Der Scavenger Receptor BI (SR-BI) vermittelt den selective lipid transfer von Cholesterol und Vitamin E aus HDL in die Leber. Die zelluläre Aufnahme verschiedener Lipide aus HDL über den selben Mechanismus, vermittelt durch den selben Rezeptor wirft die Frage auf, ob diese Aufnahmeprozesse einander beeinflussen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, daß die Aufnahme von neutralen Lipiden (Cholesterolester, Triacylglycerol) aus HDL in die Zelle von der Lipidzusammensetzung der Donorpartikel abhängen könnte. Wir untersuchten, ob der Vitamin-E-Gehalt von HDL die Aufnahme und den Efflux von Cholesterol in und aus HepG2-Zellen beeinflußt. Die Inkubation von HepG2-Zellen mit [3H]Cholesterol-markiertem HDL mit ansteigendem Vitamin-E-Gehalt ergab eine steigende Aufnahme von Vitamin E, während sich die Cholesterolaufnahme nicht veränderte. Der erhöhte zelluläre Gehalt an Vitamin E bewirkte eine Reduktion der PKC-Alpha- und SR-BI-Expression in Verbindung mit einem erniedrigten Cholesterolefflux aus HepG2-Zellen zu nativem HDL als Akzeptorpartikel. Die Verarmung der Zellen an Cholesterol führte zu einer erniedrigten PKC-Alpha- und SR-BI-Expression. Hingegen veränderte die Erhöhung des zellulären Cholesterolgehalts von HepG2-Zellen die PKC-Alpha- und SR-BI-Expression nicht, während der Cholesterolefflux aus HepG2-Zellen zu HDL im Vergleich zur Kontrolle gesteigert war. Wir schließen aus diesen Ergebnissen, daß Vitamin E und Cholesterol die SR-BI-Expression modulieren können und daß SR-BI den Efflux und möglicherweise auch den Influx von Cholesterol in HepG2-Zellen vermittelt. / The scavenger receptor BI (SR-BI) mediates selective lipid transfer of cholesterol and vitamin E from HDL to the liver. Cellular uptake of different lipids from HDL by the same mechanism, mediated by the same receptor rise the question, whether these uptake processes affect each other. Recent results show that the cellular uptake of neutral lipids (cholesterol ester, triacylglycerol) from HDL may depend on the lipid composition of the donor particles. We investigated whether the vitamin E-content of HDL affects cholesterol uptake and efflux by HepG2 cells. Incubation of HepG2 cells with [3H]cholesterol-labeled HDL, which contained increasing vitamin E-concentrations resulted in an increased uptake of vitamin E, whereas the cholesterol uptake did not change. The increased cellular content of vitamin E caused a decreased PKCalpha and SR-BI-expression combined with a decreased cholesterol-efflux from HepG2 cells to native HDL as acceptor. Depletion of cellular cholesterol decreased PKC-alpha and SR-BI-expression in HepG2 cells. Increase of cellular cholesterol of HepG2 cells, however, did not change PKCalpha and SR-BI-expression, whereas cholesterol-efflux from HepG2 cells to HDL increased. We conclude that vitamin E and cholesterol can modulate the SR-BI-expression and that SR-BI mediates the efflux and possibly also the influx of cholesterol by HepG2 cells.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Mechanismen zu identifizieren, die an der Induktion von Zellwachstum und/oder Zelltod von Kardiomyozyten beteiligt sind. Zunächst wurde ein Modell entwickelt, das es erlaubt, genregulatorische Elemente in vivo zu identifizieren. Es wurden die verschiedenen Variablen, die die Expression in vivo ins Myokard injizierter Reportergenplasmide regulieren, analysiert. Es stellte sich heraus, daß die Injektion von Reportergenkonstrukten ins Myokard des Hundes ein ausgezeichnetes Modell darstellt zur Analyse der Genregulation im Myokard großer Säugetierspezies. Mit Hilfe dieses Modells gelang durch Injektion von ANF (atrialer natriuretischer Faktor)-Promotorkonstrukten mit anschließendem aortic banding die Identifizierung einer AP1-Bindungsstelle im Promotor des ANF-Gens als cis-regulatorisches Element, das für die Aktivierung des ANF-Gens bei der Druckhypertrophie verantwortlich ist. Zur Identifizierung von Faktoren, die für den Zellzyklusarrest von Kardiomyozyten verantwortlich sind, wurde der ubiquitär exprimierte Transkriptionsfaktor E2F-1 in isolierte Kardiomyozyten mittels adenoviralem Gentransfer eingebracht. Die Überexpression von E2F-1 in Kardiomyozyten führte zur Induktion von programmiertem Zelltod (Apoptose). Die Apoptose wurde in Anwesenheit von Insulin-like Growth Factor-I (IGF-I) supprimiert und es konnte nun gesteigerte DNA-Synthese beobachtet werden. Es zeigte sich weiterhin, daß die Zellzyklusinhibitoren p21CIP1 und p27KIP1 eine besondere Rolle bei der Aufrechterhaltung des Zellzyklusarrestes von Kardiomyozyten spielen, denn in der Anwesenheit von IGF-I verschwanden in Kardiomyozyten, die E2F-1 exprimierten, diese Faktoren aus den Komplexen, die sie mit Zyklinen und zyklin-abhängigen Kinasen (cdks) bilden. Um zu verstehen, über welche Faktoren Apoptose in Kardiomyozyten induziert und über welche intrazellulären Signalwege sie vermittelt wird, wurden isolierte Kardiomyozyten mit freien Sauerstoffradikalen (ROS) exponiert, von denen bekannt ist, daß sie in bestimmten Zellen in einem bestimmten Dosisbereich