Hintergrund: Nicht nur in Deutschland, sondern auch weltweit sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen die häufigste Todesursache. Auf Platz vier folgen psychische und Verhaltensstörungen (Statistisches Bundesamt, 2020). Verschiedene Studien zeigen, dass Straßenverkehrslärm das Risiko erhöht, an Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder an einer Depression zu erkranken (Seidler et al., 2017; WHO, 2018). Zunehmend betrachten Studien die Auswirkungen von Straßenverkehrslärm und Luftschadstoffen auf die Gesundheit unter Berücksichtigung der jeweiligen anderen Exposition (Sørensen et al., 2014; Zijlema et al., 2016). Systematische Übersichtsarbeiten, die den Einfluss der Berücksichtigung des potenziellen Confoundings durch Luftschadstoffe auf Krankheitsrisiken durch Straßenverkehrslärm untersuchen, gibt es bisher kaum. Lediglich die systematischen Reviews von Tétreault et al. (2013) und Vienneau et al. (2015) untersuchten die eventuelle Verzerrung der Risikoschätzer durch die jeweilige andere Exposition. Aufgrund der Zunahme der Studien zu dieser Fragestellung seit 2013 und den aktuellen Leitlinien der WHO für Umgebungslärm, die Lärmbelastung zu den wichtigsten umweltbedingten Gefahren für die Gesundheit zählen, soll mit Methoden der evidenzbasierten Medizin die Frage nach den „isolierten“ gesundheitlichen Auswirkungen von Straßenverkehrslärm auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Depressionen untersucht werden. Forschungsanliegen: Die verkehrslärmbedingten Risiken für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und depressive Erkrankungen sollen unter der Berücksichtigung des Einflusses von Luftschadstoffen mit einem systematischen Review mit Metaanalyse untersucht werden. Methode: Zunächst wurde mittels eines Rapid Reviews der aktuelle Forschungsstand zum Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Herzkreislauferkrankungen sowie Depressionen zusammengefasst. Die Literaturrecherche wurde in der Datenbank PubMed durchgeführt, und die AMSTAR 2 Checkliste wurde zur Qualitätsbewertung der systematischen Reviews genutzt. Anschließend wurde ein originäres systematisches Review durchgeführt, eng angelehnt an die Arbeitsschritte, die vom Cochrane-Netzwerk entwickelt wurden. Demnach wurde nach dem Erstellen eines Studienprotokolls, dem Festlegen der Ein- und Ausschlusskriterien und der Entwicklung eines Suchstrings eine systematische Literaturrecherche in den Datenbanken PubMed, EMBASE und PsycInfo durchgeführt. Es folgte die Titel-/Abstract-Sichtung sowie eine anschließende Volltextsichtung durch zwei Reviewerinnen unabhängig voneinander. Zusätzlich wurde das „Risk of Bias“ (RoB) der eingeschlossenen Studien bewertet. Anschließend wurde geprüft, ob eine Metaanalyse durchgeführt werden kann. Zur Ermittlung der Verzerrung des Risikoschätzers für Straßenverkehrslärm durch Luftschadstoffe wurde mit dem Change-in-Estimate-Verfahren (CIE-Verfahren) der adjustierte Effektschätzer (mit Adjustierung für Luftschadstoffe) mit dem nicht für Luftschadstoffe adjustierten straßenlärmbezogenen Effektschätzer verglichen. Es wurden zur Berechnung des CIE-Wertes drei Hauptanalysen durchgeführt, bei denen drei unterschiedliche Rechenwege (1. nach Tétreault et al. (2013), 2. nach Floud et al. (2013) und 3. unter Anwendung der selbst abgeleiteten Methode der Exzess-Risiko-Veränderung) genutzt wurden. Weiterhin wurden zwei Sensitivitätsanalysen durchgeführt, die die Stabilität des CIE-Wertes gegenüber Veränderungen der Expositionsmetriken untersuchen sollten. Zur besseren