enthielten. Ein Einfluss der Sprache und des Verfassers (von Universitäten bis hin zu privaten Homepages) auf den Inhalt konnte festgestellt werden. Englische Webseiten enthielten mehr Material als deutschsprachige. Da viele Homepages die meisten der geforderten Fakten weder behandelten noch dafür bestimmt waren, dies zu tun, ist der Nutzen sowohl der deutschsprachigen als auch der englischsprachigen Webseiten als Informationsquelle über das DS eingeschränkt. Sorgfältige Anstrengungen sind erforderlich um zu gewährleisten, dass das Internet eine Gestalt annimmt, in der den Bedürfnisse der Nutzer bezüglich Gesundheitsinformationen Rechnung getragen wird. Allerdings zeigen einige Beispiele auch das Potential des Internets, auch wenn die Möglichkeiten, über das DS zu informieren, nicht voll ausgeschöpft werden. / Considering the increasing number of people using the internet as an source of knowledge about medical issues, we analysed the information of websites on Down Syndrome (DS). After a search for "Down syndrome" with the search engines Altavista and Yahoo (in German and in English), we examined medical and/or psycho-social information of web-sites within the first 100 hits yielded by each search engine. A predefined catalogue of health related data was used for ranking of web-sites. Basic (required) and additional (facultative) information were evaluated separately.English and German web-sites were compared. The sample size was 324 hits (200 English, 124 German) of which only 77 (24%) were medical web-sites. Among these were 34 relevant German web-sites (27% of 124 hits) and 43 relevant English web-sites (22% of 200 hits). In both languages all levels of information (poor/excellent) were found. Only 24% of the German web-sites and 35% of the English web-sites gave more than 50% of the basic medical information. Looking at the additional information, there were 1 German and 5 English web-sites communicating more than 50% of the expected content. An impact of language and authorship (universities/personal homepage) on the substance could be established. English websites contained more material than Germans. Since many homepages don`t cover and are not intended to present most of the required facts, the usefullness of both German and English web-sites as a source of information on DS is limited. Careful work is essential to ensure that the Internet takes shape in ways that support customers needs of health information. However, some examples show the potential of the Internet, although the possibilities to educate people about DS are not completly realised.

Das Knochenmarkmikromilieu produziert eine Reihe von unterschiedlichen Wachstumsfaktoren, die für das maligne Wachstum und die Medikamentenresistenz von Myelomzellen von grosser Bedeutung sind. Einer der wichtigsten Faktoren, der in manchen experimentellen Systemen sogar als essentiell für das Wachstum und Überleben von Myelomzellen beschrieben wurde, ist Interleukin-6. Aus diesem Grund könnte die Entwicklung von Substanzen, die die Wirkung von IL-6 oder dem IL-6 Rezeptor inhibieren von Bedeutung für die Therapie des Myeloms sein. In dieser Arbeit wurde die Wirkung des IL-6 Rezeptorantagonisten SANT7 auf das Überleben der IL-6 abhängigen Myelomzellinie INA-6 sowie primären Myelomzellen in Gegenwart oder Abwesenheit von primären humanen Knochenmarkstromazellen (KMSZ) untersucht. Von besonderem Interesse war hierbei die Frage ob SANT7 die wachstumsinhibitorische Wirkung von Dexamethson (Dex) und All-Trans-Retinolsäure (ATRA) verstärken kann. Keine der drei Substanzen, SANT7 eingeschlossen, konnte bei alleiniger Applikation in Gegenwart von primären humanen KMSZ eine nennenswerte Wachstumsinhibition induzieren. Wenn jedoch Dex und ATRA mit SANT7 kombiniert wurden konnte sowohl in INA-6 als auch primären Myelomzellen eine starke Wachstumsinhibition erzielt werden. Dieser Effekt beruht sowohl auf Apoptose als auch eines Zellzyklusarrests. / The bone marrow microenvironment produces a number of different survival factors that are important for the malignant growth and drug resistance of multiple myeloma (MM) cells. One of the main factors reported to be essential for survival and growth of MM cells in some experimental systems is interleukin-6 (IL-6). Therefore, the development and testing of substances that interfere with IL-6 or IL-6 receptor (IL-6R) function might have a potential therapeutic value for the treatment of multiple myeloma. In this work the effect of the IL-6 receptor antagonist SANT7 on growth and survival of the IL-6 dependent MM cell lines INA-6 as well as primary MM cells in the presence or absence of bone marrow stromal cells (BMSC) was analyzed. Of particular interest was the question whether SANT7 might enhance the growth inhibitory effects of dexamethasone (Dex) and all-trans retinoic acid (ATRA). None of the drugs, when tested as a single substance, including SANT7, induced major growth inhibition if MM cells were co-cultured with primary human BMSCs. However, if Dex and ATRA were given in combination with SANT7 a strong growth inhibition was achieved in INA-6 and primary MM cells. This effect is due to cell cycle arrest and induction of apoptosis.