Apoptose erzeugen können. Obwohl beides, H2O2 und O2-, zur Induktion von Apoptose in Kardiomyozyten führt, werden jeweils unterschiedliche intrazelluläre Signalwege aktiviert. So führt H2O2 zur Freisetzung von mitochondrialem Cytochrom C, was mit einer Translokation von Bax an die Mitochondrien und seiner Interaktion mit dem anti-apoptotischen Faktor Bcl-2 einhergeht. Dies führt zur Aktivierung der Caspase 3. O2- hingegen führt zur Aktivierung der Caspase 6 und Spaltung von Lamin A. / The aim of the study was to elucidate mechanisms controlling death and growth of cardiomyocytes. First, a model was developed suitable to identify regulatory gene sequences in vivo. Multiple variables controlling expression of reportergene constructs injected into the heart were investigated. The results showed that injection of reportergene constructs into the heart of dogs is an appropriate model to analyse regulation of gene expression in vivo in large mammals. Using this approach reportergene constructs harboring the promoter of the ANF (atrial natriuretic factor)-gene were injected in dog hearts which were subjected to pressure overload by aortic banding. Serial mutations of the promoter region revealed an AP-1 like sequence to be of importance for the induction of this gene in pressure overload hypertrophy. In order to identify factors responsible for the cell cycle arrest of cardiomyocytes the transcription factor E2F-1 was overexpressed in isolated cardiomyocytes using adenoviral gene transfer. In cardiomyoccytes the overexpression of E2F1- was followed by apoptosis. Apoptosis was suppressed in the presence of insulin-like growth factor-I (IGF-I) and the re-induction of DNA synthesis could be observed. Cyclin dependent inhibitors (cdi) p21CIP1 and p27KIP1 appear to play an important role in the maintenance of the cell cycle arrest in cardiomyocytes, since these factors dissappeared from cyclin complexes in the presence of IGF-I. In order to understand how apoptosis is induced in cardiomyocytes and which intracellular signalling cascades may be involved, isolated cardiomyocytes were exposed to reactive oxygen species (superoxide anion (O2-) or hydrogen peroxide (H2O2)). Both O2- and H2O2 induced apoptosis in cardiomyocytes dose-dependently. However, different intracellular signalling cascades were activated. Cytochrome C was released by H2O2, but not by O2-. Release of cytochrome c was followed by translocation of Bax from the cytosol to mitochondria where it was interacting with anti-apoptotic Bcl-2 leading to the subsequent activation of caspase-3. O2- lead to an activation of caspase-6 which was followed by the cleavage of lamin A.

Patienten mit zerebralen Läsionen, wie der aneurysmatischen Subarachnoidalblutung (SAB) und dem schweren Schädel-Hirn-Trauma (SHT), haben ein hohes Risiko für sekundäre Schädigungen des Gehirns aufgrund einer Minderdurchblutung (Ischämie) und einem Sauerstoffmangel (Hypoxie). Bei der SAB ist heutzutage die verlaufsbestimmende Komplikation das Auftreten einer Vasospasmus- assoziierten Ischämie, d.h. einer Minderdurchblutung aufgrund einer Gefäßverengung, die mit einer hohen Langzeitmorbidität mit schweren neurologischen Defiziten und einer hohen Mortalität assoziiert ist. Seit Beginn der 90er Jahre wird bei SAB- und SHT- Patienten das Mikrodialyseverfahren zur Messung des zerebralen Stoffwechsels eingesetzt und steht als Methode auf der Intensivstation seit 1997 zu Verfügung. Hierbei werden mittels einem, in das gefährdete Hirngewebe inserierten Katheter die extrazellulären Konzentrationen verschiedener Parameter gemessen. Patienten mit SAB weisen in Phasen einer klinischen Verschlechterung (z.B. Auftreten einer Lähmung) charakteristische Veränderungen des Hirnstoffwechsels auf. Vergleichsmessungen mit der Positronenemissionstomographie zeigen als mögliche Ursache für einen gestörten Hirnstoffwechsel einen erniedrigten zerebralen Blutfluß. Auch bei einer drohenden Hypoxie (Hirngewebe-PO2 < 10 mmHg) sind bereits metabolische Veränderungen zu beobachten. Die frühzeitige Erkennung und - wenn möglich - Behandlung einer Ischämie / Hypoxie könnte die Prognose von Patienten nach SAB und SHT wesentlich verbessern. / Patients with cerebral lesions run a high risk of developing cerebral hypoxic and ischemic damage due to secondary insults. To minimize the risk of secondary cerebral hypoxia and ischemia, new monitoring techniques of cerebral oxygenation and metabolism have been developed and may help to understand the pathophysiology of secondary brain damage for a better treatment and outcome in critical patients. Cerebral microdialysis is a relatively new technique for measuring brain molecules of the extracellular space. The technical aspects, the interpretation of the commonly measured parameters, the use of the commonly used oxygenation parameters (monitoring of brain tissue PO2 and the microdialysis technique to monitor cerebral metabolism) in patients with head injury and subarachnoid hemorrhage are considered. Pitfalls of the techniques and their future potential are discussed.