Vergleichbarkeit wurden die Risikoschätzer der einbezogenen Primärstudien auf einen kontinuierlichen Straßenverkehrslärmanstieg pro 10 dB umgerechnet und je nach Outcome-Definition einer Haupt- und vier Nebenanalysen unterzogen. In der Hauptanalyse wurden die Risikoschätzer der Inzidenz- und Prävalenzstudien zu MI, KHK und Schlaganfall zusammengefasst. Abschließend wurden die GRADE-Kriterien im Sinne einer Bewertung der Vertrauenswürdigkeit der Evidenz verwendet (Guyatt et al., 2011). Ergebnisse: Im Zuge des Rapid Reviews wurden 14 systematische Reviews eingeschlossen. In dieser Arbeit konnten die Ergebnisse von drei qualitativ hochwertigen Reviews zur Einschätzung der Erkenntnislage zu den Auswirkungen von Straßenverkehrslärm auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen genutzt werden. Auf Grundlage der qualitativ hochwertigen Reviews zeigte sich ein relevanter Einfluss von Straßenverkehrslärm auf Herzkreislauferkrankungen (RR: 1,08 pro 10 dB (LDEN); 95 % Konfidenzintervall (KI): 1,01–1,15 (Van Kempen et al., 2018)) und nur eine geringe Risikoerhöhung für eine Hypertonie (Dzhambov & Dimitrova, 2017, 2018). Zwei systematische Reviews betrachteten die Auswirkungen von Straßenverkehrslärm auf Depression und konnten keinen wesentlichen Einfluss von Straßenverkehrslärm aufzeigen. In das systematische Review konnten 22 Primärstudien eingeschlossen werden. Von diesen konnten sechs Inzidenzstudien, drei Prävalenzstudien und vier Mortalitätsstudien in die Metaanalyse einbezogen werden. Drei dieser Inzidenzstudien erhielten im Zuge der RoB-Bewertung eine hohe Qualitätsbewertung. Die Hauptanalyse zeigte für die Diagnose eines MI, einer KHK und eines Schlaganfalls eine statistisch signifikante Risikoerhöhung um 3 % pro 10 dB Erhöhung des Straßenverkehrslärmpegels nach Adjustierung für Luftschadstoffe. Die Ergebnisse zeigten, dass je nach verwendeter Methode die CIE-Werte stark variierten. Die von Tétreault et al. (2013) angewandte Methode sollte zukünftig nicht mehr verwendet werden, da sie bei einem linearen Risikoverlauf in Abhängigkeit von der Wahl des Nenners der Steigung (z.B. pro 10 dB, pro 30 dB) unterschiedliche CIE-Werte liefert. Bei allen Metaanalysen der Inzidenz- und Prävalenzstudien waren die für Luftschadstoff adjustierten gepoolten Risikoschätzer etwas größer als die gepoolten unadjustierten Risikoschätzer, lediglich bei den gepoolten Risikoschätzern der Mortalitätsstudien waren die adjustierten Risikoschätzer etwas kleiner als die nicht adjustierten. In keiner Analyse konnte ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen adjustierten und nicht adjustierten Risikoschätzern gefunden werden. Es fand-sich somit kein Anhalt für eine Überschätzung der Risiken von Straßenverkehrslärm durch einen konkurrierenden Effekt von Luftschadstoffen. Für Depressionen erlaubte die Studienlage keine Aussage dazu, ob die straßenverkehrslärmbezogenen Risiken bei fehlender Berücksichtigung eines potenziellen Confoundings durch Luftschadstoffe überschätzt werden. Schlussfolgerung: Zusammenfassend konnte mit Methoden der evidenzbasierten Medizin (Meta-Review in Form eines Rapid Reviews, systematisches Review mit Metaanalyse) ein Anstieg des Risikos für spezifische Herz-Kreislauf-Erkrankungen (MI, KHK und Schlaganfall) um 3 % pro 10 dB Straßenverkehrslärm gefunden werden. Der vorgenannte Risikoschätzer berücksichtigt Luftschadstoffe als potenzielle Confounder. Eine fehlende Adjustierung für Luftschadstoffe führt in der Tendenz zu einem etwas geringeren straßenlärmbezogenen Risikoschätzer; der Unterschied zwischen adjustiertem und nicht adjustiertem Risikoschätzer ist allerdings statistisch nicht signifikant. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit kann geschlussfolgert werden, dass straßenverkehrslärmbezogene Risiken nicht zur Überschätzung tendieren, wenn nicht für Luftschadstoffe adjustiert wird. Studien und Reviews der letzten Jahre haben gezeigt, dass Menschen mit einem niedrigeren sozioökonomischen Status die am stärksten exponierte Gruppe bezüglich Umweltfaktoren darstellen (Hoffimann et al., 2017; Seidler et al., 2019; WHO, 2019a). Maßnahmen zur Reduktion des Straßenverkehrslärms können das Risiko für Herzkreislauf-Erkrankungen und auch für Depressionen verringern; die Planung solcher Maßnahmen sollte den Aspekt der Umweltgerechtigkeit berücksichtigen.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Formelverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Hintergrund 1.1.1 Betrachtete Krankheitsbilder 1.1.1.1 Herz-Kreislauf-Erkrankungen 1.1.1.2 Depression 1.1.2 Soziale Determinanten von Gesundheit 1.1.3 (Mögliche) pathophysiologische Auswirkungen der Straßenverkehrslärmexposition 1.1.4 (Mögliche) pathophysiologische Auswirkungen der Luftschadstoffe 1.1.5 Lärm 1.1.5.1 Straßenverkehrslärm 1.1.5.2 Maße und Erhebung 1.1.6 Luftschadstoffe 1.1.6.1 Definition 1.1.6.2 Maße und Erhebung 1.1.7 Potenzieller konkurrierender Effekt von Luftschadstoffen auf die Auswirkungen von Straßenverkehrslärm auf Herz-Kreislauf-Erkrankung und Depression 1.1.8 Konkurrierende Faktoren bzw. Confounding 1.2 Intention und Bedeutung des Reviews 1.3 Definition des Forschungsanliegens 2 Methoden 2.1 Rapid Review 2.1.1 Grundlegendes 2.1.2 Studienprotokoll 2.1.3 Formulierung der Forschungsfrage 2.1.4 Definition der Ein- und Ausschlusskriterien 2.1.4.1 Population 2.1.4.2 Exposition 2.1.4.3 Outcome 2.1.4.4 Design 2.1.5 Sprache und Zeitraum 2.1.6 Literaturrecherche und Erstellen eines Suchstrings 2.1.7 Sichtung und Auswahl der systematischen Reviews 2.1.8 Datenextraktion der Systematischen Reviews 2.1.9 AMSTAR 2–Instrument 2.2 Systematisches Review 2.2.1 Grundlegendes 2.2.2 Studienprotokoll 2.2.3 Formulierung der Forschungsfrage 2.2.4 Definition der Ein- und Ausschlusskriterien 2.2.4.1 Population 2.2.4.2 Exposition 2.2.4.3 Outcome 2.2.4.4 Design 2.2.5 Sprache und Zeitraum 2.2.6 Entwicklung eines Suchstrings 2.2.7 Elektronische Datenbanken 2.2.8 Ergänzende Suchstrategie 2.2.9 Studienselektion 2.2.10 Datenextraktion 2.2.11 Bewertung der Studienqualität 2.2.12 Statistische Auswertung 2.2.12.1 Betrachtung des möglichen konkurrierenden Effektes und Change-in-Estimate 2.2.12.2 Berechnung des CIE 2.2.12.3 Metaanalyse 2.2.13 Bewertung der Vertrauenswürdigkeit der Evidenz 3 Ergebnisse 3.1 Rapid Review 3.1.1 Literaturrecherche 3.1.2 Flussdiagramm 3.1.3 Charakteristika der eingeschlossenen Reviews und AMSTAR 2-Bewertung 3.1.4 Effekte der Exposition auf das Outcome 3.1.5 Primärstudien (NORAH-Studie zu Krankheitsrisiken) 3.1.6 Zusammenfassung der Ergebnisse mit Bezug zur Forschungsfrage des Rapid Reviews 3.2 Systematisches Review 3.2.1 Ergebnisse der Literaturrecherche 3.2.1.1 Elektronische Datenbanksuche 3.2.1.2 Flussdiagramm 3.2.1.3 Ergänzende Suchstrategie 3.2.1.4 Kontaktieren der Autor*innen 3.2.2 Verlauf der Studienselektion 3.2.3 Allgemeine Studien Merkmale 3.2.3.1 Publikationsjahre 3.2.3.2 Länder und Stichprobengrößen 3.2.3.3 Einzelstudien 3.2.4 Qualitätsbewertung der Studien – Risk of Bias 3.2.5 Effekte der Exposition auf das Outcome 3.2.5.1 Inzidenzenzstudien zum Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und