Es wird eine Reihe systemphysiologischer Untersuchungen zusammengefasst, die sich mit höheren visuellen Funktionen beim Menschen befassen. Mit Hilfe von Augenbewegungsmessungen, Kortexstimulation und funktioneller Kernspintomographie werden die kortikalen Strukturen und physiologischen Mechanismen untersucht, die sich mit der kortikalen Integration von visuellen, mnestischen, attentionalen und motorischen Verarbeitungsprozessen befassen. Im den folgenden Abschnitten werden die wichtigsten Ergebnisse zusammengefasst: 1. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass Augenbewegungen während der visuellen Vorstellung explorierenden Augenbewegungen bei der Wahrnehmung entsprechen. Dies entspricht der Voraussage, dass Augenbewegungen bei visueller Vorstellung Ausdruck eines konstruktiven Prozesses der aufmerksamkeitsgesteuerten sensomotorischen Integration von Teilbildern und deren Position im Raum sind. Es wurde vorgeschlagen, dass die visuelle Vorstellung als ein konstruktiver Prozess zu verstehen sei, der unter Beteiligung des Dorsolateralen Präfrontalen Kortex (DLPFC) (Arbeitsgedächtnis) und parietaler (Raumwahrnehmung) und temporaler visueller Areale (Objektwahrnehmung) einzelne Teilbilder zu einem Vorstellungsbild zusammensetzt. 2. In weiteren Studien wurden zeitliche, strukturelle und behaviorale Aspekte des visuellen Arbeitsgedächtnisses untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass das visuelle Arbeitsgedächtnis beim Menschen durch ein Netzwerk kortikaler Areale kontrolliert wird, das unter anderem den Posterior Parietalen Cortex (PPC) und den DLPFC umfasst. Erstmals wurde die selektive Störbarkeit dieser Areale durch transkranielle Kortexstimulation demonstriert und gezeigt, dass die Areale verschiedene kognitive Partialfunktionen wahrnehmen, die zu bestimmten Zeitpunkten des Gesamtprozesses wichtig sind. In weiteren Verhaltensexperimente wurde festgestellt, dass das visuelle Arbeitsgedächtnis selektiv die Wahrnehmungsinhalte repräsentiert, die für aktuelle Entscheidungen relevant sind. 3. Funktionell-kernspintomographische Untersuchungen hatten zum Ziel, die anatomischen Strukturen zu identifizieren, die bei bestimmten Formen der selektiven visuellen Aufmerksamkeit relevant sind. Es wurde die Rolle des Frontalen Augenfeldes (FEF) und des PPC in Paradigmen untersucht, in denen Augenbewegungen durch Fixation unterdrückt waren. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass das FEF bei der visuellen Selektion im Rahmen einer Suchaufgabe mit Merkmalsverknüpfung aktiviert wird und nicht nur für die Kontrolle von Augenbewegungen, sondern auch für Prozesse der Aufmerksamkeitssteuerung verantwortlich ist. Im PPC konnten auf Grund differentieller Aktivierungsniveaus funktionelle Subregionen identifiziert werden und gezeigt werden das der PPC entgegen gängiger kognitionspsychologischen Modellvorstellungen eine aktive Rolle bei der visuellen Suche mit Merkmalsverknüpfung spielt. 4. Im letzten Teil der Arbeit wird der Versuch geschildert, visuelle Kortexareale als Teil eines okzipito-parieto-frontalen Netzwerkverbundes bildgebend darzustellen. Mit artifizieller Reizung des visuellen Kortex durch transkranielle Kortexstimulation und gleichzeitiger fMRT, gelang es neben einer lokalen BOLD-Antwort auch Ferneffekte in visuellen und visuo-motorischen Arealen zu induzieren. Die beteiligten anatomischen Strukturen entsprechen jenen, für die auf Grund von tierexperimentellen Untersuchungen funktionell relevante Verbindungen unterstellt werden. Dies ist ein weitere Schritt, um beim Menschen mit nicht-invasiven Methoden zerebrale Konnektivität untersuchen zu können. Die Erforschung von Struktur- und Funktionsbeziehungen höherer Leistungen des Sehsystems haben eine klinische Relevanz für die topische Diagnostik und Rehabilitation umschriebener Hirnläsionen. Dabei