Der Aufgabenschwerpunkt dieser Arbeit bestand in der Untersuchung der Serum-Prolaktin- Werte von Patienten mit systemischem Lupus erythematodes (SLE) (n=60) und anderen Kollagenosen bzw. Vaskulitiden. Es konnte gezeigt werden, daß ein Teil der SLE-Patienten erhöhte PRL-Werte hat (33,3%). Bei den Patienten mit sonstigen Kollagenosen und Vaskulitiden lag dieser Anteil bei 11,1%. Es handelt sich dabei um eine (idiopathische) Hyperprolaktinämie mit meist nur geringfügigen Erhöhungen des Prolaktins. Von besonderem Interesse war die Frage nach der Existenz eines Zusammenhanges zwischen dem Serum-Prolaktin-Wert und der klinischen bzw. serologischen Krankheitsaktivität bei SLE- Patienten. Diesbezüglich gab es bisher zahlreiche Untersuchungen mit widersprüchlichen Ergebnissen. Als Ergebnis dieser Studie ließ sich ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen dem Serumprolaktin und sowohl dem ECLAM-Score als auch der Anti-dsDNA- und Anti-Cardiolipin (IgG)-Antikörperkonzentration der SLE-Patienten nachweisen. Diese Ergebnisse bestätigten sich bei Verlaufsuntersuchungen, bei denen die klinische Krankheitsaktivität, die Anti-dsDNA-Antikörper- und die Prolaktinkonzentration der SLE- Patienten korrelierten. Um der Frage der Bedeutung des Prolaktins für den Krankheitsverlauf des SLE auf den Grund zu gehen, wurden periphere mononukleäre Zellen (PBMC) der Patienten (n=11) mit PRL in vitro inkubiert und ihre Aktivität hinsichtlich der Produktion von Gesamt-IgG und Zytokinen untersucht. Eine Einflußnahme des Prolaktins auf die Zytokinproduktion konnte nicht beobachtet werden. Anders verhielt es sich mit der IgG-Produktion der SLE-PBMC. Diese ließ sich, im Gegensatz zu der normaler PBMC, durch Prolaktin in erhöhter (100ng/ml) und sogar in physiologischer (20ng/ml) Konzentration steigern. Dabei konnte eine Abhängigkeit von der Krankheitsaktivität der SLE-Patienten festgestellt werden. Das Ergebnis verdeutlicht, daß Prolaktin möglicherweise schon in einer physiologischen Konzentration aktivitätssteigernd auf SLE-PBMC wirkt. Bei Annahme der Übertragbarkeit dieser in vitro- Ergebnisse auf in vivo-Verhältnisse, läßt sich die Bedeutung der Höhe der Serum-Prolaktin- Konzentration für die Krankheitsaktivität der SLE-Patienten abschätzen. Gleichzeitig stellt sich die Frage nach dem therapeutischen Nutzen der medikamentösen Kontrolle des Serumprolaktins, insbesondere bei SLE-Patienten mit hoher Krankheitsaktivität. Neben der Frage, ob PRL Autoimmunprozesse unterhält, sollte aber auch interessieren, ob es sie möglicherweise sogar initiiert. Diesbezüglich gibt es unterschiedliche Vermutungen. Als Modell für die Untersuchung dieser Frage dient der Prolaktinompatient, dessen Immunsystem lange Zeit erhöhten PRL-Konzentrationen ausgesetzt ist. In dieser Studie wurden 39 Prolaktinompatienten auf das Vorhandensein von Autoantikörpern (ANA, Anti-dsDNA) im Serum und von klinischen Befunden im Sinne einer Autoimmunerkrankung untersucht. Dabei wurde ein erhöhtes Vorkommen von Antinukleären-Antikörpern (ANA) bei Prolaktinompatienten im Vergleich zu Gesunden festgestellt (59 vs. 18%). Allerdings hatte sich nur bei einer Patientin eine Autoimmun-Erkrankung (Sjögren-Syndrom und Hashimoto- Thyreoiditis) manifestiert. Es kann also festgestellt werden, daß Prolaktin allein anscheinend nicht in der Lage ist, die klinische Manifestation von Autoimmunerkrankungen herbeizuführen, obwohl es die Produktion von Autoantikörpern begünstigt. / Prolactin (PRL) is a peptide hormone with immunomodulatory properties. The current work addressed whether PRL is involved in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus (SLE). PRL serum levels were determined in patients with SLE (52 female, 8 male) and healthy controls. 33.3% of the patients showed a mild hyperprolactinemia, whereas healthy controls had exclusively normal levels of PRL in their sera. There was a positive correlation of the SLE disease activity assessed by the ECLAM-score as well as the levels of anti-dsDNA- and anti-cardiolipin antibodies with the respective PRL serum levels. Furthermore, the influence of PRL on peripheral mononuclear cells (PBMC) was examined in vitro by incubation of these cells with PRL for 7 days. PRL (at concentrations of 20 and 100ng/ml) was shown to significantly enhance the IgG production in PBMC from patients with SLE (n=11, mean: 579.3?476.4ng/ml vs mean: 1084?601.3ng/ml, p

