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Mycoplasma pneumoniae ist ein parasitär lebendes Bakterium, das eine atypische Pneumonie beim Menschen verursacht. Aufgrund seiner geringen Genomgröße besitzt dieser Organismus einen eingeschränkten Metabolismus sowie eine limitierte Zahl an Pathogenitätsfaktoren. Dennoch ist dieser Mikroorganismus perfekt an seinen Wirt angepasst und es war zu vermuten, dass neben dem komplexen Adhäsionsapparat von M. pneumoniae auch glykolytische Enzyme eine Rolle bei der Interaktion mit humanen Zellen spielen. Diese Enzyme sind maßgeblich bei intrazellulär ablaufenden Stoffwechselprozessen beteiligt. Es wurde jedoch bereits bei anderen Bakterien gezeigt, dass glykolytische Enzyme ebenfalls auf der Bakterienoberfläche zu finden sind und dort mit Komponenten der extrazellulären Matrix des Wirtes interagieren können. Dieser Vorgang trägt offensichtlich zur erfolgreichen Kolonisation des Wirtes bei. Ziel dieser Arbeit war es, alle glykolytischen Enzyme von M. pneumoniae hinsichtlich ihrer Lokalisierung zu beschreiben und Teilaspekte ihrer Funktion in der Interaktion mit Wirtskomponenten zu analysieren. Die glykolytischen Enzyme wurden rekombinant produziert und für die Herstellung von monospezifischen polyklonalen Antikörpern verwendet. Die Lokalisation der Enzyme wurde durch Nachweis in der Membran- und Zytosolfraktion des M. pneumoniae Gesamtantigens untersucht. Mittels Immunfluoreszenz, Colony Blot und Protease-Verdau intakter Bakterienzellen wurde bestätigt, dass acht (Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase, Lactatdehydrogenase, Transketolase, Pyruvatdehydrogenase, Phosphoglyceratmutase und Pyruvatdehydrogenase Untereinheiten A-C) der 19 glykolytischen Enzyme mit der Bakterienoberfläche assoziiert vorkommen. Die Untersuchung von Mutanten ergab, dass die Lokalisation der Enzyme nicht an das Vorkommen der für die Anheftung der Bakterien an Zielstrukturen wesentlichen Adhäsine wie die Proteine P1, P40 und P90 sowie das Oberflächenprotein P01, gekoppelt ist. Jedoch sind sowohl intakte Zellen von M. pneumoniae als auch die oberflächenlokalisierten glykolytischen Enzyme in der Lage, an verschiedene humane Zellen zu binden. Eine Analyse der nachweisbaren Proteine auf der Oberfläche der Zellen führte zur Auswahl von sechs humanen Proteinen für weiterführende Studien: Plasminogen, Vitronektin, Fibronektin, Fibrinogen, Laminin und Laktoferrin. Mittels ELISA wurde eine konzentrationsabhängige Bindung der oberflächenassoziierten Enzyme von M. pneumoniae mit Wirtsproteinen festgestellt, die hinsichtlich der Intensität jedoch Unterschiede aufwies. So konnten ausgeprägte Interaktionen aller Enzyme mit humanem Plasminogen und Vitronektin nachgewiesen werden. Die Bindung von Fibronektin und Laktoferrin ist dagegen nur für einen Teil der glykolytischen Enzyme zu bestätigen. Die Untersuchung verschiedener Einflussfaktoren ergab, dass alle Bindungen zwischen glykolytischen Enzymen und humanen Proteinen spezifisch durch die entsprechenden Antiseren gehemmt werden und dass der Großteil der Interaktionen ionischen Wechselwirkungen unterliegt. Die Bindung zu Plasminogen basiert überwiegend auf Lysin-Resten. Untersuchungen, ob sich die glykolytischen Enzyme gegenseitig in der Bindung zu Wirtsfaktoren beeinflussen, ergab ein komplexes Muster, das hinsichtlich Plasminogen, Fibronektin und Laminin für eine Überlagerung der für die Interaktion maßgeblichen Proteinbereiche spricht. Die Untersuchung einer möglichen Aktivierung von inaktivem Plasminogen zu proteolytisch aktivem Plasmin ergab, dass in Gegenwart aller oberflächenlokalisierten glykolytischen Enzyme von M. pneumoniae Plasmin gebildet wird. Es wurden jedoch Unterschiede im Aktivierungspotenzial nachgewiesen. Die Pyruvatdehydrogenase Untereinheit B zeigte die höchste, die Pyruvatdehydrogenase