reicht es nicht einzelne Hirnfunktionen bestimmten Arealen zuzuordnen, sondern Hirnfunktionen als konzertierte Aktion verbundener Areale zu begreifen. / The general aim of this collection of published papers was to identify the neuroanatomical basis and functional mechanisms realizing the integration of sensory, attentional, mnestic and motor components during different visuo-motor response tasks (visual imagery, visual-working memory, attentive tracking, visual search) and to interpret the results in the context of cerebral connectivity. The main findings are: 1. Scanpaths, defined as repetitive sequences of fixations and saccades were found during visual imagery and viewing. Positions of fixations were distributed according to the spatial arrangement of subfeatures in the diagrams. For a particular imagined diagrammatic picture, eye movements were closely correlated with the eye movements recorded while viewing the same picture. Thus eye movements during imagery are not random but reflect the content of the visualized scene. 2. Investigating the role of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) and the posterior parietal cortex (PPC) in memory-guided saccades in humans, it was found that repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) (20 Hz, 0.5 s) interferes temporarily with cortical activity in DLPFC and PPC during different intervals of the delay period. It was concluded that within this network the DLPFC is mainly concerned with the mnemonic representation and the PPC with the sensory representation of spatially defined perceptual information. 3. Comparison of functional magnetic resonance imaging data (fMRI) between attentive tracking and attention shifting revealed essentially identical activation patterns involving parietal, temporal and frontal cortical regions. This suggests that parietal cortex is involved not only in discrete shifts of attention between objects at different spatial locations, but also in continuous "attentional pursuit" of moving objects. Taken together, these data suggest that attentive tracking is mediated by a network of areas which includes (a) parietal and frontal regions responsible for attention shifts and eye movements and (b) the MT complex, thought to be responsible for motion perception. 4. Using fMRI in human subjects to investigate the functional neuroanatomy of attentional mechanisms employed during conjunction search it was found that the frontal eye field, the ventral precentral sulcus and several posterior parietal regions were consistently activated. Results suggested an involvement of the human frontal eye field in covert visual selection of potential targets during search and also provided evidence for a subdivision of posterior parietal cortex in multiple areas participating in covert visual selection, with a major contribution of the posterior intraparietal sulcus. 5. Using fMRI to investigate local and distant cerebral activation induced by transcranial electrical stimulation in order to non-invasively map functional connectivity in the human visual system distant coactivation in subcortical (lateral geniculate nucleus), cortical visual (striate and extrastriate) and visuomotor areas (frontal and supplementary eye fields) were found. This pattern of activation resembled a network of presumably interconnected visual and visuomotor areas. We conclude that combining transcranial electrical stimulation of neural tissue with simultaneous fMRI offers the possibility to study non-invasively cerebral connectivity in the human brain. In general the results support the concept of a highly integrated cortico-cortical network of multiple frontal and parietal areas controlling partially overlapping subtask involved in directed attention, visuo-spatial working memory, eye movements and visual feature detection.