kardiovaskulären Erkrankungen 3.2.5.2 Inzidenzenzstudien zum Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Myokardinfarkt 3.2.5.3 Inzidenzenzstudien zum Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Schlaganfall 3.2.5.4 Prävalenzstudien zum Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Herz-Kreislauf-Erkrankungen 3.2.5.5 Mortalitätsstudien zu den Auswirkungen von Straßenverkehrslärm auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen 3.2.5.6 Inzidenzstudien zum Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Depression 3.2.6 Metaanalyse 3.2.6.1 Zusammenfassung der Ergebnisse 3.2.6.2 Change-in-Estimate-Berechnung 3.2.7 Publikationsbias 3.2.8 Bewertung der Vertrauenswürdigkeit der Evidenz 3.2.9 Beantwortung der Forschungsfragen 3.2.9.1 Gibt es einen Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Herzkreislauf-Erkrankung sowie Depression, wenn gleichzeitig die Exposition gegenüber Luftschadstoffen (z.B. NOX; PM2.5; PM10) berücksichtigt wird? 3.2.9.2 Was ist die Expositions-Risiko-Beziehung von Straßenverkehrslärm und Herz-Kreislauf-Erkrankung und Depression, wenn die Exposition gegenüber Luftschadstoffen berücksichtigt wird? 4 Diskussion 4.1 Rapid Review 4.1.1 Interpretation 4.1.2 Stärken und Limitationen 4.2 Systematisches Review 4.2.1 Ergebnisdarstellung vor dem Hintergrund der aktuellen Literatur 4.2.2 Interpretation der Ergebnisse 4.2.2.1 Zusammenhang zwischen Straßenverkehrslärm und Herz-Kreislauf-Erkrankungen unter der Berücksichtigung von Luftschadstoffen 4.2.3 Stärken und Limitationen 4.2.3.1 Stärken 4.2.3.2 Mögliche Fehlerquellen und Limitationen 4.2.4 Publikationsbias 4.2.5 Bewertung der Vertrauenswürdigkeit der Evidenz 4.3 Schlussfolgerung und Ausblick Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Anhang Danksagung Anlagen

Auf der Grundlage mehrjähriger Datenerhebungen auf Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) wurden Bilanzsalden für Kohlen- und Stickstoff erstellt. Diese dienen als wichtige Indikatoren für die Bodenfruchtbarkeit eines Standortes und für Stoffausträge aus dem Boden in die Umwelt. Der flächendeckend vorhandene BDF-Datenpool ermöglicht gute Bilanzierungsmöglichkeiten der Eintrags- (Düngung, Deposition) und Austragspfade (Sickerwasser, Ernteentzug). Anhand der Wechselwirkungen zwischen den Kompartimenten Boden, Klima und Wasser sowie durch den Einfluss der Bewirtschaftung konnten die Dynamik und Tendenzen der Stoffkreisläufe auf den sächsischen BDF abgeleitet und bewertet werden. Redaktionsschluss: 24.09.2019

Die Auswertung des Ist-Zustands von 546 Dauerbeobachtungsflächen gibt einen Überblick über die N- und Humusversorgung sächsischer Ackerböden. Auf dieser Basis wurden Handlungsempfehlungen zur Optimierung des Kohlenstoff- und Stickstoffkreislaufs erarbeitet. Die Methoden zur Anrechnung der N-Verfügbarkeit und der N-Mineralisation aus organischen Düngern und Humusumsatz bedürfen bei der N-Düngebedarfsermittlung in Abhängigkeit von den Standortbedingungen der weiteren Optimierung. Redaktionsschluss: 09.12.2019