Das präoperative Staging ist von eminenter Bedeutung für die Planung einer differenzierten chirurgischen Therapiestragie für gastrointestinale Tumoren. Die endoskopische Sonographie hat sich inzwischen als das Verfahren mit der höchsten Genauigkeit in der lokoregionären Ausbreitungdiagnostik von Tumoren des Ösophagus, Magens, Pankreas und Kolorektums etabliert. Es bestehen jedoch verschiedene Limitationen, die den klinischen Stellenwert der bisher verfügbaren endosonographischen Techniken einschränken. Eine wesentliche Limitation der Endosonographie ist die ungenügende Sensitivität für Fernmetastasen. Ziel dieser Arbeit war es, die Ergebnisse des präoperativen Staging gastroinestinaler Tumoren durch innovative endosonographische Verfahren und die kombinierte laparoskopische Diagnostik mittels Staging-Laparoskopie und laparoskopischer Sonographie zu optimieren. Im Hinblick auf eine Verbesserung der lokoregionären Ausbreitungsdiagnostik wurden verschiedene neue diagnostische und interventionelle endosonographische Techniken entwickelt und klinisch evaluiert. Für die differenzierte Abklärung von Kurabilität und Resektabilität gastrointestinaler Tumoren im Rahmen der Staging-Laparoskopie wurde ein systematischer Untersuchungs-algorhythmus für die kombinierte laparoskopische Diagnostik etabliert. Die Ergebnisse der Staging-Laparoskopie im Vergleich zum konventionellen Staging wurden bei mehr als 600 Patienten prospektiv dokumentiert und der Stellenwert für die chirurgische Therapieplanung analysiert. Die Resultate unserer Untersuchungen demonstrieren, daß das lokoregionäre Staging gastrointestinaler Tumoren durch neue endosonographische Techniken wie die Minisonden-Endsonographie, 3D-Endosonographie und endosonographische Punktionsverfahren weiter verbessert werden kann. Als sensitive Methode für die Diagnostik intraabdomineller Fernmetasen stellt die Laparoskopie eine ideale Ergänzung des lokoregionären endosonographischen Staging dar. Der kombinierte Einsatz dieser minimal invasiven Techniken ermöglicht eine verbesserte präoperative Beurteilung der Resektabilität und Kurabilität gastrointestinaler Tumoren. Hierdurch kann die Planung einer differenzierten chirurgischen Tumortherapie optimiert werden. / Accurate preoperative staging of gastrointestainal tumors is essential for planning of surgical therapy. Endoscopic ultrasound has improved evaluation of locoregional tumor spread significantly. However, there are some technical problems that limit the clinical value of endoscopic ultrasound with currently available techniques. The most important limitations is the insatisfactory sensitivity for metastatic disease. We have developed new technologies for endoscopic ultrasound that can overcome most of the problems encountered with conventional endoscopic ultrasound. Furthermore a staging algorithm including the use of laparoscopy and laparoscopic ultrasound was evaluated to enhance the sensitivity for distant metastases. The results of our studies show that innovative endoscopic techniques, i.e. miniprobe ultrasonography, 3D endoscopic ultrasound and endoscopic ultrasound guided can improve the accuray of endoscopic ultrasound in the staging of gastrointestinal cancers. Laparoscopy and laparoscopic ultrasonography are ideal adjunct to endoscopic ultrasound, because both increase the sensitivity for distant metastases significantly. Combined staging with innovative endoscopic techniques and staging laparoscopy facilitates planning of surgery and multimodal therapy.