Untereinheit C die geringste Plasminproduktion. Die Verwendung des gewebespezifischen Plasminogenaktivators führte zu einer höheren Aktivierung als der Urokinase-Typ Plasminogenaktivator. Die Variabilität der Plasminproduktion kann mit der unterschiedlichen Bindungsaffinität der glykolytischen Enzyme zu Plasminogen begründet werden. So besitzt die Pyruvatdehydrogenase Untereinheit B im Vergleich mit der Pyruvatdehydrogenase Untereinheit C ein höheres Bindepotenzial, das sich in der gemessenen Aktivierung widerspiegelt. Die Bildung von Plasmin kann zum Abbau verschiedener extrazellulärer Matrix-Proteine führen. Diese Prozesse sind physiologisch, z. B. in der Fibrinolyse, von Bedeutung. Während in Gegenwart der glykolytischen Enzyme die humanen Proteine Laktoferrin, Laminin und Fibronektin nicht abgebaut wurde, konnte Fibrinogen in Gegenwart der Pyruvatdehydrogenase Untereinheit B bzw. der Phosphoglyceratmutase und Vitronektin durch alle glykolytischen Enzyme (bis auf die Pyruvatdehydrogenase Untereinheit C) degradiert werden. Mit der erstmals durchgeführten Analyse aller glykolytischen Enzyme eines Mikroorganismus hinsichtlich ihrer Lokalisation und der Bindung zu Komponenten der humanen extrazellulären Matrix wurde ein komplexes Netzwerk an Wirt-Erreger-Interaktionen nachgewiesen.

Fragestellung/Hintergrund: In den letzten Jahren hat die Wassergeburt eine weite Verbreitung gefunden. Die Geburt eines Kindes ist als 'life-event' (Kentenich) im Leben werdender Eltern zunehmend ins Bewusstsein gerückt. So soll nach den Forderungen der Eltern in möglichst häuslicher Umgebung mit Freiraum für eigene Gestaltung das Spektrum medizinisch-technischer Möglichkeiten im Bedarfsfall verfügbar sein. Um Zufriedenheit mit dem Geburtserlebnis zu erreichen, müssen die an eine Geburtsklinik gestellten Erwartungen erfüllt werden. So ist es unser Anliegen, eine Geburtshilfe anzubieten, welche auch als psychosomatisch verstandene Geburtshilfe die Zufriedenheit der Eltern zum Ziel hat. Methode: Die vorliegende Untersuchung ist eine Fall-Kontrollstudie, in der die Geburtsmodi Wassergeburt und Bettgeburt auf drei Aspekte hin untersucht wurden: Daten des Fetal Outcome, mütterliche geburtshilfliche Parameter sowie Daten zum Geburtserlebnis, der Geburtsvorbereitung, der Assoziation zum Thema Wassergeburt und soziodemographische Variablen. Anhand des letzten Aspektes wurde untersucht, ob ein Zusammenhang besteht zwischen dem Geburtsmodus und der Zufriedenheit mit dem Geburtserlebnis. Weiterhin wurde die mikrobiologische Kontamination des Badewassers untersucht. Ergebnisse: Die Kollektive unterschieden sich nicht hinsichtlich Parität, Schwangerschaftswoche und mütterlichem Alter. Bezüglich der mütterlichen geburtshilflichen Parameter und des Fetal Outcome ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Der Entschluss zur Wassergeburt wird von den meisten Frauen (59%) spontan im Kreißsaal getroffen. Das Geburtserlebnis wird von den Frauen der Fallgruppe signifikant besser beurteilt. Es traten keine Neugeboreneninfektionen auf, die durch Keime des Badewassers verursacht wurden. Schlussfolgerung: Die Wassergeburt ist unter Berücksichtigung von Ausschlusskriterien ein sicherer Geburtsmodus für Mutter und Neugeborenes. Die Möglichkeit für die Gebärende, sich spontan für diesen Geburtsmodus zu entscheiden, geht mit einer positiven Bewertung des Geburtserlebnisses einher. Somit ist die Wassergeburt ein sinnvolles Angebot an die Gebärende vor dem Hintergrund der an die Geburtshilfe gestellten Erwartungen. / Objectives: In recent years water birth has obtained much acceptance. Childbirth has more and more taken on the quality of a life event (Kentenich) in the consciousness of expectant parents. While parents want it to take place in a personal and homely atmosphere they whish at the same time to have the security of