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Diese Studie untersucht die Bedeutung von Angiotensin II- und Endothelin-1-vermittelten Mechanismen, die im Rahmen von hämodynamischen, hormonellen und renalen Reaktionen bei einen akuten Blutverlust einsetzen. Es wurden wache Hunde mit und ohne Vorbehandlung mit Angiotensin II Typ 1 (AT1) und/oder Endothelin-A (ETA) Rezeptorblockern untersucht. Protokoll 1: Nach einer 60-minütigen Kontrollstunde wurde den Hunden 25% ihres Blutes zügig entzogen. Nach einer Stunde wurde das Blut retransfundiert und die Datenaufzeichnung für eine weitere Stunde fortgesetzt. Protokoll 2: Wie Protokoll 1, aber mit AT1 Blockade durch Losartan i.v. Protokoll 3: Wie Protokoll 1, aber mit ETA Blockade durch ABT-627 i.v. Protokoll 4: Wie Protokoll 1, aber mit kombinierter AT1 plus ETA Blockade. In der Kontrolle sinkt der arterielle Mitteldruck (MAP) nach dem Blutentzug um ~25%, das Herzzeitvolumen (HZV) um ~40%, das Urinvolumen um ~60%, während die Plasmakonzentrationen von Angiotensin II (3.1-fach), Endothelin-1 (1.13-fach), Vasopressin (116-fach) und Adrenalin (3.2-fach) ansteigen. Unter AT1 Blockade kommt es zu einem überproportionalen Abfall des arteriellen Mitteldrucks und die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) sinkt. Beim Blutentzug unter ETA Blockade steigt Noradrenalin und nicht Adrenalin an, und der Wiederanstieg des MAP infolge Retransfusion ist unvollständig. In allen Protokollen sinkt das HZV um den gleichen Betrag. Schlussfolgerungen: Für die kurzfristige Regulation des Blutdrucks und die renale Autoregulation der GFR nach Blutverlust spielt Angiotensin II eine wichtigere Rolle als Endothelin-1. Andererseits ist ein intaktes Endothelinsystem eine wichtige Voraussetzung für die vollständige Restitution des arteriellen Mitteldrucks in der Retransfusionsphase. Darüber hinaus scheint Endothelin-1 nach dem Blutentzug die Freisetzung von Adrenalin zu erleichtern, die Freisetzung von Noradrenalin jedoch zu mildern. Die bei einem akuten Blutverlust einsetzenden Kompensationsmechanismen scheinen den Blutfluss (HZV) viel effektiver aufrecht zu erhalten als den Blutdruck (MAP), denn das HZV, nicht aber der arterielle Mitteldruck, sank in allen Protokollen um den gleichen Betrag. / This study investigates angiotensin II and endothelin-1 mediated mechanisms involved in the hemodynamic, hormonal, and renal response towards acute hypotensive hemorrhage. Conscious dogs were pretreated with angiotensin II type 1 (AT1) and/or endothelin-A (ETA) receptor blockers or not. Protocol 1. After a 60 min baseline period, 25% of the dog's blood was rapidly withdrawn. The blood was retransfused 60 min later and data recorded for another hour. Protocol 2. Likewise, but preceded by AT1 blockade with i.v. Losartan. Protocol 3. Likewise, but preceded by ETA blockade with i.v. ABT-627. Protocol 4. Likewise, but with combined AT1 plus ETA blockade. In Controls, hemorrhage decreased mean arterial pressure (MAP) by ~25%, cardiac output by ~40%, and urine volume by ~60%, increased angiotensin II (3.1-fold), endothelin-1 (1.13-fold), vasopressin (116-fold), and adrenaline concentrations (3.2-fold). Glomerular filtration rate and noradrenaline concentrations remained unchanged. During AT1 blockade, the MAP decrease was exaggerated (-40%) and glomerular filtration rate fell. During ETA blockade, noradrenaline increased after hemorrhage instead of adrenaline, and the MAP recovery after retransfusion was blunted. The decrease in cardiac output was similar in all protocols. Conclusions: Angiotensin II is more important than endothelin-1 for the short-term regulation of MAP and glomerular filtration rate after hemorrhage, whereas endothelin-1 seems necessary for complete MAP recovery after retransfusion. After hemorrhage, endothelin-1 seems to facilitate adrenaline release and to blunt noradrenaline release. Hemorrhage-induced compensatory mechanisms maintain blood flow more effectively than blood pressure, since the decrease in cardiac output - but not MAP - was similar in all protocols.