Einleitung: Für die Messung der "Narkosetiefe" werden vorwiegend Parameter des Elektroenzephalogramms (EEG) untersucht, welche offenbar keine Aussage zur Unterdrückung von Bewegungen auf Schmerzreize treffen können. Dies ist auch wenig verwunderlich, da Untersuchungen an Tieren die Ausschaltung einer Bewegung auf Schmerzreiz durch Anästhetika auf der spinalen Ebene erwarten lassen. Der spinale H-Reflex, ein elektrisch ausgelöster, monosynaptischer Reflex, wurde bereits zur Überwachung der Unterdrückung von Bewegungen während der Narkose vorgeschlagen. Diese Arbeit diente der vergleichenden Untersuchung der H-Reflex-Amplitude mit EEG-Parametern unter Sevofluran-Narkosen. Es wurden Konzentrations-Wirkungs-Kurven ermittelt, sowie die Eignung als Parameter zur Vorhersage von Bewegungen auf schmerzhafte Reize überprüft. Weiterhin sollte der Effekt des schmerzhaften Reizes auf die H-Reflex-Amplitude selbst aufgeklärt werden. Methodik: Nach Zustimmung der Ethikkommission und schriftlicher Einwilligung wurden 28 Patientinnen in die Studie eingeschlossen. Sie wurden präoperativ untersucht. Nach anfänglicher Vertiefung bis zur Toleranz einer Larynxmaske, wurde die Narkose mit Hilfe der "up-and-down"-Methode auf einen Wert nahe der minimalen alveolären Konzentration (MAC) eingestellt. Nach mindestens 15 Minuten konstanter Konzentration wurde von einem "steady-state" ausgegangen und am volaren Unterarm ein elektrisch ausgelöster Schmerzreiz (Tetanus-Reiz, 60 mA) appliziert. Für die Ermittlung der Konzentrations-Wirkungs-Kurve diente ein pharmakokinetisch-pharmadynamisches Modell, welches auf einem sigmoidalen Emax-Modell beruht. Die Eignung eine Bewegung vorherzusagen wurde anhand der "Prediction Probability" (PK-Wert) überprüft. Ergebnisse: Bei 14 Patientinnen konnte der H-Reflex kontinuierlich über die gesamte Messperiode ausgelöst werden. Die Wachwerte betrugen für die H-Reflex-Amplituden 6,5 (+/- 4,1 SD) mV. Sevofluran unterdrückt die H-Reflex-Amplituden konzentrationsabhängig. Die Unterdrückung konnte gut durch das sigmoidale Modell dargestellt werden (Median - r^2 = 0,96). Die Unterdrückung der H-Reflex-Amplitude unterliegt einer signifikant steileren Konzentrations-Wirkungs-Beziehung als die der EEG-Parameter spektrale Eckfrequenz 95 (SEF95) und bispektraler Index (BIS). Die H-Reflex-Amplitude konnte Bewegungen auf einen Schmerzreiz mit einer PK von 0,74 vorhersagen, während mittels der EEG-Parameter SEF95 und BIS lediglich zufällige Aussagen bezüglich stattfindender Bewegungen getroffen werden können. Der Schmerzreiz veränderte die H-Reflex-Amplitude, das spontane frontale Elektromyogramm und die Herzfrequenz, nicht jedoch die kortikal abgeleiteten Parameter BIS und SEF95. Schlussfolgerung: Aus dieser Arbeit ergeben sich Hinweise, dass die Unterdrückung von Bewegungen auf schmerzhafte Reize und die Unterdrückung der H-Reflex-Amplitude durch Sevofluran eng verknüpft sind. Auch wenn kein kausaler Zusammenhang besteht, so würde dies die hohe Vorhersagekraft der H-Reflex-Amplituden für Bewegungen auf Schmerzreiz erklären. Sie ist zur Überwachung der Unterdrückung von groben gezielten Bewegungen während einer Narkose geeignet. Mittels H-Reflex-Amplituden können Aktivierungen des Rückenmarkes registriert werden, welche auf kortikaler Ebene nicht sichtbar werden. Zukünftige auf dem H-Reflex basierende Studien können weitere Einsichten in die Mechanismen der Anästhesie liefern und behilflich an der Erarbeitung von Richtlinien zur optimalen Medikamentendosierung sein. / Introduction: The measurement of "depth of anesthesia" is mostly done by parameters of the electroencephalogram (EEG), which can not make a statement about the suppression of movement due to painful stimulation. This is not surprising, looking at recent animal studies that assume the anesthetic induced unresponsiveness to noxious stimulation at the side of the spinal cord. The spinal H-reflex, an electric induced, monosynaptical reflex has been proposed to monitor the suppression of movements during anesthesia. This dissertation shows a comparative examination of the H-reflex-amplitude and parameters of the EEG under anesthesia with sevoflurane. Concentration-response functions have been determined, the prediction of movement to painful stimulation has been tested. Also the effect of the painful stimulus itself on the H-reflex-amplitude has been discovered. Methods: After approval of the institutional review board and informed consent were obtained, 28 patients were included into this study. The examination has been done prior to surgery. After induction of anesthesia until a laryngeal mask was tolerated, sevoflurane was decreased to a level close to minimum alveolar concentration (MAC) using the "up-and-down" method. After at least 15 minutes of constant sevoflurane concentration a "steady-state" was assumed and a painful electrical stimulation (tetanic stimulus of 60mA) was applied. The concentration-response functions were determined using pharmacokinetic and pharmacodynamic modeling, based on a sigmoid Emax model. To estimate and compare the predictive value of the parameters, prediction probability Pk was calculated. Results: On 14 patients the H-reflex could been measured continuously throughout the study period. At awake level, H-reflexes had a mean amplitude of 6,5 (+/- 4,1 SD) mV. Sevoflurane depresses the H-reflex-amplitude in a concentration dependent way, which was well modeled by the sigmoid Emax model (median r^2 = 0,96). The depression of the H-reflex-amplitude underlies a significant steeper concentration-response function as the EEG-parameters spectral edge frequency (SEF95) and bispectral index (BIS). H-reflex-amplitude could predict movement on to painful stimulation with a Pk value of 0,74, whereas EEG-parameters could only make statements, concering upcoming movements, by chance. The painful stimulation changed H-reflex-amplitude, frontal recorded electromyogram and heart-frequency but not the cortical recorded parameters BIS and SEF95. Conclusions: Results indicate that the suppression of movement and the suppression of the H-reflex-amplitude caused by sevoflurane are close connected. Although it does not imply a causual connection, it would explain the high predictive value of the H-reflex-amplitude for motor responses to noxious stimuli. H-reflex-amplitude can be used to monitor the suppression of gross purposeful movements during sevoflurane anesthesia. Using H-reflex-amplitude spinal activation can be registered, which are not seen on cortical level. Coming up studies based on the H-reflex can help to get more insights into the mechanisms of anesthesia and help to develop guidelines for optimal drug dosing.

Die mittlere Höhe des arteriellen Blutdruckes (AP) ist von zentraler Bedeutung für das kardiovaskuläre Risiko Hochdruckkranker. Zusätzlich zeigen neuere Untersuchungen, daß Änderungen der Blutdruckdynamik eine wichtige Rolle in der Entwicklung hypertonieassoziierten Endorganschäden zukommt. Die Blutdruckvariabilität scheint in diesem Zusammenhang sogar einen eigenständigen Risikofaktor zu bilden. Der Einfluß kurzfristiger Blutdruckschwankungen auf zentrale Mechanismen der Langzeitblutdruckregulation, wie beispielsweise die renale Elimination von Natrium und Wasser, ist weitgehend unbekannt. Unsere Untersuchungen zeigen, daß schnelle Blutdruckschwankungen (BPO) kaum von der renalen Autoregulation der Durchblutung (RBF) unterdrückt werden können und zu Oszillation im Harnzeitvolumen führen. Es ist daher wahrscheinlich, daß BPO intrarenale System der Blutdruckregulation (wie beispielsweise das Renin-Angiotensin-System oder die schubspannungsabhängige Freisetzung von Stickoxid) modulieren können. Um diese Hypothese zu testen wurde der Einfluß von 0,1Hz BPO auf die Entwicklung eines renovaskulären Hypertonus untersucht. BPO um 85mmHg senkten signifikant die Plasmareninaktivität, erhöhten die tägliche Ausscheidung von Wasser, Natrium und Kalium und induzierten einen transienten Anstieg der Nitratspiegel im Urin wobei eine deutliche Senkung des arteriellen Blutdruckes beobachtet wurde. / The average level of arterial blood pressure (AP) is a major determinant of future cardiovascular complications in hypertension. In addition, recent investigations demonstrate that the dynamic properties of BP are of significant importance for the development of hypertension - related end organ damage in patients. Thus, hypertension - related changes in blood pressure dynamics seem to establish an independent risk factor for cardiovascular complications. Little is known regarding the influence of such short - term changes in AP on kidney function, a crucial control element for long - term AP regulation. Our investigations show that fast blood pressure oscillations (BPO) are not effectively buffered by renal blood flow autoregulation and induce oscillations in urine flow. It seems, therefore, likely that AP fluctuations can modulate intrarenally located systems involved in blood pressure regulation (e.g., renin release or shear stress dependent release of endothelium derived nitric oxide). To test this hypothesis we investigated the impact of induced BPO with a frequency of 0.1Hz on the onset of renovascular hypertension. BPO around 85mmHg significantly decreased plasma renin activity, enhanced 24h fluid, sodium and potassium excretion, and induced a transient increase in urinary nitrate excretion, thereby, attenuating renovascular hypertension.