medical facilities. Parents will be satisfied with the experience of childbirth if their expectations towards obstetrics are fulfilled. Methodology: This study is based on a case-control trial in which water birth and conventional birth in bed have been compared in respect of the following data: fetal outcome, maternal obstetrical parameters, birth event, pre-birth preparation, association regarding the subject of water birth and sociodemographical variables. It has been examined whether there is a correlation between the mode of birth and the satisfaction with the birth event. Furthermore microbiological contamination of bath water after water birth was examined. Results: The two collectives are equal concerning parity, gestational age and maternal age. They have shown no significant differences concerning maternal obstetrical parameters and fetal outcome. The majority of women (59%) make decision for water birth spontaneously in the delivery room. Women in case group have shown a significantly greater satisfaction with birth event. There were no infections in neonates by germs from bath water. Conclusion: With the exclusion of risk-groups water birth is a safe mode of delivery. The possibility for the birth attendants to opt for a mode of birth spontaneously correlates with a positive assessment of birth event. In our opinion water birth is a commendable alternative fulfilling expectations of parents towards modern obstetrics.

Biotechnological processes are distinguished from classical chemistry by employing bio-molecules or whole cells as the catalytic element, providing unique reaction mechanisms with unsurpassed specificity. Whole cells are the most versatile \'factories\' for natural or non-natural products, however, the conversion of e.g. hydrophobic substrates can quickly become cytotoxic. One host organism with the potential to handle such conditions is the gram-negative bacterium Pseudomonas putida, which distinguishes itself by solvent tolerance, metabolic flexibility, and genetic amenability. However, whole cell bioconversions are highly complex processes. A typical bottleneck compared to classical chemistry is lower yield and reproducibility owing to cell-to-cell variability. The intention of this work was therefore to characterize a model producer strain of P. putida KT2440 on the single cell level to identify non-productive or impaired subpopulations. Flow cytometry was used in this work to discriminate subpopulations regarding DNA content or productivity, and further mass spectrometry or digital PCR was employed to reveal differences in protein composition or plasmid copy number. Remarkably, productivity of the population was generally bimodally distributed comprising low and highly producing cells. When these two subpopulations were analyzed by mass spectrometry, only few metabolic changes but fundamental differences in stress related proteins were found. As the source for heterogeneity remained elusive, it was hypothesized that cell cycle state may be related to production capacity of the cells. However, subpopulations of one, two, or higher fold DNA content were virtually identical providing no clear hints for regulatory differences. On the quest for heterogeneity the loss of genetic information came into focus. A new work flow using digital PCR was created to determine the absolute number of DNA copies per cell and, finally, lack of expression could be attributed to loss of plasmid in non-producing cells. The average plasmid copy number was shown to be much lower than expected (1 instead of 10-20). In conclusion, this work established techniques for the quantification of proteins and DNA in sorted subpopulations, and by these means provided a highly detailed picture of heterogeneity in a microbial population.

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