Im biogeochemischen Wasserstoffkreislauf erfolgt der überwiegende Teil der H2-Aufnahme aus der Atmosphäre durch die Böden. Erst seit kurzem ist bekannt, dass die Oxidation von Wasserstoff in Böden mutmaßlich durch eine Reihe von Bodenbakterien vermittelt wird, die zur Aufnahme von Wasserstoff in atmosphärischen Konzentrationen befähigt sind. Diese Bakterien codieren [NiFe]-Hydrogenasen einer neuen Gruppe, die als Gruppe 5 der [NiFe]-Hydrogenasen klassifiziert wurde. Auch das beta Proteobakterium Ralstonia eutropha besitzt die Gene einer derartigen Hydrogenase, die aufgrund ihrer Ähnlichkeit zu den sonst überwiegend in Actinobakterien gefundenen Vertretern der Gruppe 5 als „Actinobakterielle Hydrogenase“ (AH) benannt wurde. In der vorliegenden Arbeit wurde die AH aus R. eutropha als erste Gruppe 5-[NiFe]-Hydrogenase in reiner Form isoliert und eingehend durch unterschiedliche biochemische, spektroskopische und röntgenkristallographische Verfahren untersucht. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse unterstützen die für Gruppe-5-[NiFe]-Hydrogenasen postulierte Funktion im Erhaltungsstoffwechsel der Organismen unter besonderen Bedingungen, schließen jedoch eine Beteiligung der AH an der hochaffinen Oxidation von Wasserstoff in Böden aus. Jedoch zeigt das Enzym die neuartige Eigenschaft der sauerstoffinsensitiven Wasserstoff-Oxidation, was auf die Anwesenheit eines ungewöhnlichen, durch 1 Aspartat und 3 Cysteine koordinierten [4Fe4S]-Clusters und der vermuteten Kopplung der Elektronentransportketten in der mutmaßlich physiologischen doppeldimeren Form des Enzyms zurückzuführen sein dürfte. Die Arbeit erweitert somit die Kenntnisse auf dem Gebiet der Sauerstofftoleranz von Hydrogenasen sowie der Eigenschaften der Gruppe 5-[NiFe]-Hydrogenasen und ihrer physiologischen Rolle in den betreffenden Organismen. / In the biogeochemical hydrogen cycle, the dominating process for hydrogen uptake from the atmosphere is performed in soils. Only recently it was shown that hydrogen oxidation in soils is presumably mediated by a number of soil-dwelling actinobacteria, which are enabled in high-affinity hydrogen uptake. These bacteria encode [NiFe] hydrogenases of a novel group classified as group 5 of [NiFe] hydrogenases. A hydrogenase of this group is also found in the beta proteobacterium Ralstonia eutropha and was named „Actinobacterial Hydrogenase“ (AH) for its similarity to the group 5 [NiFe] hydrogenases found in actinobacteria. In this work, the AH from R. eutropha was, as the first group 5 [NiFe] hydrogenase, purified to homogeinity and thoroughly characterized by various biochemical, spectroscopic and X-ray crystallographic methods. The results obtained hereby support the function in maintaining a basal metabolism under challenging conditions, that was postulated for group 5 [NiFe] hydrogenases. Yet, the results also exclude the possibility of the AH contributing to high-affinity hydrogen uptake in soils. However, the enzyme shows the novel property of being able of oxygen-insensitive hydrogen oxidation. This property is obviously connected to an unusual [4Fe4S] cluster coordinated by 1 aspartate and 3 cysteines, as well as to a supposed coupling of the electron transport chains in the double dimeric native form of the enzyme. Hence, this work broadens the knowledge in the field of oxygen tolerant hydrogen oxidation and provides new insights in the function of group 5 [NiFe] hydrogenases and their physiological role in the organisms.