In der Folge eines Status epilepticus entwickelt sich häufig eine chronische Epilepsie. In der vorliegenden Dissertation wurde die Fragestellung bearbeitet, ob ein Inhibitionsverlust im Gyrus dentatus Grundlage der Epileptogenese nach Status epilepticus ist. Ein selbst-erhaltender Status epilepticus (SSSE) wurde an erwachsenen Ratten durch elektrische Stimulation ausgelöst. Das Auftreten spontaner epileptischer Anfälle wurde im Verlauf von acht Wochen nach Status epilepticus zu drei Zeitpunkten (1, 4 und 8 Wochen) mittels Videoüberwachung erfasst. Zu denselben Zeitpunkten und vor Status epilepticus wurden elektrophysiologische Messungen im Gyrus dentatus durchgeführt. Die Aktivität der Prinzipalzellen des Gyrus dentatus unterliegt unter physiologischen Bedingungen einer ausgeprägten inhibitorischen Kontrolle. Durch Analyse von Doppelreizantworten wurden Veränderungen der Inhibition in dieser für die Epileptogenese relevanten Hirnstruktur beurteilt. Im Verlauf von acht Wochen nach SSSE entwickelte sich bei einem Großteil der Versuchstiere eine chronische Epilepsie. Zum spätesten Beobachtungszeitpunkt traten rekurrente spontane epileptische Anfälle bei 80 Prozent der Tiere auf. Die Inhibition im Gyrus dentatus war eine Woche nach Status epilepticus signifikant reduziert. Vier und acht Wochen nach SSSE zeigte sich eine zunehmende Wiederannäherung an die vor dem Status epilepticus erhobenen Messwerte, so dass von einem transienten Inhibitionsverlust im Gyrus dentatus nach Status epilepticus gesprochen werden kann. Zusammenfassend konnte in der Dissertation gezeigt werden, dass sich in der Folge eines Status epilepticus bei der Mehrzahl der Tiere eine chronische Epilepsie entwickelt. Der Inhibitionsverlust im Gyrus dentatus war zu einem Zeitpunkt am größten, da noch keine spontanen epileptischen Anfälle auftraten. Als sich bei den meisten Tieren eine chronische Epilepsie entwickelt hatte, war die Inhibition komplett wiederhergestellt. Daher ist ein Inhibitionsverlust im Gyrus dentatus nach einem Status epilepticus nicht der führende pathophysiologische Mechanismus für die Entwicklung einer chronischen Epilepsie. / Development of chronic epilepsy as a consequence of status epilepticus is a frequent clinical observation. The aim of this work was to test the hypothesis that epileptogenesis after status epilepticus depends on a loss of inhibitory function in the dentate gyrus. A self-sustaining status epilepticus (SSSE) was induced in rats by continuous electrical stimulation of the perforant path. The occurrence of spontaneous epileptic seizures was assessed by video monitoring 1, 4 and 8 weeks after SSSE. At the same time points and directly before SSSE, inhibition in the dentate gyrus was measured using a paired pulse paradigm. In this region, excitability of principal cells is under physiological conditions effectively controlled by the activity of inhibitory interneurons. In addition, the dentate gyrus is relevant for the process of epileptogenesis due to anatomical properties. In the time course after SSSE, the fraction of animals showing spontaneous epileptic seizures increased steadily reaching 80 % after eight weeks. One week after SSSE, inhibition in the dentate gyrus was significantly reduced. This loss proved to be transient, as inhibition recovered after 4 weeks and reached pre-status values after 8 weeks. In conclusion, the majority of animals developed chronic epilepsy as a consequence of status epilepticus. Loss of inhibition in the dentate gyrus was maximal while spontaneous seizures had not yet developed. Inhibition was normalized when most animals had become epileptic. Thus, loss of inhibition in the dentate gyrus following status epilepticus is not a decisive mechanism in the emergence of spontaneous seizures.

Shigellen sind die Erreger der bakteriellen Ruhr beim Menschen, ihrem einzigen bisher bekannten Wirt. Ein wesentlicher Virulenzfaktor von Shigellen ist ihre Fähigkeit, in Epithelzellen des Intestinaltraktes einzudringen. Dabei induziert Shigella in der Wirtszelle Zytoskelettrearrangements, die zur Ausbildung einer blütenartigen Membranstruktur um das Bakterium herum führen, die schließlich über dem eindringenden Bakterium konfluiert und damit den Mikroorganismus internalisiert. Die Zytoskelettveränderungen sind essenziell für den Internalisierungsmechanismus und werden von der kleinen GTPase Rho gesteuert, wobei die Rho-Aktivität zeitlich und räumlich streng reguliert wird, um eine überschießende Bildung von F-Aktin auf Kosten des zellulären G-Aktin-pools zu verhindern. Myr5, ein atypisches Myosin der Klasse IX, ist das erste beschriebene Myosin mit einem Rho inaktivierenden GAP-Modul. Deshalb vermuteten wir, dass der Rho-Antagonist Myr5 während der Shigelleninvasion funktionell von Bedeutung sein könnte. Wir konnten zeigen, dass Myr5 bei der Shigelleninvasion in die zellulären Protrusionen rekrutiert wird. Dort kolokalisierte Myr5 mit F-Aktin und den Rho-Isoformen B und C, nicht jedoch mit RhoA. Die Rekrutierung von Myr5 in die Invasionszone erfolgte unabhängig von der Myosin-Kopf- und der GAP-Funktion. Die Resultate funktioneller quantitativer Untersuchungen zu einer möglichen Rolle während der bakteriellen Invasion sind kompatibel mit der Hypothese, dass sowohl die GAP-Funktion als auch die Myosin-Kopf-Funktion von Myr5 während unterschiedlicher Phasen der Shigelleninvasion von Bedeutung sind. / Shigella causes bacillary dysentery in humans, the only known host. A major feature of its pathogenic potential is the capacity to invade intestinal epithelial cells. Shigella entry into epithelial cells is considered a parasite induced internalization process requiring cytoskeletal rearrangements. Shigella induces a blossom-like membrane structure consisting of membrane sheaths that coalesce above and thus internalize the invasive microorganism. Cytoskeletal remodeling is an essential part of the entry process and is regulated by the small GTPase rho. Temporal and special regulation of rho activity is important to prevent excessive generation of F-actin in depense of the cellular G-actin pool. The class IX myosin myr5 is characterized by a GTPase activating protein (GAP)-module in the tail region. The GAP-module of myr5 is able to inactivate rho. We therefore hypothesized a potential role of myr5 in the regulation of rho activity during Shigella entry into epithelial cells. We could show that myr5 is recruited into bacterial entry spot. Myr5 colocalized with F-actin, rhoB and rhoC but not rhoA. Shigella-induced recruitment of myr5 did not require a functional myosin head or GAP-domain. The results of quantitative functional studies of a potential role of myr5 during bacterial entry suggest a dual role of the myosin head function and the GAP module of myr5 during different steps of the internalization process.