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich nach der Analyse und Optimierung der Stromzuführungen auf Flüssigstickstoff-Temperaturniveau, hauptsächlich mit der Untersuchung einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade als Kälteversorgungssystem eines resistiven HTSL-Kurzschlussstrombegrenzers. Unter einem Kurzschlussstrombegrenzer versteht man einen veränderlichen elektrischen Widerstand, welcher, gegebenenfalls in Serie mit konventionellen, mechanischen Stromunterbrechern, direkt in den zu schützenden Stromkreis eingebaut ist. Als veränderlicher elektrischer Widerstand kann z.B. ein supraleitendes Element verwendet werden. Im normalen Betriebsfall setzt dieser dem fließenden Strom praktisch keinen Widerstand entgegen. Die Dimensionierung wird so gewählt, dass im Falle eines Überstroms ein rascher Übergang in den normalleitenden Zustand erfolgt. Durch den nun vorhandenen Widerstand wird der Stromfluss sehr effektiv begrenzt, bis beispielsweise nachgeschaltete mechanische Schutzeinrichtungen ansprechen. Sobald dies erfolgt ist, kann der Supraleiter regenerieren und in den Ausgangszustand zurückkehren. Die Verwendung von HTSL-Material als Supraleiter erscheint hier höchst vorteilhaft, da damit ein Arbeiten auf Flüssigstickstoff-Temperaturniveau erlaubt wird. Ein entscheidender Punkt für die erfolgreiche Einführung der HTSL-FCL ist die Bereitstellung einer geeigneten Kälteversorgung. Dies kann entweder durch regelmäßiges Nachfühlen mit flüssigem Stickstoff oder durch den Einsatz einer Kältemaschine zur Stickstoffrekondensation realisiert werden. Beim Einsatz einer Kältemaschine hat man einen von der Stickstoffnachlieferung unabhängigen Betrieb mit geschlossenem Kühlsystem. Die Energiedissipation in dem HTSL-Element selbst ist unter Normalbedingungen vernachlässigbar klein. Für die Auslegung des Kühlsystems ist von Bedeutung, dass der größte Teil der Wärmelast durch die metallischen Stromzuführungen verursacht wird. Die Auslegung des Kühlsystems muss sich daher an der thermodynamischen Analyse der Stromzuführungen orientieren. Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Analyse von Kühlmethoden für solche Stromzuführungen hinsichtlich ihrer Effektivität und Wirtschaftlichkeit. Ein neues Kühlsystem auf der Basis einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade wird vorgeschlagen als Alternative zu den derzeit in Frage kommenden Kühltechniken. Es wurde folgende Vorgehensweise gewählt: 1. Verschiedene Kühlmethoden zur Kühlung von SZF werden aufgeführt und thermodynamisch bewertet. 2. Kühlsysteme, basierend auf einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade, werden vorgeschlagen und deren Charakteristika mittels numerischer Simulation bestimmt. 3. Ein auf der Basis einer Gemisch-Kältemaschine gebauter Stickstoffverflüssiger wird in Betrieb genommen und getestet. 4. Die Funktion und die Effektivität der Gemisch-Stickstoff-Kaskade zur Kühlung der Stromzuführungen werden bewertet. 5. Zugehörige Kühlsysteme auf der Basis verschiedener Kühltechniken werden analysiert 6. In einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden die Kühlsysteme einander gegenübergestellt Insgesamt kann als Ergebnis festgehalten werden, dass der Einsatz der vorgestellten Gemisch-Stickstoff-Kaskadenanlagen zur Kälteversorgung im vorgestellten Anwendungsfall eine durchaus wettbewerbsfähige, voraussichtlich sogar überlegene Alternative zu den sonst verfügbaren Methoden darstellt.