Die Arbeit untersucht die Akute Phase Reaktion nach erfolgreicher kardiopulmonaler Reanimation. Untersuchungsgegenstand war der Verlauf unterschiedlicher Akute Phase Proteine und Procalcitonin in Abhängigkeit von verschiedenen klinischen Parametern. Ebenso wurde das Verhalten der Akute Phase Proteine bei gesunden Probanden unter kontrollierter systemischer Hypoxie untersucht, da die Hypoxie als Auslöser der Akute Phase Reaktion diskutiert wird. Außerdem wurde betrachtet, welche Parameter sich für die Diagnose einer nach der Reanimation auftretenden Ventilator-assoziierten Pneumonie eignen. In die Untersuchung wurden 33 reanimierte Patienten eingeschlossen sowie 7 Probanden, die sich freiwillig einer hypobaren Hypoxie ausgesetzt hatten. Die wesentlichen Resultate sind: 1) Die untersuchten Akute Phase Proteine verhalten sich nach kardiopulmonaler Reanimation wie dies in der Literatur für andere Genesen beschrieben ist. Das Procalcitonin zeigt gewisse Charakteristika eines Akute Phase Proteins, wobei die Daten eine abschließende Beurteilung nicht ermöglichen. 2) Die Konzentrationsänderungen der Akute Phase Proteine treten bei allen Patienten unabhängig von ihrem Krankheitsverlauf auf. Schlussfolgerung ist, dass nach kardiopulmonaler Reanimation unabhängig von der Ursache regelmäßig eine Akute Phase Reaktion auftritt. 3) Die Probanden zeigten unter hypobarer Hypoxie keine Akute Phase Reaktion, obwohl ein Anstieg der Erythropoetin-Konzentration eine Aktivierung der sauerstoffabhängigen Genexpression anzeigte. Der Sauerstoffmangel reicht deshalb zur Erklärung der Akute Phase Reaktion als alleinige Ursache nicht aus. 4) Der Verlauf der untersuchten Akute Phase Parameter bleibt von einer Ventilator-assoziierten Pneumonie als Komplikation unbeeinflusst. Das Procalcitonin zeigte hingegen bereits frühzeitig im Verlauf deutliche Unterschiede zwischen Patienten mit und ohne Ventilator-assoziierte Pneumonie. / The thesis paper studies the acute phase reaction after successful cardiopulmonary resuscitation. Focus were different acute phase proteins as well as procalcitonin in relation to different clinical parameters. Also the course of these acute phase proteins during hypobaric hypoxia in volunteers was studied, because hyoxia is being discussed as a potential cause of the acute phase reaction. Additionally it was determined, which parameters are suitable to diagnose a ventilator-associated pneumonia after resuscitation. The study included 33 resuscitated patients as well as 7 volunteers undergoing a hypobaric hypoxia. The main results are: 1) The acute phase proteins studied behave after cardiopulmonary resuscitation as described in the literature for other causes. Procalcitonin show certain aspects of an acute phase protein, however, the data do not permit a final judgment. 2) The changes in concentration of the acute phase proteins take place in all patients regardless of the case history. It can be concluded that after cardiopulmonary resuscitation always an acute phase reaction occurs. 3) The volunteers undergoing hypobaric hypoxia showed no acute phase reaction, even though a rise in erythropoetin concentration indicated an oxygen-dependent gene expression. The hypoxia alone therefore is not a sufficient explanation for the development of the acute phase reaction. 4) The course of the acute phase proteins studied is not influenced by a ventilator-associated pneumonia as complication. The course of procalcitonin, however, shows early significant differences between patients with and without ventilator-associated pneumonia.