Objective: Despite the advanced therapy with statins, antithrombotics, and antihypertensive agents, the medical treatment of atherosclerotic disease is less than optimal. Therefore, additional therapeutic antiatherosclerotic options are desirable. This pilot study was performed to assess the potential antiatherogenic effect of the peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist pioglitazone in nondiabetic patients. Methods: A total of 54 nondiabetic patients were observed in a prospective, double-blind, placebo-controlled study. Patients were randomized to pioglitazone or placebo. The following efficacy parameters were determined by serial analyses: artery pulse wave analysis and carotid-femoral pulse wave velocity (PWV), static and dynamic retinal vessel function, and the common carotid intima-media thickness (IMT). The main secondary endpoint was the change in different biochemical markers. Results: After 9 months, no relevant differences could be determined in the two treatment groups in PWV (pioglitazone 14.3 ± 4.4 m/s vs. placebo 14.2 ± 4.2 m/s), retinal arterial diameter (pioglitazone 112.1 ± 23.3 μm vs. placebo 117.9 ± 21.5 μm) or IMT (pioglitazone 0.85 ± 0.30 mm vs. placebo 0.79 ± 0.15 mm). Additionally, there were no differences in the change in biochemical markers like cholesteryl ester transfer protein, lowdensity lipoprotein cholesterol, high-sensitivity C-reactive protein or white blood cell count. Conclusions : Treatment with a peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist in nondiabetic patients did not improve the function of large and small peripheral vessels (PPP Trial, clinicaltrialsregister. eu: 2006-000186-11).

In recent years, deep geothermal energy has been widely exploited through closed-loop borehole heat exchanger system for building heating. In order to precisely evaluate the sustainable heat extraction capacity and the impact of different designs and operating parameters, two heat transfer models are implemented in the open-source scientific software OpenGeoSys (OGS), with respect to the Deep Borehole Heat Exchanger (DBHE) and Enhanced U-tube Borehole Heat Exchanger (EUBHE) system. Besides, three types of boundary conditions are implemented, including the constant inflow temperature, the constant heat extraction rate, and constant building thermal power that integrates the ground source heat pump (GSHP) module. By applying the two BHE models, the influence of different designs and operating parameters on the GSHP system is evaluated. The sustainable heat extraction capacity and efficiency of a deep EUBHE system are predicted. Moreover, its performance and efficiency are further compared against the 2-DBHE array system that has the same total borehole length. It is found that the soil thermal conductivity is the most important parameter in the design of DBHE and EUBHE systems. The sustainable specific heat extraction rate of the EUBHE system is 86.5 W/m higher than an array with 2 DBHEs. Under the building thermal load of 1.225 MW, the total electricity consumed by the EUBHE system is approximately 27 % less than the 2-DBHE array over 10 years. The average Coefficient of System Performance (CSP) value of the EUBHE system is 1.66 higher over 10 heating seasons. The two numerical models implemented in the OpenGeoSys software can be used to predict and optimize the thermal characteristics of the closed-loop DBHE and EUBHE systems in real projects.

The recent electrification trend in the off-road market has incentivized research towards the proposal of compact, cost-effective and energy-efficient solutions for hydraulic actuators. As a result, increased attention has been given to electro-hydraulic actuator (EHA) architectures. The paper offers a study performed on a novel closed-circuit EHA architecture with the goal to maximize the overall system efficiency while meeting or exceeding traditional off-road applications performance, thereby enabling further electrification of off-road applications. Both numerical and experimental approaches are utilized to validate the functionality of the proposed EHA circuital configuration in four quadrants. Moreover, the actuator functionality at both high and low velocities are considered, which has never been explored in the past due to the limitations on the hydraulic machine driving speed. The good match between the experimental data and the simulation results confirms the potential of the simulation model for sizing such EHA architecture for different actuator sizes, duty cycles, and performance levels.